UMA ANÁLISE CRITICA DOS MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS EM BARRAGENS DE REJEITO DE MINERIO E SEUS IMPACTOS

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UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA
 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
EVELYN MAYRES MINEIRO MEIRELES
UMA ANÁLISE CRITICA DOS MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS EM BARRAGENS DE REJEITO DE MINERIO E SEUS IMPACTOS
Belém - PA
JANEIRO - 2019
EVELYN MAYRES MINEIRO MEIRELES
UMA ANÁLISE CRITICA DOS MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS EM BARRAGENS DE REJEITO DE MINERIO E SEUS IMPACTOS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Geologia do Instituto de Ciências Exatas e da Terra da Universidade da Amazônia - UNAMA, em cumprimento às exigências para obtenção do grau de Bacharel em Geologia.
Orientador: Prof. Dr. Bruno Luís Silva Pinheiro
BELÉM – PARÁ
JANEIRO - 2019
A meu Abba, que ressignificou a dor, me fez saber quem sou que deu sentido a tudo.
AGRADECIMENTOS
Meus sinceros agradecimentos a todos que de alguma forma contribuíram com a minha formação. 
A minha mãe Eunice, minha rainha, por ter sido meu grande espelho e força.
A meu pai Cláudio por ter sido meu maior apoiador, sempre com amor, incentivo, confiança e estimulo.
Ao meu irmão Henrique e minha irmã Claudia e por serem grandes inspirações e apoios.
A meus amigos que foram meu porto seguro e meu auxílio para não desistir em todos esses anos, em especial a Demethrius Lucena e Gabriel Dias por serem meus irmãos de alma e apoio incondicional; e a Alexandre Ribeiro por todo apoio e companheirismo nessa caminhada.
A meus professores por não desistirem de seus alunos, mesmo com todas as forças contrárias, em especial ao Prof. Dr. Bruno Pinheiro por ter sido um amigo e incentivador.
A Yuri Assis por ter sido meu abrigo, ponto de paz e grande amigo, que ajudou a suportar os momentos mais difíceis e tornar tudo isso possível.
“Você não pode ser o que você não pode ver”.
Marian W, Edelman, Spelman College 1959.
RESUMO
O presente trabalho buscou, por meio de revisão literária organizar o maior número de conceitos e estudos de autores sobre os materiais usados em barragens de rejeito, os principais acidentes envolvendo barramentos, as principais causas do mesmo e os impactos ambientais associados.
Barragens de rejeito de minério são estruturas de contenção de grande porte construídas com objetivo de armazenar os rejeitos produzidos na atividade mineradora, visando a diminuição de custos no processo de extração mineral. Em geral, essas barragens são construídas pela própria mineradora a partir de materiais disponíveis no próprio local de exploração. Por questões de redução de custos associadas ao grande volume de rejeitos gerado, o material usado para o levantamento dos taludes de contenção são normalmente os disponíveis no próprio local de exploração, podendo ser solos estéreis ou o próprio rejeito. 
Embora o setor de mineração tenha se tornado cada vez mais consciente da necessidade de sustentabilidade e responsabilidade ambiental, o número de falhas nas barragens de rejeitos dobrou nos últimos anos de 8 no período de 5 anos 1999-2003 para 16 em 2014-2018.
A revisão da literatura mostrou que os avanços na tecnologia de mineração ao longo do século passado tornaram economicamente viável a mineração de depósitos de menor teor, gerando assim maiores volumes de rejeitos. Esse aumento significativo na geração do volume de rejeitos conduz a um aumento na quantidade e das dimensões dos reservatórios para armazenamento, o que torna as barragens de rejeito pilares importantes nas discussões focados nos impactos ambientais. Concomitante ao aumento na necessidade de barramentos, acidentes ocorridos envolvendo essas estruturas intensificaram ainda mais as discussões sobre a necessidade de novas tecnologias para a prevenção de acidentes, principalmente em países em desenvolvimento, em que a quantidade de novas instalações de barragens é maior. As causas destes acidentes podem estar relacionadas com a perda da compreensão dos fatores que controlam a segurança das operações, ou seja, falta ou falhas na instrumentação e monitoramento. Existem poucos casos de eventos não previsíveis ou causados por condições climáticas inesperadas (tais como terremotos, por exemplo), uma vez que o conhecimento de hoje permite a previsão destes eventos.
ABSTRACT
The present work sought, through literary review, organizes or the largest number of concepts and studies by authors on the materials used in rejection dams, the main accidents involving busbars, as the main causes of it and the effects related.
Ore tailings dams are large containment structures built with the objective of storing the tailings that can be captured in the mining activity, affecting the cost reduction in the mineral extraction process. In general, these dams are built by the mining company itself from materials available at the exploration site. For reasons of cost reduction associated with the large volume of tailings caused, or the material used to survey containment stories are usually those available at the site of exploration, they can be sterile or rejected soils.
Although the mining sector has become increasingly aware of the need for sustainability and environmental responsibility, the number of failures in the tailings dams doubled in the last years from 8 to 5 years 1999-2003 to 16 2014-2018.
A literature review showed that advances in mining technology at the end of the last century were economically viable in mining smaller deposits, thus generating higher volumes of tailings. This significant increase in the generation of tailings volume generates an increase in the quantity and dimensions of the reservoirs for storage, or becomes like tailings dams important pillars in discussions focused on environmental impacts. Concomitant to the increase in the need for buses, accidents involving these structures intensified even more as discussions about the need for new technologies for accident prevention, especially in developing countries, in which the number of new dam installations is greater. How the causes of these accidents may be related to the loss of understanding of the factors that control the safety of operations, that is, lack or failure in instrumentation and monitoring. There are few cases of events that are not predictable or affected by unexpected weather conditions (such as earthquakes, for example), since today's knowledge allows the forecast of these events.
SUMÁRIO
Dedicatória	3
AGRADECIMENTOS	4
RESUMO	6
ABSTRACT	7
SUMÁRIO	8
1.1 JUSTIFICATIVA	10
1.2 OBJETIVOS	10
1.2.1 Geral	10
1.2.2 Específicos	11
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	11
2.2 MINERAÇÃO	11
2.3 REJEITO MINERAL	11
2.4 BARRAGENS DE REJEITO	14
2.4.1 Tipos de barragem de rejeito	14
2.4.2 Materiais de construção	16
3 IMPACTOS DA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENS	17
3 IMPACTOS DA RUPTURA DE BARRAGENS	19
3.1 Imediatos (de horas a meses)	19
3.1 A longo prazo	20
4 HISTÓRICO E CAUSAS DE RUPTURA DE BARRAGENS DE REJEITO DE MINÉRIO	20
5 USO DE GEOSSINTÉTICOS EM BARRAMENTOS	25
6 CONLUSÃO E RECOMENDAÇÕES	26
REFERÊNCIAS	28
	
1 INTRODUÇÃO
A mineração é historicamente uma das principais fontes de movimentação econômica no mundo. Em escala global, a indústria mineral é responsável por cerca de 40 milhões de empregos diretos e 250 milhões de indiretos (AZAPAGIC, 2004).
No Brasil, em função da extensão geográfica e a potencialidade do solo nacional, a mineração se tornou um dos principais pilares na economia do país (WAGNER, 2002). Segundo a Agência Nacional de Mineração (ANM), só no primeiro semestre de 2018 o valor da produção mineral (VPM) se aproximou de R$ 57,7 bilhões (BRASIL, 2018).
A atividade mineradora, apesar de todos os benefícios, possui diversos tipos de impactos, sendo eles principalmente de cunho ambiental e social. A maior discussão sobre os impactos está em torno da geração de rejeitos de minério e o armazenamento do mesmo nas barragens de contenção. Essas barragens são estruturas geotécnicas de larga escala construídas para a contenção da parte residual da mineração, que são os rejeitos(PSARROPOULOS et al, 2008). O material utilizado para a construção de barragens convencionais são principalmente terra (da própria região), concreto ou entroncamento (DUARTE, 2008). 
Essa estrutura deve ser de grande porte para o armazenamento do rejeito, o qual é gerado no processo extrativo do minério. Que por meio da melhora tecnológica permitiu que esses rejeitos sejam cada vez mais pobres em teor metálico, mas acentua a necessidade progressiva de áreas cada vez maiores para a deposição dos estéreis (RIBEIRO et al, 2004). 
A construção das barragens de mineração exige uma série de processos, dentro deles o planejamento de prevenção de risco de ruptura. Mesmo já existindo anos de pesquisa e inovação tecnológica no ramo de prevenção de acidentes, a mineração carrega um histórico recente e alarmante de rompimentos de barragens de rejeitos. 
No Brasil, acidentes recentes envolvendo barragens de rejeito de minério em Mariana, ocorrido em 2015, e em Brumadinho, ocorrido em 2019, intensificaram as discussões sobre as medidas de segurança para construções de contenção de rejeito de minério, incluindo o possível uso de novos materiais para melhora das estruturas como os geossintéticos.
Silveira (2003, p. 38) explica os geossintéticos como “elementos obtidos a partir de polímeros sintéticos, sendo esses elementos utilizados em obras de terra, podendo exercer, basicamente, funções de reforço, drenagem, filtração, separação, proteção e controle de erosão”. Os geossintéticos têm sido amplamente utilizados em obras de engenharia civil devido as vantagens que podem apresentar, principalmente menores custos, menor tempo de construção e maior versatilidade. Os geossintéticos podem ser divididos em vários geotêxteis, dentre eles as geogrelhas (PAULA, 2003).
As geogrelhas são geossintéticos estruturados por formas polimétricas planas em forma de malha aberta (LOPES et al, 2010). Essas malhas podem ser usadas para auxílio na filtragem, drenagem e reforço na estrutura de construções civis, incluindo de grande porte como as barragens de rejeito de minério, que historicamente, dentre as diversas causas, tem rupturas e acidentes associados a má drenagem e fragilidade da estrutura de contenção (AZAM et al, 2010).
Neste sentido, o contexto deste trabalho será focado na abordagem da possível melhora da segurança de barragens com utilização de geogrelhas geossintéticas e na discussão sobre os riscos das barragens de rejeito de minério e os impactos ambientais associados.
 
1.1 JUSTIFICATIVA
O progressivo aumento da demanda mundial por bens minerais, associado ao desenvolvimento científico, tecnológico e econômico, leva a indústria a buscar o aproveitamento de minérios cada vez maior, mesmo os de baixo teor ou de difícil beneficiamento. Essas circunstancias conduzem a um aumento expressivo na quantidade de rejeitos produzidos, que superam, em muito, a advinda dos próprios minérios. 
Esse aumento significativo na geração do volume de rejeitos conduz a um aumento na quantidade e das dimensões dos reservatórios para armazenamento, o que torna as barragens de rejeito pilares importantes nas discussões focados nos impactos ambientais. Concomitante ao aumento na necessidade de barramentos, acidentes ocorridos envolvendo essas estruturas intensificaram ainda mais as discussões sobre a necessidade de novas tecnologias para a prevenção de acidentes, principalmente em países em desenvolvimento, em que a quantidade de novas instalações de barragens é maior. 
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Geral
Define-se como objetivo geral a análise e discussão das tecnologias e métodos de segurança de barragem e seus impactos ambientais diretos e indiretos.
1.2.2 Específicos
Abordar sobre as metodologias de avaliação de risco e sugerir aplicação de aprimoramentos; 
Tratar os princípios adotados para quantificar e qualificar os impactos de acidentes; 
Levantar, de forma breve, a bibliografia principal de discussões sobre o assunto; e 
Sugerir medidas inovadoras de possíveis melhoras na segurança de barragens de rejeito.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.2 MINERAÇÃO
A classificação internacional adotada pela Organização das Nações Unidas (ONU) define mineração como sendo a extração, elaboração e beneficiamento de minerais que se encontram em estado natural, sendo sólido ou gasoso. Espósito (2000) classifica a mineração como um conjunto de atividades coordenadas que extraem o bem mineral com objetivo de uso direto ou aproveitamento industrial. 
Os processos de extração mineral produzem, além dos minérios principais e secundários, o rejeito de minério. 
2.3 REJEITO MINERAL
Rejeitos são materiais residuais provenientes dos processos de beneficiamento a que os minérios extraídos são submetidos, ou seja, uma mistura de rochas trituradas e fluidos de processamentos, lavagens ou concentradores que permanecem após a extração dos minerais úteis (RIBEIRO et al, 2004; KOSSOF et al, 2014). 
As propriedades granulométricas e litológicas do rejeito de minério dependem dos processos de beneficiamento sofridos pelo mineral bruto e do tipo de minério lavrado, o que permite um amplo espectro de minerais, que variam desde solos arenosos (acima de 0,074) à granulometrias muito finas, denominados siltes, argilas e/ou lama (ESPÓSITO, 2000; RIBEIRO et al, 2004). 
Em geral, a morfologia das partículas de rejeito mineral varia entre angulares e muito angulares, o que gera um alto ângulo de atrito entre rejeitos secos (MULLIGAN, 1996; SARSBY, 2000; BJELKEVIK, 2005). A densidade dessas partículas varia de acordo com o tipo de rocha explorada, porém, dentro das pilhas de rejeito a densidade aparente tende a aumentar como produto da desidratação, compactação e diagênese do confinamento (SARSBY, 2000).
A composição química dos rejeitos é diretamente dependente dos seguintes fatores: da rocha encaixante, do mineral em exploração, do grau de intemperismo durante o armazenamento na barragem, da natureza dos fluidos usados e da eficiência da extração (DIXON-HARDY; ENGELS, 2007; KOSSOF et al, 2014). 
Devido à exploração mineral ser majoritariamente de minerais metálicos, os elementos mais comuns em rejeitos são metais e metaloides. Alguns outros minerais podem ser considerados universais por serem mais frequentemente observados, de forma geral, como os óxidos de silício e o ferro associados a Al, Ca, K, Mg, Mn, Na, P, Ti e alguns outros (DIXON-HARDY; ENGELS, 2007; KOSSOF et al, 2014).
A mineralogia de rejeitos pode ser classificada em três categorias gerais: a fração de ganga, a fração residual de óxidos sulfetados não econômicos e a fração mineral secundária. A fração ganga seriam os rejeitos de sulfetos resultantes da extração de metais economicamente importantes, nessa categoria a litológica é caracterizada por quartzo (SiO2), K-feldspato (KAlSi3O8), Na-feldspato (NaAlSi3O8) e Ca-feldspato (CaAl2Si2O8), sericita ((KAl2 (AlSi3O10) (F, OH)2), clorita ((Mg, Fe)3 (Si, Al)4O10(OH)2(OH)6), calcita (CaCO3) e dolomita (Ca, Mg (CO3)2) (RUTLEY, 1970; KEITH et al, 2000; LOTTERMOSER, 2007).
Na fração de óxidos sulfetados, a pirita (FeS2) é quase universal, a pirrotita (Fe1nS, onde varia de 0 a 0,2), arsenopirita (FeAsS), marcassita (FeS2), magnetita (Fe3O4), esfalerita (ZnS), calcopirita (CuFeS2) e galena (PbS) também são comuns (RUTLEY, 1970; KEITH et al, 2000). 
A terceira categoria de minerais secundários, em geral, é formada pelos grãos frescos de rejeitos que resistem ao campo quando expostos a ambientes de oxidação. Os minerais resultantes vão depender da interação entre a mineralogia da fonte, as condições de Ph e estado de redução. Alguns minerais são tipicamente formados nessas condições, como: goetita (a-FeOOH), gesso (CaSO4,2H2O), anglesita (PbSO4), melanterita (FeSO47H2-O), jarosita (KFe3(SO4)2(OH)6), escorodita (FeAsO42H2O) e caolinita ((Al2Si2O5(OH)4) (KOSSOF, 2014).
O sistema de deposição de rejeitos pode ser a granel (quando equipamentos depositam o material à seco) ou em polpa (quando há uma mistura de água e sólidos transportados por meio de sistemas de bombeamento ou gravidade).Por preocupações ambientais ao longo da evolução da mineração e considerações financeiras, o descarte em polpa é atualmente o método mais comum (SILVA, 2001; RIBEIRO, 2004; DUARTE, 2008).
O lançamento do rejeito é mais comumente feito de forma hídrica, quando os resíduos são depositados junto com fluidos por meio de tubulações. Esse método de deposição implica em conhecimento geotécnico das características físicas do rejeito, principalmente sobre a resistência de cisalhamento, adensamento e permeabilidade (SILVA, 2001; RIBEIRO, 2004; DUARTE, 2008).
Os rejeitos produzidos em mineração de ferro, em geral, passam por etapas de recuperação de britagem, peneiramento, moagem, deslamagem, separação magnética, separação gravimétrica e flotação. A série de processos sofridos pelo minério de ferro gera rejeitos em diferentes etapas (Figura 1) (SILVA, 2001). 
Figura 1: Fluxograma Básico do Processo industrial da mineração
Fonte: SILVA, 2001
Na mineração de ferro é feita a ciclonagem dos rejeitos, com objetivo de separá-los entre frações granulométricas diferentes. Os rejeitos mais grossos são destinados à execução do maciço e os mais finos à deposição no reservatório da própria barragem e formação de praia (SILVA, 2001).
2.4 BARRAGENS DE REJEITO
Barragens de rejeito de minério são estruturas de contenção de grande porte construídas com objetivo de armazenar os rejeitos produzidos na atividade mineradora, visando a diminuição de custos no processo de extração mineral (ALVAREZ-VALERO et al, 2009; KOSSOF et al, 2014).
Em geral, essas barragens são construídas pela própria mineradora a partir de materiais disponíveis no próprio local de exploração. Por questões de redução de custos associadas ao grande volume de rejeitos gerado, o material usado para o levantamento dos taludes de contenção são normalmente os disponíveis no próprio local de exploração, podendo ser solos estéreis ou o próprio rejeito (DUARTE, 2008; ALVAREZ-VALERO et al, 2009). 
2.4.1 Tipos de barragem de rejeito
O método de construção de barragens de contenção na mineração se dá por alteamentos de taludes sucessivos a partir de um dique inicial. O levantamento desses taludes pode ser feito através de três métodos: I) montante, II) jusante ou III) linha de centro (Figura 2) (MARTIN; MCROBERTS, 1999; ESPOSITO, 2000; COSTA, 2012; CHIOSSI, 2013).
I) O alteamento à montante é o método mais antigo, econômico e utilizado. A construção consiste em um dique de partida e posteriormente os rejeitos são dispostos a montante da crista do dique, formando a praia de rejeitos, que se torna a fundação dos alteamentos conseguintes (figura 2A) (SILVA, 2001; DUARTE, 2008).
Apesar de mais econômico, esse método apresenta um baixo controle construtivo e está associado a maioria dos casos de rupturas de barragens de rejeito. Os incidentes estão relacionados principalmente a processos de liquefação, causados por carregamentos estáticos e transientes, relacionados a baixa densidade dos materiais depositados que, em geral, não são consolidados (TRONCOSO, 1997; ARAUJO, 2006; GOMES, 2009).
Figura 2: Barragens de contenção de rejeitos de alteamentos sucessivos
Fonte: Modificado de GOMES (2009)
ii) o método de construção a jusante também consiste em um dique de partida, normalmente de solo ou enrocamento compactado (figura 2B). A partir dessa etapa os alteamentos são implantados sempre a jusante do dique de partida de forma sucessiva até atingir o limite cotado no projeto inicial (SILVA, 2001; DUARTE, 2008).
Klohn (1981) classifica esse método como o mais seguro devido ao controle de lançamento e compactação, pois nenhum alteamento ou estrutura é construído sobre os rejeitos previamente depositados. Esse método também permite um controle na linha de saturação da estrutura da barragem, pois os sistemas de drenagem interna podem ser instalados durante o alteamento, o que aumenta a estabilidade da estrutura mesmo que as estruturas armazenem um volume substancial de água a montante. Além disso, cada alteamento é estruturalmente independente da disposição dos rejeitos a montante.
A desvantagem desse método está associada ao custo de execução dos alteamentos devido aos grandes volumes de materiais necessários, além disso, esse método necessita uma área maior para execução devido ao progresso da estrutura para a jusante em função do acréscimo de altura (VICK, 1990; ARAUJO, 2006; DUARTE, 2008).
III) Os barramentos construídos pelo método de linha de centro são construídos por um dique de partida e os alteamentos são levantados seguindo o eixo vertical, coincidindo com o eixo do dique inicial (Figura 2c). A deposição dos rejeitos é feita por meio de espigotes ou barras aspersoras do tipo “spray bars”, formando uma praia de rejeitos (SILVA, 2001; DUARTE, 2008).
Esse método é considerado o procedimento intermediário entre os métodos de montante e jusante, que minimiza as vantagens e desvantagens entre os dois, pois torna possíveis o controle da linha de saturação pela utilização das zonas de drenagem internas em todas as fases de alteamento assim como no método a jusante, mas é essencial a formação da praia de deposição para o controle da superfície freática, assim como no método a montante (ASSIS; ESPÓSITO, 1995).
2.4.2 Materiais de construção
Barragens de contenção de terra podem ser zonadas ou homogêneas. É considerada homogênea quando é composta por uma única espécie de material, ou seja, sem a proteção dos taludes, o que exige que a barragem seja impermeável para conter adequadamente os fluidos e que os taludes sejam suaves para manter a estabilidade. Já as barragens de terra do tipo zonadas, são representadas por zonas de materiais consideravelmente mais permeáveis, que suportam e protegem o núcleo. Essas zonas permeáveis são geralmente de areia, cascalho ou uma mistura de materiais.
Como citado anteriormente, para a execução de barragens na mineração, utiliza-se o material terroso disponível na área de exploração, que são obtidas basicamente de duas formas: i) escavações, que além da obtenção do material podem ser feitas com propósito de atingir uma fundação mais resistente ou para alcanças níveis mais profundos para o escoamento de água; e ii) abertura de túneis, que provêm materiais mais pétreos que as escavações. Para cada obra é determinado o limite econômico das distâncias para a localização das jazidas determinadas (COSTA, 2012; CHIOSSI, 2013).
Quando a quantidade ou a qualidade dos materiais escavados não correspondem as necessidades da construção, recorre-se ao método de áreas de empréstimo, seja para obtenção total ou parcial do material. Além disso, o projeto de construção é adaptado de acordo com a disponibilidade de materiais, ou seja, em casos em que exista apenas uma granulometria específica disponível, o projeto é ajustado para que a obra consuma o máximo dessa mesma granulometria, evitando ao máximo despesas com transporte de outros materiais de outras áreas para serem utilizados na obra (DUARTE, 2008; COSTA, 2012; CHIOSSI, 2013).
Em casos onde não há imprevistos e a disponibilidade das granulometrias é completa, os materiais são designados a diferentes fins e em geral seguem o modelo: a fração argila é destinada a zonas impermeáveis da barragem, como núcleo e cortinas de vedação; a fração silte é designada ao maciço da barragem; a areia fina, para os filtros e drenos; areia grossa para o concreto; o cascalho também é agregado ao concreto assim como a brita; e os materiais pétreos podem ser usados como enrocamento, elemento filtrante ou agregado graúdo (COSTA, 2012; CHIOSSI, 2013).
Após a etapa de localização da jazida para exploração, é feito um estudo para determinar as propriedades físicas (petrografia, granulometria, massa específica, absorção e porosidade), químicas (reatividade, sais solúveis e alterabilidade) e mecânicas (abrasão e esmagamento) do material e a quantidade disponível, esses cálculos são feitos por meio de abertura de poços, trincheiras e furos a trado ou rotativos (COSTA, 2012; CHIOSSI, 2013). 
3 IMPACTOS DA CONSTRUÇÃO DE BARRAGENSToda construção de barragem de contenção necessita previamente de um estudo sobre os impactos ambientais que tal obra exercerá sobre o meio ambiente local e regional. A International Organization for Standardization (ISO), define uma série de normas que correspondem a um Sistema de Gestão Ambiental (SGA), conhecida como ISO 14000, que é fundamental para a caracterização da interação empreendimento/meio ambiente. 
No item 4.3.1, da norma ISO 14000 é determinado que a organização precisa “estabelecer e manter procedimentos para identificar os aspectos ambientais de suas atividades, produtos e serviços que possam por ela ser controlados e sobre os quais se presume que ela tenha influência, a fim de determinar aqueles que tenham ou possam ter impactos significativos sobre o meio ambiente. A organização deve assegurar que os aspectos relacionados a esses impactos significativos sejam considerados na definição de seus objetivos ambientais” (ISO, ANO, 1990).
Sendo assim, para a definição de tais aspectos são consideradas 6 fatores. O primeiro fator é o escopo, que aponta se o aspecto poderá gerar problemas associados a saúde pública, impacto ao meio ambiente ou ambos. O segundo fator é a incidência, que determina se os aspectos são diretamente ou indiretamente relacionados com o empreendimento em questão. A classe é o terceiro aspecto, que indica se este gerará um impacto benefício ou adverso, ou seja, positivo ou negativo respectivamente. A reversibilidade é o quarto aspecto, que indica se o impacto é reversível ou não, considerando se este é capaz de extinguir se ao fim das atividades ou se não há essa possibilidade. O quinto aspecto é a interferência, que indica se a extensão do impacto é local ou regional. O último aspecto é a duração, que determina se este impacto é temporário, cíclico ou permanente (COSTA, 2012).
O risco de ocorrer o impacto, que vai depender de dois agentes, a probabilidade e a gravidade do impacto. Para a probabilidade considera-se a implantação das medidas mitigadoras recomendadas, por conseguinte, podem ser classificados como prováveis (P), pouco prováveis (PP) e improváveis (I) (Figura 4). Segundo a gravidade classifica-se o impacto como extremamente prejudicial (EP), prejudicial (P) ou levemente prejudicial (LP). A interação desses dois fatores pode ser expressa num quadro a fim de definir o risco de impacto, que considera os níveis de risco entre: trivial, tolerável, moderado, substancial e intolerável (Figura 4). Para cada nível de risco diagnosticado pode-se considerar uma medida mitigadora, conforme a figura 5. 
Figura 4: Matriz para definir Risco de Impacto
Fonte: COSTA, 2012
A análise ambiental feita para determinar todos esses fatores citados anteriormente leva em consideração todas as fases do empreendimento, sendo elas: projeto, instalação do canteiro, acampamento e acessos, construção e preparação do reservatório, enchimento do reservatório, desmobilização do canteiro de do acampamento e, por fim, a operação.
Figura 4: Ações para cada nível de risco de impacto.
Fonte: COSTA, 2012
3 IMPACTOS DA RUPTURA DE BARRAGENS 
3.1 Imediatos (de horas a meses) 
Casos de ruptura revelam que a magnitude e a natureza particularmente tóxicas do material contido nas barragens de rejeitos significa que sua falha e a subsequente descarga nos sistemas fluviais afetarão invariavelmente a qualidade da água e dos sedimentos, bem como a vida aquática e humana por centenas de quilômetros a jusante (EDWARDS, 1996; MACKLIN et al, 1996, 2003, 2006; HUDSON-EDWARDS et al, 2003).
Segundo o World Information Service of Energy (WISE, 2012), relatórios indicam que que milhares de pessoas morreram em desastres de ruptura de barragens. Por exemplo, só no desastre de Mariana (em Minas Gerais, ocorrido em 2015) 43 milhões de m3 de rejeitos de minério de ferro causando danos ambientais, poluindo 668 km de cursos de água da bacia do rio Doce ao oceano Atlântico. O volume de poluentes e a extensão dos ecossistemas afetados assumiram proporções sem precedentes, envolvendo a Mata Atlântica brasileira - um dos pontos críticos da biodiversidade no mundo (MITTERMEIER et al., 2005), ambientes estuarinos, costeiros e marinhos. Além disso, afetou outras áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade patrimônio cultural (MMA, 2007), como os geossistemas de ferro de o Quadrilátero Ferrífero (CARMO E KAMINO, 2015; CARMO 2017).
As mortes relatadas após um rompimento, são principalmente por asfixia e afogamento, a longo prazo podem ser registradas mortes como resultado da toxidade, mas nenhum estudo que ligue esses casos a rompimentos foi relatado de fato (KOSSSOF et al, 2014).
 3.1 A longo prazo
Apesar de os vazamentos de barragens de rejeitos contaminarem a curto prazo as águas naturais, a médio e longo as concentrações e contaminantes tendem a cair devido aos efeitos de sedimentação e diluição aquosa e captação por fases sólidas no leito do rio e várzea. Um exemplo disso pode ser a bacia hidrográfica de Guadiamar que foi afetada pelo vazamento da barragem de rejeitos de Aznacóllar em 1998, cujas concentrações de metais contaminantes nas águas de superfície diminuíram após limpeza e estão atualmente nos limites aceitáveis da União Européia (TURNER, 2003).
A contaminação de planícies aluviais por elementos metálicos e metaloides é quase onipresente nos impactos rejeitos de minério. Os possíveis efeitos dessa contaminação podem ser ilustrados pelos dados da mina de Chenzhou, na China, que sofreu um rompimento de barragem de rejeito em 1985 e cerca de 17 anos depois o solo apresentou concentrações muito elevadas de minerais metálicos em comparação com um solo chinês normal (MMACKLIN, 2003).
O impacto sobre a o solo está diretamente atrelado a economia, por exemplo em Mariana, Minas Gerais, estima-se que 1.430 hectares foram atingidos pela lama e não terão mais condições de ser utilizado para atividades agropecuárias, pois a camada de rejeito depositada impede a fertilidade do solo e necessita de muitos anos de recuperação e investimento (MINAS GERAIS, 2016).
4 HISTÓRICO E CAUSAS DE RUPTURA DE BARRAGENS DE REJEITO DE MINÉRIO 
Vieira (2005) define acidente como uma anomalia de grande porte que corresponda a ruptura total ou parcial de uma obra e/ou sua completa disfuncionalidade com consequências graves de cunho econômico ou social. Incidente é um evento físico indesejável de pequeno porte que prejudique a funcionalidade da obra, de forma que possa ou não gerar eventuais acidentes se não corrigidos a tempo.
A indústria mineradora carrega um histórico trágico de acidentes envolvendo barramentos de rejeito. Estima-se que existam atualmente 18.401 minas no mundo e a taxa de falhas nos últimos cem anos é de aproximadamente 1,2%. O que é doze vezes maior que a taxa de falha de barragens convencionais de retenção de água que é relatada em 0,01% (ICOLD, 2001).
A primeira ruptura de barragem de rejeito de minério registrada é a de Barahona, no Chile, que ocorreu durante um terremoto em 1928 e matou mais de 50 pessoas e resultou numa inundação catastrófica. Após o acidente, a barragem que seguia o método de construção a montante foi substituída pelo método a jusante (ICOLD, 2001). 
Sendo o World Information Service of Energy (WISE), de 1960 a 2019 foram registrados 129 incidentes de ruptura de barragens de rejeito de grande porte no mundo destas, 12 foram na América do Sul, sendo dez delas no Brasil (Tabela 1).
Tabela 1: Acidentes de rompimentos de barragem no Brasil
	Data
	Localidade
	Tipo de extração
	Tipo de Incidente
	Tamanho do derramamento de rejeitos
	2019, Out. 1
	Nossa Senhora do Livramento, Mato Grosso, Brasil.
	Ouro
	Falha da barragem de rejeitos
	Desconhecido
	2019, Mar. 29
	Machadinho d'Oeste, Oriente Novo, Rondônia, Brasil
	Estanho
	Falha da barragem de rejeitos inativa após fortes chuvas
	Desconhecido
	2019, Jan. 25
	Córrego de Feijão mine, Brumadinho, Região Metropolitana de Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil
	Ouro
	Falha da barragem de rejeitos
	Desconhecido
	2018, Fev. 17
	Barcarena, Pará, BrasilBauxita
	Transbordamento da bacia de lama vermelha após chuva forte
	Desconhecido
	2015, Nov. 5
	Mina Germano, Bento Rodrigues, distrito de Mariana, Região Central, Minas Gerais, Brasil
	Ferro
	Falha da barragem de rejeitos de Fundão devido à drenagem insuficiente, levando à liquefação das areias de rejeitos logo após um pequeno terremoto
	32 milhões
de m3
	2014, Set. 10
	Mina Herculano, Itabirito, Região Central, Minas Gerais, Brasil
	Ferro
	Falha da barragem de rejeitos
	Desconhecido
	2009, Abril 27
	Barcarena, Pará, Brasil
	Bauxita
	Transbordamento dos canais de drenagem ao redor da bacia de lama vermelha após fortes chuvas
	Desconhecido
	2007, Jan. 10
	Miraí, Minas Gerais, Brasil
	Bauxita
	Falha na barragem de rejeitos após fortes chuvas
	2 milhões m3 de lama, contendo a água e argila ("lama vermelha")
	2001, Jun. 22
	Sebastião das Águas Claras, Nova Lima, Minas Gerais, Brasil
	Iron
	Falha na barragem de resíduos da mina
	Desconhecido
Fonte: World Information Service of Energy, 2019
As causas principais das rupturas vêm sendo discutidas por décadas entre autores da área e geralmente ocorrem pela somatória de dois ou mais aspectos do projeto, construção e/ou manutenção (WAGNER et al, 1997).
Rico et al (2007) definem que as instalações de contenção são vulneráveis a falhas devido aos seguintes motivos: (i) construção de diques com os materiais residuais das operações de mineração; (ii) aumento sequencial da barragem, juntamente com um aumento nos efluentes; (iii) falta de regulamentação sobre os critérios de projeto, especialmente nos países em desenvolvimento; e (iv) alto custo de manutenção após o fechamento da mina. 
Segundo Rico et al (2007), razões climáticas e gerenciais têm influência em todos os mecanismos de falha da barragem de rejeitos, apesar disso, as principais causas de rupturas podem ser classificadas em: fundações, estabilidade da inclinação, overtopping/overflow, subsidência de minas, quantidade anormal de chuvas, degelo, piping, liquefação por sismicidade, problemas na estrutura, erro operacional e desconhecidos.
De acordo com Arnez (1999), a maioria das rupturas de 1970 a 1998 resultaram de condicionantes geológicos e geotécnicos (sismos, fundações, entubamento ou piping, liquefação e materiais de construção, entre outros), conforme Tabela 3. 
No relatório de acidentes reportados pela International Commission On Large Dams (ICOLD, 2001), as principais causas apontadas para 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.
Tabela 3: As principais causas de acidentes em barragens de rejeito
Fonte: Arnez, 1999.
Para Duarte (2008), as causas dos incidentes envolvendo as rupturas podem estar relacionadas a perda da compreensão dos fatores que controlam a segurança das operações, ou seja, falhas na instrumentação e monitoramento. Poucos casos de eventos são imprevisíveis ou causados por condições inesperadas (como terremotos), levando em consideração que o conhecimento de hoje permite a previsão desse tipo de evento.
Azam (2010) analisou as causas de rupturas de barragens no mundo de 1910 a 2009 e associou o crescimento no número de rupturas por aumento anormal do volume de chuvas a mudanças climáticas, já que até 1999 esses casos representavam 25% do total de rupturas e passou a 40% após 2000 (Figura 5).
As principais razões para falhas de barragens seriam chuva incomum e má gestão e essas causas têm um efeito profundo nos mecanismos de falha. O aumento das falhas em grandes barragens (de armazenamento superior a 10 x 106 m³ de rejeitos) nos eventos após 2000 seriam devido a geometria de contenção que requer represas baixas ou devido a barragens utilizarem instalações de minas reabertas (Figura 6). 
Figura 5: Distribuição de falhas por causas
Fonte: Modificado de Azam (2010).
Figura 6: Distribuição de falha por volume
Fonte: Modificado de Azam (2010).
5 USO DE GEOSSINTÉTICOS EM BARRAMENTOS 
Geossintéticos vem sendo usados em construções desde os anos 90, e recentemente têm sido amplamente utilizados no reforço de estruturas como paredes de aterro (LIST, 1999; Iryo e Rowe 2003). Estudos com a interação de geossintéticos e solos apontam que essa relação varia com o tipo de solo, o tamanho da partícula, as características e as propriedades físicas do mesmo (LOPES E LOPES 1999; PERKINS E CUELHO 1999), mas rejeitos tem composição diferente de solos naturais, como citado anteriormente, pois a composição do rejeito varia conforme o corpo de minério, das propriedades dos reagentes e dos processos de extração que são submetidos. As diferenças estão também na taxa de absorção de água dos materiais. Barragens de rejeito são construídas com materiais muito diferentes, o que dificulta o monitoramento do abastecimento hidráulico, por isso precisa ser controlado por um sistema especial de monitoramento. Com o uso de geogrelhas esse tipo de insegurança seria evitado (GIROUD 1992; YIN et al, 2008).
List (1999) e Yin (2008) estudaram a interação de geossintéticos com rejeitos finos de minérios metálicos através de testes de laboratoriais e os resultados apontaram resultados de coeficientes de atrito máximo entre as superfícies de geossintéticos e os rejeitos finos foi inferior a 0,22, o que é significativamente menor que os dados publicados para solos naturais com areia e argila.
As razões para o uso de geossintéticos estão principalmente associadas a redução de material, melhor controle de possiblidades, menores custos, auxílio na filtragem, reforço na segurança, fácil transporte, fácil instalação e possuem alta durabilidade (LIST 1999).
6 CONLUSÃO E RECOMENDAÇÕES 
Embora o setor de mineração tenha se tornado cada vez mais consciente da necessidade de sustentabilidade e responsabilidade ambiental, o número de falhas nas barragens de rejeitos dobrou nos últimos anos de 8 no período de 5 anos 1999-2003 para 16 em 2014-2018.
A revisão da literatura mostrou que os avanços na tecnologia de mineração ao longo do século passado tornaram economicamente viável a mineração de depósitos de menor teor, gerando assim maiores volumes de rejeitos. Atualmente, mais de 90% dos minerais metálicos e não metálicos são extraídos pela mineração de superfície e em 2012 foram gerados 10,2 bilhões de toneladas de resíduos para 4,5 bilhões de toneladas de minério (RAMANI, 2012); isto é, 2,25 toneladas de resíduos por tonelada de minério. Bowker e Chambers (2015) provaram que acidentes graves e muito graves estão diretamente correlacionados com volumes maiores de minério e metal sendo produzidos e são inversamente correlacionados com o grau e o custo de produção. 
As causas destes acidentes podem estar relacionadas com a perda da compreensão dos fatores que controlam a segurança das operações, ou seja, falta ou falhas na instrumentação e
monitoramento. Existem poucos casos de eventos não previsíveis ou causados por condições
climáticas inesperadas (tais como terremotos, por exemplo), uma vez que o conhecimento de
hoje permite a previsão destes eventos. Os estudos de Van Niekerk e Viljoen (2005) mostram que a pressão sobre as minas para aumentar a produção e reduzir os custos pode ser a causa subjacente de muitas das falhas nas barragens de rejeitos, mesmo que as causas imediatas sejam chuvas excessivas, práticas inadequadas de gerenciamento ou características geotécnicas pouco compreendidas.
Os incidentes e acidentes envolvendo barragens de rejeito também são resultados de condições inadequadas de investigações de campo, projeto, construção, operação, monitoramento ou combinação destes.
A curto prazo a prioridade precisa ser o reforço das estruturas de contenção já existentes, com o uso de geossintéticos ou possíveis tecnologias que passem a existir. A longo prazo, a melhor maneira de interromper esses acidentes seria alterar a tecnologia de processamento, por exemplo, indopara a produção seca como a Vale fez em seu novo depósito de SIID (LEAHY e HUME, 2016; VALE, 2018) ou reduzindo seriamente a quantidade de água no lixo - por exemplo, retocando prensas de filtro como a Norsk Hydro fez na Mina de Barcarena (NORSK HYDRO, 2018).
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