VS GEOTECNIA

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Remediação de Solos e
Fitorremediação
INTRODUÇÃO
• A elevada demanda de tempo e
recursos para remediação tem levado a
um novo enfoque que considera a
intervenção sobre áreas contaminadas
em função do risco apresentado.
• A gerência de risco compreende o
processo de avaliação do risco e ações
de redução do risco.
• No processo de avaliação, a
investigação geoambiental é a atividade
destinada a determinar o grau de
contaminação do solo e sua distribuição
espacial, visando estabelecer uma
estratégia para a remediação da área
afetada.
• A fitorremediação pode ser vista como
uma das ações de redução de risco que
compreende a técnica do emprego de
vegetais na descontaminação do solo e
das águas subterrâneas ou na
reabilitação de áreas degradadas.
O PROCESSO DE AVALIAR RISCOS
ENVOLVE
• Identificação e caracterização de áreas
potencialmente contaminadas;
• Análise do perigo decorrente da
exposição dos receptores aos
contaminantes;
• Estimativas de danos ou malefícios
prováveis; e
• Avaliação da aceitabilidade do risco.
• A Investigação Geoambiental é parte do
processo de avaliação de risco.
A AÇÃO DE REDUZIR RISCOS ENVOLVE:
• A seleção, implementação e
monitoramento de estratégias de
remediação.
• As estratégias de remediação
compreendem medidas de
descontaminação, confinamento e/ou
restrição de utilização da área.
• Note-se que o monitoramento tanto
pode ser um processo de avaliação de
áreas contaminadas como uma ação de
controle sobre a remediação.
CONCEITOS E DEFINIÇÕES
• PERIGO - propriedade ou situação que
tem potencial para causar um mal (pode
ser físico, químico ou biológico).
•MAL - dano à saúde, ao meio ambiente,
às estruturas físicas ou de serviços, ao
patrimônio ou à economia.
• AVALIAÇÃO DE RISCO - processo
sistemático para identificar e analisar o
risco (qualitativo ou quantitativo).
• GERÊNCIA DE RISCO - processo
decisório envolvendo a aceitação do
risco ou a redução das suas
conseqüências ou a probabilidade de
sua ocorrência.
• A cadeia FONTE-CAMINHO-ALVO - a
possibilidade de algum mal acontecer
(risco) depende de a cadeia estar
completa, ou seja: há contaminação,
existem caminhos com potencial de
migração e receptores passíveis de
dano.
O PROCESSO DE INVESTIGAÇÃO GEOAMBIENTAL
• Abordar a investigação geoambiental
no contexto da análise de risco para
evitar a coleta de informações erradas
ou desnecessárias sobre a cadeia
fonte-caminho-alvo.
• Planejar a investigação e estabelecer
objetivos.
• O objetivo principal da investigação é
prover informações suficientes sobre a
fonte, os caminhos e os alvos para
permitir uma avaliação de risco tal que
seja possível delinear ações de
remediação ou dispensá-las.
• Verificar se a cadeia
fonte-caminho-alvo está completa.
• O contaminante não é o único
interesse da investigação, são
igualmente importantes os caminhos e
os alvos sob risco em face do contato
com o contaminante.
PONTOS CRÍTICOS DA INVESTIGAÇÃO
GEOAMBIENTAL
• Pressões impostas pelos clientes em
relação a prazos e custos.
• Excesso de confiança na capacidade
do método de investigação identificar
todos os perigos.
• Nenhuma investigação pode explorar
mais que uma fração do todo.
• Basta uma amostra para provar a
contaminação. No entanto, o propósito
deve ser determinar a natureza e
extensão da contaminação e sua relação
com o meio.
FASES DA INVESTIGAÇÃO GEOAMBIENTAL
• Fase preliminar - desenvolver o modelo
conceitual fonte-caminho-alvo, prover
informações para a identificação do
perigo e para o planejamento das fases
subseqüentes.
• Fase exploratória - com limitadas
intrusões destinadas a testar/confirmar
hipóteses ou a presença de substâncias
e levantar dados para o planejamento
da fase posterior.
• Fase principal - dominada por técnicas
intrusivas para avaliar o perigo, estimar
o risco e apontar modalidades
preferenciais de remediação.
• Outras fases como a suplementar para
obter dados específicos e a de
pós-remediação para avaliação de
desempenho.
A INVESTIGAÇÃO PRINCIPAL ENVOLVE:
• Estratégia para amostragem
• Atividades no campo
• Coleta de amostras
• Uso de técnicas de perfuração e
selagem
• Acondicionamento das amostras
• Investigação do meio hídrico
• Procedimentos analiticos
TÉCNICAS DE REMEDIAÇÃO
• As ações de remediação devem ser
exeqüíveis em termos técnicos e de custo
e compatíveis com as necessidades
ambientais.
• Os métodos de remediação podem
envolver medidas restritivas de utilização
da área, de descontaminação, de
contenção, e monitoramento de
processos de atenuação natural.
• As ações ou medidas, utilizadas
isoladamente ou combinadas, visam
reduzir o risco ou administrar um risco
aceitável, conforme o objetivo a alcançar
e sua performance esperada.
MECANISMOS DE CONTAMINAÇÃO
• O mecanismo mais comum é a
infiltração de águas pluviais, lixiviado,
solubilizando ou dissolvendo
substâncias perigosas e transportando
para camadas inferiores e aqüíferos.
• No trajeto descendente uma parte
dessas substâncias fica retida no poros
do solo e outra parte prossegue
interagindo com o solo, podendo
alcançar o freático.
• Atingindo o aqüífero o mecanismo de
transporte é intensificado, ocorrendo
espalhamento e aumento do alcance da
contaminação.
• Embora possa haver alguma diluição
ou dispersão do contaminante, pode
ocorrer bioacumulação em tecidos.
CARACTERÍSTICA DOS CONTAMINANTES
• As características mais importantes
dos contaminantes do ponto de vista da
remediação são:
• Mobilidade – associada ao estado,
espécie química, solubilidade,
volatilidade, densidade, viscosidade e
outras características físico-químicas
que afetem sua
interação com o solo.
• Degradabilidade – associada a
estabilidade química da substância ou
ao seu potencial para ser decomposta.
• Periculosidade – associada ao potencial
da substância causar algum mal, seja de
natureza física, química, ou biológica.
REDUÇÃO DO RISCO - REMEDIAÇÃO
• Na gerência de risco, os métodos de
remediação procuram reduzir o risco
interferindo na cadeia
fonte-caminho-alvo, seja neutralizando a
fonte, bloqueando os caminhos ou
protegendo os alvos.
• Neutralização – remoção,
transformação da substância em outra
menos perigosa , estabilização química
ou física.
• Bloqueio – contenção visando
interromper o fluxo migratório, seja
atuando sobre o meio físico ou sobre o
contaminante durante o transporte.
• Proteção – remoção dos alvos ou
proteção individual com equipamentos
O QUE É A FITORREMEDIAÇÃO?
• A fitorremediação é uma tecnologia
emergente que usa diversos vegetais
para degradar, extrair, imobilizar ou
conter contaminantes presentes no solo
e nas águas
subterrâneas. Está ligada ao emprego de
técnicas de:
• Contenção – atuando sobre a
mobilidade da substância perigosa,
evitando o espalhamento da
contaminação; e
• Remoção - procedimento visando
atenuar, degradar ou transformar o
contaminante em substância menos
perigosa ou não-perigosa .
• Disposição e tratamentos fora da
região contaminada são considerados
como complementos das técnicas de
remoção.
COMO ATUA A FITORREMEDIAÇÃO?
• Redução da contaminação a
concentrações aceitáveis ou
interferência nos mecanismos de
transporte a fim de evitar que o
contaminante entre em contato com os
alvos sob risco.
• A redução da contaminação pode se
dar por remoção ou por mecanismos de
degradação da substância
contaminante.
• A ação sobre os mecanismos de
transporte está circunscrita à
contenção, seja por retenção ou controle
da migração da água subterrânea
contaminada ou por imobilização do
contaminante pelo vegetal.
MECANISMOS DA FITORREMEDIAÇÃO.
• Degradação – se dá na rizosfera com
participação dos microorganismos ou no
interior das plantas pela própria
fisiologia do vegetal.
• Extração - acumulação no tecido
vegetal, em especial na parte aérea, com
posterior colheita e destinação ou por
transpiração.
• Contenção – retenção no solo ou nas
raízes, tornando indisponível ou
imobilizando o contaminante, ou
atuação sobre mecanismos de
transporte.
LIMITAÇÕES DA FITORREMEDIAÇÃO
• Alcance do sistema radicular – o
contato físico das raízes com a massa
contaminada está limitadoa poucos
metros da superfície.
• Taxa de crescimento do vegetal - a
velocidade de crescimento pode limitar a
efetividade do processo e normalmente
o vegetal tem que ser cultivado em outro
ambiente até atingir a fase adulta.
• Concentração do contaminante – pode
afetar/inibir o crescimento do vegetal,
provocar magnificação pela cadeia
trófica ou causar impacto ambiental ou
a saúde humana, exigindo controle ou
tratamento diferenciado.
TÉCNICAS DE FITORREMEDIAÇÃO
• FITOEXTRAÇÃO – absorção do
contaminante pelas
raízes, translocação para a parte aérea,
com posterior coleta, tratamento e
disposição.
• Desvantagens – hiperacumulação de
metais prejudica o crescimento;
biomassa colhida tem que ser disposta
ou processada adequadamente; metais
podem ser fitotóxicos; e estudos em
laboratório não refletem condições de
campo.
RIZOFILTRAÇÃO
• Consiste na concentração, no sistema
radicular, de substâncias presentes na
fase dissolvida do solo.
• Emprega o mecanismo de contenção,
podendo haver extração por colheita ou
retirada no caso de cultivo hidropônico ,
seguido de tratamento e disposição.
• Vantagens – plantas terrestres ou
aquáticas, tratamento in situ ou ex situ.
• Desvantagem – controle contínuo de
pH, entendimento das reações, cultivo
inicial em estufa, os resultados
experimentais podem diferir do campo, e
destinação.
FITOESTABILIZAÇÃO
• Processo semelhante a rizofiltração
porém sem a remoção do solo ou do
vegetal.
• A técnica é de contenção por
concentração, no sistema radicular, de
substâncias presentes no solo.
• Vantagens – não há retirada de solo,
baixo custo, não gera resíduos, controle
de lixiviação e erosão, e a revegetação
incrementa a restauração do
ecossistema.
• Desvantagem – os contaminantes
permanecem no local, manter vegetação
por longo período, controle contínuo das
reações na rizosfera, evitar
translocações,pode requerer intensa
fertilização do solo.
• Aplicável a metais e substâncias
orgânicas.
RIZODEGRADAÇÃO
• Essa técnica envolve o mecanismo de
biodegradação com a participação de
microorganismos do solo e da
rizosfera.
• A técnica é de remoção pela absorção
pelo vegetal ou perda de periculosidade
da substância contaminante.
• Vantagens – o contaminante é
removido, há pouca translocação, pode
ocorrer mineralização, baixo custo.
• Desvantagem – longo tempo, a textura
do solo pode limitar o desenvolvimento
das raízes, mascaramento com
mecanismos vistos a seguir, concorrência
dos exsudatos com o contaminante
orgânico.
• Aplicável a substâncias orgânicas.
FITODEGRADAÇÃO
• Essa técnica envolve o processo de
transformação do contaminante pelo
metabolismo da planta ou por
compostos produzidos pelas plantas.
• A técnica é de remoção e pressupõe
absorção pelo vegetal, fato que depende
de algumas características das
substâncias como hidrofobicidade,
solubilidade ou polaridade .
• Vantagens – enzimas podem degradar
o contaminante em ambiente sem
microorganismos.
• Desvantagem – alguns produtos
derivados podem se formar e serem
difíceis de detectar.
FITOVOLATILIZAÇÃO
• Essa técnica envolve o mecanismo de
absorção e transpiração do
contaminante pelas planta, modificado
ou não pelo seu metabolismo.
• Vantagens – compostos podem ser
liberados em formas menos tóxicas.
• Desvantagem – impacto sobre a
qualidade do ar, alguns compostos
liberados podem ser mais tóxicos
que são absorvidos ou podem se
acumular na madeira ou frutos.
CONTROLE HIDRÁULICO
• Essa técnica envolve o mecanismo de
absorção e transpiração do
contaminante pela planta, modificado
ou não pelo seu metabolismo.
• Vantagens – compostos podem ser
liberados em formas menos tóxicas.
• Desvantagem – impacto sobre a
qualidade do ar, alguns compostos
liberados podem ser mais tóxicos
que são absorvidos ou podem se
acumular na madeira ou frutos.
• Aplicável a substâncias orgânicas,
metais, águas subterrâneas, solos e
sedimentos como lodos de
estações de tratamento.
COBERTURA VEGETAL
• A aplicação dessa técnica não é
recomendada para sistemas de
cobertura de aterros de resíduos sólidos
municipais em razão da contínua
geração de gases que podem ser tóxicos
para as planta e por requisitos de
desempenho normalmente exigidos para
os sistemas de cobertura final como
prevenir a migração ou liberação
de gases.
•Vantagens - pode reduzir as
necessidades e requisitos de
manutenção minimizando a erosão
superficial e estabelecendo um
ecossistema sustentável; menores
custos; a vegetação pode proporcionar
um ambiente aeróbio cuja atividade
microbiana pode reduzir a formação de
gases ou degradá-los;
•Desvantagens-Necessidade de
inspeções para assegurar uma
apropriada cobertura vegetal pois pode
ocorrer predomínio de algumas espécies
sobre outras originalmente plantadas e
necessárias para a funcionalidade do
método;
• Tendência de raízes mortas criarem
caminhos para a infiltração da água;
• Risco de magnificação pela cadeia
alimentar;
CORREDORES MARGINAIS
• Destinam-se a proteger corpos ou
cursos d’água do escoamento superficial
e subterrâneo de água contaminada,
degradando a pluma de contaminação
trazida pela vazão afluente sem impedir
o fluxo.
• Funcionam como barreiras permeáveis
onde o mecanismo de degradação atua
quando da passagem do fluxo de forma
a permitir que a vazão efluente esteja
livre da contaminação ou essa tenha
sido reduzida a níveis aceitáveis pelo
metabolismo das plantas.
Estabilidade sobre Acidente na Barragem
Na mineração a geração de resíduos
sólidos é parte do processo de produção
que envolve a lavra e o beneficiamento
do minério de ferro. O resíduo sólido
proveniente da extração é denominado
estéril e o resíduo sólido do
beneficiamento é denominado rejeito.
Grande parte da disposição desses
resíduos se faz por barragens de rejeitos.
A disposição do rejeito é feita
usualmente na forma de polpa, com alto
teor de água e baixo de sólidos,
transportada por meio de tubulação, e
lançada na direção de montante a partir
da crista do barramento. Desse método
de disposição decorre uma elevada
quantidade de água na bacia de
acumulação,água essa que necessita ser
convenientemente drenada para que se
possa aumentar a resistência ao
cisalhamento do material depositado.Os
Acidentes em barragens de rejeitos estão
relacionados ao balanço hídrico nessas
estruturas, além do método construtivo e
da gestão de segurança da operação.
As barragens de contenção de rejeitos,
construídas pelo método a montante,
normalmente, envolvem um dique de
partida e sucessivos diques de
alteamentos sobre a praia consolidada
de rejeitos, a montante do dique anterior.
Esse tipo de construção, embora mais
simples e econômico, está sujeito a
críticas
relacionadas com o controle construtivo,
o estado não consolidado do material
de fundação e a alguma ineficiência do
sistema de drenagem interna.
Naturalmente, o principal fator
preocupante do ponto de vista
geotécnico é a presença de água na
bacia de acumulação, seja essa água
proveniente do processo de lançamento
do rejeito ou do ingresso natural
decorrente de escoamento superficial e
subterrâneo e da precipitação direta no
local. O controle da linha freática no
rejeito e nos diques que compõem o
barramento é fundamental para o
estabelecimento da segurança da
contenção.
Propriedades Geotécnicas dos
Materiais
Em geral, o propósito da retroanálise é
estabelecer determinados parâmetros
de resistência e/ou condições de
carregamento que poderiam apresentar
o material diante de um fato conhecido.
Esse fato conhecido poderia ser, por
exemplo, a geometria da cicatriz de
ruptura. No entanto, para iniciar o
procedimento de análise é necessário
estabelecer ou fixar determinados
parâmetros que podem ser
considerados mais plausíveis ou menos
sujeitos às variações, tal que, apenas
determinado conjunto de parâmetros
poderiam variar para se obter um
resultado desejado.
No entanto, toda bacia haverá de se
comportar como um todo, com regiões
resistentes e regiões fracas, com
comportamento drenado e não drenado,
dificultando a determinação de qual
mecanismo de fato atuou de forma
decisiva para a ruína.
BARRAGENS DE REJEITO
Asatividades de mineração estão dentre
as que causam maiores impactos ao
meio ambiente. Em
muitos países onde o controle ambiental
é deficitário, a mineração gera conflitos
socioambientais devido à interferência
nos ecossistemas e nas comunidades.
Assim, é imprescindível que se
desenvolvam novas tecnologias. Muitas
das empresas de mineração aplicam
recursos adicionais com vistas ao
controle ambiental, desde o início do
projeto até a mitigação ambiental.
Nessa atividade, os resíduos sólidos
estão dentre os principais responsáveis
pelo impacto ambiental das
mineradoras. O tratamento e
armazenamento visando minimizar
custos e maximizar a segurança estão
dentre os principais objetivos das
mineradoras para cumprir as exigências
ambientais visto que a disposição dos
resíduos geralmente é catalogada como
um custo adicional sem retorno dentro
do projeto.
De uma forma geral há dois tipos de
resíduos produzidos pelas atividades
mineradoras, os estéreis e
os rejeitos. No decapeamento da jazida
são produzidos materiais sem valor
econômico, denominados de estéreis,
que geralmente são dispostos em pilhas
e utilizados algumas vezes no
próprio sistema de extração do minério.
Já os rejeitos são resultantes do
processo de beneficiamento do minério e
pode conter elevado grau de toxicidade,
além de partículas dissolvidas
e em suspensão, metais pesados e
reagentes.
Nos processos de beneficiamento, a
quantidade gerada de rejeitos é muito
alta, e a disposição é feita, dependendo
dos objetivos econômicos da
mineradora, em superfície, ou vinculada
no processo de extração do minério de
forma subterrânea ou a céu aberto.
DIFERENÇAS ENTRE BARRAGENS CONVENCIONAIS E
BARRAGENS DE REJEITO
As barragens convencionais costumam
ser construídas com materiais
provenientes de uma ou
poucas jazidas, com características
semelhantes de densidade e umidade. A
compactação das sucessivas camadas
buscam a homogeneidade de
comportamento do maciço. O que se
almeja é evitar contrastes
comportamentais acentuados que
possam induzir campos de
condutividade hidráulica, de
deformação ou de tensão.
Nas barragens de rejeito, a
homogeneidade não é um condicionante
de projeto, e costumam apresentar certa
heterogeneidade devido às diferentes
épocas de alteamento e materiais
utilizados provenientes de diferentes
frentes de lavra. Especialmente em
barragens alteadas pelo método de
montante ou de linha de centro, os
alteamentos são realizados sobre
rejeitos depositados em curto intervalo
de tempo e consequentemente
encontram-se pouco consolidados,
apresentando menor resistência ao
cisalhamento. Além disso, não existe
compactação das camadas adjacentes,
a não ser pelo tráfego de equipamentos
durante a construção.
A exemplo da curva de compactação,
existe uma altura de queda ótima que
define a massa específica máxima. Para
alturas de queda inferiores à ótima, a
energia de deposição seria insuficiente e
para alturas de queda maiores que a
ótima, a energia seria tanta que erodiria
a praia já depositada. Embora o
lançamento na altura seja desejável, na
prática isto não seria exequível, pois
implicaria na mudança constante da
posição do canhão. Outra diferença
notável entre barragens convencionais e
barragens de rejeito é o tratamento
dado à percolação pelo maciço ou pela
fundação. Em barragens convencionais,
a quantidade de água
perdida por percolação costuma ser
insignificante em comparação com os
volumes utilizados na operação da obra
(geração de energia, captação para uso
humano ou industrial) e perdidos por
evaporação e infiltração no reservatório.
Desta forma, a percolação é apenas
controlada, evitando geração de
excessos de poropressão e carreamento
de material. O controle da drenagem se
dá pela utilização de filtros verticais e
tapetes drenantes. Em barragens de
rejeito, muitas vezes não se pode
confiar na eficiência desse sistema de
drenagem a longo prazo, devido a
possíveis cristalizações
impermeabilizantes causadas por
reações químicas no rejeito. Além disso,
especialmente para barragens de
contenção de rejeito de minério de ferro,
a água é mantida no reservatório
visando apenas a clarificação, estando
assim o tempo necessário para garantir
a decantação dos finos em suspensão.
Uma vez atingidos os padrões exigidos, a
água pode ser lançada no curso d’água
da bacia na qual a barragem foi
instalada. Em alguns casos, porém, o
reservatório de rejeitos é utilizado
também como reservatório de água
para uso na planta de beneficiamento.
Nesse caso, cuidados especiais são
necessários no que diz respeito à
impermeabilização do maciço.
BARRAGENS DE REJEITO
As barragens de rejeito podem ser
construídas com material compactado
proveniente de áreas de empréstimo, ou
com material do próprio rejeito,
partículas de granulometria mais grossa,
que podem ser separadas pelo processo
de ciclonagem.
As Barragens de Rejeito construídas ou
alteadas com o próprio material do
rejeito podem ser construídas pelos
métodos:
a) Método de montante;
b) Método de linha de centro;
c) Método de jusante.
Barragens alteadas pelo método de
jusante e pelo método de linha de centro
geralmente são construídas com o uso
de ciclones, onde o material de maior
granulometria (underflow), é utilizado
para o alteamento do dique de
contenção e os finos (overflow), são
depositados atrás do dique. As
deposições se dão pelo aterro
hidráulico.
A utilização da técnica do aterro
hidráulico aplicado ao método de
montante proporciona uma redução de
custos de construção pela facilidade na
execução de barragens, sendo assim, o
método mais atrativo para as
mineradoras. Entretanto, problemas
construtivos e de segurança podem
ocorrer, principalmente devido à falta de
controle das características do rejeito e
das variáveis de descarga durante o
lançamento. Desta forma, aumenta-se a
necessidade de estudos mais
detalhados das propriedades do rejeito
de modo a reduzir as incertezas geradas
quanto às características do
aterro formado com a sua utilização.
MÉTODOS DE ALTEAMENTO DE
BARRAGENS PARA CONTENÇÃO DE
REJEITOS
As barragens de contenção de rejeitos
são estruturas construídas ao longo do
tempo visando à diluição dos custos no
processo de extração mineral por
alteamentos sucessivos. Assim, um dique
de partida é construído inicialmente e a
barragem passa por alteamentos ao
longo da vida útil, podendo ser
construídas com material compactado
proveniente de áreas de empréstimo, ou
com o próprio rejeito. Para isso, têm-se
três métodos, conforme já citado:
montante, jusante ou linha de
centro.
Método de Montante
O método de montante é o mais antigo,
simples e econômico método de
construção de barragens. A etapa inicial
na execução deste tipo de barragem
consiste na construção de um dique de
partida,normalmente de material
argiloso ou enrocamento compactado.
Após realizada esta etapa, o rejeito
é lançado por canhões (spigots) e (ou)
por hidro-ciclones em direção a
montante da linha de simetria do dique,
formando assim a praia de deposição,
que se tornará a fundação e
eventualmente fornecerá material de
construção para o próximo alteamento.
Este processo continua sucessivamente
até que a cota final prevista em projeto
seja atingida. Geralmente é o mais
econômico em curto prazo, pois permite
obter a menor relação entre volumes de
areia / lama.
Embora seja o mais utilizado pela
maioria das mineradoras, o método de
montante apresenta um baixo controle
construtivo, tornando-se crítico
principalmente em relação à segurança.
O agravante neste caso está ligado ao
fato dos alteamentos serem realizados
sobre materiais previamente
depositados e não consolidados. Assim,
sob condição saturada e estado de
compacidade fofo, esses rejeitos
(granulares) tendem a apresentar baixa
resistência ao cisalhamento e
susceptibilidade à liquefação por
carregamentos dinâmicos e estáticos.
Tem-se também que esse método de
alteamento apresenta inerente risco de
ruptura por liquefação, especialmente
em regiões de alta sismicidade. Rupturas
por percolação e piping também são
possíveis devido à pequena distância
entre a lagoa de decantação eo talude
de jusante. Esse problema pode ser
evitado por ângulos suaves na praia de
deposição e segregação e sedimentação
de partículas mais grossas junto à face
de montante. Sistemas de drenagem e
filtros evitam aumentos excessivos de
poropressões e controlam a poluição da
água subterrânea, quando for o caso.
Ressalte-se também que nesse método
construtivo existe uma dificuldade na
implantação de um sistema interno de
drenagem eficiente para controlar o nível
d’água dentro da barragem,constituindo
um problema adicional com reflexos na
estabilidade da estrutura.
Método de Jusante
Neste método, a etapa inicial consiste na
construção de um dique de partida,
normalmente de solo ou enrocamento
compactado. Depois de realizada esta
etapa, os alteamentos subsequentes são
realizados para jusante do dique de
partida.
As vantagens envolvidas no processo de
alteamento para jusante consistem no
controle do lançamento e da
compactação, de acordo com técnicas
convencionais de construção; nenhuma
parte ou alteamento da barragem é
construída sobre o rejeito previamente
depositado; além disso, os sistemas de
drenagem interna podem ser instalados
durante a construção da barragem, e
prolongados durante seu alteamento,
permitindo o controle da linha de
saturação na estrutura da barragem e
então aumentando a estabilidade; a
barragem pode ser projetada e
subsequentemente construída
apresentando a resistência necessária
ou requerida, inclusive resistir a
qualquer tipo de forças sísmicas, desde
que projetadas para tal, já que há a
possibilidade de
seguimento integral das especificações
de projeto.
Método de Linha de Centro
Barragens alteadas pelo método de
linha de centro apresentam uma solução
intermediária entre os dois métodos
citados anteriormente, apresentando
vantagens dos dois métodos anteriores,
tentando minimizar suas desvantagens.
Neste método torna-se possível a
utilização de zonas de drenagem
internas em todas as fases de
alteamento, o que possibilita o controle
da linha de saturação. Este controle
promove uma dissipação de
poropressões tornando o método
apropriado para utilização inclusive em
áreas de alta sismicidade.
Como grande vantagem deste método
em relação ao de jusante, pode-se
destacar a necessidade de um menor
volume de material compactado para
construção do corpo da barragem, mas
esse tipo de estrutura pode apresentar
ângulos muito inclinados na face de
montante. Uma vez que os rejeitos
passam a ser usados como principal
material de construção, o projeto e
construção de barragens de rejeito deve
incluir cada vez mais princípios
geotécnicos na obtenção de
parâmetros e controle de qualidade, em
substituição aos procedimentos
empíricos normalmente
utilizados. Há uma maior necessidade de
investigação das propriedades e
características dos rejeitos de modo a
reduzir as incertezas geradas no
comportamento global dessas
estruturas. As incertezas das
características do aterro estão
relacionadas com o processo de
deposição do rejeito na praia e com o
próprio rejeito. Algumas variáveis como
vazão e concentração da mistura
lançada conduzem de forma marcante
para um alto grau de heterogeneidade
do material depositado.
No caso de depósitos de rejeito de
minério de ferro lançados
hidraulicamente, pode-se encontrar em
determinadas regiões da barragem
zonas com alta concentração de
partículas de ferro. Este tipo de
seleção é função do processo de
segregação hidráulica, que tende a
gerar uma seleção granulométrica em
função do tamanho, da forma e da
massa específica das partículas e
conduz à formação de zonas com
propriedades geotécnicas distintas.
ESCOLHA DO MÉTODO DE
ALTEAMENTO DAS BARRAGENS DE
REJEITO
A escolha de um ou outro método de
execução irá depender de uma série de
fatores, tais como:
a) tipo de rejeito;
b) características geotécnicas e nível de
produção dos rejeitos;
c) graus de poluição física, química e
físico-química;
d) necessidade de reservar água ou a
necessidade do controle das águas
percoladas;
e) sismicidade da região onde se localiza
o barramento;
f) topografia, hidrologia, hidrogeologia e
geologia local;
g) custos do método de execução.
Dentre as práticas normais das
empresas mineradoras, o método de
montante tem ganho um importante
espaço em função dos baixos custos e
alta flexibilidade construtiva. As
barragens construídas pelo método de
montante com a utilização de rejeitos,
como materiais de construção,
costumam apresentar problemas no
comportamento, como a alta
susceptibilidade ao piping,superfícies
erodíveis e alta probabilidade de
liquefação sob condições de
carregamento sísmicos em rejeitos fofos
e saturados.
Geossintéticos
O que vem a ser um produto
Geossintético?
São materiais ou produtos
industrializados, ou seja, em que pelo
menos um dos seus componentes é
fabricado com polímeros sintéticos ou
naturais. Basicamente, os
Geossintéticos servem para projetos
relacionados na área de geotecnia.
Sua aplicação é indicada quando a obra
necessita seu desempenho por um curto
período de tempo, após o qual sua
degradação não irá afetar a qualidade
de/a finalidade da obra.
Quais seriam as vantagens da utilização
de Geossintéticos em obras
geotécnicas?
Entre as principais vantagens da
utilização deste sistema, destacam-se:
instalação rápida da camada drenante,
produtividade, maior capacidade de
armazenamento do aterro, melhoria da
estabilidade de taludes, alta capacidade
de escoamento, entre outras.
Os tipos de Geotêxteis?
-Geotêxteis: Os mais tradicionais, e os
mais usuais entre os geossintéticos,
feitos com não-tecidos ou tecidos,
geralmente de PP ou de poliéster.No
Brasil, são já relativamente frequentes
em obras, nas quais podem
desempenhar inúmeras funções:
separação, filtragem, drenagem, reforço,
controle de erosão, entre outras.
-Geomembranas: é um tipo de
geossintético produzido por tecnologias
como extrusão de PE e calandragem de
PVC, sua impermeabilidade lhes
assegura espaço crescente em
aplicações como impermeabilização de
aterros sanitários e barragens de
rejeitos, concentração de minérios,
sistemas de armazenamento de água em
propriedades rurais, reservatórios para
criação de peixes e outros animais
aquáticos.
-Geogrelhas – Extrudadas em PE ou PP,
ou tecidas em poliéster, polipropileno,
PVA, poliamidas, são similares a grades,
cujo contato tanto com o solo superior
quanto com o inferior proporciona
ancoragem bastante firme, que reforça e
estabiliza solos mais moles, muros de
contenção, taludes.
-Geocélulas – Estruturas tridimensionais,
em formato de colmeia de abelhas, em
PE ou em PP, podem ser aplicadas em
revestimento de canais e de taludes, ou
como suporte de carga em bases de
pavimentos, entre outras situações.
-Geomantas – Peças tridimensionais
feitas com filamentos de PP, PE ou
poliamida.Utilizadas em maior escala em
sistemas de controle de erosão, sozinhas
ou em combinação com alternativas
tradicionalmente utilizadas com essa
finalidade – como grama e
hidrossemeadura –, ou como núcleos de
geocompostos.
-Geocompostos – Combinações de
geossintéticos com outros
materiais.Alguns deles: geocomposto
bentonítico, feito com duas camadas de
geotêxteis intercaladas com uma
camada de bentonita; geocomposto
cimentício, com camada interna de
argamassa cimentícia; gabiões metálicos
revestidos com polímeros.
PRINCIPAIS PROPRIEDADES
As propriedades dos Geossintéticos
derivam dos seguintes fatores:
a - Processo de Fabricação - A
diversidade dos processos de fabricação
é muito grande, devido aos vários tipos
de Geossintéticos existentes e suas
combinações. Conforme já citado nas
definições (II), os principais processos
são:
- Adesão
- Fusão
- Calandragem
- Impregnação
- Colagem
- Não Tecimento
- Corrugação
- Tecimento
- Entrelaçamento
-tricoteamento
- Extrusão
b-Matéria-Prima - Vários tipos de
matéria-prima são empregadas na
fabricação dos Geossintéticos. Os mais
utilizados são:
- PP - Polipropileno
- PA- Poliamida
- PET - Poliéster
- PVC - Policloreto de Vinila
- PEAD - Polietileno de
alta densidade
- PS - Poliestireno
A combinação destes dois fatores é que
irá criar oconjunto de propriedades do
produto final. Apresentamos as
principais propriedades que são levadas
em conta em um projeto e especificação
de Geossintéticos
Normalização dos Geossintéticos
No início da comercialização e utilização
dos Geossintéticos, especialmente os
geotêxteis, não existiam Normas
específicas para definir ensaios e
parâmetros que o engenheiro pudesse
correlacionar com as condições reais de
uma obra. Assim, até meados da década
de 70, utilizavam-se ensaios oriundos da
indústria têxtil como referência de
padrões de resistência, permeabilidade,
abrasão, estouro, densidade superficial
etc.
DRENAGEM
DRENAGEM – MANTER A CARGA HIDRÁULICA
BAIXA TRATAR OU REUTILIZAR O EFLUENTE
OTIMIZAR A OPERAÇÃO DO ATERRO.
CONCEPÇÕES ADOTADAS
COBERTURA “IMPERMEÁVEL” O MAIS CEDO
POSSÍVEL
-REDUZ O VOLUME DE EFLUENTES A SEREM
TRATADOS.
-REDUZ A QUANTIDADE DE EFLUENTES NO
ATERRO
- PROLONGA A VIDA ÚTIL DO
CONTAMINANTE.
PERMITIR O FLUXO PARA ACELERAR A
LIXIVIAÇÃO
- O SISTEMA DE DRENAGEM ENTRA LOGO EM
CARGA.
-REMOVE O CONTAMINANTE MAIS
RAPIDAMENTE.
-AUMENTA O VOLUME A SER TRATADO.
-SE A DRENAGEM FALHAR A CARGA DO
ATERRO AUMENTA
PROJETO
-SISTEMA DE DUTOS PERFURADOS
DISTRIBUÍDOS NO FUNDO DO ATERRO E
PROTEGIDOS POR TRINCHEIRAS, TAPETES
DRENANTES E/OU GEOTÊXTEIS.
-O PROJETO DEVE ASSEGURAR A DRENAGEM
ADEQUADA, A PROTEÇÃO ESTRUTURAL DOS
DUTOS E MINIMIZAR A COLMATAÇÃO.
COMPOSIÇÃO DO SISTEMA DE COLETA E
REMOÇÃO DO EFLUENTE
-REVESTIMENTO IMPERMEÁVEL
(GEOMEMBRANA E ARGILA COMPACTADA)
NA BASE DO ATERRO.
-CAMADA PROTETORA/SEPARADORA
(GEOTÊXTIL) ENTRE O REVESTIMENTO
IMPERMEÁVEL (GEOMEMBRANA e ARGILA) E A
CAMADA DRENANTE.
-NA CAMADA DRENANTE, ARRANJO DE
TUBOS PERFURADOS EM TAPETES E
TRINCHEIRAS, COLETANDO O PERCOLADO
PARA REMOÇÃO.
-CAMADA FILTRANTE ACIMA DA CAMADA
DRENANTE PARA MINIMIZAR A COLMATAÇÃO
DOS DUTOS PERFURADOS.
-RESERVATÓRIO PARA RECEBIMENTO DO
EFLUENTE REMOVIDO.
CRITÉRIOS PARA O PROJETO
-DETERMINAÇÃO DO VOLUME DE EFLUENTE
GERADO.
-DETERMINAÇÃO DO VOLUME A SER
COLETADO E REMOVIDO.
-DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE
FUNCIONAMENTO DO SISTEMA.
COLMATAÇÃO E FILTRAGEM
-COLMATAÇÃO POR ACÚMULO DE
PARTÍCULAS- VERIFICADA POR TESTE DE
GRADIENTE HIDRÁULICO DIFICULDADE DE
AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO A LONGO
PRAZO.
-COLMATAÇÃO POR PRECIPITAÇÃO QUÍMICA
PRECIPITAÇÃO DE ESPÉCIES QUÍMICAS
INSOLÚVEIS CAUSANDO BLOQUEIO OU
CIMENTAÇÃO.
-COLMATAÇÃO POR FORMAÇÃO DE
BIOFILME
CAUSADA PELA MATÉRIA ORGÂNICA E
NUTRIENTES QUE PROPORCIONAM
CRESCIMENTO DA BIOTA NOS RESÍDUOS,
GEOTÊXTEIS.
A COLMATAÇÃO PROVOCA AUMENTO NO
VOLUME DE EFLUENTE RETIDO NO
CORPO DO ATERRO, PODENDO:
-FACILITAR O PROCESSO DE TRANSPORTE DE
CONTAMINANTES PELOS TALUDES DO
ATERRO.
-REDUZIR O VOLUME ÚTIL DO ATERRO.
-TRANSFORMAR TAPETES DRENANTES
COLMATADOS EM PARTE DO PROCESSO DE
TRANSPORTE POR DIFUSÃO, FACILITANDO O
TRANSPORTE LATERAL DO CONTAMINANTE
PELO RESÍDUO.
CRITÉRIOS PARA REDUZIR O PROCESSO DE
COLMATAÇÃO
-MAXIMIZAR A VELOCIDADE DO EFLUENTE
NOS DRENOS REDUZINDO A SEDIMENTAÇÃO
DE PARTÍCULAS – AUMENTANDO A
DECLIVIDADE, A PERMEABILIDADE OU
AMBOS.
-MAXIMIZAR OS VAZIOS DO TAPETE
DRENANTE – REDUZ A PROBABILIDADE
DOS VAZIOS SEREM BLOQUEADOS.
-MINIMIZAR A ÁREA SUJEITA A FORMAÇÃO DE
BIOFILME – AUMENTO DO DIÂMETRO DAS
PARTÍCULAS FORMADORAS DA CAMADA
DRENANTE.