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

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/9396

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 27

Acesso aberto (Open Access)
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 computacional do rompimento hipotético da barragem de Tucuruí-PA com o auxílio do software Mike Flood
(Universidade Federal do Pará, 2017-10-10) SANTOS, Marlon Braga dos; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378; SANTOS, Viviane Almeida dos; http://lattes.cnpq.br/1489376127395764
O presente trabalho busca elaborar mapas de inundação e realizar a análise da onda de cheia decorrente do rompimento hipotético da barragem da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHE Tucuruí) utilizando o software comercial MIKE FLOOD. Para tal, considera-se o cenário de galgamento (overtopping) e a ruptura total da barragem de concreto da UHE Tucuruí. A metodologia adotada para a pesquisa consistiu na coleta de informações técnicas a respeito do barramento, além do estudo hidrológico das áreas à montante e à jusante da barragem, essenciais para a definição dos parâmetros de entrada no modelo computacional a ser elaborado. A modelagem hidrodinâmica computacional foi realizada em três etapas: a primeira consistiu em uma análise unidimensional no software MIKE 11; posteriormente, com o software MIKE 21, gerou-se a malha de cálculo triangular para a análise bidimensional; e por fim, procedeu-se à análise acoplada dos dois modelos desenvolvidos anteriormente com o software MIKE FLOOD. Os resultados apontaram áreas de inundação de até 84,71 km² para os primeiros cento e dez minutos após o término da formação da brecha de ruptura, com um tempo de resposta de aproximadamente oito minutos para a população residente na área urbana de Tucuruí, indicando alto potencial de perda de vidas humanas. Destaca-se que a mancha de inundação hipotética abrange zonas residenciais e o centro comercial da cidade, assim como diversos equipamentos urbanos e órgãos públicos e uma das mais importantes vias de acesso à cidade, a BR 422, o que restringe a definição de rotas de fuga para evacuação da população afetada. Deste modo, conclui-se que as consequências do rompimento da UHE Tucuruí para o cenário analisado justificam a elaboração de um Plano de Ação de Emergência que garanta a segurança da população à jusante e que minimize os impactos econômicos e ambientais decorrentes de tal evento.
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.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do impacto ambiental na área de influência das barragens de rejeito no município de Poconé-MT
(Universidade Federal do Pará, 2023-09-29) FERREIRA, Lorrana Dias; SILVA, Adriano Frutuoso da; http://lattes.cnpq.br/3321059172343690; https://orcid.org/0000-0003-1710-8862
Devido aos trágicos acidentes relacionados ao rompimento de barragens de rejeitos em Minas Gerais, a disposição de rejeitos em barragens tornou-se um tópico de discussão cada vez mais urgente, especialmente em relação aos riscos associados a essa abordagem. Consequentemente, as empresas de mineração têm procurado implementar métodos alternativos para a gestão dos rejeitos resultantes de suas operações. Contudo nessa direção, o trabalho faz análise do nível de impacto ambiental na área de influência das barragens de rejeito no município de Poconé – MT, identificando os danos que podem ser causados por uma ruptura de barragem de rejeito. Para tanto foram elaborados mapas de impactos ambientais sobre as barragens selecionadas, sendo usado o software QGIS, também conhecido como Quantum GIS. Foi usado também o método Kernel, no qual é uma abordagem analítica que é frequentemente aplicada na avaliação de riscos e sensibilidade ambiental em relação às barragens de rejeito de mineração. Os resultados da pesquisa demonstraram que ao longo do trabalho foi possível observar que as barragens de rejeitos de mineração existentes no limite municipal de Poconé/MT são classificadas como estruturas que promovem um impacto ambiental “muito alto”, principalmente na zona urbana do município, e que caso ocorresse o rompimento, poderia atingir áreas de preservação legal, o sistema de drenagem da cidade, impactando assim a vida da comunidade de uma forma geral. Com os dados obtidos foi possível analisar o impacto ambiental das barragens de rejeitos nas comunidades locais, incluindo a possível relocação de famílias, o acesso à água potável e a saúde das pessoas que vivem nas proximidades. Portanto a análise do impacto ambiental na área de influência das barragens de rejeito em Poconé, Mato Grosso, é uma parte crucial do processo de gestão responsável das atividades de mineração, pois poderá ajudar a desenvolver estratégias para mitigar esses impactos e garantir a proteção do meio ambiente.
Acesso aberto (Open Access)
Análise do monitoramento de segurança de barragens de terra do aproveitamento hidrelétrico de Belo Monte: estudo de caso de diques do complexo no cenário do enchimento e operação
(Universidade Federal do Pará, 2019-12-12) MODESTO, Renan Ribeiro; ALENCAR JUNIOR, Julio Augusto de; http://lattes.cnpq.br/3663658632717465; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345; https://orcid.org/0000-0002-5911-1368
No Brasil, a execução de barragens de terra ou diques de terra são métodos bastante comuns e utilizados principalmente para atender as demandas da mineração, irrigação ou armazenamento de água para produção de energia hidrelétrica. é de suma importância o monitoramento e análise de segurança dessas estruturas para reduzir riscos ambientais, fatores de segurança, fatores tecnológicos e observar continuamente o comportamento e desempenho frente ao projetado. A presente dissertação busca a compreensão desses procedimentos de monitoramento de segurança de barragens utilizando os diques 01-A, 01-B e 01-C do reservatório intermediário da UHE Belo Monte por meio do estudo dos diferentes processos para garantir a segurança das estruturas. O percurso metodológico adotado sucedeu por intermédio da coleta de informações técnicas referente às estruturas estudadas, análise dos projetos construtivos e verificação das metodologias adotadas que contemplam o enchimento dos reservatórios, leitura de todos os checklists que são inspeções de campo, além dos dados dos gráficos, resultados dos instrumentos de auscultação locados no corpo dos barramentos no período do enchimento e operação que compreendeu os anos de 2015 a 2018. O tipo de pesquisa refere-se a um estudo de caso de natureza documental, visto que os analisados dados do monitoramento de segurança além do comportamento das estruturas. Os resultados revelam que quando comparados aos procedimentos de segurança adotados em ‚âmbito internacional, existe uma carência dos órgãos fiscalizadores de segurança brasileiros referente a uma metodologia mais específica e clara quanto ao processo do primeiro enchimento de um reservatório, e em linhas gerais, os mecanismos de monitoramento não necessariamente se associam, uma não conformidade nas inspeções visuais não obriga o instrumental ter uma leitura fora da referência adotada como segurança. Todavia, quando diferentes não conformidades e/ou anomalias se apresentam concomitante tanto na inspeção visual, quanto no monitoramento por instrumentação essa situação requer ações corretiva em curto prazo, por ser considerado um cenário desfavorável a segurança da estrutura e pautado nessa correlação fortalece a tomadas decisões de intervenções a jusante das estruturas.
Acesso aberto (Open Access)
Análise dos efeitos da detonação na estabilidade de talude em mina de ferro no Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais
(Universidade Federal do Pará, 2022-08-03) AZEVEDO, Daniel Prado; MARQUES, Eduardo Antonio Gomes; http://lattes.cnpq.br/6725413897416818; ALENCAR JÚNIOR, Júlio Augusto de; http://lattes.cnpq.br/3663658632717465
As vibrações induzidas por detonação em frente de lavra são ondas finitas que podem abalar estruturas geotécnicas, taludes ou barragens na mineração. Para a presente pesquisa foram distribuídos sismógrafos pela extensão de um talude com aproximadamente duzentos metros de diferença de cota do fundo da cava até o topo, com o objetivo de analisar a velocidade e aceleração das partículas no momento da passagem de ondas, e suas consequências na estabilidade do maciço rochoso. Sabe-se que o caminhamento destas oscilações vibratórias faz com que as partículas se movimentem e depois retornem ao estado de equilíbrio, por isso, é importante estudar a intensidade das as ondas que foram geradas na detonação e seus comportamentos nas litologias percorridas. Foi analisado um talude na mina objeto de estudo, propriedade da Vale S.A. composto em sua maioria de filitos e quartzitos, ora contínuos, ora descontínuos, pois há uma zona fraturada de orientação N/S que se estende desde o topo do talude até sua base. Nesse contexto há ao menos 3 direções de fraturas que atuam como zona de escape para a água subterrânea, constituindo um problema geotécnico de desagregação de material, resultando em uma grande erosão. As vibrações induzidas pelas detonações de explosivos em frente de lavra podem potencializar a condição de erosão ao se propagarem pela zona fraturada. Foi utilizada neste estudo a maior leitura sismográfica obtida entre os sismógrafos e realizada a avaliação da redução no fator de segurança de seções escolhidas, posteriormente, foi simulada uma vibração limite em que o talude se mantém estável usando-se o software slide. A avaliação dos resultados no talude analisado permitiu interpretar que os efeitos das vibrações nos taludes, reduziu entre 4,1% e 4,8% os valores dos fatores de segurança e mostra que quanto menor o fator de segurança do talude, maior esta interferência da vibração na estabilidade da estrutura pois tem uma diferença de 8% entre a seção de maior Fator de segurança para a de menor Fator de Segurança.
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)
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)
Avaliação da segurança da barragem Labourrie/AP à luz de diferentes metodologias
(Universidade Federal do Pará, 2020-03-05) RAMBO, Luis Henrique; SILVA, Adriano Frutuoso da; http://lattes.cnpq.br/3321059172343690
Nos últimos anos, as Barragens no Brasil tem sido constantemente relacionadas a ocorrências de inúmeros problemas de engenharia, seja na concepção, métodos contrutivos, controle, monitoramento, instrumentação etc., essas situações foram criadas em decorrência de alguns acidentes ocorridos como os casos de Mariana e Brumadinho/MG. A concepção e construção de forma inadequada dessas estruturas representam um grande risco para sociedade, meio ambiente e economia. Desse modo, neste trabalho, optou-se, como estudo de caso, analisar a segurança da barragem de disposição de rejeito Laborrie, localizada no distrito do Lourenço, no estado do Amapá, a partir de análise de risco e dano potencial associado. As metodologias utilizadas foram: SABESP, COGERH (modificado), USACE, CNRH Res. 143/2012 e Portaria 70.389/2017 da ANM. O estudo identificou a similaridade nos métodos, oscilando nos pesos utilizados para cálculos, assim como identificou o método que não utiliza algum quesito relevante na análise de barragens de rejeito. Portanto, conclui-se que para o estudo de caso da Barragem Laborrie, a utilização para avaliação de risco de barragens de rejeitos através da metodologia da ANM e da resolução 143, são as mais indicadas, o que não invalida a utilização das outras metodologias, porém, deverá ser analisada cada particularidade do método proposto, de modo a preencher as informações que realmente tenham relevância e impacto direto na busca de uma aproximação maior do resultado.
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)
Desafios para implantação dos protocolos estabelecidos no Padrão Global da Indústria para a Gestão de Rejeitos (GISTM), estudo de caso: estruturas de disposição de rejeitos no sudeste do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2025-04-25) SOUSA, Rodolfo Pereira; SILVA, Adriano Frutuoso da; http://lattes.cnpq.br/3321059172343690; https://orcid.org/0000-0003-1710-8862
A criação do Padrão Global da Indústria para a Gestão de Rejeitos (GISTM) trata-se de um marco para as maiores mineradoras do mundo, criado com o objetivo de garantir o dano zero as comunidades e meio ambiente Esta pesquisa tem o objetivo de apresentar os desafios para a implementação do GISTM ( Global Industry Standard on Tailings Management) para estruturas de disposição de rejeitos, localizados no Sudeste do Estado do Pará, sendo uma barragem, alteada a jusante, e uma cava, que trata-se de uma antiga área de lavra onde a reserva mineral foi exaurida em 2021. Para avaliar os níveis de conformidade ao Padrão Global utilizou-se o acervo técnico da barragem de rejeitos e da cava, de forma a possibilitar a aplicação dos Protocolos de Conformidade propostos pelo GISTM. O trabalho apresenta o nível de maturidade em 3 etapas, nos anos de 2023, 2024 e 2025. Apesar do GISTM propor requerimentos para uma análise integrada do gerenciamento de rejeitos, devido a natureza distinta das estruturas de disposição de rejeito, as estruturas foram avaliadas isoladamente. A partir da pesquisa, verificou-se um maior nível de conformidade da barragem, aos itens requeridos pelo GISTM, com um arcabouço de documentos técnicos mais robusto em relação a cava. Conclui-se que este resultado está correlacionado com o fato de a barragem enquadrar-se na Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) do Brasil, enquanto a cava, como estrutura para disposição de rejeitos, não possuir nenhuma regulamentação para esta utilização. Adicionalmente, nota-se que apesar da cava ser considerada uma estrutura de disposição não convencional, a implementação do GISTM é requerida, mediante algumas adaptações no entendimento do proposto pelo GISTM.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de uma plataforma de hardware e software livres para monitoramento remoto e instrumentação de barragens
(Universidade Federal do Pará, 2019-08-09) BEZERRA, Ábner Cézar Santos; GOUVEIA, Fernanda Pereira; http://lattes.cnpq.br/1772072130947378; FÜLBER, Heleno; http://lattes.cnpq.br/5018616409948511
Este trabalho tem como objetivo desenvolver um projeto piloto de um Sistema de Monitoramento online para implantação em instrumentação de barragens, utilizando-se de uma plataforma e softwares livres. A metodologia da pesquisa foi realizada em 6 etapas, sendo estas: a revisão da literatura; a seleção da placa de desenvolvimento; o desenvolvimento de um Data Logger; o desenvolvimento de um aplicativo para a leitura de sensor analógico; a implementação do Sistema de Monitoramento em um ambiente controlado e a implementação do Sistema de Monitoramento em campo. Por fim, as conclusões obtidas com a elaboração da presente pesquisa foram: a placa de desenvolvimento escolhida, a ESP8266, teve um desempenho satisfatório, podendo ser programada pelo ambiente de desenvolvimento Arduino, além de possuir conexão wifi, o que possibilitou a construção de um Data Logger que utiliza uma rede sem fio, com endereçamento IP para apresentação dos dados. O aplicativo criado, desenvolvido na IDE Android Studio, teve resposta satisfatória, podendo logar no endereço IP do Data Logger, e apresentar ao usuário, em tempo real, os resultados em tela. Foram realizados ensaios em ambiente controlado, para a verificação da resposta de um sensor de pressão, e em campo, onde foi possível a obtenção de curvas de tendência em cada um desses ambiente com grande precisão porém, ao se comparar as curvas obtidas com a curva padronizada de calibração, foi observado somente a convergência dos valores das leituras até o valor da altura manométrica igual a 3 m.c.a., enquanto que valores de alturas manométricas de 3 a 6 m.c.a. demonstraram uma dispersão de aproximadamente 1% em relação à curva padronizada e, leituras acima de 6 m.c.a. apresentaram dispersão maiores que 5%. Fato este que só foi possível identificar pois o aplicativo tem um período de amostragem de 800 milissegundos, garantindo assim uma leitura praticamente em tempo real.
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)
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)
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)
Interpretação e aplicação dos níveis de controle do monitoramento geotécnico na avaliação de segurança de barragens de mineração
(Universidade Federal do Pará, 2018-05-11) SOUZA, Deni Otávio Oliveira de; LIMA NETO, Aarão Ferreira; http://lattes.cnpq.br/0287664572311345
É notória a importância do monitoramento e análise de segurança das barragens na redução do risco imposto por estas estruturas. O monitoramento de estruturas visa vários objetivos que vão desde permitir avaliar o desempenho frente ao projetado, avaliar a segurança da estrutura e estabelecer novas teorias. Entretanto, a instrumentação tem tido um viés cada vez mais preponderante para subsidiar a análise de estabilidade, e consequentemente, refletindo na limitação da avaliação de segurança dos empreendimentos. Se não bastasse a restrição da função do monitoramento nos projetos e citações de legislação, colocou-se uma grande importância para uma ferramenta, denominada por alguns profissionais como carta de risco, que estabelece níveis de controle, atenção, alerta e emergência, relacionados à leitura de cada instrumento. Porém, estes níveis de controle ou referência podem estar sendo utilizados amplamente e equivocadamente para determinar a segurança de barragens sobrepondo ou substituindo o julgamento por profissionais de engenharia em muitos casos. Além disso, foram apresentados critérios para aplicação de uma metodologia para elaboração de níveis de controle através do método determinístico, considerando os instrumentos que compõe a seção principal de uma barragem de mineração, aplicando-se uma metodologia para definição dos níveis de atenção, alerta e emergência para os instrumentos, com o intuito de auxiliar na análise prévia dos dados de monitoramento da estrutura e identificar de forma automática possíveis desvios no padrão de leitura dos instrumentos. Desta forma, foram estabelecidos limites para os níveis de controle dos instrumentos e os resultados obtidos foram utilizados na implantação de um sistema de pré-alarme associado a um procedimento padrão de reposta em relação ao nível de controle informado, tendo como intuito a melhoria no controle e segurança da estrutura. Finalmente, este trabalho procurou fazer uma reflexão da aplicação desta ferramenta de controle do monitoramento na segurança das barragens de mineração, fazendo uma análise crítica de conceitos técnicos aplicados para a análise de risco da estrutura, o que levou a uma conclusão de que as nomenclaturas utilizadas para os níveis de controle e os gráficos de risco amplamente utilizados devem ser revisados, de forma que não estejam associados por engano ao risco da estrutura ou aos Planos de Ações de Emergência das barragens de mineração.
Acesso aberto (Open Access)
Investigação da causa da fratura na haste do cilindro hidráulico da comporta do vertedouro da UHE Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2018-08-16) MOREIRA, Davi Carvalho; MERLIN, Bruno; http://lattes.cnpq.br/7336467549495208
Neste trabalho apresenta-se uma investigação das causas da fratura em uma haste do cilindro hidráulico que movimenta a comporta do vertedouro da usina hidrelétrica de Tucuruí, após 30 anos de serviço. A análise química e os ensaios de tração confirmaram que o material da haste atende a especificação de projeto que corresponde ao aço inoxidável martensítico AISI 410, com Fator J e Fator P indicando que o material possui susceptibilidade a fragilização ao revenido. A análise da superfície fraturada, com auxílio do microscópio eletrônico de varredura, mostrou uma estrutura totalmente martensita com a presença de ferrita-δ, promovendo um forte efeito negativo nas propriedades mecânicas do aço, reduzindo resistência ao impacto e a energia de propagação da trinca. Os ensaios de impacto, em corpos de prova Charpy-V, indicaram uma baixa tenacidade para a haste em estudo. A análise metalográfica evidenciou uma fratura intergranular com sinais de clivagem, propagação das trincas ao longo dos contornos da austenita prévia e uma intensa corrosão intergranular junto a superfície da haste. A medição dos esforços nas hastes dos cilindros hidráulicos, em situação real de serviço, mostrou que a tensão na secção de maior diâmetro da haste, quando da abertura da comporta, é inferior aos valores de projeto e a variação de amplitude da tensão, causada pela passagem da água pela comporta, possui valores menores que 1% da tensão nominal. Os resultados obtidos no ensaio em campo foram utilizados nos estudos numéricos modelados pelo Método dos Elementos Finitos, observando-se no local onde ocorre a fratura, uma tensão de aproximadamente 63% da tensão de escoamento do material e vida infinita para fadiga de baixo ciclo (abertura e fechamento da comporta) e muito alto ciclo (passagem de água pela comporta). A haste rompeu devido à baixa tenacidade ao impacto e uma moderada resistência à corrosão, associada ao efeito de entalhe da zona crítica de transição da seção da haste. Estas condições, juntamente com efeito corrosivo da água, propiciaram a nucleação de trincas por corrosão sob tensão e sua propagação por fadiga, até a ruptura total, frágil. O desempenho da haste decorre do tratamento térmico inadequado durante o processo de fabricação, que resultou em elevado teor de ferrita-δ, fragilização ao revenido, baixa tenacidade ao impacto e susceptibilidade à corrosão sob tensão.
Acesso aberto (Open Access)
Mapas de inundação em área urbana na cidade de Araguaína/TO: estudo de caso da interferência da CGH Corujão
(Universidade Federal do Pará, 2022-02-25) SANTANA, Leonardo Moreira; SILVA, Adriano Frutuoso da; http://lattes.cnpq.br/3321059172343690; https://orcid.org/0000-0003-1710-8862
A ocupação habitacional na área de influência da CGH (Central Geradora Hidrelétrica) - Corujão é bastante significativa, porém, há um iminente risco de inundações na área, fator que motivou o desenvolvimento do estudo, compreender quais os riscos reais incidentes sobre a área. Diante disso, este trabalho teve como objetivo analisar os impactos do reservatório da barragem CGH Corujão na área urbana da cidade de Araguaína/TO. Procedeu-se de um levantamento de dados e caracterização do córrego Neblina, que deságua no reservatório da CGH, para compreender de que forma a ocorrência de níveis elevados de chuva faz com que o córrego transborde e eleve os riscos de inundação em área urbana, sendo calculada a vazão máxima de chuva. Com esses dados foi realizada uma simulação por meio do programa HEC-RAS que levou à geração de mapas de inundação. Em relação aos impactos do reservatório da barragem na área urbana da cidade, foi possível observar que ele tem pouca influência nas áreas de inundações, de acordo com os mapas obtidos a partir do uso do aplicativo HEC-RAS. A partir dos resultados foi possível verificar que a maioria dos mapas apresentou riscos à vida humana e danos estruturais. Esses dados evidenciam que se trata de uma área de vulnerabilidade para inundações e, por consequência, para a vida, saúde, infraestrutura, economia e desenvolvimento socioeconômico. As contribuições estimadas do estudo envolvem população e o poder público. A identificação de áreas de maior vulnerabilidade quanto a falhas e colapsos de estruturas de alvenaria, informações essenciais para o desenvolvimento de um plano diretor no qual essas áreas de maior risco são excluídas de utilização para habitação, comércio, serviços e outras atividades. Com o acesso ao mapa de riscos na íntegra, a prefeitura tem a possibilidade de desenvolver programas habitacionais futuros para que as estruturas ali existentes sejam desativadas e empresas, residências, serviços e outros sejam direcionados para outras áreas, com segurança e garantia de direitos. O planejamento urbano, em atividades como estudos de drenagem, necessita dessas informações para que possam ser desenvolvidos de forma assertiva e efetiva, beneficiando a administração pública, por evitar danos que precisem ser corrigidos e exigem recursos, além de melhorar a infraestrutura de serviços e tornar o cotidiano dos cidadãos mais seguro. A defesa civil, de posse dos dados obtidos, pode desenvolver programas de apoio aos moradores da região, emitir alertas de risco de forma mais ampla diante de previsão de chuvas intensas e inundações, permitindo que os indivíduos que se encontram nessas áreas possam buscar alternativas mais seguras para esses momentos de risco. Com este estudo, é possível definir abordagens de redução de riscos que garantem mais saúde para a população, redução da demanda por recursos para atendimentos em saúde após as cheias, bem como redução da ocupação de leitos para doentes e feridos em função das inundações. Diante do exposto, verifica-se que os benefícios são inúmeros, tanto para a população quanto para a administração pública, com redução de gastos e custos aos cofres públicos, além de maior garantia de preservação da vida e do patrimônio dos indivíduos que, no presente, residem em áreas de elevada vulnerabilidade.
Acesso aberto (Open Access)
Metodologia de seleção de rotas de evacuação de emergência para caso de rompimento da UHE-Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2019-01-30) GOTO, Raphaela Sobreira; TEIXEIRA, Marcelo Rassy; http://lattes.cnpq.br/8912916360456192
As Barragens desempenham um papel importante no desenvolvimento social e econômico brasileiro. Embora mesmo quando considerados de baixo risco, incidentes envolvendo barragens podem causar danos significativos, apesar dos diversos custos potenciais resultantes de danos materiais, a perda de vidas humanas é na escala dos danos o mais significativo. A evacuação em caso de rompimento é um processo complexo que é o resultado agregado de muitos fatores, como modos de evacuação e características das rotas de evacuação. Neste contexto o presente trabalho visa determinar uma metodologia de seleção de rotas de evacuação de emergência para área urbana do município de Tucuruí localizado a jusante da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHE-Tucuruí), sob a condição de ruptura do. A metodologia adotada é a baseada na otimização de rotas evacuação a partir da minimizando e/ou excluindo de interseções no percurso, para isso a proposta segue uma adaptação do método de seleção de rotas desenvolvido por Zhang et al. (2016). A metodologia foi aplicada em quatro etapas, sendo a primeira a divisão do município em zonas gerenciáveis de acordo com as características socioeconômicas e distribuição viária, a segunda a criação das tabela de interseções (adjacência) entre as vias, a terceira é a determinação da vias de saída segura responsáveis pelo deslocamento da população para outros município e a quarta etapa é o desenvolvimento do método de seleção de rotas que tem como produto final uma tabela de rotas considerando todos os percursos possíveis de evacuação que encaminhem para saída da área de risco. O método estabelece a melhor escolha de rota aquela que apresente o menor número de interseções no caminho de evacuação. Como resultado a metodologia se mostrou eficaz quando aplicada em Tucuruí, gerando possíveis rotas dentro de todo o perímetro urbano do município, proporcionando baixo custo já que não utiliza softwares que carecem de licença e elevado custo de aplicação, se mostrando um método de fácil aceitação e comunicação entre a população a ser evacuada, proporcionando a redução no tempo de viagem, maior segurança de evacuação e balanceamento de cargas de tráfego entre as diferentes saídas.
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.