Mineração Muro de contenção em Solo Reforçado e Controle de Fluxo com Geossintéticos (Mining Reinforced Soil Retaining Wall and Flow Control with Geosynthetics) Nome dos autores: Jaime da Silva Duran André Fonseca Muroni Lucas Múcio Souza Lima Murta Sander Elias Rodrigues Instituição: Maccaferri do Brasil LTDA Unidade Belo Horizonte Av. Professor Magalhães Penido, 659, Aeroporto, Belo Horizonte/MG / Tel.: 55 31 3497-4455 Fax: 55 31 3497-4454 E-mail:maccaferri@maccaferri.com.br; lucas.murta@maccaferri.com.br; Local da obra:anchieta ES Brasil Duração: Março de 2013 Setembro de 2013 (210 dias). 1. Resumo Este documento tem como objetivo compartilhar o uso da solução de engenharia proposta para conter o fluxo de material em uma bacia de polpa, bem como construção de uma divisória, podendo conter dois tipos de resíduos diferentes sem que esses se misturem. Aqui serão apresentadas as características da contenção realizada para divisória da bacia, sendo empregado o sistema construtivo de solo reforçado, bem como a utilização de geossintéticos para controle de fluxo da polpa de minério, onde foi empregado a geomembrana de PEAD MacLine SDH, totalizando: Altura Máxima de desnível: 12,00m Comprimento da Bacia: 260m Área de Face da Contenção:2.970,0m² Área de impermeabilização: 65.000m² Período de Execução: 210 dias 2. Abstract This paper aims to share the use of engineering solution proposed to contain the flow of material in a bowl of pulp, which may contain two different types of waste without these mingle. In this paper we present the characteristics of the containment performed to divide the basin, the construction system being employed reinforced with geosynthetic soil as well as the use of geosynthetic for flow control of ore pulp, where he was employed to HDPE geomembrane name brand MacLine SDH, totaling: Maximum height difference: 12.00m Página 1
2 Basin length: 260m Face containment area: 2970.0 m² Sealing area: 65.000m² Implementation Period: 210 days Segundo o Folheto de classificação do IGS e ABNT NBR ISSO 10318:2013, são citados os produtos Maccaferri, utilizados na obra em questão: Terramesh System, Geotêxtil MacTex 40.2, Geotêxtil MacTex 120.2, Geogrelha MacGrid WG 200; Geomembrana MacLine SDH 200; MacNet 05.12. 3. O Desafio Localizado no litoral sul do Espírito Santo, a Mineradora em questão passa pelo projeto de construção da sua 4ª Usina Pelotizadora, com investimento na ordem de R$ 6,4 bilhões. Contundo, algumas obras de caráter ambiental tiveram que ser executadas, entre elas a reconstrução da bacia de polpa de minério de ferro. Tal bacia tem como objetivo armazenar polpa de minério de ferro, trabalhando como um volume de escape, caso a planta de processo dessa polpa tenha que passar por alguma manutenção. Vale lembrar que esse mineroduto tem aproximadamente 400 km, que vem diretamente da mina de Germano, e para isso é necessário um volume útil bastante elevado. 4. Limpeza da Bacia existente A primeira etapa do projeto contemplava em dragagem de todo minério de ferro presente no local, bem como eventuais retiradas dos materiais para que fossem alcançadas as cotas de projeto. Como a bacia já operava há quase 20 anos no local, tal serviço preencheu aproximadamente 30% do cronograma físico da obra. Figura 1: Bacia de polpa de minério que operava há 20 anos, prestes a ser limpa. 5. Construção da divisória em solo reforçado Como citado, durante a etapa de projeto da bacia, viu-se a necessidade de criação de 2 bacias que pudessem armazenar 2 tipos de resíduos: aqueles provindos diretamente da mina de Germano/MG e um resíduo que viria de um processo de pelotização pelo qual o minério passa. Desta forma, pelo fato da área onde está localizada a planta industrial da mineradora ser muito restrita, foi sugerido que construíssem uma divisória em solo reforçado com geossintéticos. Com essa construção, nossa nova bacia ficaria subdividida em 2 bacias menores, com volumes de 35% e 65% do volume da bacia que originou as duas. Para essa construção, foi utilizado o sistema construtivo tipo Solo Reforçado com paramento em gabião e geogrelhas monodirecionais de resistência de 200 kn/m. Além dessas duas soluções, ainda foram utilizados 2 tipos de geotêxteis: os de menor gramatura, para colocação entre as caixas do paramento frontal do muro e os de maior gramatura que objetiva se localizar entre a base do muro em solo reforçado e a geomembrana, funcionando como uma proteção mecânica, juntamente com uma camada de solo compactada. Pagina 2
3 GEOMEMBRANA JÁ INSTALADA SOLO REFORÇADO GEOGRELHAS Figura 2 Início da construção da divisória da bacia em estrutura de solo reforçado. 5.1. Solo reforçado com geossintéticos O sistema consiste basicamente na combinação de elementos de face confeccionados com malha hexagonal de dupla torção de aspecto similar ao de gabiões, juntamente com geogrelhas tecidas em poliéster de alta resistência à tração, que inseridas entre as camadas de aterro, exercem a função de reforços primários, formando o sistema construtivo (figura 4). Pagina 3
4 Figura 4 Detalhe do sistema construtivo da solução. Uma das características desse sistema é seu processo executivo rápido, pois a estrutura é edificada concomitantemente com o corpo do aterro (figura 5), possuindo fundação direta, preferencialmente em solo de fundação competente em função dos níveis de tensõesdescarregadas pelo aterro reforçado. Figura 5 - Sistema construtivo Solo Reforçado Mineração Pagina 4
5 5.2. Vantagens de utilização O sistema adotado possui vantagens devido a alguns fatores tais quais: Estrutura da face evoluindo juntamente com o corpo do aterro, onde a execução se dá sempre ao tardoz da face, facilitando o acesso e eliminando a necessidade de equipamentos e estruturas auxiliares para execução. O método permite a variação na forma do paramento e também intercalação de frentes, permitindo as regiões pendentes, devido à interferências, serem executadas posteriormente, se consolidando com a estrutura previamente construída. Estrutura permeável e deformável, compatível com os níveis de recalques previstos devidos ao próprio peso do aterro e à sobrecarga do guindaste para montagem da cobertura. Não necessidade de uso de concreto (moldagem e desmoldagem). 6. Sistema de Impermeabilização para Controle de Fluxo Como citado anteriormente, fez-se necessário prever um sistema de impermeabilização para a bacia de armazenamento de polpa de minério de ferro. Entre todas as soluções propostas, a utilização de geomembrana de PEAD foi a que melhor se encaixou em todos os aspectos da obra, devido a rapidez na execução, confiabilidade do sistema e custo dentro das expectativas. Para o recobrimento de toda área, foram necessários aproximadamente 65.000m² da geomembrana com espessura de 2,0 mm. Além disso, como o tráfego de veículos pesados era intenso durante a instalação, e também a construção do sistema em solo reforçado, foi utilizada uma camada de argila compactada de 50cm. Dessa forma a obra dispunha de dois sistemas impermeabilizantes, sendo um primário em Geomembrana e outro secundário que desempenhava papel de protetor mecânico. Figura 6 - Sistema construtivo Solo Reforçado em consorcio com a geomembrana Mineração Pagina 5
6 Para a geomembrana que foi colocada sobre os taludes, foi prevista uma proteção física em georrede, de modo que em eventuais limpezas realizadas com canhões de desmonte hidráulicos, essa força não fosse desferida diretamente sobre a geomembrana, mas em um outro material sintético, e com isso aumentando a vida útil do sistema, já que a geomembrana iria receber menos esforços. Figura 7 Talude com colocação da geomembrana e georrede sobrepostas, com detalhamento Mineração 7. Conclusão A obra de contenção foi iniciada em Março de 2013 e concluída em Setembro do mesmo ano. Após a conclusão do muro,apenas dos veículos de terraplanagem ficaram circulando pela bacia, até que toda impermeabilização fosse concluída.aimplantação da contenção aliada àprodutividade construtiva foi eficaz para o cronograma da obra, atendendo às necessidades do cliente e do órgão ambiental. Pagina 6
7 Figura 8 e 9 Comparativo da obra com o antes e o depois da construção da bacia de polpa de minério de ferro Mineração. Pagina 7