PPGEG - Programa de Pós-graduação em Engenharia Geotécnica

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Modelagem computacional de túneis : o caso dos túneis da mina de Fábrica Nova.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Penido, Henrique de Andrade; Figueiredo, Rodrigo Peluci de
Esta dissertação de mestrado profissional apresenta um estudo, através de métodos computacionais, do dimensionamento dos suportes dos túneis de Fábrica Nova, realizando comparações entre os resultados das análises, o que foi proposto no projeto e a situação encontrada na obra. Foram realizadas novas análises bidimensionais em elementos finitos e também em diferenças finitas, utilizando-se os códigos comerciais PHASE2 e FLAC, respectivamente. A dissertação apresenta ainda uma revisão bibliográfica sobre propriedades mecânicas e classificações de maciços rochosos e túneis em rochas brandas. São também apresentados e discutidos os códigos comerciais supracitados e os métodos de análise computacional aplicados à modelagem de túneis.
Fechamento de mina : análise de casos selecionados sob os focos ambiental, econômico e social.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Camelo, Marta Sawaya Miranda; Lima, Hernani Mota de
A preocupação com a questão ambiental vem se impondo há algumas décadas, tornando-se, hoje, um fenômeno mundial e provocando um repensar de atitudes em todas as atividades que interferem direta ou indiretamente no meio ambiente. Na mineração, em decorrência dessa nova consciência, a sociedade vem exigindo uma nova abordagem também para a questão do fechamento de mina (conhecido internacionalmente por design for mine closure). Um esforço conjunto vem se materializando, provocando ajustes nos projetos de mineração desde sua implantação até sua desativação e fechamento, bem como nos ordenamentos jurídicos que interferem nesse aspecto no Brasil. Ainda são poucos os estudos desenvolvidos nessa área, e muito ainda precisa ser feito, por isso a escolha do tema para essa dissertação. Pretende-se, no desenrolar deste trabalho: apresentar um histórico da evolução da legislação brasileira vigente; abordar alguns aspectos da legislação internacional relacionando-as com as tendências atuais; propor uma discussão sobre a efetividade do cumprimento da legislação e seus entraves no processo de fechamento de mina. Espera-se culminar esse trabalho discutindo casos concretos de fechamento de mina que permitam o aprimoramento de futuros planos de fechamento de mina.
Caracterização e avaliação de imprevistos geológicos em obras de pequenas centrais hidrelétricas (PCH’s).
(2006) Almeida, José Heli de; Gomes, Romero César
A implantação de um empreendimento hidrelétrico exige uma combinação criteriosa e integrada de vários fatores, técnicos e não técnicos, de naturezas distintas, mas, sem dúvida, as feições geológico-geotécnicas locais constituem a questão de relevância fundamental para um adequado controle de qualidade das obras, garantia de segurança do empreendimento e redução de custos e dos riscos associados às atividades de construção, operação e manutenção da usina hidrelétrica. Para o caso de uma Pequena Central Hidrelétrica - PCH, estas condicionantes se aplicam integralmente, num contexto de execução de um empreendimento envolvendo prazos consideravelmente menores e recursos financeiros muito mais limitados para a elaboração dos projetos. O presente trabalho, após uma explanação geral do roteiro básico a ser adotado para a elaboração do projeto básico de uma PCH, de acordo com as normas da ANEEL / Eletrobrás, teve como principal objetivo analisar e quantificar os chamados ‘imprevistos geológicos’, no contexto de 5 diferentes empreendimentos de PCH’s (Ponte, Palestina, Triunfo, Cachoeira Encoberta e Granada). Para a consecução deste objetivo, foram realizadas análises comparativas entre os quantitativos dos volumes de escavações em solo e rocha, aterros, enrocamentos e ensecadeiras, previstos nos respectivos Projetos Básicos e efetivamente executados nas obras correspondentes. Em todos os casos estudados, o acesso direto às fundações locais após a fase de desvio do rio mostrou realidades muito distintas daquelas previstas nos estudos do Projeto Básico, com variações expressivas da locação do topo rochoso inferido e a ocorrência de feições geológicas locais não detectadas previamente. Neste contexto, as análises demonstram a enorme relevância de se estabelecer, com o maior rigor e objetividade possíveis, as bases do que se entende e o que se define efetivamente como modelo geológico adequado para a contratação de uma obra de PCH ou equivalente, sendo apresentada, como sugestão complementar, uma metodologia geral de projeto de PCH’s com a inserção dos potenciais imprevistos geológicos, como premissa básica de projeto.
Estudo tensão-deformação da barragem de Irapé.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotécnica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2006) Aires, Alexandre Duarte Barhouch; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
A barragem da Usina Hidrelétrica de Irapé, localizada no rio Jequitinhonha, é uma das maiores do mundo. A previsão de recalques e de tensões durante o período construtivo é extremamente importante, tanto no acompanhamento da construção do aterro quanto no que concerne à validação do modelo teórico, ou mesmo calibração deste, principalmente de seus parâmetros. Com esses propósitos, foram efetuadas análises de tensão-deformação da barragem utilizando o método dos elementos finitos, largamente utilizado no campo da engenharia. Uma vez que o escopo do trabalho não contemplou estudos de estabilidade por tensão deformação, as análises foram desenvolvidas por modelo linear elástico. No sentido de sofisticar a análise linear elástica e aproximá-la mais das condições de campo, foi implementado uma variante deste modelo através do uso de módulos de elasticidade crescentes com o nível de tensão. A ferramenta numérica utilizada também propiciou representar de forma mais fiel a construção da barragem através de etapas definidas no programa, objetivando a obtenção de valores de tensão e deformação, nos diversos pontos do aterro. Os valores obtidos nas simulações numéricas foram razoavelmente validados perante os resultados da instrumentação disponibilizada na estrutura.
Preparação de cartas de risco para o controle de estabilidade ao cisalhamento da barragem de concreto gravidade daUsina Hidrelétrica de Guilman-Amorim.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Veloso, Ivan Guimarães; Silva Filho, Jorge Felippe da
O presente trabalho foi desenvolvido para as estruturas de barramento da UHE Guilman-Amorim, construída em concreto compactado a rolo (CCR) e em operação há 8 anos. O objetivo dos estudos foi preparar cartas de risco de ruptura ao cisalhamento, tanto para a estrutura da barragem quanto para a do vertedouro, de forma a permitir o monitoramento da estabilidade das estruturas, em função das leituras piezométricas. Para a elaboração das análises de estabilidade, necessárias para a preparação das cartas de risco, as subpressões atuantes nas fundações das estruturas foram determinadas através de análises de fluxo utilizando-se o modelo numérico tridimensional não linear DW3D. Os componentes do tensor de permeabilidades das fundações, empregados nas análises de fluxo, foram estimados, através de retroanálises, utilizando-se também o modelo DW3D. As variações de subpressões nas fundações das estruturas, necessárias para a preparação das cartas de risco, foram estimadas através da simulação do entupimento dos drenos, que poderia ocorrer por efeito da carbonatação e da proliferação de ferrobactérias, um fenômeno recorrente em Guilman-Amorim. Os resultados obtidos mostraram-se coerentes e permitirão que a estabilidade ao cisalhamento das estruturas possa ser monitorada em função das leituras piezométricas. Desta forma, através da utilização das cartas de risco, a equipe de operação poderá, por exemplo, determinar se os drenos necessitam ou não de serviços de manutenção.
Reavaliação da segurança de barragens de terra construídas na década de 50 : caso da UHE Três Marias, MG.
(Programa de Pós Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Carim, Adelaide Linhares de Carvalho; Gomes, Romero César
O trabalho apresenta as principais condicionantes geológico-geotécnicos das fundações da barragem da UHE Três Marias e os estudos das influências marcantes destas feições sobre o processo de percolação da água através da estrutura, respaldados por análises numéricas e pelos registros dos dados de instrumentação da barragem, coligidos e sistematizados ao longo dos últimos 46 anos. Um amplo programa de investigações foi realizado na área do sítio para a implantação da barragem, ao longo da década de 50, em função do porte da obra e do cronograma de execução. A barragem foi assentada em condições muito específicas de fundação, envolvendo a necessidade de remoção de uma espessa camada de rocha decomposta volume para a execução de uma trincheira de vedação na ombreira direita e o tratamento de uma ampla área na região da ombreira esquerda, devido a presença de materiais de baixa resistência, de camadas de areia e cascalho, de uma argila porosa com até 9,0m de espessura e de material residual, representado por um siltito bastante alterado. O trabalho sistematiza todas estas informações de projeto e reestruturação do projeto e as complementa com novos ensaios, buscando definir uma reavaliação global da barragem nas condições atuais, por meio de análises de percolação e de estabilidade para as condições de regime permanente de fluxo e rebaixamento rápido do reservatório. As análises permitiram quantificar os coeficientes de segurança ao cisalhamento da barragem na condição atual, como adequados para as diferentes condições operacionais. Permitiram ainda entender a complexidade das camadas de cascalho e argila porosa existente em parte da fundação da barragem e quantificar a influência desses materiais no comportamento e segurança da barragem.
Dimensionamento de um pavimento experimental para o tráfego de caminhões fora-de-estrada em planta de mina.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Ferreira, Rafael Magno; Fernandes, Gilberto
Muitas estradas de mina em complexos mineradores de ferro são concebidas sem qualquer critério de dimensionamento, em comparação a rodovias de tráfego comum. Além disso, são executadas de forma empírica, compreendendo basicamente etapas de aterro, espalhamento e compactação no teor de umidade natural do estéril de minério de ferro, principal material da superestrutura viária. No entanto, esses procedimentos não contemplam a compactação dos materiais em camadas, nem tampouco um controle tecnológico de campo. A “compactação” é obtida apenas superficialmente, por ocasião da passagem de veículos do tipo fora-de-estrada, durante operações convencionais de produção da mina. Aliados a dispositivos de drenagem inadequados e ineficientes, os resultados indesejáveis são di versos: enfraquecimento precoce da plataforma da estrada, perda de agregados, formação de buracos, trilhas e corrugações, geração excessiva de material particulado (na ausência de chuvas) ou lama (em períodos chuvosos). Tais problemas se agravam ainda mais quando da condução de técnicas equivocadas de manutenção, que compreendem processos rotineiros de raspagem do leito com motoniveladoras, impactando sensivelmente na redução de vida útil do pavimento. Esta pesquisa se desenvolveu nesta temática, voltando-se primordialmente ao estudo da mecânica de pavimentos com tráfego de caminhões fora-de-estrada. Cinco diferentes tipos de estéreis de minério de ferro foram testados e caracterizados em laboratório, compreendendo ensaios de granulometria, limites de consistência, peso específico dos grãos, compactação, CBR, cisalh amento direto, triaxial de carregamento repetido e difratometria de raios-x. A partir de um dimensionamento mecanístico preliminar com o software de diferenças finitas ELSYM5, um pavimento experimental de 100 metros foi construído em uma mina a céu aberto, sendo dividido em quatro seções-testes com peculiaridades distintas. Destas, três seções foram executadas segundo procedimentos convencionais de terraplenagem, com a compactação de materiais por camadas e no teor de umidade ótima, abrangendo diferentes recursos de estabilização química da camada de base e tratamento contra pó, empregando-se materiais betuminosos. A quarta seção, no entanto, foi executada conforme procedimentos tradicionais da mina, segundo um aterro único e compactação efetuada via passagem de caminhões fora-de-estrada. Os resultados obtidos no controle tecnológico de campo (levantamento de bacias deflectométricas com viga Benkelman e avaliação da rigidez e módulo de elasticidade das camadas do pavimento) permitiram se estabelecer uma comparação com os resultados dos ensaios triaxiais, a partir da retroanálise dos módul os de resiliência dos materiais. Mais além, o pavimento foi monitorado continuamente durante dois meses de operação por meio de sensores de deformação e pressã o, criteriosamente instalados na estrutura do pavimento; além do monitoramento das condições ambientais do lo cal (pluviometria, temperatura e umidade internas). A partir da resposta mecânica do pavimento a todas essas variáveis, propôs-se um ábaco de dimensionamento de estradas mineiras, assumindo-se as mesmas condições de carregamento e execução, referenciando-se ao tráfego de caminhões fora-de-estrada com eixo padrão de 1.637kN (167tf).
Estabelecimento estatístico de valores de controle para a instrumentação de barragens de terra : estudo de caso das barragens de Emborcação e Piau.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Fusaro, Teresa Cristina; Gomes, Romero César
Este trabalho visa aferira aplicabilidade dos métodos estatísticos no estabelecimento de valores de controle para os dados da instrumentação de barragens de terra, através da análise das séries históricas das medidas dos instrumentos instalados nas barragens de Emborcação e Piau, operadas pela Cemig Geração e Transmissão S.A. Para isto, inicialmente foramexpostos os princípios dos métodos de auscultação e sua importância para a segurança de barragens, bemcomoos objetivos da instrumentação. Foramdiscutidos os procedimentos de análise dos parâmetros medidos em barragens de terra e as aplicações e limitações dos métodos determinísticos usualmente empregados para esta finalidade. Foram,então, pesquisados os fatores de variação nasleituras, que justificam as diferenças entre valores previstos nos modelos numéricos e os valores obtidos pela instrumentação de campo. Os principais métodos estatísticosaplicáveisà análise dasséries temporais de dados da instrumentação foram estudados e verificada a sua aplicação atual emprojetos de barragens no Brasil. Para a barragemde Emborcação foramutilizadas técnicasde regressão e de séries temporais para prever valores futuros das leituras para todosos instrumentos de medida de pressão instalados na barragem de terra principal, sendo feitas comparações entre os resultados obtidos. Correlações entretensões totaise pressõespiezométricas medidas por instrumentos adjacentes tambémforamimplementadas. Tentativas de previsão de recalques futuros foramdesenvolvidas através do estudo das variações das velocidades das deformações como tempo. No caso da Barragemde Piau, aplicou-se a técnica de máximos e mínimos em intervalos pré-fixados para a previsão de valores de nível d’água e de poropressão para todos os instrumentos instalados no maciço de terra da barragem. Os resultados obtidospermitiramo estabelecimento de valoresdecontrole estatísticos para os instrumentos estudadose a elaboraçãode fluxogramas de alerta automático para situações de comportamento divergentes das condições de referência historicamente detectadas pela instrumentação.
Risco geológico-geotécnico associado a projetos de implantação de PCHS : caso da PCH Cachoeirão
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Castro, Laurenn Wolochote Aracema de; Sobreira, Frederico Garcia
Devido às alterações no setor de energia elétrica, dos requisitos ambientais cada vez mais restritivos e aos incentivos oferecidos às fontes de energia alternativa ou energia limpa, a viabilização dos projetos de PCHs – Pequenas Centrais Hidrelétricas – tem se tornado mais fácil. Neste cenário a Cemig lançou o Programa Minas PCH, buscando parceiros para a implantação de PCHs, através da formação de Sociedades de Propósito Específico, tendo como acionista além dela, empresas autorizadas pela ANEEL e investidores. O primeiro projeto a ter o processo de contratação completo e as obras iniciadas foi a PCH Cachoeirão, em parceria com a Santa Maria Energética. A PCH terá capacidade instalada de 27 MW, área inundada de 1,14 Km2, nos municípios de Pocrane e Alvarenga, em Minas Gerais. As discussões do tipo de contrato, das responsabilidades sobre os riscos e das possibilidades de compartilhamento destes, tem consumido muito tempo e esforço durante a formatação dos contratos e, não raro, perduram até o encerramento dos mesmos. Estas definições devem considerar as características dos empreendedores e dos construtores, as características do local de implantação, o nível de certeza e segurança dos modelos elaborados e as características do projeto, entre outros. Para a definição do modelo local, da qualificação e da quantificação dos riscos geológicos envolvidos em obras, várias definições e metodologias têm sido adotadas, porém ainda não existe um consenso. Diante de tudo isto, o risco geológico tem se tornado o maior vilão dos contratos e das obras, independentemente do porte. Visando reduzir as incertezas e tornar o mais claro possível o compartilhamento de risco adotado para os contratos a serem utilizados no Programa Minas PCH, desenvolveu-se uma metodologia de elaboração e consolidação de um Relatório de Riscos Geológico- Geotécnico. Buscou-se esclarecer os modelos adotados, as definições de cotas e características da fundação, tratamentos e as incertezas observadas. O relatório foi anexado ao edital de licitação, foi discutido e consolidado entre as partes, tornando-se integrante do contrato. Este trabalho apresenta as definições adotadas e o relatório elaborado e analisa as dificuldades e os ganhos da utilização desta metodologia.
Caracterização e utilização de solos dispersivos nos aterros compactados da barragem de Sobradinho.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Cruz, Sandro Inácio Carneiro da; Gomes, Romero César
A Barragem de Sobradinho, inserida em pleno semi-árido nordestino, propicia o abastecimento de água para consumo humano, a irrigação e o substancial aumento da descarga firme disponível aos aproveitamentos de jusante, que são UHE Itaparica, Complexo Paulo Afonso e UHE Xingó. A sua construção foi iniciada em junho de 1973 e o enchimento do reservatório deu-se em fevereiro de 1977. A primeira unidade geradora entrou em operação em setembro de 1979 e a última, em novembro de 1982. O complexo Sobradinho inclui, além da barragem propriamente dita, quatro diques de fechamento de selas topográficas do domínio do reservatório, designados como diques A, B, C e D, construídos ao longo das margens direita e esquerda do rio São Francisco. A condição geotécnica crítica e específica deste projeto é que a barragem foi implantada com materiais de fundação e de construção que exibem comportamento típico de solos dispersivos. Neste sentido, tornou-se essencial avaliar os impactos decorrentes dessas condicionantes no comportamento geotécnico da barragem. O trabalho desenvolvido nesta dissertação buscou, então, avaliar as conseqüências da utilização de solos dispersivos nas estruturas de barramento de Sobradinho. Para tal, foram reavaliados os ensaios de dispersibilidade anteriormente realizados no início da década de 70, nas áreas de empréstimo de solo e nas áreas de fundações das estruturas de solo, e correlacionados os potenciais efeitos das argilas dispersivas nos mecanismos de elevação das subpressões detectadas na região dos diques A e B, por meio dos dados da instrumentação disponível. Neste propósito, o trabalho ratificou os procedimentos e recomendações adotados em projeto, demonstrando a eficácia das soluções implementadas e o desempenho satisfatório das estruturas do Projeto Sobradinho, tanto em termos do sistema de drenagem interna quanto aos níveis piezométricos registrados pela instrumentação instalada da barragem e nos diques periféricos.
Impermeabilização das superfícies de contato para implantação de estruturas de concreto em maciço de rocha sulfetada - o caso da UHE Irapé.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Pereira, Walles de Jesus Lopes; Silva Filho, Jorge Felippe da
As águas que percolam por maciços de rocha sulfetada podem tornar-se quimicamente agressivas aos concretos, comprometendo algumas de suas características, como estanqueidade e resistência. A presença de sulfetos no maciço rochoso do sítio de implantação da UHE Irapé levou ao estudo e implementação de medidas de proteção às estruturas de concreto. Os estudos foram realizados com base na norma britânica BRE Special Digest 1, que propõe uma classificação da agressividade química do maciço e define quais características deve possuir o concreto para resistir a esta agressividade, além de fixar as medidas de proteção adicionais a serem adotadas. Em Irapé, além da adoção de medidas relacionadas à composição do concreto, as superfícies de rocha foram impermeabilizadas, a fim de evitar o contato das águas percoladas pelo maciço com as superfícies de concreto. Após testes de campo e de laboratório, foram definidos dois produtos para impermeabilização: uma película rígida de base epóxi, Fospox SF P235, e uma película flexível de poliuretano, denominada Nitoproof 250. Este trabalho consiste na descrição dos estudos e testes que levaram à definição destes produtos, assim como dos critérios para a definição dos locais tratados, dos procedimentos e controles utilizados na aplicação da impermeabilização. É feita também uma avaliação da eficiência do tratamento aplicado, por meio da análise em laboratório de testemunhos de concreto e rocha extraídos de locais representativos das fundações das estruturas, dois anos após as concretagens e um mês após o enchimento do reservatório. O trabalho conclui, com base nos resultados dos ensaios, que a solução de impermeabilização das superfícies de rocha, combinada com melhorias nas características do concreto, foi eficiente, no período, para proteção das estruturas de concreto implantadas sobre o maciço de rocha sulfetada na UHE Irapé.
Análise do comportamento geotécnico da barragem Forquilha III para a geometria atual e para alteamentos futuros pelo método de montante.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Dornas, Andréa Leal Loureiro; Gomes, Romero César
O objetivo principal deste trabalho é avaliar o comportamento da barragem de contenção de rejeitos de minério de ferro Forquilha III, localizada na mina de Fábrica, Ouro Preto, MG, baseando-se em dados de monitoramento periódico e estudos de estabilidade. Forquillha III está sendo implantada por etapas de alteamentopelo método de montante sobre a praia de rejeitos a partir do dique inicial. Inicialmente fizemos um amplo levantamento dos critérios e premissas adotados nas diferentes fases do projeto e da construção da barragem. Os dados existentes sobre a instrumentação instalada foram catalogados considerando suas características físicas, local de instalação e cronologia de instalação. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade deconstrução de estruturas pelo método de montante. No entanto, ressalva-se que este tipo de construção precisa se apoiar em estudos criteriosos na fase de projetos, acompanhamento e fiscalização na fase de implantação das obras assim como de um plano de monitoramento constante, baseado em uma carta de risco, elaborado de forma a atender todos os pontos específicos de operação da estrutura.
Transporte de contaminantes em meios porosos saturados e não saturados. Estudo de caso : vazamento de gasolina.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Vasconcelos, Anelisa; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
Apresenta-se neste trabalho uma revisão conceitual dos principais mecanismos e processos associados ao fluxo, difusão, dispersão e retenção de contaminantes em meios porosos saturados e não saturados. Com apoio substancial dos módulos Seep e Ctran, do programa comercial GeoStudio 2007, foi possível desenvolver um estudo paramétrico do transporte de contaminante em meios porosos saturados e não saturados. O estudo paramétrico balizou o estudo de caso real apresentado neste trabalho, relativo à contaminação do solo e do lençol freático no entorno de um posto de combustíveis localizado no município Nova Lima/MG. A contaminação avaliada focou a fase dissolvida dos constituintes, Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Orto-xileno (BTEX), da gasolina. A formulação utilizada no programa Ctran permite analisar problemas complexos de transporte de contaminantes que envolvam processos tais como a difusão molecular, a dispersão hidrodinâmica, adsorção (sorção) e o decaimento radioativo, ou por biodegradação. A modelagem permite estudos envolvendo fluidos com densidades diferentes da densidade da água (fluídos não miscíveis) em condições planas e axissimétricas. As análises realizadas no estudo do vazamento de gasolina incluíram parâmetros obtidos de ensaios geotécnicos de laboratório e de campo, bem como de análises químicas dos parâmetros BTEX e COT (Carbono Orgânico Total) das amostras de solo e água subterrânea coletadas. Apesar de não ter sido possível identificar a data exata do início do vazamento, os estudos e simulações numéricas sugeriram que os processos reativos foram relativamente menores em campo do que aqueles quantificados pelos ensaios de campos e laboratório. Ficou evidenciado também a boa performance do sistema computacional como ferramenta de apoio para a avaliação de impactos ambientais causados por fontes poluidoras.
Contribuição para a verificação e controle da segurança de pequenas barragens de terra.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Oliveira, Jader Roosevelt de Carvalho; Silva Filho, Jorge Felippe da
Estima-se ser grande o número de barragens que no Brasil estão necessitando de reparos para que sejam mantidas corretamente, estando expostas a possibilidades de acidentes por falta de informação dos proprietários e dos profissionais que operam estas estruturas. Há barragens construídas sem nenhum acompanhamento técnico, outras abandonadas sem nenhum monitoramento. É de suma importância para um proprietário de barragens saber avaliar as condições de segurança das suas barragens, conhecer bem as conseqüências de acidentes e classificar suas barragens em função destas conseqüências. Para auxiliar os proprietários de pequenas barragens a verificar e controlar a segurança de suas estruturas, apresenta-se nesta dissertação um Manual de Inspeção de Pequenas Barragens de Terra que servirá como orientação a todos que queiram avaliar e controlar a segurança de suas estruturas. O trabalho que ora se apresenta teve por base a pesquisa, através de livros, manuais e legislações provenientes do Poder Público, órgãos reguladores e ambientais, notas de aulas, relatórios de inspeções da CEMIG (Companhia Energética de Minas Gerais), arquivos disponíveis na Internet, entrevistas a profissionais da área, visitas técnicas a construções e inspeções rotineiras de barragens.
Avaliação do suporte com cabos de aço na mina Cuiabá (Sabará/MG).
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Barbosa, Edvaldo Santos; Figueiredo, Rodrigo Peluci de
Esta dissertação tem por objetivo avaliar o suportecom cabos de aço utilizado na mina Cuiabá, situada em Sabará/MG. Para sua realização, inicialmente, fez-se acurada pesquisa bibliográfica sobre os maciços rochosos e seu comportamento quando sob intervenção, aí incluindo as recomendações de tratamentos a eles destinados nas escavações. Nessa investigação, deu-se relevo aos sistemas de classificação desses maciços, Sistema RMR, Sistema Q e GSI, somados a parâmetros deles derivados ou a eles associados. Aplicados à mina Cuiabá, que teve sua geologia e ciclo operacional devidamente descritos, esses estudos ajudaram no levantamento dos principais parâmetros para a atualização da classificação geomecânica das rochas em torno da escavação do corpo Fonte Grande Sul, selecionado como objeto especial da pesquisa efetuada. Os dados obtidos possibilitaram a classificação desse maciço rochoso, segundo as metodologias empíricas dos sistemas acima mencionados, às quais se associaram, de forma bastante pontual, o uso de programas computacionais e de extensômetros utilizados apenas para calibrar a modelagem numérica. As análises realizadas a partir desses procedimentos permitirama avaliação do sistema de suporte com cabos de aço empregado na mina Cuiabá, discutido em termos do comprimento e da densidade necessários à garantia da estabilidadedo maciço escavado. Os resultados dessas discussões mostraram evidências de que, na situação atual da mina, essa estabilidade existe, mas não está permanentemente garantida. Essa conclusão exige o estabelecimento de diretrizes que contemplem uma observação constante do comportamento do maciço e o monitoramento freqüenteda sua movimentação relativa, visando determinar a necessidade de ajustes dos parâmetros de análise da estabilidade das escavações. Esses procedimentos produzirão conhecimentos a serem lançados em programas computacionais que favorecerão a visualização rápida de soluções quando de consulta no caso de problemas que impliquem em probabilidade de ocorrência de colapsos.
Avaliação mínero-geoambiental da mina de Gongo Soco para fins de descomissionamento – propostas.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Eustáquio Neto, Sérgio; Prado Filho, José Francisco do
A mineração é uma das atividades que mais interferesobre os recursos naturais causando impactos ambientais expressivos quando desenvolvidade maneira não planejada. Partindo desta afirmação este trabalho apresenta, diante da legislação minerária e ambiental atualizada, proposta de descomissionamento para a mina de Gongo Soco da Vale – Companhia Vale do Rio Doce, visando o uso futuro daárea, aptidões e particularidades técnicas e ambientais. Desde 2000 a Vale desenvolve na mina de Gongo Soco uma atividade minerária de forma planejada. A exaustão do minério está prevista para2014 e um novo uso deve ser dado ao local. Com base na caracterização do empreendimento, diagnóstico ambiental e situação sócioeconômica regional, inserida no bioma de Mata Atlântica, a proposta base de uso futuro para Gongo Soco foi dirigida para a criação de uma unidade de conservação na categoria de reserva particular de patrimônio natural – RPPN. Esta unidade abrangerá as áreas de propriedade da empresa que não sofreram intervenções minerárias, mais as áreas recuperadas e recompostas com vegetação nativa das estruturas minerárias remanescentes, tais como as pilhas de disposição de estéril, totalizando 1.133,47 hectares. No entanto, frente à situação sócio-econômica regional, uma outra alternativa de uso misto mineração/conservação foi delineada, resultando em duas alternativas desenhadas e planejadas, para que no momento do fechamento, sejam executadas, a fim de dar novo uso à área minerada a saber: Uso exclusivo para conservação fomentando a recomposição dos ambientes remanescentes com os ecossistemas originais, criação de unidade de conservação com vistas à implantação de estrutura de pesquisa, divulgação, visitação e educação. Para essa alternativa haverá necessidade de desmobilização das instalações de tratamento de minérios e formação de um lago na cava. Uso misto para outra atividade minerária, aproveitando as instalações de tratamento de minérios e o ramal ferroviário para escoamento da produção de produto final. A cava pode ser usada como bacia de contenção de rejeitos para tratamentos de minério de outras minas próximas. Paralelamente a empresa poderá fomentar a recuperação dos ambientes remanescentes, criar a unidade de conservação, desenvolver um ambiente de educação e pesquisa, oportunizando planos de visitação de caráter técnico e educativo. Tais alternativas podem ajudar a empresa a decidir sobre o melhor uso a ser dado para seu empreendimento, lembrando que parte do sítio é tombado pelo IEPHA e integrante de bioma protegido por Lei.
Caracterização geológico-geotécnica e modos de ruptura do minério hematítico friável nas minas da Vale, Borda Oeste do Quadrilátero Ferrífero - MG.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Costa, Teófilo Aquino Vieira da; Figueiredo, Rodrigo Peluci de
Apresentam-se nessa dissertação de mestrado as principais características geológicas e geotécnicas utilizadas para o entendimento do comportamento do maciço rochoso composto pelo Minério Hematítico Friável (MHF), litotipo predominante nas minas de minério de ferro da borda oeste do Quadrilátero Ferrífero - MG. O entendimento dessas características, suas inter-relações nas várias escalas, a utilização de ensaios de laboratório e retroanálises auxiliaram na compreensão dos principais mecanismos de ruptura, da resistência e da deformabilidade desse tipo rochoso. As análises na escala microscópica mostraram que esse litotipo não se comporta homogeneamente e possui forte direção de anisotropia, condicionada, principalmente, pelo alinhamento dos cristais e poros. Ainda devido à variabilidade mineralógica, à porosidade, ao tamanho dos cristais e poros e, principalmente, à trama petrográfica, esse tipo pode ser subdividido em: minério hematítico friável bandado, com alta bimodalidade da porosidade e anisotropia de direção bastante evidenciada; minério hematítico friável foliado, com alta anisotropia de direção e mais baixa porosidade; e minério hematítico friável brechado, com mais baixa anisotropia de direção e alta porosidade. Do mesmo modo, as análises macroscópicas que identificaram diferentes características geológicas, geotécnicas e de comportamento geomecânico contribuíram para a determinação desses três principais subtipos. Os ensaios de laboratório mostraram que os parâmetros de resistência do MHF apresentam certa dispersão, principalmente para os valores de coesão, possivelmente provocada pela anisotropia de direção, que está diretamente associada a diferentes graus de cimentação, forma dos cristais constituintes, variação granulométrica, densidade dos grãos, trama e porosidade, mesmo em uma assembléia mineralógica constituída basicamente por hematitas. A caracterização geotécnica e a classificação geomecânica do maciço de MHF mostram que esse tipo rochoso tem características tanto de rocha quanto de solo, o que dificulta ou, por vezes, impossibilita seu enquadramento nas classificações rotineiramente utilizadas na mineração. As retroanálises realizadas, utilizando métodos de equilíbrio limite e elementos finitos, caracterizaram os principais mecanismos de ruptura e os níveis de deformação envolvidos; as análises paramétricas puderam sugerir os ângulos gerais ideais para vários níveis de altura de taludes e sua deformação. O tipo de ruptura mais comum é a plana circular, com mecanismo por cisalhamento tanto em grande quanto em pequena altura, condicionada pela forte anisotropia de direção. Secundariamente, ocorre ruptura circular pela matriz, quando a condição de anisotropia é favorável à estabilidade do talude. Pode-se ainda esperar, para os grandes taludes, rupturas por acúmulo de tensão na base, causado por alívio ou desconfinamento como sendo um dos possíveis “gatilhos” das rupturas em grande escala.
Pavimento de baixo volume de tráfego : estudo comparativo da vida útil estimada e após abertura ao tráfego.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Mota, Marcus Vinicius Fagundes; Motta, Laura Maria Goretti da
O objetivo desta dissertação é a definição de critérios de avaliação a serem aplicados em Rodovias de Baixo Volume de Tráfego (RBVT) pavimentados com revestimento em Tratamento Superficial Duplo (TSD) e cuja vida útil estimada em projeto é 6 ou 10 anos. O estudo foi desenvolvido através da avaliação da vida útil do trecho Luisburgo/Ponte do Silva da LMG 838, selecionado como estudo de caso entre oitenta rodovias pavimentadas em Minas Gerais no âmbito do Programa de Pavimentação de Ligações e Acessos aos Municípios (PROACESSO). Priorizou-se métodos não destrutivos de investigação, tais como o levantamento deflectométrico com viga Benkelman, o levantamento das espessuras das camadas que compõem a estrutura da rodovia com “Ground Penetrating Radar” (GPR) e as características mecânicas dos materiais foram determinadas por retroanálise através do Programa RETRAN5-L. A pesquisa permitiu uma análise em relação à aplicação dos métodos de avaliação estrutural utilizados no Brasil e pode-se concluir que a definição de critérios de desempenho e métodos de avaliação estrutural para RBVTs deverá se balizar pelo estudo da tensão vertical normal de compressão e no acúmulo das deformações permanentes no topo do subleito, bem como na contribuição para o Afundamento de Trilha de Rodas de todas as camadas.
Análise laboratorial de misturas asfálticas abertas usinadas a quente com a utilização de diferentes ligantes.
(2009) Fontana Filho, Antonio; Padula, Flávio Renato de Góes
A pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de estabelecer uma análise comparativa de desempenho entre três tipos de misturas asfálticas, de graduação aberta, empregando-se os ligantes convencionais, os modificados por copolímeros SBS e os modificados por borracha moída de pneus, utilizando-se agregados graduados em mesma faixa granulométrica para todas as dosagens. Foram realizados os ensaios da metodologia Marshall, módulo de resiliência, resistência à tração por compressão diametral, deformação permanente (creep estático), permeabilidade a carga constante e desgaste Cântabro, possibilitando a avaliação de desempenho quanto à capacidade estrutural, à deformação permanente, à permeabilidade e resistência à desagregação. Os resultados indicaram que a mistura com BMP necessitou de maior quantidade de ligante que as demais. Os valores mais elevados de estabilidade Marshall, módulo de resiliência e resistência à tração por compressão diametral, foram obtidos da mistura com CAP 50/70. Todas as misturas apresentaram valores de resistência ao desgaste Cântabro acima do limite recomendado para alguns tipos de misturas abertas, bem como baixa permeabilidade, propensas a uma drenagem apenas razoável caso a camada compactada, em campo, apresente as mesmas características das obtidas em laboratório.
Análise da estabilidade da pilha de estéril do Correia - mina de Gongo Soco - para implantação da ferrovia Estrada de Ferro Vitoria Minas - EFVM.
(2009) Pereira, Wellington Luiz; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva
Este trabalho consiste na verificação das deformações e recalques gerados na Pilha do Correia, analisando também a influência das vibrações geradas pela circulação dos trens no comportamento da Pilha, produzindo um modelo geológico/geotécnico ajustado para as condições da Pilha e que sirva de ferramenta para uma análise da estabilidade, verificando as deformações e recalques gerados na Pilha. Os resultados almejados consistiram na proposta de produzir um modelo geológico/geotécnico ajustado para as condições da Pilha, embasada em campanhas de ensaios de laboratórios e de campo, possibilitando, adicionalmente, sua aplicação em outros casos de implantação. O trabalho conclui, com base nos resultados das modelagens, que a estabilidade pelo método de equilíbrio limite, apresentou um fator de segurança satisfatório, levando em conta que as simplificações adotadas neste processo, face às dificuldades de determinação de parâmetros representativos das reais condições de campo.