Dissertações em Engenharia de Barragem e Gestão Ambiental (Mestrado) - PEBGA/NDAE/Tucuruí

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Acesso aberto (Open Access)
Análise numérica da estabilidade de taludes utilizando o método de Galerkin livre de elementos
(Universidade Federal do Pará, 2017-05-03) SILVA, Davi Barbosa Costa da; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
A segurança de barragens está associada à estabilidade das estruturas que as compõem. Em uma barragem de terra, mencionam-se os taludes, que são superfícies que formam um ângulo com a horizontal. O seu estudo uti lizando métodos numéricos, como o método de elementos finitos (MEF), possibilita a estimativa de deslocamentos, tensões e deformações. Busca-se neste estudo contribuir na eficiência da análise numérica aplicada aos taludes. Por meio do desenvolvimento de um recurso voltado especificamente para barragens, o objetivo no presente trabalho é apresentar um algoritmo capaz de verificar a estabilidade de taludes no período de sua construção utilizando um método numérico sem malha. Para as análises propostas, utilizou-se o Método de Galerkin Livre de Elementos (MGLE), aplicando-o no método de redução de resistência (MRR). Após a idealização de um modelo e solução utilizando o método de equilíbrio limite e o método de redução de resistência com o auxílio do MEF, ambos em software comercial (GeoStudio), obtiveram-se e compararam-se os resultados de um modelo em que se aplica o método de redução de resistência com o uso do MGLE. A análise pelo método de redução da resistência foi dividida em determinação das tensões in situ da fundação, construção do aterro e redução da resistência do solo. Numericamente, na etapa de obtenção das tensões in situ, o MGLE apresentou melhor resultado quando comparado ao MEF, tendo como referência o modelo matemático clássico da mecânica dos solos para superfícies sub-horizontais. Nas etapas de construção do aterro e de redução da resistência, o erro relativo aproximado do MGLE em relação ao MEF foi quase sempre superior a 5%. No entanto, observou-se que nas principais respostas, isto é, na determinação da superfície de ruptura e do fator de redução de resistência, os resultados foram similares, tanto no método de redução de resistência, com o MGLE em relação ao MEF, quanto em relação ao método de equilíbrio limite. Na comparação com este último, foram obtidos fatores de redução de resistência mais conservadores. Apesar de ser uma informação não disponível abertamente, concluiu-se que o modelo constitutivo elastoplástico utilizado no software comercial não é o modelo linear elástico perfeitamente plástico, que foi a hipótese adotada para o MGLE. Além das diferenças devido ao comportamento idealizado para o material, a aplicação de método sem malha também requer maiores estudos quanto à definição da representação do domínio da estrutura. A principal vantagem da adoção do método proposto é a possibilidade de serem testadas maiores quantidades de parâmetros em menor tempo, o que o torna útil em estudos preliminares de construção. Para tanto, deve ser observado que, apesar das limitações quanto à quantificação dos deslocamentos, que são úteis para associar resultados numéricos às observações em campo, as condições nas quais ocorre a ruptura podem ser estimadas de maneira satisfatória, conforme mostrado em comparações com os métodos atualmente mais utilizados.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de alternativas para projetos de descaracterização de uma barragem de rejeito de mineração utilizando análise comparativa multicritério
(Universidade Federal do Pará, 2024-10-10) OLIVEIRA, Pedro Lucas Louzada de; SILVA, Adriano Frutuoso da; http://lattes.cnpq.br/3321059172343690; https://orcid.org/0000-0003-1710-8862
A descaracterização de barragens de mineração tem se tornado um tema de extrema relevância e urgência no cenário global contemporâneo. Diante dos recentes desastres e tragédias ambientais decorrentes do rompimento de barragens de mineração, no Brasil em 2015 e 2019, a necessidade de implementar processos eficientes e seguros para a desativação e recuperação dessas estruturas se tornou imperativa. A complexidade inerente a esse tipo de empreendimento demanda uma abordagem criteriosa e abrangente na avaliação das opções disponíveis. A simples seleção de uma alternativa com base em um único critério, como o custo financeiro ou prazo, por exemplo, pode resultar em consequências adversas e impactos negativos tanto do ponto de vista técnico, quanto econômico, ambiental e social. Diante do exposto, esta dissertação tem como objetivo explorar a importância da análise de alternativas, considerando critérios múltiplos no processo de escolha da melhor solução, para a seleção do projeto de descaracterização de barragens de mineração mais adequado. Por meio de uma revisão da literatura e apresentação de um estudo de caso de descaracterização de uma barragem de manganês utilizando a avaliação dos requisitos técnicos, ambientais, econômicos e socioeconômicos como elemento decisivo na escolha da solução a ser detalhada. A metodologia consiste na análise dos cenários de alternativas propostos, contemplando a definição e ponderação das variáveis múltiplas a serem avaliadas. O resultado obtido demonstra que a adoção de múltiplos critérios, que englobem não apenas aspectos econômicos, mas também ambientais, sociais, técnicos e de segurança, foi fundamental para garantir uma decisão embasada e sustentável para a descaracterização da estrutura. Foi evidenciado que a análise de múltiplos critérios também foi capaz de favorecer o processo de tomada de decisão nas soluções de descaracterização de barragens de mineração, facilitando a rastreabilidade e entendimento entre as diversas partes interessadas envolvidas em projetos dessa natureza.
Acesso aberto (Open Access)
Dimensionamento de barragem de acumulação de água para sistema de irrigação de plantio de cacau no sudeste do estado do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2024-04-25) SILVA, Cleveland Gustavo Canto; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
A região amazônica possui alto potencial hídrico e grandes reservatórios naturais de água existentes nas mais diversas formas (mananciais, aquíferos, lagos, etc.), todavia a distribuição e o acesso a este recurso por parte da população são desiguais, tornando a demanda por água muito maior do que a sua disponibilidade em determinadas regiões, o que leva estas ao estresse hídrico. Na Amazônia, a agricultura familiar representa atividade relevante no desenvolvimento sustentável regional, e demanda parte deste recurso que é fator limitante do desenvolvimento regional. Face a essa realidade tem-se aumentado a utilização de tecnologias de captação, armazenamento e conservação da água, sendo os barramentos uma das tecnologias disponíveis que cumprem um papel importante para a democratização do acesso a este recurso natural. Busca-se, portanto, através deste trabalho, dimensionar um barramento que servirá como reservatório artificial para armazenamento de água, destinado ao consumo agrícola do plantio de cacau em escala agrofamiliar em uma fazenda localizada no município de Novo Repartimento, para otimização de seus ciclos de cultivo aliado ao uso de novas tecnologias que utilizem recursos locais e fontes renováveis de energia disponíveis na Amazônia. Para isso se avaliou a demanda hídrica necessária para a atividade agrícola do empreendimento, compreendendo o Balanço Hídrico da localidade, bem como a delimitação da bacia hidrográfica de contribuição direta do barramento, permitindo dimensionar o reservatório artificial para atender ao volume de água necessário na atividade.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de caso de execução de aterros com misturas de argila e rejeito de bauxita
(Universidade Federal do Pará, 2023-06-05) EÇA JUNIOR, José Roberto Guimarães; ALENCAR JÚNIOR, Júlio Augusto de; http://lattes.cnpq.br/3663658632717465
A reutilização de rejeitos da mineração é uma demanda real devido à busca da exploração sustentável dos recursos. O Brasil é detentor de um dos maiores patrimônios minerais e, deste modo, torna-se um dos maiores produtores e exportadores de minérios do planeta. A busca por atender a demanda da produção e extração de minerais tem crescido a cada dia e, junto a este crescimento, também vem aumentando a busca pela diminuição do impacto ambiental, sem a perda da lucratividade. Atualmente, pesquisas com estes objetivos são extremamente necessárias na busca de soluções para essas problemáticas. Diversos estudos buscam alternativas para o reuso do rejeito em grande escala, uma das alternativas que viabiliza essa aplicação são aterros dentro do próprio empreendimento. Com a contínua atualização das normativas que regem as barragens, muitas vezes é necessário reforçar estruturas antigas, visando aumentar o fator de segurança. O presente trabalho buscou analisar a aplicabilidade da mistura de argila com o rejeito de bauxita, em diferentes proporções, para viabilidade de sua utilização em aterros controlados. Além disso, visou viabilizar análises quanto às pesquisas que evidenciaram o reuso dos rejeitos de minérios e adições de outros materiais de rejeitos. Foi realizado um estudo de caso numa mineração, coletando amostras de argila e rejeito, e após caracterizados, definiu-se um traço piloto e um auxiliar. Como resultados, a mistura de 50% de rejeito de bauxita com 50% de argila, resultou num material que atingiu valores de Índice de Suporte Califórnia (ISC) superiores aos exigidos pelas normas do Dnit 108 de 2009, além de melhorar consideravelmente as características geomecânicas quando comparados com o rejeito puro. Dessa forma, esta pesquisa contribuiu para avaliar a aplicabilidade de composições de argila e rejeito de bauxita em um aterro experimental na área de uma mineração.
Acesso aberto (Open Access)
Verificação de desempenho dos sistemas de filtragem de resíduo bauxita por tambor e prensa como alternativa para barragens
(Universidade Federal do Pará, 2023-02-26) PANTOJA, Ronaldo Guimarães; SILVA, Adriano Frutuoso da; http://lattes.cnpq.br/3321059172343690; https://orcid.org/0000-0003-1710-8862
As barragens de rejeitos de maneira geral funcionam como um reservatório de rejeitos e água, devido aos métodos de disposição existentes, isso ocorre devido as características dos processos de beneficiamento das mineradoras e refinarias, que utilizam uma concentração de água bastante elevada nesse processo, resultando em rejeitos com teores de sólidos baixos e que oferecem riscos na disposição e que também impactam diretamente no meio em que estão inseridas. Tendo em vista a ocorrência de acidentes envolvendo barragens de rejeitos no Brasil e no mundo e a necessidade de diminuição dos impactos causados, as mineradoras e indústrias de beneficiamento de minério têm investido em tecnologia inovadoras que promovem o desaguamento dos resíduos, tornando-os mais secos e proporcionando uma forma de disposição mais segura. Contudo, nessa direção, esse estudo apresenta os métodos de disposição de rejeitos por via úmida e seco em forma de aterros, obtidos a partir de sistemas de filtração, destacando as vantagens e desvantagens do uso do filtro prensa em comparação ao filtro tambor para a disposição do resíduo de bauxita. Para tanto, foi utilizado aterros experimentais de resíduos de bauxita de uma refinaria de alumina, situada no estado do Pará, que possibilitaram o conhecimento do comportamento do material após filtração por filtro prensa, quando submetido à compactação por trator de esteira e por rolo compactador. Uma análise qualitativa de risco do tipo FMEA também foi analisada para identificar os riscos envolvidos no método de disposição do resíduo filtrado por filtro tambor. O resíduo desaguado por meio do filtro-tambor atinge um teor de sólidos médio de 60% ao final do processo e por filtro prensa até 80%. Os testes de compactação possibilitaram o conhecimento da densidade seca, da umidade ótima e grau de compactação do material desaguado por filtro prensa, quando disposto em forma de aterro controlado. Os dois sistemas de filtração do resíduo (Filtro tambor e Filtro prensa), foram comparados considerando os aspectos, operacionais, de segurança e meio ambiente, permitindo conhecer as vantagens e desvantagens de cada sistema e o método de disposição mais seguro, menos impactante no meio ambiente e menos susceptível a problemas estruturais. A análise FMEA identificou os principais gatilhos e modos de falha relativos aos riscos geotécnicos na operação do sistema de resíduos com filtro tambor, para disposição via construção de plataformas. Os aspectos de "instabilização" e de “galgamento de diques”, foram analisados e geraram as matrizes de riscos e suas consequências / efeitos. Os resultados “Riscos Altos” auxiliaram para definir a mudança no sistema de filtragem e método de disposição.

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