3º Simpósio de Geotecnia do Nordeste Uso de coberturas secas em resíduos Anderson Borghetti Soares (UFC) Fortaleza, 22 de novembro de 2013
Introdução 3 Simpósio de Geotecnia do Nordeste, 21 e 22 de novembro de 2013. Coberturas secas Compostas por solos de empréstimo, materiais alternativos (não reativos) e geossintéticos e projetadas para cobrir resíduos. Funções Diversas (depende do tipo de resíduo e do mecanismo de contaminação) minimizar a entrada de água, atuar como barreira reativa, minimizar escape de gás (RSU), minimizar a entrada oxigênio. Mecanismo de poluição abordado Drenagem ácida de minas (DAM) - Poluição causada pelo contato de rejeitos piritosos com o oxigênio e a água: Gera efluente ácido (ricos em metais) que polui o meio-ambiente. Principal impacto ambiental principal da DAM poluição hídrica Soluções que podem ser empregadas Barreiras hidráulicas (argila compactada, barreira capilar), barreiras geoquímicas (aplicação de cal), barreira de transporte ao oxigênio (argila saturada), barreira evapotranspirativa
Estudo de caso Caso prático apresentado Dimensionamento de coberturas de rejeitos de carvão produzidos na região de Santa Catarina. (grande quantidade de rejeitos gerada - 2/3 do ROM). Função Alternativa para minimizar os impactos ambientais causados pela Drenagem ácida de minas (DAM) em Santa Catarina. Carvão brasileiro Elevado teor de cinzas e alto teor de pirita (FeS 2 ) e associado com metais tais como Mn, Al, Zn and Fe (Borma et al., 2003). Impactos ambientais (CETEM, 2001) Acidificação das águas superficiais, aumento da concentração de metais, redução da produção biológica dos rios.
Estudo de caso Solução estudada Projeto de cobertura seca baseado nas características tecnológicas dos materiais de empréstimo e resíduos não reativos disponíveis (cinzas de fundo) e das condições climáticas da região (O Kane et al., 2002) Projeto de cobertura seca PROGERA-FINEP (Projeto Ref. O984/02 Convênio no 01.02.0167.00) Processo de otimização de geração de energia elétrica do carvão mineral e recuperação de áreas degradadas pela mineração. Coberturas finais projetadas Combinação de barreira hidráulica e barreira de transporte ao oxigênio. Desenvolvimento do projeto Centro de Tecnologia Mineral (CETEM), com execução de uma unidade experimental em parceria com Carbonífera Criciúma S/A (CCSA). Pesquisadores envolvidos CETEM, UFRJ (Geotecnia) e UERJ.
Projeto para dimensionamento de cobertura seca Etapa 1 : Seleção, amostragem e caracterização tecnológica dos materiais de cobertura e rejeito. Etapa 2: Modelagem numérica dos sistemas de cobertura. Etapa 3: monitoramento em campo do desempenho das coberturas
Programa caracterização Clima Geotécnicos Químicos Mineralógicos Ensaios campo Ensaios Laboratório Projeto Cobertura seca Modelagem numérica Soilcover Seep (Geoslope) Solução de Engenharia Monitoramento Unidade Piloto Desempenho Coberturas
Local de estudo Mina do Verdinho Carbonífera Criciúma S/A Materiais estudados: areia, cinzas de fundo, argilas, solo vegetal, rejeitos
Local de estudo Cobertura depósito de rejeito: Rmisto+argila+solo vegetal Rejeito misto de carvão (Grosso+fino) DAM (efluente ácido)
3 Simpósio de Geotecnia do Nordeste, 21 e 22 de novembro de 2013. Modelagem: Modelos físicos projetados
Monitoramento Balanço hídrico
Parâmetros monitorados Materiais Temperatura Sucção DATALOGGER CR10X Umidade Climáticos Precipitação ESTAÇÃO METEREOLÓGICA QUANTIDADE DRENAGEM Climáticos Precipitação Vel. vento Temperatura P. orvalho Umidade ar Pressão atm. Externa Interna Run off QUALIDADE DRENAGEM ph, Eh, CE, O 2 Metais (Fe, Mn..)
Resultados Obtidos Monitoramento (2008-2012) Dados meteorológicos Precipitações mensal (2010) Temperaturas ambientes (2008)
Resultados Obtidos ph x Eh. Célula 1 Monitoramento (2008-2012) Dados físico-químicos/geoquímicos Ferro total e ferro ferroso: Célula 1 Ferro total e ferro ferroso: Célula 2
Resultados Obtidos Monitoramento (2008-2012) Dados geotécnicos (fluxo, saturação) Saturação nas camadas (2010): célula 4 Armazenamento de água (2010): célula 4 Redução do volume de água nas células
Considerações finais 3 Simpósio de Geotecnia do Nordeste, 21 e 22 de novembro de 2013. Estação experimental Juliano Peres Barbosa(EEJBP) gerou um banco de dados sobre o desempenho de coberturas em rejeitos de mineração (balanço hídrico, fluxo de água, fisico-químicos, geoquímicos, etc) Modelos experimentais reproduzidos na EEJPB Representam a situação de fluxo de água no topo de um depósito de rejeitos. A coberturas projetadas apresentaram um bom desempenho Resultados: Estão contribuindo no entendimento do complexo mecanismo do fluxo de água que atua no sistema rejeito-cobertura (análise dos parâmetros hidráulicos) Indicaram que coberturas devidamente projetadas reduzem os efeitos da drenagem ácida de minas (diminuição do fluxo de água para dentro do rejeito e melhora na qualidade do efluente gerado) Próximo passo Estudar o fluxo na situação bidimensional (ingresso de oxigênio e água nas laterais do depósito), dimensionando uma cobertura vegetal (com medição das taxas de erosão), medição de oxigênio e aplicar conhecimento para em projetos de cobertura na região.
Agradecimentos FINEP/MCTI CETEM Tractbel CCSA UFC Obrigado! Anderson Borghetti Soares (UFC) e-mail: borghetti@ufc.br