Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Barragem e Gestão Ambiental - PEBGA/NDAE/Tucuruí

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Análise da adição de resíduos siderúrgicos em matrizes cimentícias para concreto massa
(Universidade Federal do Pará, 2021-12-17) BONFIM, Francirene Pereira; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
Ao longo do processo de produção do aço ocorre a geração de resíduos industriais, podendo citar a escória granulada de alto-forno e o pó de balão, gerados na etapa de produção do ferro gusa; e o pó de aciaria elétrica, obtido na etapa de produção da aciaria. Na região norte, temse como destaque na produção do aço, a SINOBRAS - Siderúrgica Norte Brasil S.A, localizada no município de Marabá-PA que também vivencia a problemática da disposição de resíduos, e por isso vem apoiando parcerias com instituições de ensino da região para ampliação de alternativas de destinação. Desta forma, a presente pesquisa tem como objetivo avaliar a influência dos resíduos da indústria SINOBRAS, escória granulada de alto-forno (EGAF), pó de balão (PB) e pó de aciaria elétrica (PAE) em matrizes cimentícias prevendo aplicações em concretos massa para barragens. A metodologia da pesquisa foi realizada em duas etapas, sendo a primeira direcionada ao estudo dos resíduos, analisando as suas características físico-químicas e mineralógicas, o potencial de pozolanicidade de acordo com a ABNT NBR 12653:2015, e classificação quanto ao tipo de resíduo sólido conforme ABNT NBR 10004:2004. A segunda etapa da metodologia compreendeu a análise de matrizes cimentícias compostas pelos resíduos, combinados com EGAF (EGAF70+PB30; EGAF50+PAE50), visando elevar o potencial de desempenho das propriedades verificadas para concretos massa, sendo realizados os ensaios de resistência à compressão, tempos de pega, calor de hidratação e reação álcali-agregado. Concluiu-se na etapa de estudo dos resíduos que o PB e PAE, não apresentaram propriedades pozolânicas, indicando não serem interessantes para aplicações de materiais cimentícios. Quanto à classificação, a EGAF e o PB foram classificados como resíduos classe IIA - não perigosos e não inertes, enquanto que o PAE se enquadrou na classe I – perigosos. Na segunda etapa do estudo, o PAE combinado com a EGAF apresentou pozolanicidade e o PB, mesmo após combinação, permaneceu não pozolânico. Avaliando as matrizes cimentícias combinadas, a (EGAF50+PAE50) obteve resultado satisfatório em todas as propriedades, uma vez que promoveu redução de calor de hidratação em 7% e consequentemente, aumento nos tempos de pega (cerca de 6 horas), e mitigação das reações de expansão. Logo, a utilização da matriz EGAF50+PAE50, no teor estudado, pode ser uma alternativa tecnicamente viável para aplicações em concreto massa para barragens, sendo necessário, porém, avançar nas pesquisas, visando produzir os traços do concreto compostos pela matriz combinada (EGAF50+PAE50).
Acesso aberto (Open Access)
Análise das ações de resposta ao cenário de rompimento de barragem de Tucuruí no contexto do PAE e PLANCON
(Universidade Federal do Pará, 2024-09-10) SILVA, Francisco Júnior Nascimento da; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
Em decorrência dos últimos acidentes envolvendo o cenário de rompimento de barragem no Brasil e a forte cobrança da sociedade e dos órgãos fiscalizadores exigindo mais segurança nos empreendimentos de barramentos, culminou que a Eletronorte a responsável pela UHE Tucuruí, em 2017 elaborou o Plano de Segurança, e em 2023 consolidou, junto com os municípios localizados na ZAS (Zona de autossalvamento) a integração dos Planos de Emergência e Contingência. Neste sentido este trabalho visou analisar as ações de resposta ao cenário de rompimento da barragem de Tucuruí no contexto dos municípios localizados ZAS. As etapas metodológicas utilizadas para alcançar os resultados foram as seguintes: Caracterizar a UHE Tucuruí e os municípios localizados na ZAS (Tucuruí e Breu Branco); Descrição do histórico da elaboração e integração, PAE-UHE Tucuruí e PLANCONS dos municípios das ZAS; Avaliar a estruturação das COMDECs dos municípios da ZAS, com base nos critérios do Relatório de Diagnóstico das COMDECs no Brasil e Avaliar a logística operacional do SCI (Sistema de Comando de Incidente) definidas nos PLANCONs de Tucuruí e Breu Branco. Os resultados revelaram que as COMDECs apresentam deficiência no aspecto de capacitação, sendo que em Tucuruí, os agentes necessitam de treinamentos complementares que atendam aos eixos temáticos ofertados pelo Sistema Nacional de Proteção e Defesa Civil - SINPDEC. Na COMDEC Breu Branco, identificou-se a ausência de capacitação de todos os membros, sendo os cursos realizados somente pela coordenação. Os recursos financeiros verificados para ao atendimento das ações das COMDECs são destinados somente em casos de ocorrências e não há planejamento financeiro preventivo em ambos os municípios. No aspecto de infraestrutura, a COMDEC de Breu Branco não apresenta condições de atuação neste cenário de emergência, pois possui limitações de apoio de resposta do 8o GBM. Por fim, este estudo apresentou, pela primeira vez, as fragilidades verificadas no contexto de rompimento da barragem de Tucuruí, pelo aspecto da operacionalização do PAE-PLANCONs dos municípios da ZAS, demonstrando que as COMDECS necessitam de melhor estruturação e que os Planos devem sofrer ajustes de planejamento, visando a melhor eficácia nas ações de resposta, o que pode reduzir a vulnerabilidade da população no pós-desastre.
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Aplicação da ferramenta de risco FMEA para análises dos modos de falha de uma barragem de terra: estudo de caso Projeto Formoso do Araguaia-TO
(Universidade Federal do Pará, 2023-05-15) SANTOS, Andreia Arruda; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
O Projeto do Rio Formoso, localizado no estado de Tocantins, trata-se do maior projeto de irrigação da América Latina e suas estruturas, compostas por três barragens têm preocupado o órgão fiscalizador devido ao comprometimento do estado de conservação destas estruturas, com evidências de patologias e anomalias em vários pontos. O governo do estado que é o empreendedor das barragens, em 2012 chegou a contratar projetos de revitalização para o empreendimento, porém até os dias atuais as obras não foram executadas, o que torna mais vulnerável a segurança das barragens. O objetivo geral da pesquisa é analisar a situação de risco da barragem Calumbi II, que compõe o Projeto de irrigação Rio Formoso, por meio da aplicação da ferramenta de riscos FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), identificando os modos de falha mais prováveis e de maior potencial. Demais objetivos seriam: a descrição das intervenções recomendadas pela consultoria contratada pelo empreendedor e a análise crítica da ausência da gestão de segurança da barragem. A metodologia da pesquisa foi baseada em quatro etapas: a) caracterização do Projeto Rio Formoso e da barragem estudo de caso; b) levantamento das anomalias e patologias verificadas na barragem; c) aplicação da ferramenta de riscos FMEA e d) análise crítica da gestão de segurança da barragem estudo de caso. Os resultados indicaram que a barragem Calumbi II apresenta várias patologias e anomalias (presença de árvores de grande porte e vegetação arbustiva na crista, fendas de retração, erosões e surgências de água nos taludes), e que apesar de a barragem estar operando nos níveis mínimos, é possível a ocorrência de falhas. A ferramenta FMEA demonstrou que o modo de falha de maior prioridade seria instabilidade de talude de montante (NPR=336), em segundo lugar, falha por piping (NPR=320) e em terceiro, porém mais remoto, falha por galgamento da barragem (NPR=144). Pelo aspecto da análise da gestão de segurança da Barragem Calumbi II concluiu-se a vulnerabilidade do empreendimento, uma vez que a barragem não possui PSB e nem PAE, não apresenta instrumentação instalada, não há existência de profissional responsável pela segurança, não dispõe de estudos de avaliações de riscos, não recebe as inspeções regulares periódicas, por parte do órgão fiscalizador.
Acesso aberto (Open Access)
Dosagem experimental de concreto massa com adição de sílica ativa aplicado em barragem
(Universidade Federal do Pará, 2017-11-10) SOUZA, Grazielle Tigre de; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
O estudo de dosagem de concreto para uma grande obra, especificamente de barragens se reveste de peculiaridades próprias, por efeito dos grandes volumes envolvidos, intensificando assim o cuidado com o proporcionamento e qualidade dos materiais utilizados. Para estes concretos são, geralmente, utilizadas composições com adições pozolânicas, de maneira a reduzir o calor de hidratação bem como atuar na inibição de reações expansivas do tipo álcali-agregado. Neste sentido, o principal objetivo desta pesquisa concentra-se na elaboração de traços de concreto massa com a substituição de 8% do cimento por sílica ativa, sendo o estudo experimental de dosagem baseado no Método do Módulo de Finura dos Agregados. Com a finalidade de atender a proposta desta pesquisa, a metodologia baseou-se primeiramente na caracterização dos materiais constituintes do concreto (cimento, agregados miúdos e graúdos, assim como a sílica ativa), estudo da dosagem do concreto pelo método do Módulo de Finura dos Agregados (MMF) e posterior análise das propriedades do concreto massa obtidas possibilitando assim elaborar a composição dos concretos conforme requisitos especificados em projeto de estruturas de usinas hidrelétricas. Neste sentido, no que diz respeito à caracterização dos agregados, os resultados demonstraram a viabilidade da utilização destes na produção de concreto massa para barragens. Em relação ao cimento e a sílica ativa as características destes materiais atenderam os requisitos normativos. A dosagem experimental com base no método MMF possibilitou à elaboração dos gráficos de dosagem necessários para a definição da composição de concretos e consequentemente a verificação de suas aplicações em barragens, sendo os concretos de classe D adequados ao estudo. Pode-se afirmar, portanto que a abordagem do MMF desenvolvida nesta pesquisa pode ser considerada uma importante contribuição na disseminação da metodologia de dosagem para aplicação em concreto massa em barragens.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia para preparação e avaliação de resposta a simulados de emergência de barragem de mineração
(Universidade Federal do Pará, 2018-05-11) DIAS, Rogério Eduardo Souza de Almeida; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
Barragens de mineração são elementos fundamentais para o processo de beneficiamento de minerais em função da necessidade de se concentrar ou separar os componentes minerais de interesse econômico dos componentes não aproveitáveis economicamente (rejeitos de mineração). Para que ocorra o armazenamento dos rejeitos, comumente são utilizados os reservatórios de barragens construídas nos empreendimentos minerários para este fim. Com o passar do tempo, as barragens passam a acumular grandes volumes de rejeito e água se tornado passíveis de situações indesejáveis, tais como anomalias diversas e rupturas. Neste contexto, a presente pesquisa tem por objetivo apresentar uma metodologia de preparação e avaliação de resposta aos simulados de emergência de mesa (Table Top Exercise) e simulado de evacuação total (Full Scale Exercise) a partir do PAEBM da barragem de mineração da Pera Jusante, localizada no município de Parauapebas - Pará. A motivação da proposta do trabalho foi baseada em pesquisas bibliográficas que indicaram a escassez de metodologias de aplicação de simulados de emergência com barragens de mineração. A metodologia foi desenvolvida com base em três etapas, sendo a primeira a apresentação da barragem estudo de caso (incluindo a área a jusante), a segunda a execução dos simulados de emergência e a terceira a avaliação da eficácia dos simulados. A metodologia de verificação de preparação utilizou conceitos internacionais de simulação de emergências de forma gradativa e adaptado para barragens, iniciando com o exercício simulado de mesa e posteriormente realizando o exercício simulado de evacuação de campo em escala completa. Quando da etapa de execução dos simulados, foram elaboradas fichas guias para auxiliar na preparação tanto dos agentes envolvidos, quanto da população exposta à mancha de inundação. E para o registro das informações dos simulados de emergência foi proposta a utilização de fichas contendo o detalhamento das situações de emergências, as respostas previstas e demais informações para a condução dos simulados. Como resultados obtidos pode-se destacar que na etapa de execução dos simulados foi possível conhecer a capacidade de se responder a uma eventual situação de emergência na barragem estudo de caso, com resposta no ponto de vista do pesquisador bastante positiva, uma vez que atendeu a maioria dos itens previstos nos simulados, alcançando percentuais de eficácia igual a 83,33% para o simulado de mesa (Table Top Exercise) e 93,33% para o simulado de evacuação total (Full Scale Exercise). A presente pesquisa pode ser aplicada a qualquer barragem de mineração que tenha um PAEBM concebido e espera-se que venha contribuir para o aprimoramento das metodologias de preparação e resposta a emergências com barragens de mineração, sendo utilizada para aperfeiçoar o processo de mineradoras que já praticam ações similares, e sobretudo, mineradoras que ainda iniciam os trabalhos relativos à preparação e resposta a emergências tendo em vista a segurança da população a jusante.
Acesso aberto (Open Access)
Proposta de instalação de sistema de alerta em zona de segurança secundária (ZSS): um estudo de caso da barragem de mineração do Gelado – PA.
(Universidade Federal do Pará, 2020-07-10) MORAES, Max Roberto Lima de; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
As barragens de rejeito, na maioria das vezes apresentam alto risco associado, haja vista as características inerentes aos próprios materiais que as constituem, e aos processos de alteamentos existentes para o aumento de sua capacidade de armazenamento. Desta forma, estudos relacionados à sistemas de alerta de segurança são importantes de forma a garantir procedimentos de alerta à população que se encontra em situações de risco. Neste contexto, a presente pesquisa tem por objetivo apresentar uma proposta de instalação de sistema de alerta de emergência na zona de segurança secundária (ZSS) da barragem do Gelado, tendo em vista a existência de população afetada pela mancha hipotética de inundação, apresentando o orçamento do sistema com base em um projeto real. Buscou-se ainda verificar a possibilidade de custeio do sistema de alerta por parte do ente municipal, haja vista que o mesmo arrecada anualmente recursos financeiros provenientes da CFEM (Compensação Financeira pela Exploração de Recursos Minerais). A metodologia da pesquisa foi desenvolvida com base em três etapas, sendo a primeira 1 – caracterização das ZAS e ZSS; a etapa 2 – definição da locação da instalação do sistema de alerta de emergência para a ZSS da barragem do gelado e; a etapa 3 – determinação do orçamento estimado do sistema de alerta na ZSS. O valor estimado para a implementação de todo o sistema de alerta, incluindo as manutenções preventivas e corretivas foi de R$1.678.224,25, sendo o sistema composto por cinco torres de alerta cujo raio de proteção sonora de cada torre é de 2 km, definido por um volume sonoro mínimo de 70 decibéis, sendo suficiente para alertar uma população estimada em 4.075 habitantes. Concluiu-se ainda que, município de Parauapebas poderia custear a instalação do sistema proposto, uma vez que este é beneficiado, anualmente, com expressivos recursos financeiros da CFEM tendo recebido, em média, nos últimos onze anos, R$457.813.870,35 (recurso que representaria um percentual de 0,37% dos custos de implantação). A instalação do sistema na ZSS da barragem do Gelado possibilitaria, em caso de colapso, a agilidade quando à comunicação do acidente na ZSS, implicando em menor número de vítimas, haja vista que apenas a ZAS apresenta sistema de alerta de emergência instalado.
Acesso aberto (Open Access)
Proposta de integração da metodologia FMEA na gestão de segurança de barragem hidréletrica
(Universidade Federal do Pará, 2022-03-18) CARVALHO, Regiana Barbosa; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
O cenário de ruptura de barragem no Brasil tem sido mais frequente do que o esperado em todo o mundo e por isso, a gestão de segurança de barragens passou a ser foco central dos empreendedores que têm buscado atender às exigências legais e dos órgãos fiscalizadores. Neste contexto, metodologias de análise de riscos aplicadas em diversos setores da indústria, passaram a ser consideradas no gerenciamento de empreendimentos de barragens, agregando benefícios nas atividades de controle e monitoramento dos barramentos, assim como na previsão de modos de falha e acidentes. Logo, a presente pesquisa apresenta como objetivo geral, propor a integração da metodologia de análise de riscos, FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) ao sistema de gestão de segurança da UHE Tucuruí, buscando ampliar a gestão do empreendedor para o âmbito dos cenários de modos de falha e efeitos e suas respectivas causas, incluindo o acompanhamento de indicadores relativos ao status de segurança da barragem (índices de ocorrência e detecção). A metodologia da pesquisa foi baseada em cinco etapas, sendo estas: a) caracterização da barragem estudo de caso; b) identificação das anomalias presentes no histórico da barragem; c); análise do processo de gestão do empreendedor; d) aplicação da metodologia FMEA ao estudo de caso e; e) proposta de integração da FMEA ao sistema de gestão de segurança adotado para a barragem em análise. Os resultados da aplicação do FMEA indicaram que dentre os modos de falhas simulados para o empreendimento, o cenário “erosão interna causada por colmatação de filtros e drenos na margem direita da barragem de terra” apresentou o maior NPR (Number Priority Risk) e, portanto, trata-se do cenário que necessita de priorização de ações. Ainda, para a maioria dos modos de falha, o índice de detecção foi considerado ‘baixa detecção”, devido a fragilidades do sistema de monitoramento do empreendedor, conforme registros verificados nos relatórios de inspeção regular e de revisão periódica. Concluiu-se também que, foi possível integrar a metodologia FMEA ao fluxograma da usina, aproveitando a etapa de “Revisão periódica”, utilizando a mesma equipe contratada para esta demanda, otimizando o fluxograma. Por fim, a metodologia FMEA, quando considerada no processo de gestão de segurança, pode proporcionar os seguintes benefícios: a) gestão da segurança de barragens orientada para o gerenciamento de cenários de modos de falha e efeitos; b) gerenciamento de mecanismos de controle de riscos e avaliação contínua do sistema de monitoramento do empreendimento.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização da termografia infravermelha embarcada em RPA como alternativa de monitoramento de surgências em uma barragem de mineração
(Universidade Federal do Pará, 2024-05-17) BARROS, Eudes José Melo de; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378
As inspeções de segurança têm por objetivo a detecção de anomalias das estruturas, devendo o empreendedor garantir estes procedimentos, conforme Resolução ANM n° 95/2022. Assim, muitas mineradoras vêm buscando métodos ou técnicas mais eficientes que possibilitem menor uso de recursos e ao mesmo tempo, maior controle das informações dos locais inspecionados. Nos casos de detecção de áreas com surgências, pesquisas demonstram que a termografia infravermelha embarcada em RPA (Remotely Piloted Aircraft), popularmente conhecido como drone, (TERMO-RPA) é eficiente na identificação de áreas com umidade e infiltrações. Logo, o objetivo da pesquisa é propor a utilização desse método nos procedimentos de inspeção de uma barragem de mineração, visando a detecção de áreas com surgências. A metodologia adotada compreendeu as seguintes etapas: a) Caracterização da barragem; b) Descrição da metodologia dos procedimentos de inspeção TERMO-RPA; c) Tratamento das imagens da câmera térmica após inspeções; d) Ensaios de caracterização do solo coletado das regiões para a classificação e análise de possível influência na detecção das surgências; e) Determinação das variáveis ambientais das regiões inspecionadas; f) Elaboração e análise do mapeamento termográfico TERMO-RPA, g) Descrição dos procedimentos de inspeção de rotina da barragem e vantagens da inspeção com o método TERMO-RPA. Concluiu-se que existe uma correlação inversamente proporcional entre as temperaturas obtidas da termografia do solo e a umidade do solo, ou seja, as áreas de menor temperatura apresentaram maiores percentuais de umidade, enquanto que nas áreas de maior temperatura, a umidade foi menor, sendo este comportamento verificado nos dois períodos (seco e chuvoso). Não foi possível obter uma conclusão assertiva sobre a influência do tipo de solo e a eficácia da detecção de surgências, já que as regiões com presença de umidade são compostas pelo mesmo tipo de solo. Foi possível identificar vantagens no uso do TERMO-RPA quando comparado com as inspeções de rotina realizadas pelo empreendedor, sendo estas: aspecto da segurança com redução a exposição de riscos; maior agilidade; ausência de restrições quanto ao acesso aos locais de inspeção; no aspecto campo de alcance possibilita a variação de tomada de imagens termográficas da barragem, conforme altitudes desejadas. Por fim, sugere-se como trabalhos futuros avaliar a influência das condições ambientais como temperatura e umidade, bem como a presença de vegetação na superfície do solo no uso do método TERMO-RPA.

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