EM - Escola de Minas
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A Escola de Minas de Ouro Preto foi fundada pelo cientista Claude Henri Gorceix e inaugurada em 12 de outubro de 1876.
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Item Tijolo prensado produzido com rejeito de barragem de minério de ferro.(2023) Faria, Andréia da Conceição de; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Borba Júnior, José Carlos; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Borba Júnior, José Carlos; Pereira, Mariana Arruda; Santos, White José dosA Construção civil é umas das áreas que mais consomem matéria prima no mundo, contribuindo para a degradação ambiental. Diversos estudos têm sido realizados para torná-la mais sustentável, e o reaproveitamento de resíduos da mineração, tem sido incentivado. O rejeito de minério de ferro é um coproduto da mineração, gerado em grandes volumes no estado de Minas Gerais. Esses rejeitos são geralmente depositados em barragens que, quando mal executadas, podem trazer riscos conhecidos à população, como no desastre de Mariana. Esse trabalho propõe uma aplicação para esse rejeito, desenvolvendo um estudo de dosagens que podem ser utilizados na produção de tijolos prensados. Para a estabilização dos tijolos, se propõe a ativação alcalina com hidróxido de sódio e silicato de sódio, desenvolvendo 12 traços contendo o rejeito de minério de ferro como matéria prima principal. A partir destes materiais, foi definida uma metodologia para a produção de protótipos, que representem os tijolos. Os protótipos foram caracterizados, e ensaiados quanto à resistência à compressão e absorção de água. A partir destes ensaios três traços apresentaram resultados satisfatórios, com resistência a compressão entre 13,15 MPa a 19,51 MPa aos 7 dias, e absorção de água com valores entre 9,52% e 10,24 %, sendo comprovado que este material pode ser utilizado na produção de tijolos prensados para a construção civil.Item Avaliação comparativa de modelos constitutivos para um rejeito de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero.(2022) Faria, André de Oliveira; Ferreira, Lucas Deleon; Delgado, Bruno Guimarães; Ferreira, Lucas Deleon; Pereira, Eleonardo Lucas; Cirone, AlessandroA Mecânica dos Solos em sua abordagem clássica apresenta limitações no que tange, principalmente, o comportamento plástico dos solos na medida em que aspectos de resistência e de deformabilidade são tratados de maneira distinta e simplificada. Neste contexto, a Mecânica dos Solos dos Estados Críticos propõe uma abordagem integrada do comportamento do solo, introduzindo o conceito de estado crítico associado à teoria da plastificação com endurecimento e amolecimento. Essa consideração permite um tratamento mais rigoroso na resolução dos problemas, em especial àqueles relacionados ao comportamento tensão-deformação. A disseminação desse conceito ainda é relativamente nova no Brasil, uma vez que o tema não é usualmente abordado na esfera acadêmica e tem sido aplicado pontualmente no mercado de trabalho, em que tradicionalmente são adotadas soluções de modelagem mais simples. Neste contexto, o objetivo deste trabalho consiste em comparar a capacidade preditiva de três modelos constitutivos para a simulação do comportamento de um rejeito de minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero, considerando o modelo de Mohr-Coulomb, amplamente utilizado no mercado de trabalho, Cam-Clay Modificado e NorSand, os quais consideram o conceito de estado crítico em suas formulações. Para o desenvolvimento das modelagens foi utilizado o programa GeoStudio (SIGMA/W) e dados experimentais disponíveis na literatura. Os resultados numéricos a partir da utilização do modelo constitutivo Mohr-Coulomb confirmaram as suas limitações em termos de resposta perfeitamente plástica. Dentre os três modelos, o NorSand foi aquele que apresentou melhor representatividade numérica em relação ao comportamento experimental, o que pode estar atrelado à utilização do maior número de parâmetros, à aplicação do parâmetro de estado, bem como à natureza siltosa do rejeito analisado. Adicionalmente, observou-se dificuldade em simular o comportamento denso do material, o que pode estar associado à formação de planos de cisalhamento durante o ensaio triaxial, bem como à complexidade em modelar a ocorrência desse fenômeno em ensaios virtuais utilizando o modelo NorSand. Por fim, a melhor aderência aos resultados experimentais evidenciou a importância da aplicação da Mecânica dos Solos dos Estados Críticos nos estudos tensão-deformação, a qual pode ser eventualmente adotada na simulação do comportamento de estruturas reais submetidas a altas tensões, como perspectiva de pesquisas futuras.Item Avaliação de matrizes obtidas pela álcali-ativação do rejeito de barragem de minério de ferro aditivado com resíduo de lã de vidro.(2020) Caetano, Marina Altoé; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Carvalho, José Maria Franco de; Pedroti, Leonardo GonçalvesA utilização de rejeitos industriais no desenvolvimento de novos materiais para a construção civil é uma alternativa com grande potencial de mitigação do impacto ambiental. Sendo assim, a incorporação de rejeitos torna-se estratégica visando a redução do consumo de materiais não-renováveis, a fabricação de ligantes com menor emissão de CO2 e a possibilidade de destinação ambientalmente adequada. Diante disso, tem-se os materiais álcali ativados, os quais são obtidos a partir da ativação alcalina de materiais ricos em alumínio e silício e podem ter diversas aplicações. Considerando a composição dos resíduos advindos da mineração do ferro e que estes se enquadram como um passivo ambiental, a aplicação destes resíduos em novos ligantes tem relevância. Nesse sentido, o presente trabalho avaliou a viabilidade da utilização de rejeito de barragem de minério de ferro aditivado com resíduo de lã de vidro em matrizes ativadas alcalinamente por hidróxido de sódio. Ambos os rejeitos passaram pelo procedimento de moagem em moinho de bolas horizontal e caracterização física, química e mineralógica. Em seguida, foram produzidas seis misturas variando a concentração molar de hidróxido de sódio (4 e 8 mol/L) e a adição de resíduo de lã de vidro (0, 15 e 30 % em massa), com relação em massa água/rejeitos fixada em 0,27. Posteriormente, os corpos de prova foram submetidos à cura em temperatura ambiente controlada (27 ºC) por até 28 dias. As matrizes foram submetidas à ensaio de resistência à tração na flexão e compressão nas idades de 14 e 28 dias. Ensaios de difração de raios-x e termogravimetria foram realizadas para todas as misturas com 28 dias. De forma geral, as matrizes com adição de lã de vidro apresentaram desempenho mecânico superior às matrizes de referência. Sendo que, o acréscimo de resíduo de lã de vidro nas matrizes proporcionou acréscimo de capacidade de carga. Além disso, observou-se que todas as misturas sofreram interferência na resistência à compressão com variação da concentração de hidróxido de sódio. Os resultados indicam que o melhor desempenho foi encontrado nas misturas com 30 % de adição de resíduo de lã de vidro. Ocorreu a formação da fase do tipo zeólita, sodalita, em algumas matrizes analisadas e aumento do teor de amorfo comparado ao teor presente no rejeito de barragem de minério de ferro. O material desenvolvido poderá contribuir para uma construção mais sustentável, minimização dos impactos ambientais e transformação de resíduos em produtos com valor agregado.Item Tecnologias sociais inovadoras para recuperação de áreas degradadas pela mineração - barragem de Fundão em Mariana/MG.(2021) Nogueira, Marcela Aguiar; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Aguilar, Maria Teresa Paulino de; Bessa, Sofia Araújo LimaO setor extrativo mineral brasileiro tem gerado grandes impactos socioeconômicos e ambientais nas comunidades situadas nas áreas de influência de suas atividades. O rompimento da barragem de Fundão, no município de Mariana-MG, foi o segundo maior acidente do setor já registrado no mundo, afetando a fauna, flora e principalmente a cultura e a economia de muitos municípios ao longo da bacia do Rio Doce. Diante desse cenário, as tecnologias sociais (TS) têm se tornado alternativas promissoras para a mudança na qualidade de vida dos atingidos, através da inclusão social e desenvolvimento local. As tecnologias convencionais desenvolvidas na construção civil têm grande potencial para se transformarem em TS efetivas, sendo capazes de potencializar e integrar ações a partir das transferências de tecnologias, ação capaz de incorporar estratégias da economia circular e solidária ao capital social e à autogestão. O êxito da produção de matrizes cimentícias com substituição de agregados convencionais por agregados de rejeito de barragem de minério de ferro (RBMF) tem sido apresentado em trabalhos científicos publicados em todo o mundo e pode se tornar um material de base tecnológica para o desenvolvimento dos Arranjos Produtivos Locais (APLs). Assim, o presente trabalho tem por objetivo investigar a alternativas para o desenvolvimento de tecnologias e processos inovadores que permitam a utilização do RBMF, como matéria prima para o desenvolvimento dos APLs a partir de TS que incorporem iniciativas capazes de contribuir para mitigação dos impactos da mineração nas comunidades atingidas pelo rompimento da barragem de Fundão. Inicialmente, realizou-se mapeamento das comunidades atingidas a partir de sua localização relativa ao leito do Rio Doce, dos indicadores sociais, econômicos e de impacto; considerando ainda questionários aplicados às Secretarias de Desenvolvimento e Assistência Social de cada município. A partir dos dados coletados, foram selecionadas cidades com potencial para implementação das TS propostas e identificadas possíveis vocações. Os rejeitos provenientes do rompimento da barragem de Fundão não puderam ser coletados ao longo da bacia do Rio Doce por onde a lama proveniente do rompimento se depositou, por conta das restrições impostas pela pandemia COVID-19 que assola todo o planeta e o Brasil em especial. No entanto, foi possível acessar o pátio de rejeitos coletados e armazenados pela Fundação RENOVA, que serviu de material para o desenvolvimento da proposta de pesquisa. Os resultados obtidos mostram que o rejeito coletado apresenta características distintas dos RBMF comumente encontrados na literatura, entretanto, os resultados não excluem sua possível utilização para a produção de matrizes cimentícias. A combinação dos fatores técnicos e tecnológicos; sociais, culturais, ambientais e econômicos, bem como a vocação de cada comunidade foram utilizados para produzir uma metodologia de implementação dos APLs com propósito de mitigação dos efeitos da atividade mineradora nas comunidades.Item Ativação alcalina do rejeito de barragem de minério de ferro com adição de sílica ativa.(2020) Elói, Fernanda Pereira da Fonseca; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Carvalho, José Maria Franco de; Pedroti, Leonardo Gonçalves; Peixoto, Ricardo André FiorottiEm 2017, a produção bruta de minério de ferro no Brasil foi de 585 milhões de toneladas, das quais 453 passaram por processos de beneficiamento, gerando grandes volumes de rejeito, que comumente são dispostos em barragens. Entre 1990 e 2010, ocorreram 33 acidentes com barragens no mundo, considerados graves ou muito graves. Por outro lado, o setor da construção civil cresce aceleradamente e a produção mundial de cimento, somente em 2016, gerou aproximadamente 2,2 bilhões de toneladas de CO2. Assim, este trabalho propõe a produção de um aglomerante: uma possível alternativa aos cimentos convencionais, formados a partir de um ataque de soluções alcalinas a aluminossilicatos amorfos que dão origem a materiais conhecidos por possuírem altas resistências e boa durabilidade. Como precursor, empregou-se o rejeito de minério de ferro (IOT) e como adição, a sílica ativa (SF) nas porcentagens de 1.5, 2.25 e 5% sobre a massa do rejeito. A cura foi realizada por 2 dias à temperatura ambiente e posteriormente 3 dias em estufa à 100 ºC. Aos 5 e 28 dias de idade, avaliou-se as características das matrizes por densidade aparente, resistência mecânica (tração na flexão e compressão), DRX e FTIR. Os maiores valores de adição de sílica ativa corresponderam à maior retração das pastas. A análise de variância ANOVA para a resistência à tração e compressão, mostrou que adições de sílica ativa maiores que 1,5% influenciaram o comportamento das pastas aos 5 e 28 dias de cura. Os resultados de DRX e FTIR sugerem uma dissolução parcial da goetita e do quartzo. Observou-se também a dissolução total da caulinita e da gibbsita e a formação de um uma zeólita: a sodalita. A quantificação do teor de amorfo pelo método de Rietveld e os resultados de FTIR sugerem a formação do gel NASH nas pastas tanto aos 5 e 28 dias de cura. Por fim, os resultados demonstraram ser possível a produção de um aglomerante a partir da ativação alcalina de rejeitos de barragem de minério de ferro com adição de sílica ativa, pelo método one part, sem ativação térmica ou mecanoquímica do precursor.