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 Sistema web para gestão de segurança de barragens.(2018) Martini, Bruno Diniz; Gomes, Romero César; Ferreira, Lucas Deleon; Gomes, Romero César; Silva Filho, Jorge Felippe daRupturas de barragens quase sempre implicam em eventos catastróficos. A segurança de uma barragem constitui, portanto, premissa fundamental do projeto de tais estruturas mediante a garantia de sua completa preservação a quaisquer eventos ou mecanismos que possam contribuir para processos de sua deterioração ou colapso. A margem que separa a situação de uma barragem como prevista em projeto daquela que implica riscos inaceitáveis para o empreendimento é a própria medida de sua segurança. Portanto, a segurança implica a garantia operacional da barragem, seja de acumulação de água ou destinada ao armazenamento de rejeitos de mineração ou resíduos industriais, ao longo de toda a sua vida útil. A promulgação da Lei nº 12.334/2010 estabeleceu no Brasil a Política Nacional de Segurança de Barragem – PNSB, regulamentando as ações de segurança a serem adotadas nas fases de planejamento, projeto, construção, operação, desativação e usos futuros da barragem. Esta legislação exige um cadastro detalhado das características técnicas e não técnicas da barragem, a sua avaliação em termos de categorias de risco e danos ambientais associados e a implantação de um plano geral de segurança para cada tipo de empreendimento, definindo ainda uma série de responsabilidades específicas aos órgãos fiscalizadores e empreendedores. Em consonância com as premissas da Lei e demais normativas oriundos das agências regulatórias, esse trabalho consistiu em desenvolver um sistema web de gestão de barragens, de maneira a padronizar os mecanismos de gerenciamento incorporando boas práticas de engenharia, para barragens destinadas ao abastecimento de água, geração de energia elétrica ou disposição de resíduos de mineração ou industriais. A captação imediata e abrangente de diferentes empreendimentos em curto prazo demonstrou a viabilidade e a praticidade do sistema proposto, baseado na organização das informações dos empreendimentos e no compartilhamento dessas informações em tempo real, permitindo, assim, a interação e o envolvimento conjunto de todos os profissionais envolvidos na política de gestão de segurança de barragens, gerentes e níveis superiores de administração das empresas.Item Classificação do índice de perigo (iP) em barragens de rejeito nas bacias hidrográficas da região do Quadrilátero Ferrífero - Minas Gerais.(2018) Almeida, Lucas Gomes de; Corteletti, Rosyelle Cristina; Barella, Cesar Falcão; Corteletti, Rosyelle Cristina; Lima, Hernani Mota de; Zuffo, Mônica Soares ResioAs barragens são diques que possuem a função de armazenamento, especialmente, de rejeitos da mineração. Neste contexto, além do monitoramento constante, é de suma importância que essas barragens apresentem níveis aceitáveis e satisfatórios de segurança. Assim, o presente trabalho propõe a criação de uma metodologia para determinação de índices de perigo (iP) e o mapeamento de potenciais impactos nas unidades de análise (barragens de rejeito, bacias e sub-bacias hidrográficas associadas) do Quadrilátero Ferrífero (QF). O desenvolvimento da pesquisa ocorreu por meio da técnica de hierarquização conhecida como Analytic Hierarchy Process (AHP), que prevê a diminuição de subjetividade durante as etapas de análise. É relevante destacar também que esse tipo de ferramenta, além do caráter objetivo, permite a avaliação das causas e das ações de prevenção que possam minimizar possíveis acidentes. Para a quantificação desse número, primeiramente foram escolhidas barragens da região (Casa de Pedra, Doutor, Fundão, Itabiruçu, Maravilhas, Vigia e Auxiliar do Vigia), segundo critérios como a localização do empreendimento, a proximidade ao município de Ouro Preto (MG), o tipo de material barrado e a bacia hidrográfica a qual a barragem está inserida. Em seguida, foi realizada a dinâmica brainstorming, com a participação de especialistas do ramo em estudo. A partir dos cálculos realizados e da verificação de consistência das matrizes obtidas, foi possível a identificação dos parâmetros que apresentaram maior influência no iP: "Existência de população à jusante" e "Distância da barragem à ocupação urbana". Com intuito inovador, o trabalho desenvolveu a quantificação e a hierarquização dos índices, os quais foram discriminados em três graus de perigo: baixo, médio e alto. Segundo essa distinção das barragens de rejeito avaliadas, foram confeccionados dois mapas de perigo das duas principais bacias hidrográficas abordadas (rio Doce e rio São Francisco). Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a metodologia proposta mostrou-se eficaz e com viabilidade prática, podendo ser útil às empresas do ramo de mineração. Verifica-se também que ela permite ações mitigadoras e a redução de eventos que possam contribuir para o rompimento dessas barragens, propósito dos programas de gestão para empreendimentos desta natureza.Item Viabilidade técnico-econômica da geração de energia elétrica em barragens de perímetros irrigados.(2016) Ribeiro, Marcos Caldeira; Oliveira Filho, Delly; Mantovani, Everardo Chartuni; Costa, José Márcio; Martins, José Helvecio; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Altoé, Leandraimplantação de perímetros irrigados requer a construção de barragens em cursos d’água para suprir a necessidade hídrica das culturas. Geralmente, estas estruturas são utilizadas apenas para abastecer o sistema de irrigação, sendo seu potencial hidroelétrico desprezado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade técnico-econômica da geração de energia elétrica em barragens de perímetros irrigados. Foi realizado um estudo de base para a barragem de Manoel Novaes que atende o perímetro de Mirorós, na Bahia. Uma Pequena Central Hidrelétrica poderia gerar 29% do consumo e 12% da demanda de energia elétrica do sistema de irrigação do perímetro. O investimento apresentaria os seguintes indicadores de viabilidade: Valor Presente Líquido de R$ 1.425.616,54, Taxa Interna de Retorno igual a 44%, Relação Benefício/Custo de 2,76 e Tempo de Retorno de Capital igual a 5 anos e 8 meses. O estudo realizado para o perímetro irrigado de Mirorós pode servir de referência para análise de outros perímetros, de modo a incentivar o melhor aproveitamento deste tipo de barragem no Brasil.Item Análise da eficiência do sistema de vedação da fundação em granito de uma barragem de concreto.(2015) Lopes, Marieli Biondo; Assis, André Pacheco deO Brasil possui um dos maiores parques hidrelétricos do mundo, com capacidade de geração de energia comparado à posição da Arábia Saudita na extração de petróleo. Com isso é importante avançar em conceitos e técnicas, indo além das metodologias já consagradas. Este estudo aprofunda os conhecimentos sobre a eficiência de tratamentos de vedação em fundações rochosas de barragens de concreto, com o uso de cortinas de injeção com calda de cimento. Tratamentos como este permitem a redução do coeficiente de permeabilidade do maciço e a subpressão. Para atestar a real eficiência dos serviços de vedação no vertedouro da UHE Jirau, ela foi realizada através de três análises: redução do coeficiente de permeabilidade, redução da absorção de calda de cimento e redução da subpressão. Na primeira análise, observando a permeabilidade antes (furos de sondagem e furos obrigatórios de injeção) e depois (furos de verificação), concluiu-se que o maciço possui boas características mecânicas e hidráulicas (mesmo com a presença de fraturas sub-horizontais) por possuir coeficientes de permeabilidade baixos, sendo que a injeção auxiliou em uma pequena redução deste coeficiente, passando da ordem de 10-5 para 10-6 cm/s.. Na segunda análise, através do acompanhamento pari passu de consumo de calda, observando o maciço de forma geral, verificou-se que houve redução de absorção de calda de 27% e com isso a atividade de injeção foi funcional. Na terceira e última análise, verificando as leituras de piezometria, estas constataram que a subpressão não ultrapassou os limites referenciados em projetos, porém como não foi utilizado o método racional com retroanálise, não foi quantificado o quanto a cortina de injeção contribuiu para estes valores. De forma geral, adotando o critério de Cruz (2004), que prescreve que fundações com coeficientes menores que 5 x 10-4 cm/s não há necessidade de tratamento, conclui-se que as atividades de injeção na UHE Jirau poderiam ter sido anuladas ou reduzidas, reduzindo o prazo e custo destes serviços.Item 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 CésarEste 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.Item Estudos de tensão deformação para o 3º alteamento da barragem do Itabiruçu.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Costa, Aluisio Marcondes; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaA Barragem do Itabiruçu, localizada no Município de Itabira – MG é destinada à contenção de rejeitos de minério de ferro. Visando o aumento da capacidade do reservatório e adequação da estrutura para sua utilização final e descomissionamento foi proposto recentemente um alteamento de dezoito metros e meio, associado a diversas medidas corretivas e de segurança. Com base em informações do projeto de alteamento e da pesquisa bibliográfica, foi desenvolvida para este trabalho uma modelagem do problema, utilizando programas do pacote Geostudio 2007©. Nesta modelagem, as camadas de materiais e parâmetros geotécnicos foram totalmente reavaliados sendo introduzida a simulação do alteamento em camadas, de acordo com a sequência cronológica prevista para a obra. A análise acoplada de fluxo, tensões-deformações e estabilidade do talude de jusante permitiu avaliar as condições de fluxo, tensões in situ , tensões-deformações e estabilidade nos períodos antes, durante e após o final da obra. Este estudo foi desenvolvido com base nas pressões estáticas e pressões geradas pelo alteamento. Ao final é apresentada a análise acoplada Sigma ( pwp change ) -Slope, considerando em tempo real de cálculo, os incrementos de tensões determinados pelo processo de adensamento e avaliando os fatores de segurança da Barragem em diversas etapas. Do ponto de vista qualitativo é sabido que solos argilosos compactados na umidade ótima apresentam aumento de poropressão em função da elevação do aterro. O aumento de poropressão tem sido modelado por parâmetros de poropressão ou parâmetros de resistência totais. Nesta modelagem foi utilizada uma nova ferramenta de trabalho que possibilita avaliar em tempo real a estabilidade de taludes compactados, considerando de forma acoplada o aumento de poropressão advindo do alteamento e sua velocidade de execução, concomitante à sua dissipação no tempo. Por se tratar de uma ferramenta nova e tendo como base funções aproximadas, o estudo aqui desenvolvido não é conclusivo, mas aponta na direção mais avançada e consistente de como estes processos construtivos devem ser avaliados em projeto e segurança de barragens.Item Correlações para obtenção de parâmetros geotécnicos de argilas compressíveis com utilização do penetrômetro dinâmico leve.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Alves Filho, Carlos Eduardo Sales; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaEste estudo teve como objetivo principal expandir e valorizar a aplicação do equipamento de sondagem denominado Penetrômetro Dinâmico Leve (PDL), Norma DIN 4094 (1964). O trabalho inicialmente mostra as principais correlações existentes na literatura para obtenção dos parâmetros geotécnicos baseadas em investigações de campo com cone estático CPT, cone estático com medida de poropressão CPTU, Penetrômetro Dinâmico Leve PDL e o Standard Penetration Test SPT. Os parâmetros geotécnicos avaliados foram a resistência ao cisalhamento não drenada, o ângulo de atrito, o módulo de deformabilidade. Uma série de testes de campo e de laboratório foi desenvolvida para suportar a avaliação das correlações existentes e o que de novo pudesse ser apresentado. Dois sítios foram em estudados, Heliodora e Vilma, ambos localizados no estado de Minas Gerais, Brasil. Foram realizados 21 ensaios SPT, 21 ensaios PDL, 10 ensaios triaxiais, 7 ensaios edométricos e 7 ensaios CBR. Os resultados mostraram dispersões similares àquelas observadas neste tipo de estudo. Correlações foram estabelecidas para cada uma das áreas, chegando-se a relações entre número de golpes PDL e o número de golpes SPT, resistência não drenada do ensaio triaxial e SPT, resistência não drenada Su obtida por fórmulas empíricas do PDL e SPT e também entre a resistência não drenada S u do triaxial e PDL. A maioria da quantificação dos parâmetros realizada por meio das correlações aqui desenvolvidas foi semelhante aos valores reportados na literatura geotécnica.Item 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 daO 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.Item Ensaios laboratoriais para avaliação da drenagem ácida na barragem da UHE Irapé.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Duarte, Marcelo Guimarães; Leite, Adilson do LagoA formação da drenagem ácida é um dos problemas ambientais mais graves associados à atividade de mineração. Na construção de usinas hidrelétricas o problema é pouco conhecido e é uma consequência natural do processo de escavações obrigatórias para implantação das estruturas da usina, que expõem o mineral sulfetado ao contato com água e oxigênio, dando origem às reações de oxidação. A Usina Hidrelétrica de Irapé foi construída em sítio onde a geologia local é dominada pela presença de quartzo micaxisto sulfetado, tornando o problema da drenagem ácida uma realidade. Diversos estudos foram conduzidos no intuito de gerar medidas para controle e minimização dos riscos ambientais do empreendimento. O objetivo deste trabalho é apresentar a ampla campanha de ensaios realizada no âmbito do projeto de Pesquisa e Desenvolvimento da Aneel - P&D 188, intitulado “Controle da drenagem ácida em barragens de terra e enrocamento utilizando geossintéticos” que buscou avaliar o mecanismo de geração de drenagem ácida sob o contexto da UHE Irapé. O presente trabalho descreve ainda os estudos conduzidos pela Cemig durante as fases de implantação da usina que incluíram, além de investigações geológico-geotécnicas regulares para avaliação das condicionantes hidrogeotécnicas locais, ensaios de caráter mineralógico e geoquímico, visando caracterizar e quantificar o teor dos sulfetos, bem como identificar os mecanismos envolvidos no seu processo de oxidação, avaliando a sua influência sobre as estruturas da usina e o meio ambiente. Desta forma, este trabalho pretende contribuir para aprofundar o conhecimento técnico-científico relativo à geração de drenagem ácida em empreendimentos de geração de energia elétrica, subsidiando o desenvolvimento de metodologias para controle e minimização de riscos ambientais inerentes a estes empreendimentos.Item Modelação física da disposição de rejeitos de bauxita por meio de diques-testes.(Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Pedrosa, Giovani José; Gomes, Romero CésarProjetos de disposição de resíduos de mineração devem ser elaborados dentro das exigências legais de proteção do meio ambiente, sendo necessário, conhecer as características dos rejeitos gerados e qual a melhor maneira de disposição ressaltando-se sempre as variáveis ambientais envolvidas. Na metodologia de disposição por ressecamento, geralmente utilizada para disposição de materiais finos – as chamadas ‘lamas de mineração’ - os rejeitos são lançados em camadas de espessura reduzida e expostos à ação direta das condições climáticas locais e da drenagem, ocorrendo, então, uma grande contração volumétrica dos produtos finais estocados pela retirada da água por drenagem e por evaporação. O objetivo desta dissertação é a realização do estudo do comportamento geotécnico dos rejeitos de bauxita gerados pela Mineração Paragominas (MPSA), utilizando-se de uma área teste para realização dos estudos em campo. Para a concretização deste estudo, construiu-se uma área teste composta por 4 diques onde depositou-se camadas de rejeito sob a forma de lama, utilizando espigotes e spray-bars. Esta área foi instrumentada e monitorada durante a ocorrência dos processos de sedimentação e adensamento e, principalmente, durante a fase de ressecamento. Foi analisada a correlação entre espessuras de camadas lançadas e evolução das taxas de secagem com base nas variáveis ambientais locais, bem como o processo de formação de praia com base na variação da espessura de rejeito lançado. Foi realizada também uma ampla campanha de ensaios de caracterização tecnológica destes rejeitos em laboratório, incluindo ensaios geotécnicos (como ensaios de caracterização geotécnica e ensaios especiais tais como ensaios HCT com bomba de fluxo) e também ensaios não geotécnicos como, por exemplo, ensaios de composição mineralógica e química dos resíduos. Com base nos resultados laboratoriais e de campo obtidos neste trabalho, conclui-se que a técnica de disposição de rejeitos adotada pela MPSA depende de uma conjugação criteriosa dos mecanismos de escoamento superficial da lâmina d’água sobrenadante, da evaporação superficial e da drenagem de base, sendo que as taxas de evaporação locais não são afetadas substancialmente pelas variáveis ambientais; a condição de escoamento superficial ocorre livremente nos lançamentos iniciais de rejeitos por espigotamento, mas o processo é bastante comprometido nas fases subsequentes pela tendência de formação de praias irregulares, erosão superficial do depósito e formação de bolsões de águas acumuladas.