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 Sensores virtuais baseados em aprendizado de máquina para estimativa de valores de sensores em instrumentação básica de barragens de rejeito.(2023) Monteiro, Bruno Oliveira; Pessin, Gustavo; Guimarães, Frederico Gadelha; Pessin, Gustavo; Guimarães, Frederico Gadelha; Girao Sotomayor, Juan Manuel; Ranieri, Caetano MazzoniA aplicação de sensores virtuais na estimativa de dados de instrumentação básica em barragens de rejeito de minério é uma inovação no cenário da mineração atual. Essa abordagem utiliza modelos computacionais avançados para aprimorar o monitoramento dessas estruturas, melhorando a segurança e a eficiência operacional, ao mesmo tempo em que reduz custos. Em um momento em que a gestão responsável dos rejeitos de mineração é vital, os sensores virtuais desempenham um papel fundamental na mitigação de riscos ambientais e na proteção das comunidades próximas às barragens. Dentro do setor de Mineração, o monitoramento de barragens de rejeito tem ganhando bastante notoriedade devido aos últimos incidentes de rompimento ocorridos no Brasil. Nesse aspecto esse trabalho propõe implementar e avaliar métodos de aprendizado de máquina para estimativa de valores para sensores de instrumentação básica utilizados no controle e monitoramento de barragens de mineração.Item Cinzas de alto cálcio e carbono para reforço de corpo de barragem.(2023) Oliveira, Magno André de; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Lima, Hernani Mota de; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Resende, Domingos Sávio de; Porto, Thiago BomjardimOs rejeitos da mineração de ferro são dispostos em estruturas de pilhas ou em reservatórios formados por barragens, as quais têm sido construídas com elevações cada vez maiores, por meio de métodos empíricos e analíticos. Normalmente, apresentam deficiências nos aspectos construtivos e de segurança. A ruptura das barragens pode gerar prejuízos: ambientais reputacionais; financeiros; sociais e até ferir os direitos humanos, podendo inclusive causar fatalidade de pessoas. Para contornar estes problemas, vários grupos de pesquisas têm se dedicado ao estudo de novas formulações em que são empregados resíduos que minimizam as anomalias que levam a falha da estrutura. Esta tese tem como premissa, empregar a Cinza de Alto Teor de Cálcio (CAC) no solo, a fim de reduzir a ocorrências patológicas e elevar a resistência mecânica. Para tanto, foram dosadas substituições de CAC por solo nos percentuais de 0; 2,5; 5 e 10 % (m/m). Os compósitos produzidos foram caracterizados por MEV, DRX, compactação, CBR, permeabilidade dos solos (carga variável) e outras técnicas. Os resultados de caracterização físico-química da CAC demostraram que as reações de hidratação na presença cálcio, presentes na cinza, ativaram a produção de Portlandita. Por meio da fluorescência de raio X, notou-se que os elementos químicos presentes no solo (coletado no QF) e na CAC, com maiores percentis, compõem a mesma formulação do cimento tradicional. Devido as reações entre os argilominerais presente no solo e o elevado teor de cálcio da CAC, comumente encontrado na forma de óxido e hidróxido de cálcio, foram gerados os ferroaluminatos, silicatos e aluminatos de cálcio hidratados que são componentes semelhas ao encontrados no cimento. Além do mais, o cálcio reagiu com CO2 da atmosfera, formando carbonato de cálcio, evidenciado pela técnica da Termogravimetria da Derivada. Por meio do ensaio de compactação observou-se um ganho de massa específica seca com o aumento da proporção de CAC no solo. Por sua vez, o CBR proporcionou um ganho de aproximadamente 10% de resistência em relação ao solo sem CAC. Ressalta-se que a permeabilidade não foi alterada, revelando uma boa organização das partículas sólidas nos compósitos compactados. Desta forma, pode-se concluir que a substituição de 10% (m/m) de solo por CAC, aumentou a resistência do compósito devido a atividades de endurecimento similares à cal e ao cimento Portland. Desta forma a utilização de cinza com solo indica ser uma técnica promissora para ganho de resistência de solos com finalidade de uso geotécnico.Item Síntese geral do diagnóstico e reavaliação geotécnica das barragens de rejeitos de MG inseridas na PNSB.(2020) Danese, Luciana Cabral; Gomes, Romero César; Gomes, Romero César; Urashima, Denise de Carvalho; Barbosa, Terezinha de Jesus EspósitoA Política Nacional de Segurança de Barragem (PNSB), destinada à disposição final ou temporária de rejeitos, foi estabelecida pela Lei nº 12.334/2010, que também definiu que a fiscalização de barragens de mineração caberia ao Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM), hoje Agência Nacional de Mineração (ANM). Assim, o DNPM publicou as Portarias nº 416/2012 e nº 526/2013 que trataram sobre o tema. Após o rompimento da Barragem de Fundão, em novembro de 2015, foi realizado um trabalho emergencial para a fiscalização das barragens inseridas na PNSB, localizadas no estado de Minas Gerais (MG). Esse trabalho verificou a necessidade de melhorias na legislação vigente. O resultado foi a publicação da Portaria nº 70.389/17 e revogação das Portarias nº 416/2012 e nº 526/2013. Essa nova portaria alterou, entre outras resoluções, as matrizes de classificação quanto à categoria de risco e à classificação final das barragens. Nesse mesmo documento, ainda foi criado o Sistema Integrado de Gestão de Barragens de Mineração (SIGBM), sistema operacional desenvolvido para gerenciar as informações sobre as barragens no território nacional, permitindo uma maior interação com os empreendedores. Para verificar se a modificação da legislação trouxe uma alteração significativa na classificação das barragens, o trabalho nesta dissertação mostra a classificação das barragens em MG quando da vigência das Portarias n.º 416/12 e nº 526/13, antes e após o trabalho emergencial, comparando-a com a classificação da atual Portaria nº 70.389/17. Como resultado, observa-se que a classificação das barragens segundo a nova legislação não apresenta a realidade das estruturas e que as informações prestadas pelas empresas no SIGBM apresentam falhas. A fiscalização por parte da ANM deveria ser mais intensa e punitiva, visando evitar discrepâncias nas informações prestadas pelas empresas. Para isso, é necessário o aumento significativo de fiscais especializados e uma legislação que permita tais ações.Item Estudo tensão deformação da barragem do Torto.(2020) Zanon, Bernardo Beteli Silva; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Ferreira, Lucas Deleon; Ribeiro, Fernando SgavioliA economia mundial demanda uma grande quantidade de minério de ferro gerando a necessidade de disposição de resíduos provenientes do beneficiamento do minério através de pilhas ou barragens. A engenharia geotécnica aplicada à mineração busca trabalhar de forma assertiva para obter projetos seguros e de qualidade e vem evoluindo constantemente, principalmente, após os acidentes da barragem de Fundão no ano de 2015 em Mariana - MG (distrito de Bento Rodrigues) e barragem B1 no ano de 2019 em Brumadinho - MG. Este trabalho teve seu desenvolvimento baseado em uma barragem de solo compactado destinada a acumulação de água e rejeitos cujo projeto foi realizado com fundamentação geotécnica de ensaios, sondagens e amostras dos materiais de empréstimo. Desta forma, foram realizados estudos tensão deformação contemplando os efeitos da fundação e o posicionamento e geometria do sistema de drenagem. A solução numérica desenvolvida foi obtida através do software GeoStudio 2020, módulo Sigma. Estes resultados gerados através da modelagem em elementos finitos permitiram analisar a condição do comportamento da fundação em tensões, recalques e também possibilitaram as comparações dos cenários, os quais foram elaborados a partir de situações reais e hipóteses que permitiram uma avaliação econômica da solução aplicada ao projeto. O estudo de caso apresenta resultados que indicam a viabilidade qualitativa e quantitativa na troca do solo de fundação de aluvião para colúvio no que tange deformações verticais do barramento, deslocamentos verticais, tensões totais além da análise de arqueamento do filtro.Item Projeto de uma rede de internet das coisas para monitoramento e alerta de emergência em áreas de risco.(2018) Meireles, Leonardo Vidigal; Garcia, Luís Guilherme Uzeda; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Cartaxo, Rodrigo José Ávila; Garcia, Luís Guilherme Uzeda; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Silva Júnior, Mário Cupertino da; Kakitari, Marcos Tomio; Vieira, Robson DomingosO presente trabalho apresenta uma metodologia para desenvolvimento de projetos de rede de longo alcance e baixo consumo de energia, baseado nas tecnologias de internet das coisas para aplicação em áreas de risco como: a jusante de barragens, deslizamento de encostas, alagamentos, áreas industriais, entre outras. Acidentes como os ocorridos na região serrana do Rio de Janeiro, em janeiro de 2011, e na barragem de Fundão da Samarco Mineração SA, em novembro de 2015, evidenciaram a fragilidade dos planos de emergência existentes, que em sua grande maioria não contemplam sistemas automatizados de alerta. Grandes desafios são encontrados por engenheiros durante o desenvolvimento de projetos de alerta de emergência, sendo que o sistema de comunicação sem fio é, sem dúvida, um dos grandes problemas enfrentados por estas equipes. Dessa forma, este trabalho visa estabelecer uma metodologia com as seguintes etapas: (i) definição dos requisitos do sistema; (ii) realização de estudo de possíveis tecnologias de rede de longo alcance e baixo consumo de energia compatíveis; (iii) comparação entre as tecnologias (com base nos requisitos definidos); (iv) seleção da tecnologia mais indicada; (v) simulação de propagação de RF na área de interesse; (vi) implantação do projeto piloto; e (vii) comparação dos resultados de cobertura de sinal em campo com as simulações realizadas. Para validação da metodologia, foi desenvolvido um estudo de caso na área urbana da cidade de Ouro Preto, onde um levantamento geológico realizado pelo Departamento de Engenharia Geotécnica da Universidade Federal de Ouro Preto apontou que grande parte do território possui classificação de risco de movimentação de massas com grau médio, alto ou muito alto. Além disso, a cidade está localizada em um vale a jusante da barragem do Marzagão, que possui um reservatório de 3,8 milhões de metros cúbicos de rejeito do processo de beneficiamento de bauxita. No projeto piloto, foi implantada uma rede ampla de longo alcance, (Long Range Wide Area Network – LoRaWAN), composta por duas células, de forma que toda a região de interesse fosse coberta. Os testes de campo com medição da intensidade do sinal de radiofrequência comprovaram a eficácia da rede em dez pontos definidos como prioritários. Uma análise que relaciona a intensidade do sinal, a distância dos pontos, a forma de visada e o ambiente de instalação também foi realizada, de forma a validar as características de alcance, poder de penetração e imunidade a ruído apresentada pela tecnologia LoRaWAN. Por fim, constatou-se que as tecnologias de internet das coisas têm plena capacidade de atender a aplicações voltadas ao gerenciamento de riscos, incluindo seu uso em sistemas de monitoramento e alerta de emergências.Item Estudo de filtro aplicado ao controle de erosão interna em barragens.(2016) Silva, Dayana Santos; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Silva Filho, Jorge Felippe da; Espósito, Terezinha de Jesus; Ribeiro, Saulo Gutemberg SilvaVários fatores podem colocar uma barragem em risco. A perda progressiva da estabilidade provocada por algum tipo de anomalia pode levar esta estrutura ao colapso. No projeto, construção e operação de uma barragem, o requisito fundamental deve ser a segurança, considerando que os acidentes envolvendo esse tipo de estrutura podem ter consequências catastróficas e imensuráveis. O processo de erosão interna é uma das principais causas de ruptura em barragens em todo o mundo. Um dos dispositivos mais eficientes para evitar e/ou conter esse tipo de processo é o sistema interno de drenagem. Para se avaliar a susceptibilidade ou vulnerabilidade do solo sofrer erosão é necessário estudar os processos de erodibilidade e instabilidade interna do solo, que se dão por meio de critérios definidos na literatura e mais ainda, por ensaios laboratoriais. Os critérios estão relacionados, principalmente, às curvas de distribuição granulométrica dos materiais e a combinação do gradiente hidráulico e tensão efetiva. Dentro desse contexto e com o objetivo de elucidar a aplicação dos critérios de dimensionamento de filtro, realizou-se ensaio de laboratório em amostra de filtro e solo base. Por meio do ensaio, foi possível avaliar a eficiência do filtro, como proteção do solo base, quando submetido a altos valores de gradientes hidráulicos impostos por fluxo descendente de água. A partir do resultado do ensaio é possível ter uma segurança maior quanto ao dimensionamento do filtro. Outro recurso disponível, para avaliar os gradientes hidráulicos, e consequentemente, a erosão interna é a utilização de programas computacionais aplicados em estudos numéricos de controle de fluxo. Há a necessidade de recorrer a modelos numéricos, para interpretar e quantificar as grandezas associadas ao fenômeno da percolação de um fluido em meio poroso, devido à dificuldade que existe em enquadrar a utilização de soluções analíticas exatas em problemas complexos como estes. Neste trabalhou, foi utilizado o programa Seep/W para quantificar os gradientes hidráulicos em diferentes seções típicas de barragem, além do estudo de três casos reais.Item Estudos piezométricos e análise de estabilidade de taludes da barragem Bico da Pedra.(2003) Montes, Cleber Camargo; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Gomes, Romero César; Silva Filho, Jorge Felippe daEste trabalho procurou estabelecer um procedimento simples de campo, que possibilitasse a avaliação da segurança da barragem de Bico da Pedra, município de Janaúba - Minas Gerais. Este procedimento foi aqui denominado de Carta de Risco. Para elaboração da Carta de Risco, foram desenvolvidos uma série de estudos e simulações numéricas, com base em dados de ensaios de laboratório e campo. Os estudos iniciaram-se através do desenvolvimento de análises de sensibilidade de sistemas de controle de percolação (tapete impermeável e trincheira de vedação), presentes na barragem Bico da Pedra. Com base em um protótipo simples, foi possível interpretar o comportamento destes elementos de controle, sendo também relevante a familiarização com o programa de computador. Um protótipo numérico de fluxo em estado plano, foi elaborado com base no perfil mais alto da barragem e nos dados de campo e laboratório disponíveis. A barragem de Bico da Pedra tem fluxo predominantemente passando pela fundação sendo então sua permeabilidade no protótipo, determinada através de calibração, com base nas leituras de nível do reservatório e respectivas leituras piezométricas. Com o sistema de fluxo calibrado, o protótipo numérico foi utilizado nas análises clássicas de estabilidade em termos de tensões efetivas e/ou totais (final de construção, operação, rebaixamento rápido). Os estudos demonstraram que a barragem de Bico da Pedra encontra-se em satisfatória condição de estabilidade em termos de ruptura de taludes, piping e liquefação.Item 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 CésarA 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.