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1 V CONGRESSO BRASILEIRO DE MINA A CÉU C U ABERTO ASPECTOS CRÍTICOS DE PROJETO PARA FECHAMENTO DE BARRAGENS DE REJEITOS - DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS - MÁRIO CICARELI PINHEIRO Engenheiro Civil, especialidade em Engenharia de Recursos HídricosH

2 OBJETIVOS Apresentar as características das barragens de rejeitos e dos tipos de vertedouros utilizados. Apresentar os critérios rios gerais de dimensionamento de vertedouros. Apresentar a evolução atual dos critérios rios de dimensionamento para o caso específico das barragens de rejeitos. Características das barragens de rejeitos na condição de fechamento de minas. Critérios rios atuais recomendados para fechamento de barragens. Alguns casos de fechamento de barragens de rejeitos: aspectos construtivos e critérios rios de projeto adotados. Problemas a serem resolvidos para o estabelecimento de critérios rios de projeto para fechamento.

3 REFERÊNCIAS BÁSICASB Pesquisa internet com palavra-chave tailings dams closure : : locais. ICOLD Bulletin 106 (1996): A Guide to Tailings Dams and Impoundments Design, Construction,, Use and Rehabilitation. ASCE (1997): Guidelines for Retirement of Dams and Hydroelectric Facilities. The Mining Association of Canada (1998): A Guide to the Management of Tailings Facilities. ICOLD Draft (2006): Improving Tailings Dams Safety Critical Aspects of Management,, Design, Operation and Closure.

4 CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE CONTENÇÃO DE REJEITOS Localização em cabeceiras de bacias hidrográficas. A área do reservatório rio ocupa parcela significativa da área de drenagem da bacia hidrográfica. A bacia hidráulica formada pelos depósitos de rejeitos alteram as condições naturais da bacia hidrográfica, em termos das relações de balanço o hídrico. h Os reservatórios rios formados apresentam elevada inércia volumétrica, com acúmulo de volumes superiores ao deflúvio médio m anual da bacia hidrográfica. O volume de espera para amortecimento de cheias passa por reduções constantes, em função da dinâmica de disposição dos rejeitos A vida útil das barragens é relativamente curta. O processo construtivo é dinâmico: avanço o progressivo das frentes de assoreamento e alteamentos sucessivos do maciço o da barragem.

5 CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE CONTENÇÃO DE REJEITOS

6 CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE CONTENÇÃO DE REJEITOS

7 TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS VERTEDOURO DE SUPERFÍCIE CONVENCIONAL COM PERFIL TIPO CREAGER

8 TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS VERTEDOURO LATERAL TIPO SOLEIRA DELGADA E PERFIL CREAGER

9 TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS VERTEDOURO EM CANAL

10 TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS VERTEDOURO EM CANAL ALTEÁVEL

11 TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS VERTEDOURO TIPO POÇO-GALERIA

12 TIPOS DE VERTEDOUROS UTILIZADOS VERTEDOURO TIPO POÇO-GALERIA

13 CRITÉRIOS RIOS PARA DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOURO

14 DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS DE BARRAGENS DE REJEITOS - EVOLUÇÃO ATUAL DE CRITÉRIOS RIOS - CRITÉRIOS RIOS HIDROLÓGICOS Revisão das estimativas da PMP. Incorporação da inércia volumétrica do reservatório rio nos estudos hidrológicos: influência na duração da chuva crítica de projeto. Utilização de modelagem chuva-vazão vazão em aplicativos com diversos métodos de cálculo. c

15 DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS DE BARRAGENS DE REJEITOS - EVOLUÇÃO ATUAL DE CRITÉRIOS RIOS - CRITÉRIOS RIOS HIDRÁULICOS

16 CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE REJEITOS NA CONDIÇÃO DE FECHAMENTO DAS MINAS

17 CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE REJEITOS NA CONDIÇÃO DE FECHAMENTO DAS MINAS

18 CARACTERÍSTICAS DAS BARRAGENS DE REJEITOS NA CONDIÇÃO DE FECHAMENTO DAS MINAS

19 ALGUMAS RECOMENDAÇÕES EXISTENTES RECOMENDAÇÕES DE CARÁTER GERAL A obra deve ser segura. Harmonia com o meio ambiente. Possibilidade de destinar o local para outras utilizações RECOMENDAÇÕES ESPECÍFICAS Dimensionar o vertedouro para a cheia de projeto VMP Vazão Máxima Provável. Dimensionar para o pico do hidrograma da VMP, sem considerar amortecimento no reservatório. Dimensionar para o hidrograma da VMP, considerando o amortecimento em um reservatório remanescente. O vertedouro deve ser de superfície, operando em lâmina livre.

20 OUTRAS RECOMENDAÇÕES Novo Pensamento Ambiental na SUÉCIA: Critérios rios de remediação e fechamento equivalentes aos das instalações nucleares. Durabilidade até a próxima Era Glacial: anos. Dimensionamentos para um horizonte de vida útil de 1000 anos. Sempre que possível, restituir as condições naturais do sítio. s

21 ALGUNS CASOS DE FECHAMENTO DE BARRAGENS DE REJEITOS

22 ALGUNS CASOS DE FECHAMENTO DE BARRAGENS DE REJEITOS

23 ALGUNS CASOS DE FECHAMENTO DE BARRAGENS DE REJEITOS

24 PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PARA O ESTABELECIMENTO DE CRITÉRIOS RIOS DE PROJETO Cálculo da PMP: método m estatístico stico ou método m hidrometeorológico gico. Morfologia da bacia hidrográfica: alteração pela magnitude do reservatório. rio. Confiabilidade dos modelos chuva-vazão. vazão. Morfologia final do reservatório: rio: com ou sem lago remanescente, curso de água entalhado ou anastomosado. Amortecimento da cheia de projeto no reservatório rio remanescente. Material a ser empregado na construção do vertedouro. Operação e manutenção no longo prazo. Curva de descarga do vertedouro com canal de aproximação assoreado.

25 CÁLCULO DA PMP PRECIPITAÇÃO MÁXIMA M PROVÁVEL VEL VALORES DAS CHUVAS MÁXIMAS M DIÁRIAS REGISTRADAS E RESPECTIVAS ESTIMATIVAS Registros: 200 mm a 250 mm. Estimativas PMP estatística: stica: P > 450 mm. Estimativas PMP hidrometeorológica gica: : P ~ 350 mm. Estimativas chuvas TR = anos: : P entre 220 mm e 450 mm.

26 CONFIABILIDADE DOS MODELOS CHUVA-VAZÃO VAZÃO Tempo (min) Precipitação (mm) P (mm) Q (m³/s) Vazão (m³/s)

27 CONFIABILIDADE DOS MODELOS CHUVA-VAZÃO VAZÃO 10 Evento N=2 Vazão (m³/s) Evento N=2 CN=67,58 tc=1,0 h CN=médio tc=1,0 h CN=Sarto ri tc=1,0 h CN=SCS tc=1,0 h CN=67,58 tc=1,8 h CN=médio tc=1,8 h CN=Sarto ri tc=1,8 h CN=SCS tc=1,8 h CN=67,58 tc=4,12 hs CN=médio tc=4,12 hs CN=SCS tc=4,12 hs CN=Sarto ri tc=4,12 hs Tempo (minutos)

28 AMORTECIMENTO DE CHEIAS EM RESERVATÓRIOS RIOS ASSOREADOS

29 AMORTECIMENTO DE CHEIAS EM RESERVATÓRIOS RIOS ASSOREADOS

30 AMORTECIMENTO DE CHEIAS EM RESERVATÓRIOS RIOS ASSOREADOS

31 ÚLTIMAS CONSIDERAÇÕES Diferentes abordagens para rejeitos inertes e rejeitos contaminados. Definir critérios rios de manutenção a longo prazo. Definir critério rio de monitoramento hidrométrico trico. Definir custos e suporte financeiro para manutenção. Pergunta básica b 1: vale a pena otimizar o dimensionamento do vertedouro ou se adota um critério rio mais conservador??? Pergunta básica b 2: não seria mais importante definir o método m construtivo do vertedouro (tipo de material, localização na ombreira ou incorporado ao maciço) antes de otimizar o dimensionamento hidráulico??? Pergunta básica b 3: como considerar o impacto das mudanças as climáticas??? EXISTEM MAIS DÚVIDAS D QUE SOLUÇÕES

32 ENG. MÁRIO M CICARELI PINHEIRO POTAMOS Engenharia e Hidrologia Ltda. Tel. (31)

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