Estudo da influência da distribuição granulométrica dos finos de minério de ferro na liquefação durante o transporte marítimo

Nas últimas décadas, muitos incidentes com graneleiros ocorreram devido à liquefação de cargas sólidas a granel, sendo o minério de ferro o responsável pelo maior volume de negócios de cargas sólidas no mundo. A liquefação de cargas sólidas a granel em navios graneleiros tem sido uma das principais causas de acidentes graves, inclusive com perda de vidas e embarcações. O minério de ferro é o responsável pelo maior volume de negócios de cargas sólidas no mundo. No entanto, nas últimas décadas ocorreram muitos incidentes com graneleiros devido à liquefação de cargas sólidas a granel, ocasionando acidentes graves, inclusive com óbitos e prejuízos com embarcações. Os finos de minério de ferro, conhecido do acrônimo em inglês IOF “Iron Ore Fines”, são produtos preparados a partir do refino de minério de ferro e foi reclassificado, em 2011, pela International Maritime Organization (IMO), como um material liquefável do 'Grupo A'. Atualmente, o limite de umidade transportável, do inglês TML “Transportable Moisture Limit” é o único parâmetro, usado pela IMO, para minimizar o risco de liquefação de cargas do 'Grupo A' para transporte marítimo. Nesta tese foram propostas duas metodologias para investigar o potencial de liquefação do IOF. A primeira metodologia objetivou classificar o potencial de liquefação das amostras de IOF considerando o TML e o fator de coesão de Coulomb. A segunda metodologia teve por objetivo utilizar o teste de mesa de vibração para análise do potencial de liquefação do IOF através de indicadores propostos. Os estudos foram realizados com amostras de IOF preparadas com tamanhos de partícula de 9,5 mm a 25 µm em diferentes conteúdos de finos (partículas < 150 µm) e umidade. Na primeira parte da tese, os testes de cisalhamento direto detectaram que a adição do conteúdo de finos nas amostras de IOF proporciona grande influência na resistência ao cisalhamento. Também foi constatado, através do teste Proctor/Fagerberg e teste de mesa de fluxo, que a adição do conteúdo de finos nas amostras de IOF produziram aumento do TML. Estes resultados foram utilizados para proposição de uma metodologia para classificação do potencial de liquefação de IOF. Na segunda parte da tese, o teste Proctor/Fagerberg modificado identificou um conteúdo de finos de transição para o TML. Por meio da metodologia experimental proposta para o teste de mesa de vibração, observou-se que o potencial de liquefação do IOF possui correlação com a migração de umidade para a superfície e valores de índices de vazios, grau de saturação e densidade são equivalentes à metodologia de compactação teste Proctor/Fagerberg modificado. Finaliza com a proposição dos indicadores, Ip e ISWC, que são parâmetros úteis avaliar potencial de liquefação de IOF em amostras com diferentes conteúdos de finos e umidades; para o IOF testado, Ip ≤ 3,63 indicou que não houve liquefação e ISWC> 0 indicou liquefação.