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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS – UFG CAMPUS CATALÃO – CAC CURSO DE ENGENHARIA DE MINAS TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO IVACY FONSECA DE BRITO JUNIOR BARRAGEM DE REJEITO: ASPECTOS TÉCNICOS, LEGAIS E SEGURANÇA CATALÃO- GO MARÇO/ 2016 IVACY FONSECA DE BRITO JUNIOR BARRAGEM DE REJEITO: ASPECTOS TÉCNICOS, LEGAIS E SEGURANÇA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenhar ia de Minas da Universidade Federal de Goiás – UFG, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia de Minas. Orientador: Prof. Renato de Paula Araújo Coorientador: Prof. Raphael Tomáz CATALÃO-GO MARÇO/2016 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Brito, Ivacy Fonseca e Barragem de Rejeito: Aspectos Técnicos, Legais e Segurança [manuscrito] / Ivacy Fonseca de Brito Jr. - 2016. 68 f. : il., figs., tabs. Orientador: Prof. Renato de Paulo Araújo: Coorientador: Prof. Ms. Raphael Tomaz. Monografia (Graduação) – Universidade Federal de Goiás, Campus Catalão, Curso de Engenharia de Minas, 2016. Bibliografia. Inclui lista de tabelas e figuras. 1. Métodos de alteamento. 2.Aspectos técnicos. 3. Legislação. 4. Plano emergencial. IVACY FONSECA DE BRITO JUNIOR BARRAGEM DE REJEITO: ASPECTOS TECNICOS, LEGAIS E SEGURANÇA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Federal de Goiás – UFG, como requisito parcial para obtenção do grau de bacharel em Engenharia de Minas. BANCA EXAMINADORA _________________________________________ Prof. Renato de Paula Araújo Universidade Federal de Goiás – UFG _________________________________________ Prof. Alcides Eloy Nunes Universidade Federal de Goiás - UFG ________________________________________ Prof. Rita de Cássia Pedrosa Santos Universidade Federal de Goiás - UFG ________________________________________ Prof. Raphael Tomaz Universidade Federal de Goiás – UFG Aprovado em ___/___/___ AGRADECIMENTO Agradeço primeiramente a Deus pelo dom da dadiva da vida e me propiciar ter uma vida maravilhosa repleto de paz, força para querer vencer e realizações pessoais. Aos meus pais, Ivacy Fonseca de Brito e Izilda Palmira Silva Fonseca, complementando com minhas irmãs Thalita Silva Fonseca e Thaysa Silva Fonseca, que sempre me apoiaram e deram suporte para pleitear as oportunidades que a vida me deu, com muita força, trabalho e humildade me ensinou ser um homem honesto, altruísta, humilde e temente a Deus. Sendo minha base para qualquer escolhe, difíceis ou fáceis na minha vida, sempre estando ao meu lado, sendo assim não possuo palavra para agradeço tudo isso. Aos meus amigos e companheiros (amigos) de republica em especial a Rep. Alambique que me ensinou o poder da divisão, com gesto simples e honrado me mostrou amizade sincera que vou levar para o resto da vida. Nesses momentos de confraternização puder formar uma segunda “ família” repleto de pessoas que só acrescentaram em minha conduta pessoal, tanto no lado bom, como exemplo a ser seguindo como no lado ruim, exemplo á não se seguido. Tive um amadurecimento e conhecimento imensurável, graças ao estudo que a Universidade nos propicia, sendo reflexos de muito estudo, perseverança, dificuldades, companheirismo e amizade. A minha namorada Isabella Cavasini, por ter paciência e amor, nos momentos difíceis e solidão que tive que passar ao longo do curso. Sempre suprindo essas lacunas, com seu amor e carinho. Devo esse gesto de gratidão e amor a ela, sendo assim essa vitória também e dela. Quero agradecer aos professores pela sua destreza de passar o seu conhecimento para nós alunos. Apesar da dificuldade de cada um, conseguimos absorver o máximo de conhecimento, que é um processo continue e incansável. Agradecer meu Orientador Renato de Paula, pelo seu empenho e amizade que me passou ao longo desse trabalho de conclusão de curso. E aos demais componente da banca por aceitar e compor essa banca, composta de profissionais excelentes e bem treinados. Chegamos ao fim de um ciclo que se finaliza, vencemos, mas não terminamos essa jornada da vida. Iniciaremos outros ciclos, com certeza mais forte e determinado a vencer, com uma base mais forte e solida, graças ao primeiro passo que demos nesse ciclo que se finaliza. Que Deus continue nos abençoando e nos propiciando sempre esses momentos de lutas, mas no final, um gostinho de vitória. “Quem julga ser alguma coisa, não sendo nada, está enganando a si mesmo. Que cada um teste seu próprio trabalho e nele encontre motivos para se vangloriar, sem precisar se comparar com ninguém. Cada um tem seu próprio fardo para carregar”. Gálatas 6, 3-5 Resumo Na maioria das vezes o processo de construção de barragem de rejeito e feito de forma mal projetada ou construída de forma irregular causando catástrofes ambientais e sociais em sua localidade. Esse trabalho expõe os métodos de construção e implantação de uma barragem. Apresentando os aspectos técnicos legais, junto com as leis que regulamenta e fiscaliza o empreendimento, mostrando os principais riscos que causa uma má construção. E por último apresenta um plano emergencial que condiz com o rompimento de uma barragem, diminuído assim os riscos da população e desastre ambientais. Apresentando assim um gerenciamento de contenção de rejeito eficaz com o máximo de segurança na execução do seu projeto. Palavra-chave: Segurança; barragem de rejeito; aspectos técnicos e legais. ABSTRACT Most of the time the tailings dam construction process and made of poorly designed or built so erratically causing environmental disasters and partners in your locality. This work presents the best method of construction and implementation of a dam. Introducing the legal technicalities, along with laws that regulates and supervises the project, showing the main risks that cause a bad construction. Finally presents an emergency plan that is consistent with the breaking of a dam, thus decreasing the risk of population and environmental disaster. thus presenting an effective waste containment management with maximum security in the execution of your project. Keyword: tailings dam safety, technical and legal aspects of tailings dams, legisla t ion in tailings dams. Lista de Figuras Figura 1: Desenho esquemático de uma barragem de rejeito ......................... 21 Figura 2: Método de alteamento a montante.................................................... 22 Figura 3 Método de alteamento a jusante......................................................... 24 Figura 4: Método linha de centro ..................................................................... 26 Figura 5: Métodos comparativos....................................................................... 26 Figura 6: Relação entre Pr(%) e Índice de confiabilidade(β).......................... 31 Figura 7: Controle de percolação ..................................................................... 33 Figura 8: Marcos superficiais ........................................................................... 34 Figura 9: Marcos superficiais ........................................................................... 35 Figura 10: Piezômetro ......................................................................................36 Figura 11: Modelo e equipamento de piezômetro ............................................ 36 Figura 12: Régua de nível ................................................................................. 37 Figura 13: Tabela de inspeção .......................................................................... 41 Figura 14: Inspeção de trincas.......................................................................... 42 Figura 15: Inspeção de tubulações ................................................................... 42 Figura 16: Inspeção do Talude ......................................................................... 43 Figura 17: Inspeção da geomembrana ............................................................. 43 Figura 18: Numero de empreendedores e seu uso no Brasil ........................... 50 Figura 19: Mapa de inundação ......................................................................... 60 Lista de Quadro Quadro 1: Relação entre Produto e Rejeito ..................................................... 19 SUMÁRIO Resumo ................................................................................................................. 8 1 Introdução ................................................................................................... 14 2 Objetivo ....................................................................................................... 15 2.1 Objetivo Geral ..................................................................................... 15 2.2 Objetivos Específicos .......................................................................... 15 3 Justificativa ................................................................................................. 16 4 Revisão Bibliográfica.................................................................................. 17 4.1 Recursos Minerais ............................................................................... 17 4.2 Rejeito na Mineração.......................................................................... 18 4.3 Barragem de Rejeito ........................................................................... 20 4.4 Método de Alteamento à Montante ................................................... 21 4.5 Método de Alteamento à Jusante....................................................... 23 4.6 Método da linha de centro.................................................................. 25 4.7 Aspectos Técnicos e Legais................................................................. 27 4.7.1 Planejamento e Projeto Executivo da Barragem de Rejeito ..... 27 4.7.2 Critérios para Escolha da Localização........................................ 28 4.7.3 Fator de Segurança e Analise de Estabilidade............................ 29 4.7.4 Estudos de Ensaios Técnicos ........................................................ 31 4.7.5 Controle de Percolação ................................................................. 32 4.8 Monitoramento, Supervisão e Inspeção de Barragem de Rejeito .. 33 4.8.1 Marcos Superficiais ....................................................................... 34 4.8.2 Piezômetros .................................................................................... 35 4.8.3 Régua .............................................................................................. 37 4.8.4 Inspeção .......................................................................................... 38 4.9 Legislação Técnicas de Barragem ..................................................... 44 4.9.1 Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB), Lei 12.334/2010 46 4.9.2 Características da Barragem para Enquadramento na Lei 12.334/10 47 4.9.3 Instrumento da Lei 12.334/2010................................................... 48 4.9.4 Órgãos Fiscalizadores de Segurança de Barragens ................... 50 4.9.5 Responsabilidade dos Órgãos Fiscalizadores ............................. 51 4.9.6 Responsabilidades da ANA (Agencia Nacional de Água) como gestora do sistema de segurança de barragens .................................................. 51 4.9.7 Os Responsáveis Técnicos do Empreendimento......................... 52 4.9.8 O Processo de Regulamentação da Lei........................................ 53 4.10 Acidentes e Incidentes em Barragem ................................................ 54 4.11 Plano Emergencial .............................................................................. 57 5 Considerações finais ................................................................................... 61 6 Referências bibliográficas .......................................................................... 63 14 14 1 Introdução Uma das ações que potencialmente geram maior impacto no meio ambiente são as atividades de mineração, sendo os resíduos sólidos os principais responsáveis pelo impacto ambiental nessas atividades. Seu tratamento e armazenamento visando minimizar os custos e maximizar a segurança são um dos principais objetivos das mineradoras para cumprir as exigências ambientais e sociais, englobando toda a área que está ao seu arredor (RESENDE, 2015). O armazenamento é feito através das barragens de rejeitos, estruturas com a finalidade de reter os resíduos sólidos e água dos processos de beneficiamento de minér io, dispondo da melhor forma o rejeito do processo, respeitando os aspectos técnicos e legais e de segurança para um projeto de construção de uma barragem de rejeito (ABRÃO, 2008). O planejamento inicia com a pesquisa do melhor local para implantação, sendo influenciado por todas as variáveis direta ou indiretamente que possam interferir na obra, tais variáveis são: características topográficas, mineralógicas, geotécnicas, ambienta is, geográficas, sócias e avaliação de riscos. Com essa análise podemos estudar as possíveis variáveis ligadas ao custo de implementação, fator do segurança do empreendimento, controle de percolação entre outros (ASSIS, 1998) Para que possa haver um projeto executado e bem elaborado é necessário um bom monitoramento e inspeção periódica, haja vista que esse estudo minimiza acidentes, ocorridos por falta de manutenção ou com indicativos que mostra um possível erro na estrutura da barragem, como trincas em cristas de taludes ou percolação de água no pé do enrocamento, no quais são erros visíveis e fáceis de ser identificado. (ABRÃO, 2008). Contudo esse desse tema rege a construção e fiscalização de uma barragem de rejeito. Políticas adotadas nos empreendimentos mineiros que ditam o regimento de órgãos fiscalizadores, cada vez mais operante no mundo da mineração. 15 2 Objetivo 2.1 Objetivo Geral O objetivo geral do trabalho é abordar os aspectos técnicos e legais de um projeto de barragem de rejeito na mineração, junto com os parâmetros analisados e o plano emergencial 2.2 Objetivos Específicos Os objetivos específicos é apresentar, discutir, analisar os principais pontos na construção de uma bacia de rejeito no que condiz: Aspectos técnicos e legais; Critério de construção de barragens; Legislação envolvendo barragens; Monitoramento, manutenção e principais causas de acidente gerados; Plano emergencial. 16 3 Justificativa O setor mineral brasileiro passou por um crescimento nos últimos anos, a sua produção aumentou exponencialmente devida à grande procura de matéria-prima para os mais variados bens, onde os países desenvolvidos e em crescimento necessitaram de matéria-prima para seu sustento e desenvolvimento. Em contrapartida o Brasil aproveitou esse cenário externo favorável para fornecer commodities, sendo uns dos maiores exportadores de commodities do mundo. Atrás do crescimento vem o grande desafio, a construção de contenção do rejeito gerado com a produçãomineral. Essa contenção, chamada de barragem de rejeito, deve seguir aspectos técnicos e legais, para que possa ter maior eficiência e segurança na sua contenção. A cada ano que passa as suas dimensões estão ficando cada vez maiores e mais complexas, com um armazenamento que extrapola a sua projeção, causando catástrofe gerando um prejuízo incalculável: ambiental, social e financeiro para empresa. Esses acidentes são provenientes da má construção e monitoramento das barragens de rejeitos, de projetos inacabados e com formação errônea de sua construção. O foco desse trabalho é expor de forma simples uma revisão das construções, métodos e leis a serem consideradas na sua construção de barragens de rejeito. 17 4 Revisão Bibliográfica As construções de barragens são obras amplas que podem ser usados nos mais variados sentidos e que apresentam vários formatos de construções, dependendo do seu uso e funcionalidade. A barragem pode ser para uso de: Irrigações, navegação, hidrelétricas, abastecimento para uso humano, abastecimento para uso industrial entre outros. O foco desse trabalho será as barragens de rejeito na mineração (ÁVILA, 2008). As barragens de contenção de rejeito são estruturas construídas pelas mineradoras com o objetivo de reunir e armazenar o rejeito produzido em grande escala no ato do beneficiamento do minério, sendo a segurança o princípio básico do armazenamento dos subprodutos da atividade mineradora (AFFONSO, 2004). Os vários tipos de barragens, podem variar de acordo com o material empregado e o método de construção, as condições topográficas e geológicas do terreno precisam ser apropriadas e é preciso avaliar os possíveis impactos sociais e os riscos ao meio ambiente. O projeto de uma barragem deve atender aos critérios e estudos de segurança estrutural para evitar cisalhamento e fissuras ou outros problemas que possam causar vazamento ou rompimento. A legislação ambiental brasileira impõe normas rígidas de controle e estocagem deste rejeito em barragens (RESENDE, 2015). 4.1 Recursos Minerais Segundo Rezende (2015), os recursos minerais são corpos inorgânicos de composição química e de propriedade física definida e que tem utilidade como matéria- prima. São encontrados naturalmente na crosta terrestre, isto é, que fazem parte da sua própria formação. Não há participação humana no seu processo de criação. Minério e toda rocha constituída de um mineral ou agregado de minerais contendo um ou mais minerais valiosos, possíveis de serem aproveitados economicamente, existentes na crosta terrestre. São classificados em metálico e não metálico. Como exemplo de minerais metálico, apresentam em sua composição elementos com características físico-química dos metais, por exemplo, o ferro, cobre, alumínio, dentre outros. Fazem parte dos minerais não metálicos, o grupo é composto por minér ios 18 que não contém em sua composição propriedades dos metais, por exemplo, a areia, o diamante, o calcário, dentre outros (AFFONSO, 2004). Os recursos minerais podem ser encontrados na natureza, em estado puro como a prata e o ouro ou associados a outros minerais. Para extrair a matéria prima que deseja, e imprescindível beneficia- los, ou seja, separa-los dos demais, muito deles sem valor econômico (rejeito) que compõem as rochas em que eles se encontram. Os minera is beneficiados são chamados de minério (ASSIS, 1998). 4.2 Rejeito na Mineração Segundo Ávila (2008), o rejeito é o material resultante das atividades extrativas da mineração que envolve processo de beneficiamento do minério. Os rejeitos são materiais finos contendo partículas em suspensão em meio aquoso formando lamas ou podem ser sólidos e particulados de granulometria fina. Para Chammas (1989); o rejeito é uma dosada mistura de água e sólido visando a racionalidade do seu manuseio, transporte e disposição. O mesmo passa por três estados de comportamento até atingir a sua condição final de deposição: 1° estado inicial do rejeito com comportamento liquido necessário ao seu transporte por via hidráulica, denominado de polpa; 2° estado: estagio intermediário correspondente ao processo de sedimentação, com comportamento semilíquido e semi-viscoso; 3° estado: estágio em que ocorre o processo de adensamento e que corresponde ao rejeito propriamente dito comportando-se como um solo arenoso ou argiloso, dependendo de sua granulometria. O rejeito tem a característica granulométrica variada dependendo do tipo de processo e beneficiamento. A sua granulometria pode varia de areias finas a coloides, apresentando 70 a 75% de porcentagem de sólido na polpa. Pode ser classificado de acordo com a sua toxicidade, de acordo com a NBR 10.004/1987 de acordo com Chammas (1989): Classe 1- Perigoso Classe 2- Não perigoso 19 IA- Não Inerte; IB- Inertes De acordo com Abrão (2010), o material rejeitado no beneficiamento aponta três características fundamentais para o seu método de disposição do rejeito, com essas características podemos avaliar e apresentar um método de armazenamento mais eficaz. Os estudos das variáveis do material rejeito apresentam pontos importantíssimos para as quais temos que levar em consideração: o desaguamento da matéria que é a concentraç ão de sólidos e água no rejeito, o tipo de transporte a ser utilizado, tamanho da área da bacia de contenção do rejeito, quais os tipos de aditivos a serem utilizados e quais os equipamentos mais adequados para cada tipo de material rejeitado. Esses tipos de rejeito são classificados como: Rejeito Espessado Rejeito em pasta Rejeito em polpa (método convencional) De acordo com o quadro abaixo, temos uma relação de quantidade de substância mineral que alimenta o processo e substância que deixa o processo, tendo assim uma relação de produto e rejeito observado abaixo. Quadro 1: Relação entre Produto e Rejeito Fonte: Resende, 2015 20 4.3 Barragem de Rejeito As barragens de contenção de rejeito podem ser vistas como uma das maiores e mais visíveis estruturas resultante das atividades da mineração e como um dos maiores legados das obras de engenharia; prevê-se que consistir em estruturas estáveis ao longo prazo e integradas ao meio ambiente após a sua desativação (DITR, 2007). Segundo Abrão (2008), existe três métodos de disposição de rejeito que são: o método jusante, método a montante e linha de centro. É feito inicialmente um dique de partida com material de empréstimo e ao longo do tempo são construídos os alteamentos. Os rejeitos são lançados ao longo da crista do dique por ciclones ou por series de pequenas tubulações, para que haja uma formação uniforme da praia. A sedimentação das partículas dá-se em função do seu tamanho e densidade, isto é, as partículas mais finas e leves fic am em suspensão e transportam-se para o centro da barragem, e as partículas mais grossas e pesadas sedimentam-se rapidamente mais próximo do dique. A diferença entre esses métodos jusante, a montante e linha de centro está na direção do alteamento em relação ao dique inicial. Na construção de uma obra de contenção de rejeito um dique de partida é construído inicialmente, utilizando a topografia ao seu favor, que serve para armazenamento do subproduto do processo mineral que não apresenta valor comercial. Esse material e transportado para o reservatório por um canal de água ou por meio de tubulações. As barragens de contenção são fechadas por pedras do próprio relevo para segurar os resíduos, com o fundo coberto de material argiloso que é impermeável, para não contaminar o lençol freático. Os sedimentos podem ser retirados ao secar ou podendo ocorrer a ampliação da barragem por meio de técnicas chamadas de alteamento, que amplia a estrutura de contenção. Na figura abaixo, pode ser visível com é o formatode uma barragem de rejeito (ABRÃO, 2008). Na figura 1 é ilustrativamente apresentado o formato de uma barragem de rejeito e suas principais características. 21 Figura 1: Desenho esquemático de uma barragem de rejeito Fonte: Resende, 2015 4.4 Método de Alteamento à Montante Inicialmente é montado o dique de partida e nos alteamentos o eixo da barragem se desloca para o montante. A polpa é descarregada ao longo do perímetro da crista do dique, formando uma praia. A descarga pode ser por ciclones, ou com uma sequência de tubulações menores perpendiculares à tubulação principal, chamados de “spigots”, que permitem uma melhor uniformidade na formação da praia (ABRÃO, 2008). Nas etapas posteriores, são construídos diques em todo o perímetro da bacia. O tamanho dos diques nos alteamentos é uma variável que depende das necessidades operacionais do processo. O dique inicial geralmente é sempre maior que os diques das etapas seguintes. Se os alteamentos forem construídos com rejeitos, é necessário que esses contenham de 40 a 50% de areia e que na descarga da polpa seja alta porcentagem de sólidos por peso para que ocorra a segregação granulométrica; essa alta porcentagem de sólidos pode ser obtida pela ciclonagem da polpa (VICK, 1983). De acordo com Trancoso (1997), método de montante para alteamento de barragens de rejeito é o mais econômico em curto prazo, pois permite obter a menor relação entre volumes de areia / lama. Segundo Trancoso (2008) as principais vantagens são: 22 O volume de material (de rejeitos ou de empréstimos) dos alteamentos é menor; Maior velocidade de alteamento; Facilidade de operação; Pode ser construída em topografias muito íngremes, onde o limitante principal é a área de deposição. As principais desvantagens são: Baixa segurança (a linha freática muito próxima ao talude de jusante). Susceptibilidade à liquefação por sismos naturais ou por vibrações decorrentes do movimento de equipamentos, quando os alteamentos são realizados com os rejeitos, isto devido à fundação do alteamento ser constituída de areias saturadas fofa não compactada e/ou não classificadas (rejeitos descarregados por “spigots”). Existe a possibilidade de ocorrência de “piping” devido à linha freática estar muito próxima do talude da jusante e á não compactação dos rejeitos, ou quando ocorre a concentração de fluxo entre dois diques compactados. A figura 2, mostra o processo de alteamento a montante, ilustrando os principa is elementos presentes: dique inicial, os alteamentos, o rejeito disposto e sua fundação. Figura 2: Método de alteamento a montante Fonte: Resende, 2015. 23 4.5 Método de Alteamento à Jusante É apontado assim por que nos alteamentos o eixo da barragem se arrasta para jusante. É construído um dique inicial impermeável, o qual deve ter uma drenagem interna, combinada por filtro inclinado e tapete drenante. O talude interno da barragem ou talude de montante, nos alteamentos, é impermeabilizado. A drenagem interna e a impermeabilização do talude de montante não são obrigatórias se os rejeitos possuem características de alta permeabilidade e ângulo de atrito elevado (ÁVILA, 2008). Neste método os rejeitos são ciclonados e o “underflow” é lançado no talude da jusante. Somente são utilizados os rejeitos grossos no alteamento, os quais são compactados quando as características de umidade da zona o permitam; também se pode utilizar material de empréstimo, ou estéril proveniente da lavra (RITCEY, 1989). Existem variantes do método da jusante, onde são construídos um dique inicial e um dique de enrocamento; os rejeitos ciclonados vão sendo depositados entre essas duas estruturas para formar os alteamentos. Observa-se que neste método a quantidade de rejeitos para realizar os alteamentos deve ser maior do que no método de jusante convencional. A camada impermeabilizante do talude a montante é substituída por um tapete drenante do dique inicial ao dique de enrocamento, para que a linha freática não fique próxima do talude a jusante, (ARAÚJO, 2006). De acordo com Bernardo (2010) vantagens são: Pode ser usado em lugares com vibrações e/ou alta sismicidade, já que, se compactados os rejeitos do “underflow”, a susceptibilidade de liquefação é muito menor. Operação bastante simples O método é eficiente para o controle das superfícies freáticas, pela construção de sistemas contínuos de drenagem. Possibilita a compactação de todo o corpo da barragem. Maior segurança devido aos alteamentos controlados (disposição da fração grossa dos rejeitos a jusante, sistemas de drenagem e compactação): as probabilidades de “piping” e de rupturas horizontais são muito menores. O estéril proveniente da lavra pode ser utilizado, e/ou misturado nos alteamentos. 24 As principais desvantagens desse método são: Necessidade de grandes quantidades de rejeitos nas primeiras etapas da construção. Dependendo das características dos rejeitos, os problemas de área se incrementariam, devido aos taludes bastante abatidos. Necessidade de sistemas de drenagem eficientes, havendo probabilidade de colmatação. Devido à complexidade dos diques de partida e de enrocamento e aos sistemas de drenagem, os investimentos iniciais são altos. Em zonas de alta pluviosidade é possível que os rejeitos a jusante não possam ser compactados adequadamente, devendo-se esperar épocas de estio para a operação de equipamentos em cima dos rejeitos. Não possibilita a proteção com cobertura vegetal no talude de jusante, e tampouco drenagem superficial durante a fase construtiva, devido à superposição dos rejeitos. É necessário o emprego de ciclones para garantir uma ótima separação dos rejeitos. A figura 3 ilustra os principais elementos presente nesse método de alteamento a jusante. Fonte: Resende, 2015 Figura 3 Método de alteamento a jusante 25 4.6 Método da linha de centro O método da linha de centro é assim chamado devido ao eixo da barragem ser mantido na mesma posição enquanto ela é elevada, é uma solução intermediaria entre o método de montante e a jusante (inclusive em termos de custo), embora seu comportamento estrutural se aproxime do método da jusante (TRANCOSO,2008). Inicialmente é construído um dique de partida e o rejeito é lançado perifericamente da crista do dique até formar uma praia. O alteamento subsequente é formado lançando materiais de empréstimo, estéril da mina ou “underflow” de ciclones, sobre o limite da praia anterior e no talude de jusante do maciço de partida, mantendo o eixo coincidente com o eixo do dique de partida (SOARES, 2004). Por ser uma combinação dos dois métodos descritos anteriormente, as vantagens e desvantagens são similares às dos mesmos, tentando minimizar as desvantagens. As principais vantagens de acordo com Abrão (2008) são: Facilidade na construção. Eixo dos alteamentos constante. Redução do volume de “underflow” em relação ao método da jusante. As principais desvantagens são: Necessidade de sistemas de drenagem eficientes e sistemas de contenção a jusante (se o material de rejeito fica saturado a jusante, pode comprometer a estabilidade do maciço). Operação complexa; é necessário equipamento para deposição mecânica a jusante. Pela complexidade da operação, os investimentos globais podem ser altos. A figura 4 ilustra as principais características do método de linha de centro: alteamento, fundação, dique inicial, rejeito disposto. 26 Figura 4: Método linha de centro Fonte: Resende, 2015 A figura 5 demonstra um comparativo entre os três métodos (montante, jusante e linha de centro) e suas principais especificações.Figura 5: Métodos comparativos Fonte: Resende, 2015. 27 4.7 Aspectos Técnicos e Legais 4.7.1 Planejamento e Projeto Executivo da Barragem de Rejeito O projeto de construção de barragens de rejeito e um projeto bastante complexo, que temos que levar em consideração muitos parâmetros que devemos seguir para que possamos construir uma barragem estável e duradora. Essa construção leva em considerações diretrizes no qual apresenta: projeto conceitual que estabelece as linhas mestras da estruturais, estabelecendo seus conceitos básicos sem se preocupar muito com seu dimensionamento, geralmente faz parte dos estudos de viabilidade econômica (ABRÃO, 2008). O projeto básico que apresenta o pré-dimensionamento da estrutura e fornece os desenhos e as especificações necessárias para a contratação de empreiteiro para sua construção. E o projeto executivo, que é o dimensionamento final da estrutura e fornece os desenhos e as e especificações necessárias para a execução (ASSIS, 1995). Há pontos importantes que devesse levar em consideração na formação de um projeto de construção de uma barragem. Os principais tópicos é a definição do local do barramento, a definição do tipo de barragem que deverá ser construída, o projeto geotécnico, a preparação dos documentos ambientais para licitação do empreendimento, planejamento de manutenção e operação da barragem e as especificações para a desativação (BERNADO, 2010). 28 Figura 6: Cronograma dos aspectos técnicos Fonte: Autoria própria 4.7.2 Critérios para Escolha da Localização Para escolha de um local de instalação de uma barragem de rejeito, tem que haver um estudo, com analises de custo de transporte do material, estudo da geotécnica da área, distância da lavra e usina de beneficiamento do mineiro, possíveis área de habitação nas proximidades das barragens, entre outras (ARAÚJO, 2006). E um critério que deve ser analisado, com um estudo bem aprofundado pois será o local que constituirá a barragem. Irá trazer um impacto muito grande para sociedade, atingindo direto ou indiretamente as pessoas da sociedade e seus colaboradores. A localização deve ser escolhida com um estudo de impactos ambientais e sociais, com amplitude máxima possível (ASSIS, 1995). O fator econômico é um índice importantíssimo a ser considerado na escolha da localização, pois ele diz até onde ele pode investir e a suas prioridades. A localização da barragem deve ser o mais próximo possível da área de beneficiamento e em nível mais baixo que a planta, pois diminuir o fator energético, minimizando os gastos. A barragem 29 necessita do menor volume de material de construção possível, possibilitando assim a recuperação de águas no reuso do processo, de forma prática e mais econômica possível (ÁVILA, 2008). A localização deve abranger a maior relação entre o volume de reservatório e a área do aterro da barragem tendo uma relação de menor custo benefício, apresentado um grande volume de armazenamento em relação a uma pequena área de superfíc ie. Ocorrendo uma menor interferência do reservatório na comunidade local e seus interessados, direto e indiretamente (ARAÚJO, 2006). Deve ter a menor distancia possível da usina de beneficamente até o local da barragem, que resulta em menor comprimento das linhas de condução dos rejeitos e de retorno da água, minimizando assim os custos. Também deve ter uma menor distância possível entre a área da mina ou de áreas de empréstimo, o que possibilita de forma mais econômica, a utilização do estéril ou de material adequado a construção da barragem de estéril (BERNADO, 2010). 4.7.3 Fator de Segurança e Analise de Estabilidade O fator de segurança é uma avaliação crucial, com ele que seguimos os parâmetros para analisar os possíveis casos de acidente. Devem-se obter medidas que propicia um elevado fator de segurança, para que se possa ter um ambiente seguro e saudável de trabalho e moradia. Esse fator impõe cautelas a serem seguidas, nos dando diretrizes em ambiente que devemos ter maiores cuidados. Tais medidas que devem ser seguidas para que se possa aumentar o fator de segurança numa barragem de rejeito são: A remoção da água no reservatório, minimizar a saturação dos rejeitos, melhorando assim a sua estabilidade (ARAÚJO, 2006). As fundações devem oferecer resistência à compressibilidade e permeabilidade condizentes com as boas técnicas construtivas aumentando o seu poder de eficácia. Os taludes devem ser os mais seguros possíveis, dentro das características primordiais na construção da barragem que são: a altura, o nível de água e das matérias disponíve is, sempre havendo um controle desses níveis. Não devendo haver consequências seria, principalmente, ao ser humano advinda da ocorrência de ruptura total ou parcial (ABRÃO, 2008). 30 Análises de estabilidade podem ser feitos por dois métodos: o determinístico e o probabilístico. São métodos que dão base em parâmetros a seguir para a escolha da localização da barragem (SILVA,2008). O método determinístico leva em consideração as melhores quantificações dos parâmetros de entrada para determinação do fator de segurança. Assim, esses métodos consideram implicitamente que a diferença entre os valores estimados e reais dos parâmetros de entrada são iguais a zero. Modelo matemático que determina os resultados, exatamente, a partir das condições iniciais (FERATTINI, 1992). Os métodos probabilísticos apesar de não eliminarem as incertezas das variáve is de entrada permitem sua quantificação, possibilitando uma análise mais apurada dos riscos envolvidos contribuído dessa forma no processo de tomada de decisão. Para Machado e Ribeiro (2001), Segundo Método de Monte Carlo têm-se: Seleção do modelo determinístico de base para a função de desempenho; Tomada de decisão relativa à quais parâmetros irão ser modelados probabilisticamente; Estimativa, respeitando a curva de distribuição de frequência de Gauss, dos parâmetros de entrada do modelo determinístico adotado. Para isso, se usa um falso gerador de números aleatórios que seleciona um valor aleatório N para cada variável de entrada baseado na sua distribuição de probabilidades. E após isso, usam-se esses valores para resolver a função de desempenho, calculando o FS (estes cálculos são normalmente efetuados considerando-se somente a superfície crítica obtida a partir da análise determinística realizada previamente); Obtenção da distribuição de frequências do FS e cálculo da média e do desvio padrão do FS, além da probabilidade de ruptura do talude, que no caso será a probabilidade do FS <=1 ou determinado em projeto e o índice de confiabilidade. A probabilidade de ruptura (Pr) pode ser obtida através do cálculo do índice de confiabilidade (β), onde µ onde corresponde ao valor médio obtido para o FS e (α) corresponde ao seu desvio padrão, sendo que o mesmo pode ser definido como: 𝛽 = (µ − 1) 𝛼 A probabilidade de ruptura e definida na nessa equação. Pr = 1 − ⦰(𝛽) 31 A figura abaixo apresenta um gráfico que indica a probabilidade de ruptura (Pr) em relação ao índice de confiabilidade da área. Figura 7: Relação entre Pr(%) e Índice de confiabilidade(β). Fonte Abrão,2008 4.7.4 Estudos de Ensaios Técnicos Há uma grande necessidade de ensaios de solo e de análise geotécnica, para saber as características geotécnicas do solo, obtendo conhecimento de como o solo irá se comportar devido algumas modificações na sua estrutura. Essa análise é feita com ensaios que condizem com a coleta de material rochoso para medir e estudar as estruturas internas e externas do local pretendido para construção da barragem (BERNADO,2010). Os principais estudos se baseiam na caracterização completa da granulometria da matéria, massa específica realdos grãos do maciço, o coeficiente de elasticidade, ensaio de compressão tri axial, coesão, ângulo de atrito e densidade (SOUSA, 2005). 32 4.7.5 Controle de Percolação O controle de percolação é de suma importância, sendo um dos fatores mais relevantes na análise do projeto de uma barragem. A capacidade de infiltração de fluidos desestabiliza o maciço rochoso, causando movimento desorganizado e ruptura das barragens (ARAÚJO, 2006). Uma das principais causas de ruptura é a falta de controle da percolação dos fluidos, esse controle deve manter estável no maciço. Tem que haver uma análise rígida de um sistema de drenagem interna, que tem a função principal de conter-se e orientar a percolação dos fluidos (SOUSA,2005). O controle de percolação aperfeiçoa assim todo o sistema de drenagem na barragem, evitando o gradiente hidráulico de saída excessiva de fluidos. Contribuindo para a segurança ao escorregamento do talude de jusante, reduzindo o trecho da superfíc ie critica submetida as forças de percolação e sub pressão e o trecho de material saturado. Sempre lembrando que os gradientes hidráulicos quando elevados podem levar a formação de “piping” e comprometer a barragem. A figura abaixo apresenta a drenagem interna, que tem a função principal de controlar e orientar a percolação de fluidos através da fundação e do maciço otimizando a rede de percolação através da fundação do maciço, otimizando a rede de percolação, evitando gradiente hidráulico de saída excessivos. A figura 7 demostra a importância da drenagem interna. Sendo a primeira imagem ilustra as linhas de surgência de água e o início da formação de um “piping”. A imagem subsequente mostra a implantação de um dreno interno no dique, com isso a um controle do fluxo de água interno evitando assim a formação de “piping”. 33 Figura 8: Controle de percolação Fonte: Àvila, 2008 4.8 Monitoramento, Supervisão e Inspeção de Barragem de Rejeito O interesse crescente pela segurança de barragens, seja convencional ou para contenção de rejeitos, tem levado, em um número apreciável de países a implementação de normas e critérios específicos para o projeto, a construção, a observação, a inspeção e o acompanhamento da operação dessas barragens (ARAÚJO, 2006). Neste contexto, o monitoramento hidráulico e mecânico de barragens convencionais através da instalação de um adequado sistema de instrumentação desempenha um papel fundamental na avaliação do comportamento destas estruturas, tanto durante o período de construção quanto no regime de plena operação. Através da leitura de valores de cargas de pressão, dos deslocamentos, vazões e tensões desenvolvidas no corpo da barragem propriamente dita, ou no maciço de fundação, é possível comparar quantidades experimentalmente medidas com aquelas previstas pelo projeto ou estimadas para uma operação segura da barragem, sujeita, durante a sua vida 34 útil, a várias mudanças de carregamento causadas, por exemplo, por flutuação do nível do reservatório e oscilações de temperatura (AFFONSO, 2004). A instrumentação é primordial para o monitoramento das barragens, usando equipamentos que apresentam dados periódicos da situação na superfície e no subsolo das barragens. Esses instrumentos indicam prováveis erros e possíveis catástrofes, que induz ao deslocamento das tarefas para solucionar e reparar o possível problema. Sabendo disso deve-se ter um monitoramento e instrumentação rigorosa da barragem de contenção de rejeito. Citaremos alguns instrumentos de suma importância para o monitoramento e supervisão de uma barragem de contenção de rejeito (ÁVILA, 2008). 4.8.1 Marcos Superficiais Os medidores de vazão são usados para medir deslocamentos horizontais e verticais em maciços de terra e enrocamento. Ele é composto por uma barra de ferro de 11/2 polegadas com 1,1m de comprimento e uma esfera de aço de 15mm de diâmetro, adaptada ao topo da barra. O dispositivo é colocado nas regiões da crista da barragem e talude de jusante, sendo fixado em bloco de concreto de 0,3 m de diâmetro e 1,2m de profundidade. Por meio de acompanhamento topográfico se obtém os deslocamentos em relação a um marco fixo indeformável ou de referência, instalado fora da região da barragem (ABRÃO, 2008). A figura 8 e 9 representa alguns marcos superficiais instalados em barragens. Figura 9: Marcos superficiais Fonte: Àvila, 2008 35 Figura 10: Marcos superficiais Fonte: Àvila, 2008 4.8.2 Piezômetros É um equipamento usado basicamente para monitorar o nível do lençol freático. Sendo um instrumento de fácil confecção e instalação que apresenta alta durabilidade e confiabilidade (ABRÃO, 2008). E constituído de um bulbo no local onde se pretende medir a carga de pressão e um tubo que liga o bulbo até o local onde será feita a leitura. Ao redor do bulbo se coloca uma camada de areia sobre ela e um selo de bentonita ou cimento, para isolar o bulbo. O resto do furo de sondagem é preenchido com o solo natural. A leitura do instrumento é feita com uso de um pio elétrico: uma trena com uma ponteira elétrica que emite som, assim que entrar em contato com a água dando a medida entre a boca do tubo e o nível de água (VICK, 1999). Existem vários modelos de piezômetros, dentre eles citamos alguns modelos na figura abaixo. A primeira figura mostra como é composto o piezômetro e sua camada, demonstrando o perfil geológico do aparelho, e as demais se referem aos modelos que existem no mercado (ABRÃO, 2008). 36 A figura 10 mostra como é composto o piezômetro e as demais mostra o modelo que existe no mercado. Figura 11: Piezômetro Fonte: Abrão, 2008. Figura 12: Modelo e equipamento de piezômetro Fonte: Àvila, 2008 37 4.8.3 Régua A régua e colocada na cabeceira das barragens, para medir o nível de água na superfície. Esse instrumento indica o nível que está sendo alertado de acordo com a quantidade de água que entra na bacia de contenção (ÁVILA, 2008). De acordo com cada nível pode-se ficar em alerta se o nível de água extrapola o permitido no seu dimensionamento. E também pode-se estudar se as bombas de drenagem foram bem dimensionada de bombear toda a água de acordo com a sua especificação. Portanto essa régua serve de alerta para cada nível de água e acompanhar o monitoramento dos demais equipamentos (SOUSA, 2002). A figura 13, demonstra uma régua instalada na margem de uma barragem, comprovando o nível de água que apresenta, podendo assim fazer medições diárias do nível da barragem. Figura 13: Régua de nível Fonte: Àvila, 2008 38 4.8.4 Inspeção A inspeção no campo das áreas das bacias de contenção de rejeito tem por objetivo a principal busca de sinais exteriores de instabilização ou deterioração da barragem propriamente dita e de suas estruturas auxiliares. Deve haver um programa de regularização de atividade pré-estabelecidas, podendo ter diferentes níveis de abordagens ou de detalhamento, mas visam avaliação da segurança global do empreendimento (ÁVILA, 2008). As inspeções de campo devem ser, se possível, orientada por um conhecimento prévio do escopo geral do projeto. Essas verificações devem acontecer tanto na área informal, que é a executada pelo próprio pessoal que opera a barragem com visualização de leituras de instrumentos ou trabalhos de manutenções, é também a comunicação verbal ao responsável pela barragem dos problemas detectados (ABRÃO, 2008). No requisito que se trata inspeção, apresentam os seguintes tipos: I. A inspeçãoformal é uma atividade regular de rotina, que apresenta um series de verificações. Realizada quinzenalmente ou em menor periodicidade; Realizada por engenheiros de minas, civis ou geólogos; Inclui estudo sucinto da documentação técnica do projeto; Inclui acesso ao processamento dos dados dos instrumentos; Requer planilha de registro e aferição de dados (“check List”); Implica na elaboração de um relatório de avaliação final. II. Há inspeção anual de segurança segue as seguintes tarefas: Executada por equipe multidisciplinar de especialistas Tem caráter abrangente em relação a todos os aspectos do empreendimento; Inclui estudo prévio detalhado dos documentos técnicos do projeto Implica na elaboração previa detalhado dos documentos técnicos do projeto 39 Implica na elaboração de um relatório de avaliação final bastante detalhado contendo recomendações para investigações, estudos ou ensaios adicionais bem como recomendações para ações corretivas imediatas ou de curto prazo. III. Inspeção especial ou emergencial: Inspeções realizadas por especialistas em barragens rejeitam, compreende a avaliação detalhada de alguns aspectos específicos da estrutura ou a inspeção de algum evento ou anomalia detectada; A implicação recomendação de ações corretivas imediatas ou estudos adicionais e demais prescrições cabíveis. Há também outros tipos de inspeções que ocorre em atividades periódicas da empresa, que são implicações no dia a dia da empresa. São ações que determina a visualização de alguma anomalia e é informado ao responsável técnico pelo acontecimento. São os seguintes tipos de inspeções de acordo com (ÁVILA, 2008). IV. Inspeções na crista da barragem: Se há existência de trincas ou fissuras; Subsidências ou depressões; Irregularidade do revestimento, desnivelamento do piso e erosões laminares. V. Talude de montante ou praia de rejeitos: Existência de trincas ou fissuras; Subsidências ou depressões; Escorregamentos ou abatimentos localizados; Erosões ou ravinamentos Presença ou não de vegetação (tipos, condições); Largura da praia (rejeito) Condições do rip-rap (alteração, deslocamento de blocos) Tocas de animais, formigueiros ou cupinzeiros 40 Borbulha mento ou vórtices na superfície da água do reservatório. VI. Talude Jusante Existência de trincas; Subsidências ou depressões; Escorregamento ou abatimentos localizados; Erosões; Presença ou não de vegetação Surgências d`agua ou zonas de percolação; Carregamento de sólidos pelas águas de percolação Presença de obstruções nas saídas dos drenos Indícios de calmatação dos drenos; Presença de formigueiros, cupinzeiros, etc. Com esses dados às empresas apresentam planilhas, tabelas e quadros de inspeção para os encarregados seguirem os devidos procedimentos. A figura 14, demonstra os devidos parâmetros utilizado. 41 Figura 14: Tabela de inspeção Fonte: Àvila, 2008 O quadro no qual se descreve essas evidencias, são obtidas através de analises adquiridas em campo. As figuras abaixo são exemplos: de trincas, mal manutenção da tubulação, ressecamento da geomembrana com ruptura da mesma. 42 Figura 15: Inspeção de trincas Fonte: Àvila, 2008 Figura 16: Inspeção de tubulações Fonte: Àvila, 2008 43 Figura 17: Inspeção do Talude Fonte: Àvila, 2008 Figura 18: Inspeção da geomembrana Fonte: Àvila, 2008 44 4.9 Legislação Técnicas de Barragem Sabe-se que os parâmetros de barragem são os mais variados possíveis para cada país, sendo que cada um deles, considera valores diferente para altura, volume de reservatório, nível de água entre outros. Leva em consideração apenas os parâmetros aplicados no Brasil, sabendo a título de exemplo temos várias barragens e cada país aplica de acordo com seus parâmetros. Segundo ICOLD (2001), a definição de barragens cobertas por um regulamento geralmente engloba alguns dos seguintes critérios: •Altura (com relação ao nível da terra ou da fundação); • Nível de água; • Volume do reservatório; • Mapa de inundação; • Comprimento da crista. No cenário nacional, os órgãos competentes se reuniram para unificar e fiscalizar as barragens brasileiras, com o intuito de minimizar e punir possíveis proprietários de barragens irregulares, fiscalizando para que possa ter o mínimo de acidentes (ICOLD, 2001). O Ministério da Integração Nacional, juntamente com a Agência Nacional de Águas (ANA) e com a Secretaria de Infraestrutura Hídrica (SIH), vem colocando em prática ações para prevenir e minimizar os riscos de acidentes com barragens em todo o país. Em parceria com estados, municípios e proprietários, o Governo Federal, acompanha permanente e sistematicamente a situação das obras, já concluídas ou em andamento (ICODL, 2001). Órgãos da administração federal, governos estaduais e agentes da iniciat iva privada participam do processo de cadastramento e avaliação da situação das construções. Os dados técnicos reunidos no levantamento sobre a situação das barragens no país orientam a adoção de providências para a melhoria da segurança das obras. O Governo Federal faz o trabalho de prevenção em consonância com o Artigo 21° da Constituição Federal, que estabelece como competência da União o planejamento e a promoção da defesa permanente contra calamidades públicas e, ainda, com base nos 45 Artigos 1º e 2º do Decreto nº 5.376 (BRASIL, 2005), que dispõe sobre a organização do Sistema Nacional de Defesa Civil. A Secretaria de Infraestrutura Hídrica, do Ministério da Integração Nacional, e o Núcleo de Gestão da Informação, da ANA, acompanham o levantamento e fazem o cadastramento dos dados técnicos sobre as barragens por meio de formulário eletrônico através do site www.ana.gov.br/cnb (ICODL, 2001). As barragens objeto de comunicação prioritária à SIH são: as que apresentem riscos inaceitáveis em termos econômicos, sociais, ambientais ou de perda de vidas humanas, decorrentes de mau funcionamento da barragem ou de sua ruptura; altura do maciço maior ou igual a quinze metros, contada do nível do terreno natural à crista; capacidade total do reservatório maior ou igual a cinco milhões de metros cúbicos; reservatório que contenha resíduos tóxicos. Para situações de risco elevado e de acidente iminente, os órgãos municipais e estaduais de defesa civil, bem como a Secretaria Nacional de Defesa Civil, deverão ser imediatamente alertados (ÀVILA,2008). Essa providência deve, inclusive, anteceder o envio das informações à ANA por meio do formulário eletrônico. A construção de barragens sujeitas a licenciamento ambiental conforme Resolução 237 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA, 1997), exige grande conhecimento técnico e obediência a criteriosas normas de segurança que vão desde a elaboração do projeto à execução e manutenção das obras, exigindo assim, cautela com relação à escolha de profissionais, instalações, matéria - prima, equipamentos a serem utilizados tanto na execução como manutenção do empreendimento, sendo que as companhias seguradoras poderão atuar de forma efetiva na fiscalização do cumprimento das medidas necessárias de segurança (MARTINS, 2002). A Política, que abrangerá todas as fases de implementação de uma barragem, exige que os estudos e projetos sejam elaborados e tenham como responsáveis técnicos profissionais de nível superior em situação regular com os respectivos Conselhos Regionais de Engenharia, Arquitetura e Agronomia – CREAs. A proposição estabelece como obrigações para os proprietários ou responsáveis legais de barragens de cursos de água e de aterros de contenção de resíduos industriais a manutenção de registros diários de níveis mínimos e máximos,fechamento da mina, registros mensais de volumes e características químicas e físicas dos rejeitos e de níveis 46 de contaminação do solo e do aquífero subterrâneo do entorno, além de elaboração de relatório anual que ateste a segurança dos mesmos, firmado por engenheiro de minas em dia com o CREA (ABRÃO, 2008). 4.9.1 Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB), Lei 12.334/2010 Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos, à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais, cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens e altera a redação do art. 35 da Lei no 9.433, de 8 de janeiro de 1997, e do art. 4o da Lei no 9.984, de 17 de julho de 2000, (DNPM, 2010). As diretrizes a serem seguidas impõe a lei vigente da regulamentação das barragens, conforme a lei n° 12.334 (BRASIL, 2010): Art. 1o Esta Lei estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB). Parágrafo único. Esta Lei aplica-se a barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos, à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais que apresentem pelo menos uma das seguintes características: Art. 3o São objetivos da Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB): I - garantir a observância de padrões de segurança de barragens de maneira a reduzir a possibilidade de acidente e suas consequências; II - regulamentar as ações de segurança a serem adotadas nas fases de planejamento, projeto, construção, primeiro enchimento e primeiro vertimento, operação, desativação e de usos futuros de barragens em todo o território nacional; III - promover o monitoramento e o acompanhamento das ações de segurança empregadas pelos responsáveis por barragens; 47 IV - criar condições para que se amplie o universo de controle de barragens pelo poder público, com base na fiscalização, orientação e correção das ações de segurança; V - coligir informações que subsidiem o gerenciamento da segurança de barragens pelos governos; VI - estabelecer conformidades de natureza técnica que permitam a avaliação da adequação aos parâmetros estabelecidos pelo poder público; VII - fomentar a cultura de segurança de barragens e gestão de riscos. Art. 4o São fundamentos da Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB): I - a segurança de uma barragem deve ser considerada nas suas fases de planejamento, projeto, construção, primeiro enchimento e primeiro vertimento, operação, desativação e de usos futuros; II - a população deve ser informada e estimulada a participar, direta ou indiretamente, das ações preventivas e emergenciais; III - o empreendedor é o responsável legal pela segurança da barragem, cabendo- lhe o desenvolvimento de ações para garanti-la; IV - a promoção de mecanismos de participação e controle social; V - a segurança de uma barragem influi diretamente na sua sustentabilidade e no alcance de seus potenciais efeitos sociais e ambientais. 4.9.2 Características da Barragem para Enquadramento na Lei 12.334/10 A lei vigente segue parâmetros que caracteriza uma barragem de rejeito, assim o responsável técnico que interpretar a lei possa analisar e classificar a barragem segundo o critério da lei n°12.334 (BRASIL, 2010): 48 I - altura do maciço, contada do ponto mais baixo da fundação à crista, maior ou igual a 15m (quinze metros); II - capacidade total do reservatório maior ou igual a 3.000.000m³ (três milhões de metros cúbicos); III - reservatório que contenha resíduos perigosos conforme normas técnicas aplicáveis; IV - categoria de dano potencial associado, médio ou alto, em termos econômicos, sociais, ambientais ou de perda de vidas humanas, conforme definido no art. 6°. 4.9.3 Instrumento da Lei 12.334/2010 Conforme a lei n°12.334, em relação a instrumentação de classificação de barragem, rege: I - Sistema de classificação de barragens por categoria de risco e por dano potencial associado; II - Plano de Segurança de Barragem; – Inspeções Regulares e Especiais – Plano de Ações de Emergência – PAE – Revisão periódica de segurança III - Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB); IV - Sistema Nacional de Informações sobre o Meio Ambiente (SINIMA); V - Cadastro Técnico Federal de Atividades e Instrumentos de Defesa Ambienta l; VI - Cadastro Técnico Federal de Atividades Potencialmente Poluidoras ou Utilizadoras de Recursos Ambientais; VII - Relatório de Segurança de Barragens. O empreendedor pode ser agente privado ou governamental, no qual apresenta o direito real sobre as terras e o empreendimento no qual localizam a barragem e o reservatório e explore a barragem para benefício próprio ou coletivo. 49 A autarquia vigente da lei de barragens, declara que o empreendedor da barragem tem a obrigação de promover, providenciar, organizar, informar, manter, permitir segunda a lei descrita abaixo, (DNPM, 2010) Art. 17: I - prover os recursos necessários à garantia da segurança da barragem; II - providenciar, para novos empreendimentos, a elaboração do projeto final como construído; III - organizar e manter em bom estado de conservação as informações e a documentação referentes ao projeto, à construção, à operação, à manutenção, à segurança e, quando couber, à desativação da barragem; IV - informar ao respectivo órgão fiscalizador qualquer alteração que possa acarretar redução da capacidade de descarga da barragem ou que possa comprometer a sua segurança; V - manter serviço especializado em segurança de barragem, conforme estabelecido no Plano de Segurança da Barragem; VI - permitir o acesso irrestrito do órgão fiscalizador e dos órgãos integrantes do Sindec ao local da barragem e à sua documentação de segurança; VII - providenciar a elaboração e a atualização do Plano de Segurança da Barragem, observadas as recomendações das inspeções e as revisões periódicas de segurança; VIII - realizar as inspeções de segurança previstas no art. 9o desta Lei; IX - elaborar as revisões periódicas de segurança; X - elaborar o PAE, quando exigido; XI - manter registros dos níveis dos reservatórios, com a respectiva correspondência em volume armazenado, bem como das características químicas e físicas do fluido armazenado, conforme estabelecido pelo órgão fiscalizador; XII - manter registros dos níveis de contaminação do solo e do lençol freático na área de influência do reservatório, conforme estabelecido pelo órgão fiscalizador; XIII - cadastrar e manter atualizadas as informações relativas à barragem no SNISB. 50 Parágrafo único. Para reservatórios de aproveitamento hidrelétrico, a alteração de que trata o inciso IV também deverá ser informada ao Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS). A figura abaixo mostra o número de empreendedores de barragens, dando ênfase para a empresa vale que é a maior detentora de barragens de rejeito no país. Figura 19: Numero de empreendedores e seu uso no Brasil Fonte: ANA, 2013. 4.9.4 Órgãos Fiscalizadores de Segurança de Barragens Os órgãos fiscalizadores federais são: ANA (Agencia Nacional de Água), ANEEL (Agencia Nacional de Energia Elétrica), IBAMA (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente 389 327 40 28 Irrigação - CODEVASF Usos múltiplos - DNOCS Hidrelétricas - CEMIG Mineração - VALE MAIORES EMPREENDEDORES ( Nº de barragens) 51 e dos Recursos Renováveis), DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral) (ANA, 2014). No âmbito estadual, que pode variar de estado para estado, apresenta em média 27 órgãos de RH (Recursos Hídricos), alguns possui determinada secretaria e outros não. Há 16 órgãos ambientais estaduaisno qual meio ambiente e separado de recursos hídricos. No somatório de órgãos fiscalizadores a um total de 47 órgãos federais e estaduais (ANA, 2014). 4.9.5 Responsabilidade dos Órgãos Fiscalizadores A fiscalização deve seguir protocolo de acordo com cada órgão, incumbindo de liberar e fiscalizar as licenças do empreendedor, aplicando sanções e prerrogativas vigentes de cada órgão, de acordo com o (Art16, parágrafo 1°, Lei n° 12.334, BRASIL (2010)). Seguindo esses parâmetros: Fiscalizar as questões relativas a segurança de barragens Exigir ART/CREA dos documentos relativos a segurança de barragens Exigir do empreendedor o cumprimento das recomendações dos documentos de segurança de barragens Manter cadastro (base de dados) de barragens sob sua jurisdição Regulamentar: – Planos de Segurança de Barragens – Planos de Ações Emergenciais – Relatórios de inspeções de barragens – Revisões periódicas de barragens. Informar imediatamente à ANA e à Defesa Civil qualquer não conformidade que implique risco imediato à segurança ou qualquer acidente ocorrido nas barragens sob sua jurisdição. 4.9.6 Responsabilidades da ANA (Agencia Nacional de Água) como gestora do sistema de segurança de barragens 52 O principal órgão no sistema de gestão de barragens e a ANA (Agencia Nacional de Água), todos os procedimentos que inclui barragens chegam com as primíc ias hierarquia a ANA, sendo ela a gestora do processo. O DNPM faz o processo de gestor de barragens de rejeito, que são as barragens de mineração, fazendo o requerimento, preenchendo os formulários e licenças cabíveis ao órgão, em seguida encaminha para ANA que irá processar, organizar e encaminhara para o Sistema Nacional de Informação sobre Barragens SNISB, (DNPM, 2013). O principal objetivo dessa ligação e promover a articulação entre os órgãos fiscalizadores de barragens e os demais órgãos, ocorrendo a elaboração de relatórios de segurança de barragens e encaminha- lo anualmente ao Conselho Nacional de recursos Hídricos (CNRH), para que assim possa fazer relatórios e com dados reais e propor melhorias e acusar erros em processos irregulares ou mal feitos, de forma consolidada, corresponsabilidade com os demais órgãos fiscalizadores (LAURIANO, 2010). 4.9.7 Os Responsáveis Técnicos do Empreendimento O proprietário da barragem é a primeira responsabilidade para a segurança de uma barragem, incluindo a realização de monitoramento apropriado, manutenção e provisão para medidas preventivas, corretivas e de emergência. O proprietário deve assegurar que a barragem seja projetada por um profissional competente e experiente, além disso, deve reconhecer a importância dos bons princípios e práticas de gestão (ÁVILA, 2008). O proprietário deve incentivar a pesquisa contínua de projetos que visam produzir menores perdas e garantir a estabilidade física e química dos depósitos de rejeitos. Submeter o projeto a checagem por profissionais independentes e dar séria consideração à revisão como parte do processo de vistoria periódica, reconhecendo que isto será um meio para construção da verdade entre os legisladores e a população. (BERNADO, 2010). O projetista e a qualificação específica para engenheiros responsáveis pelas barragens são considerados importantes, entretanto, na maioria dos países ainda não há nenhuma aprovação formal, apesar de algumas exceções para cursos de especialização em Engenharia de Segurança de Barragens (ÁVILA, 2008) 53 Os projetistas de barragens devem ter um bom conhecimento de suas próprias habilidades e recursos, ou seja, devem conhecer seus limites e estarem certos que "não estão assumindo que poderão projetar em todos os locais apenas porque ganharam um contrato". Antes de tudo, os consultores do projeto devem ter formação e experiênc ia adequadas aplicável ao projeto de barragens de contenção de rejeitos. Além disso, o histórico de projetos de construção e operação é de extrema importância para tais consultores (MARTINS, 1999). Os operadores das barragens têm que assegurar que a estrutura de contenção dos rejeitos tenha um Manual de Operação para a orientação na gestão dos rejeitos. Os operadores devem manter contato com projetistas e assegurar que o trabalho de projeto esteja próximo à sua participação ativa. Os operadores têm que garantir que a barragem está operada por uma equipe de funcionários qualificada e manter boa comunicação entre todos os níveis (MARTINS, 1999). O papel dos reguladores é de extrema importância para definição de práticas seguras de gerenciamento que serão adotadas e seguidas pelas companhias de mineração. Dentre o papel dos reguladores (MARTINS,2002), pode-se citar: Estabelecer uma base de dados sobre todas as barragens de contenção de rejeitos; Manter sincera avaliação da performance dos dados dos proprietários e dos projetistas, compartilhando os detalhes com outras regulamentações apropriadas; Facilitar desenvolvimento onde os proprietários apresentaram uma revisão independente do projeto que é consistente com os critérios de projeto padrão; Revogar legislações que são incompatíveis com as boas práticas E por último a participação pública relaciona-se ao reconhecimento da importância da indústria mineira na sociedade moderna e para a economia dos países em desenvolvimento. Continua na expectativa de que a responsabilidade do gerenciamento ambiental é uma necessidade para a indústria de mineração e apoiam organizações não governamentais contra empresas que praticam a degradação ambiental (MARTINS, 2002). 4.9.8 O Processo de Regulamentação da Lei 54 Segunda a agencia regulatória ANA de acordo com (MOTTA,2013): CNRH publicou as resoluções 143/12 regulamentando o art. 7º (sistema de classificação de barragens) e o art. 20 (diretrizes para implementação dos instrumentos da PNSB). ANA já regulamentou Inspeções de Segurança Regulares (Resolução ANA nº 742/2011), Plano de Segurança de Barragens e Inspeções Periódicas (Resolução ANA nº91/2012). DNPM publicou portaria nº 416/2012, tratando de inspeções e plano de segurança de barragens. Em âmbito estadual, INEMA/BA e ADASA/DF já publicaram regulamentos. Os regulamentos do CNRH aplicam-se a todas as barragens enquadradas na lei. Os regulamentos dos órgãos estaduais ou federais só se aplicam às barragens por outorgadas / licenciadas. Chega-se à conclusão de que a lei 12334/10 veio suprir uma lacuna quanto à definição de responsabilidades relacionadas à segurança de barragem. Que o empreendedor e o responsável legal pela segurança de uma barragem. E também define os responsáveis pela fiscalização de acordo com as características da barragem, seguindo parâmetros e leis vigentes. Sendo para a efetivação da lei, a necessidade de grande articulação entre os diversos órgãos envolvidos para as regulamentações não conflitantes, trocas de informações e alertas rápidas. O principal desafio e fazer com que a lei de segurança de barragens seja aplicada com veemência e ativa, criando uma cultura de ações e prevenção e monitoramento em segurança de barragens. Assim uma massa crítica nos órgãos públicos, empreendedores e sociedade civil para conseguir implementar a Política Nacional de Segurança de Barragens. 4.10 Acidentes e Incidentes em Barragem De acordo com Vieira (2005), acidente é uma anomalia de grande porte correspondente à ruptura parcial ou total de uma obra e/ou a sua completa 55 desfuncionalidade, com graves consequências econômicas e sociais. Incidente é um evento físico indesejável, de pequeno porte, que prejudica a funcionalidade da obra, podendo vir a gerar eventuais acidentes, ainda que muito pequenos, se não corrigidos a tempo. A eliminação ou o controle de todos os incidentes deve ser a preocupação principal de todos os envolvidos nasquestões de prevenção de acidentes ou controle de perdas. As barragens de contenção de rejeitos de mineração e de resíduos industriais são estruturas complexas e dinâmicas que requerem cuidados especiais na elaboração dos projetos de engenharia, operação, manutenção das estruturas, bem como para o descomissionamento (ICOLD,2001). No histórico de acidentes reportados pela ICOLD (2001), as principais causas de rompimento de barragens são problemas de fundação, capacidade inadequada dos vertedouros, instabilidade dos taludes, falta de controle da erosão, deficiências no controle e inspeção pós-fechamento e falta de dispositivos graduais de segurança ao longo da vida útil da estrutura. Os principais ensejos dos acidentes podem estar correlacionados com os fatores de segurança das operações, falha no monitoramento, inspeções, entre outros. Há poucos casos de evento não previsíveis, no rompimento de barragem, salvos a condições climáticas imprevistas, tal como: terremotos, abalos sísmicos de alta intensidade, uma vez que as tecnologias de hoje permitem a previsão desse evento (ICOLD, 2001). Os acidentes e incidentes também são resultado de condições inadequadas na projeção de projetos de construção de barragem, na gestão da sua operação, no monitoramento é combinação de ambos (ICOLD, 2001). As implicações e a percepção pública dos rompimentos nas barragens de contenção de rejeitos cresceram consideravelmente, tornando os proprietários e os gerenciadores mais conscientes dos riscos envolvidos nas construções dos reservatórios (ICOLD, 2001). A probabilidade de uma falha ocorrer pode ser baixa, porém as consequênc ias podem ser desastrosas para comunidades locais e o ambiente a jusante. O risco imposto por toda a barragem de contenção de rejeitos será específico para o local, dependendo, por exemplo, do projeto, da construção e manutenção da barragem, das características da rocha subjacente, das condições de precipitação e da atividade sísmica na área, por isso, 56 cada aspecto deve receber devida atenção, de modo a evitar falhas e acidentes (ICODL, 2001). Entretanto, há uma relutância dos proprietários em divulgar os incidentes ou falhas a não ser quando os casos se tornam públicos, dominados pela mídia e jornais. Em barragens, as falhas ganham mais publicidade que os sucessos adquiridos ao longo do tempo (ICOLD, 2001). Exemplos de notáveis rompimentos de barragens de contenção de rejeitos e de resíduos industriais que custaram vidas, recursos naturais e materiais, que recebeu uma repercussão mundial. As principais causas de acidente na barragem de contenção de rejeito são: na fase de projeto, fase de construção e monitoramento segundo Pereni (2010). Na fase de Projeto a ocorrência dos seguintes erros: Projetista com pouca ou nenhuma experiência que induz menor preço na elaboração do projeto; Economia em sondagens e ensaios do solo; Estudos geológicos insuficientes, Cronograma de execução inadequado, com pouco tempo para sua execução; Falta de envolvimento com o projetista e a equipe de execução da barragem; Fiscalização imprópria e com pouca qualificação dos seus técnicos; Redução ou ausência de instrumentos de controle de segurança; Na fase de construção: Inexistência de manual de operação que contenha carta de risco, instrução para inspeções diárias da barragem, e instruções para implantação de medidas emergências; Sem monitoramento e operadores sem treinamento adequado; Na fase de operação: Projeto inadequado de desativação; Ausência de manutenção; Ausência de inspeções Falta de um manejo de água adequado no reservatório da barragem; 57 Outros motivos que nos leva acidente em barragem são: A barragem de rejeito representa apenas um custo alto para os gestores do empreendimento; Sempre sujeito a redução de custo no projeto e operacional do empreendimento; Faltam mais especialização e qualificação do pessoal; Falta de planejamento e comunicação entre o projetista e o executor da obra Sujeito a eventos extremo como (chuva, abalo sísmico, entre outros). 4.11 Plano Emergencial No caso de ruptura destas estruturas, devem-se considerar as consequências com prejuízos diretos, como a perda de vidas humanas e os danos materiais na estrutura e nas áreas inundadas. Há ainda que considerar os prejuízos indiretos, resultantes da interrupção das atividades produtivas nas zonas afetadas e da impossibilidade de exploração dos recursos hídricos. A determinação exata do valor total dos prejuízos é de difícil estimativa, se não mesmo impossível, principalmente no que se refere a avaliar valores de vidas perdidas (FONTENELLE, 2007). Também deve ser compreendido que não é possível atingir uma garantia absoluta de segurança. Para cada barragem há um conjunto de cenários de deterioração que têm maior probabilidade de desenvolver-se e, para cada um deles, subsiste sempre certo risco de ocorrência de um acidente ou incidente (VIEIRA, 2005). De acordo com Franca (2014), a segurança de uma barragem é definida como a condição em que a ocorrência de ameaças impostas à vida, à saúde, à propriedade ou ao meio ambiente se mantém em níveis de risco aceitáveis; ou ainda, como a capacidade da mesma para satisfazer as exigências de comportamento necessárias para evitar incidentes e acidentes que reflitam nos aspectos estruturais, econômicos, ambientais e sociais. O risco de acidentes destas estruturas está associado quase sempre a catástrofes. Além da possibilidade da perda de vidas humanas, a ruptura de uma obra hídrica resulta 58 em destruição de patrimônio, danos ao meio ambiente e interrupção de serviços públicos (FRANCA, 2014). Os diferentes fatores capazes de afetar a segurança das barragens podem também ser classificados em três grandes grupos (ÁVILA, 2008): • Fatores estruturais, ligados à resistência e estabilidade das obras; • Fatores hidráulico-operacionais, ligados ao funcionamento dos órgãos de segurança e exploração e respectivos equipamentos; • Fatores ambientais, sociais e econômicos, ligados ao impacto sobre as populações, os sistemas produtivos, o meio terrestre, a água, a fauna e a flora. O plano emergencial que identifica condições potencia de emergência que podem ocorrer numa barragem e prescrever procedimentos a serem seguidos de modo a minimizar a perda de vidas e outros danos possíveis. Conteúdo mínimo segundo a Portaria do DNPM n°526/2013: Informações gerais da barragem; Procedimentos preventivos e corretivos a serem adotados; Detecção, avaliação e classificação das situações de emergência; Fluxograma e procedimentos de notificação; Responsabilidades gerais; Análise do estudo de cenários compreendendo os possíveis impactos a Jusante, resultantes de uma hipotética ruptura de barragem, com seu associado mapa de cenários georreferenciado; Anexos e apêndices. O conteúdo do plano emergencial deve conter: Ficha Técnica: Dados Construtivos; Principais Estruturas; Rejeito Armazenado; Potencial de Dano e Categoria de Risco; Responsabilidades: Agentes Internos; Agente externo; 59 Riscos; Cenários; Estudo dam break; Mapas de inundação; Comunicação: Fluxograma de Notificação; Contatos dos Agentes Internos e dos Agentes Externos; Sistemas de Comunicação e de Alerta. Qual o recurso a empresa possui: Atendimento Médico; Monitoramento Ambiental; Segurança do Trabalho; Materiais e Equipamentos Tipo de treinamento Agentes Internos; Agentes Externos; Simulados. Mapa de inundação A elaboração dos mapas de inundação e caracterização do vale de jusante é fundamental para a determinação dos riscos que a inundação proveniente da ruptura poderá causar no vale a jusante (ABRÃO, 2008). O mapeamento das áreas
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