EM - Escola de Minas

Conhecer a distribuição das tensões atuantes nos maciços rochosos é uma das maiores preocupações da mecânica de rochas. Até a atualidade não existe um método específico que consiga determinar com precisão as tensões naturais in situ para qualquer maciço rochoso e de maneira geral aceita-se que nos locais onde as formações rochosas são relativamente uniformes como em acamamentos e planos extensivos de rochas sedimentares, a força vertical em uma determinada profundidade h irá desenvolver uma tensão uniforme σz proporcional ao peso da cobertura de rocha. Não obstante, falhas e outras heterogeneidades afetam a distribuição desse carregamento. Além disso, magnitudes e orientações das tensões locais in situ vêm sendo alteradas ao longo do tempo geológico, dobras e falhas foram criadas em resposta às forças de épocas passadas fazendo que tudo isto se envolva na criação de um sistema de forças heterogêneo, que é dominado pelo regime tectônico. A presente tese de doutorado, descreve-se, mediante um estudo de caso, a aplicação de ensaios de determinação das tensões in situ (magnitudes e orientações), por meio dos métodos de Fraturamento Hidráulico, DCDA - Diametric Core Deformation Analysis e DRA - Deformation Rate Analysis, para um maciço rochoso itabirítico do Quadrilátero Ferrífero Brasileiro. Estudos anteriores disponíveis neste maciço rochoso consideram valores estimados de k, não sendo prática adotada a realização de ensaios de tensões in situ nos maciços rochosos desta região para subsidiar análises geotécnicas. A zona estudada está localizada a uma profundidade de até 400 m no entorno de uma cava; portanto, a determinação da distribuição de tensões in situ é muito importante para avaliar a sua estabilidade. As atividades desde o planejamento até a execução dos ensaios, e os resultados, são apresentados. O maciço em estudo mostra a presença de diferentes estruturas geológicas, como bandamento e foliação, o que dificultou a realização dos ensaios. Os ensaios DRA mostram uma marcada diferença comparado com os resultados de FH e DCDA, com tensões horizontais maiores que a vertical. Os resultados contribuem para o entendimento das deformações e das tensões induzidas pela atividade de mineração em taludes do Quadrilátero Ferrífero Brasileiro e seus impactos nas estruturas circundantes. Para uma melhor determinação das tensões regionais in situ no maciço rochoso do Quadrilátero Ferrífero Brasileiro, recomenda-se a realização de novos ensaios de Fraturamento Hidráulico e de ensaios de Fraturamento Hidráulico em Fraturas Pré-Existentes (HTPF).

A técnica de estimulação por fraturamento hidráulico desponta, atualmente, como uma das principais estratégias utilizadas pelas empresas do setor de exploração de petróleo para o aumento da sua produção. Contudo, em alguns países, como é o caso do Brasil, existem discordâncias quanto à empregabilidade desse método, tendo em vista, sobretudo, os prováveis riscos que podem estar associados à utilização do mesmo. Verificou-se que, em relação à questão econômica, as principais vantagens estão relacionadas ao aumento da produtividade. Contudo os pesquisadores salientam que as principais desvantagens em relação a esse método estão relacionadas às questões ambientais. Entre os principais riscos, estão a possibilidade de contaminação da água e do solo, os riscos de subsidência, a contaminação do meio com os fluidos provenientes desse processo, entre outros.

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