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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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Avaliação da estabilização química de um rejeito de minério de ferro para aplicação em infraestrutura de pavimentos.
(2020) Gentil, Gustavo Aurélio; Pereira, Eleonardo Lucas; Pitanga, Heraldo Nunes; Pereira, Eleonardo Lucas; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Oliveira, Tales Moreira de
As atividades de beneficiamento de minério de ferro estão associadas aos impactos ambientais, especialmente devido aos significativos volumes de rejeito gerados. Por outro lado, a pavimentação de vias demanda grandes volumes de materiais de construção que podem onerar os serviços, caso não estejam em regiões próximas à implantação das vias. Buscando uma forma de reduzir o impacto ambiental das atividades mineradoras e o custo dos serviços de pavimentação de vias, propôs-se, neste trabalho, a avaliação do uso de rejeitos de minério de ferro, produzidos na região do Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais (MG), em camadas de suporte de pavimentos. Como o rejeito, aplicado de forma isolada, não apresenta capacidade de suporte necessária para esse fim, buscou-se o melhoramento de suas propriedades, através da aplicação de um estabilizante químico, o cimento tipo Portland. O rejeito foi coletado em pilhas de armazenagem de uma mineradora em Ouro Preto – MG e utilizou-se cimento Portland tipo CPII E 40 RS adicionado em teores de 2, 4, 5 e 6% em massa. O rejeito foi caracterizado quanto às suas propriedades químicas (por análises de difratometria e fluorescência por raios-X), ambientais (por ensaios de lixiviação e solubilização), físicas e mecânicas (através de ensaios de granulometria, LL, LP, massa específica, compactação, CBR, expansão e resistência à compressão simples). No material estabilizado, foram realizados os ensaios de compactação, resistência à compressão simples e durabilidade por molhagem e secagem. Os resultados obtidos foram comparados com a bibliografia encontrada sobre estabilização química de rejeitos e com normas técnicas referentes a solo-cimento. Em seguida, foi realizada a avaliação da viabilidade econômica do uso deste material. Pôde-se concluir, de forma geral, que o rejeito é classificado ambientalmente como inerte e não perigoso, é composto por óxidos de ferro e quartzo e que sua estabilização química, para fins de aplicação em camadas estruturais de pavimento, é técnica e economicamente viável, pois apresentou propriedades favoráveis do ponto de vista da engenharia a um custo menor, se comparado a materiais comumente utilizados em obras de pavimentação.
Análise laboratorial de lodos desidratados de estações de tratamento de água da região metropolitana de Belo Horizonte – MG para uso em pavimentação.
(2019) Alves, Hebert da Consolação; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Fernandes, Gilberto; Marangon, Márcio
Com o avanço e desenvolvimento dos grandes centros urbanos, os serviços de tratamento de água e esgoto tem sido de enorme importância para a qualidade de vida da população. Porém, são geradas grandes quantidades de resíduos nos processos de potabilização e a disposição final destes tem sido um grande problema para as empresas geradoras dos mesmos. A pesquisa teve como objetivo precípuo realizar uma análise laboratorial dos resíduos desidratados de estações de tratamento de água, também chamados de lodo de ETA, da Região Metropolitana de Belo Horizonte – RMBH, visando sua utilização em camadas de pavimentos como reforço de subleito e sub-base. O estudo realizou uma caracterização física, química, ambiental e biológica em lodos provenientes das ETAs de Bela Fama, no Rio das Velhas, município de Nova Lima-MG e da ETA Rio Manso/Paraopeba localizada no município de Brumadinho-MG, responsáveis por mais de 90% do abastecimento de água da RMBH. Além da caracterização dos lodos puros, estudou-se o comportamento mecânico dos mesmos e também quando estabilizados quimicamente com teores específicos de cal hidratada e cimento Portland. Os resultados mostraram que os lodos apresentam potencial para sua utilização na forma pura ou estabilizados quimicamente em camadas de pavimentos como reforço de subleito e subbase e também apresentam indicativos para outras aplicações da engenharia como composição cimentícia e de materiais geopoliméricos devido suas composições químicas e mineralógicas.
Análise da aplicabilidade da classificação MCT na execução de bases rodoviárias com utilização de solos lateríticos estabilizados.
(2018) Oliveira, Felício Geraldo de; Pereira, Eleonardo Lucas; Pereira, Eleonardo Lucas; Fernandes, Gilberto; Marques, Geraldo Luciano de Oliveira
No Brasil, as rodovias desempenham um importante papel para o desenvolvimento econômico e social da população. A rede rodoviária federal e as estaduais, juntas, alcançam uma extensão de 381.628,80 km e a redes municipais aproximadamente 1.339.126,9 km, segundo o Sistema Nacional de Viação, versão 2015. Desse total, grande parte ainda não está pavimentada e outras são consideradas apenas como planejadas. A grande extensão de rodovias que necessitam ser implantadas, pavimentadas ou restauradas, revela a importância de se estudar soluções que permitam a redução do custo das obras rodoviárias. Para isso é fundamental o conhecimento das propriedades dos solos lateríticos, típicos das regiões tropicais, como o Brasil e a adoção de novas técnicas mais adequadas às suas características. Normalmente a comprovação do caráter laterítico ou não laterítico dos solos é realizada através de um ensaio de análise química, a determinação da relação sílica-sesquióxidos, que consiste numa relação entre o teor de sílica e a soma dos teores dos óxidos de ferro e de alumínio, entretanto esta pesquisa visou avaliar a possibilidade de utilização da classificação MCT, para esse fim. Nesse sentido, este trabalho analisa a aplicabilidade da classificação MCT, para comprovação do caráter laterítico ou não laterítico, de dezesseis misturas de solos. As dezesseis misturas foram montadas através de combinações entre os materiais de duas jazidas de cascalho laterítico, uma jazida de latossolo vermelho amarelo, de textura média e uma jazida de latossolo vermelho, de textura argilosa, coletadas nas proximidades da rodovia BR-251/MG, na região noroeste de Minas Gerais. Posteriormente as misturas foram separadas em três grupos, de acordo com o seu enquadramento nas faixas granulométricas prescritas nas normas do DNIT,para execução de base estabilizada granulometricamente, com ou sem utilização de solos lateríticos. Os resultados da classificação MCT foram comparados com os resultados obtidos através da relação sílica-sesquióxidos e algumas amostras foram submetidas aos ensaios de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, para auxiliar a análise. Todas as misturas foram submetidas aos ensaios de Compactação e Índice Suporte Califórnia, para avaliação da expansão e da resistência mecânica. Os resultados mostraram que as misturas que se enquadram nas faixas A ou B, concebidas para execução de base com solos lateríticos, embora constituídas por uma fração argilosa com mais de 25% passando na peneira nº 200, apresentam valores de ISC suficientes para sua utilização em bases de pavimentos rodoviários, para Número N ≤ 5 x 106, ou para Número N > 5 x 106. As misturas que não se enquadram em nenhuma faixa granulométrica apresentam baixos valores de ISC, abaixo dos exigidos pelas normas para execução de base, e as que se enquadram na faixa D, tradicional, apresentam valores de ISC superiores a 80, suficientes para a construção de bases com Número N > 5 x 106. Finalmente, os resultados da Classificação MCT coincidem com os resultados inferidos através da determinação da relação sílica-sesquióxidos, para quinze das dezesseis misturas estudadas, mostrando a possibilidade da tecnologia MCT vir a ser utilizada como pratica rotineira.
Análise da infraestrutura de pavimento rígido com reforço diferenciado de fibras de aço.
(2017) Maciel, Priscila de Souza; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Gouveia, Antônio Maria Claret de; Martins, Cláudio José
Atualmente, os concretos reforçados com fibras curtas de aço são amplamente utilizados no Brasil e no mundo, em especial nas obras de pavimentos e túneis. O uso das fibras de aço em pavimentos de concreto se dá pela necessidade de melhoria da eficiência do concreto em função da sua reduzida capacidade de resistência à tração, consequência da dificuldade em interromper a propagação de fissuras. A fibra atua como ponte de transferência de tensão nos pontos de fissura do pavimento, restringindo a propagação da mesma devido à redução do efeito de concentração de tensões. Neste estudo adotou-se uma faixa com maior volume de fibras na área ínfera da estrutura. Os corpos de prova foram moldados em três modelos: (i) sem fibras, (ii) com fibras distribuídas uniformemente e (iii) com fibras concentradas na área inferior, utilizando concreto com aproximadamente 30MPa de resistência à compressão. Os agregados foram caracterizados quanto à granulometria e massa específica, e as fibras quanto à geometria, resistência à tração e microestrutura. Realizou-se a moldagem de oito corpos de prova cilíndricos (100x200mm) e dois prismáticos (150x150x500mm) para cada modelo. Os compósitos produzidos foram avaliados quanto à resistência à compressão, ao módulo de elasticidade, resistência à tração na flexão, à tenacidade e à absorção de água. A análise da infraestrutura se deu pelo coeficiente de recalque em função da resistência à tração na flexão. Os resultados demonstraram que a configuração de fibras concentradas na parte inferior das peças contribui para o desempenho do concreto.
Caracterização da escória de ferro silício-manganês para a aplicação como agregado em pavimentação ferroviária.
(2013) Oliveira, Ralph Werner Heringer; Fernandes, Gilberto; Fernandes, Gilberto; Gomes, Romero César; Palmeira, Ennio Marques
A dissertação trata de um trabalho experimental que foi conduzido em duas etapas paralelas, sendo uma de campo e uma de laboratório. No presente trabalho objetivou-se estudar a escória de ferro silício-manganês de forma simples. Em campo foi montado um simulador de resistividade elétrica para lastro ferroviário, onde foi feito a avaliação da resistividade da escória em todas as condições climáticas, alcançando uma resistividade acima da mínima especificada pela AREMA. Em laboratório foram realizados ensaios de caracterização física, mecânica, química, mineralógica, ambiental e elétrica. Sendo que a caracterização física foi dividida em duas etapas. Na primeira fase foram realizados os ensaios prescritos pela norma NBR 5564 (2011). Na segunda fase foram executados ensaios complementares com a finalidade de obter fundamentos técnicos e científicos para provar que o limite máximo de absorção e porosidade estabelecido pela norma, em se tratando da escória de ferro silício-manganês, pode ser maior. Por este motivo foi identificado à morfologia, organização, distribuição dos poros da escória obtendo assim um conhecimento maior do material para correlacionar a sua resistência com a porosidade e absorção. Para a realização desta nova campanha de ensaios foram selecionadas aleatoriamente amostras da escória de ferro silíciomanganês, que foram submetidas a uma análise microscópica dos poros e aos ensaios massa específica aparente, porosidade aparente, absorção de água, carga pontual, com os valores de todos os ensaios realizados com a mesma amostra foi gerado uma análise computacional e modelagem matemática de regressão polinomial e exponencial, que demostrou que os valores dos ensaios de absorção de água e porosidade podem ser maiores que o limite máximo preconizados pela norma. Comprovando que os valores da norma NBR 5564 (2011), especificado para materiais rochosos não se aplicam à escória de ferro silício-manganês. A escória de ferro silício-manganês apresentou valores superiores aos limites mínimos prescritos pelas normas técnicas nacionais e internacionais, demostrando que a mesma é um ótimo substituto dos materiais rochosos utilizados para lastro ferroviário.
Estudo do agregado reciclado de construção civil em misturas betuminosas para vias urbanas.
(2009) Silva, Cesar Augusto Rodrigues da; Padula, Flávio Renato de Góes
Estudos de dimensionamento estrutural de estradas de mina a céu aberto.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Sousa, Lilian Masetti Lobo Soares de; Lima, Hernani Mota de; Oliveira Filho, Waldyr Lopes de
Neste trabalho é realizado um estudo do dimensionamento estrutural de pavimentos aplicado a estradas de mina, com foco no cenário atual de estradas em complexos minerários de ferro nas regiões Sudeste e Norte do Brasil. O dimensionamento de camadas de uma estrada mineira é feito pela aplicação dos métodos Índice de Suporte Califórnia (CBR) e do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), atual Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). A pesquisa é concluída com vários estudos de caso em que se buscam opções de dimensionamento mais adequado a partir do método do DNER. Para tanto, são estudados os efeitos da alteração de espessuras de camadas e módulos de materiais, tendo como ferramentas de apoio o programa ELSYM5 e a análise de dimensionamento estrutural mecanístico-empírica. Um diagnóstico preliminar das estradas foi fundamental para a aplicação de técnicas e conceitos da engenharia de pavimentos que, quando analisados em um sistema integrado de diversos componentes de estradas de mina (requisitos geométricos, estruturais, funcionais e de drenagem), ocorrem em diferentes estágios de desenvolvimento. Nesse contexto, ficou evidente a necessidade de maior aprofundamento do estudo e de desenvolvimento e emprego de procedimentos voltados ao dimensionamento de pavimentos. Os resultados dos dimensionamentos propostos indicam que a espessura total do pavimento calculada pelos dois métodos é basicamente a mesma. A espessura da camada de base obtida pelo método do DNER é superior àquela resultante do método CBR, enquanto o oposto ocorre com a sub-base. Ambos os dimensionamentos mostram, através da aplicação do software ELSYM5, que não são os mais apropriados, visto que a deformação de algumas camadas, principalmente no caso CBR, está acima do limite aceitável de 2000 με. Através da variação da espessura das camadas obtém-se um dimensionamento adequado, que tanto respeita o limite de deformação, como resulta na redução da espessura da camada total do pavimento. Além disso, estuda-se o efeito do uso de outros materiais ou técnicas construtivas através da variação do módulo de elasticidade. Uma extensão desse estudo referiu-se à avaliação das condições do subleito. Os resultados indicam um significativo impacto nas deformações das camadas, o que demonstra a importância da realização de ensaios de caracterização física dos materiais de construção e in situ.
Avaliação do desempenho de pavimentos restaurados por meio de técnicas de reciclagem de materiais de pavimentação.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Souza, Firmino Sávio Vasconcellos de; Ceratti, Jorge Augusto Pereira
As indicações do Tratado de Kyoto, com o intuito de promover a sustentabilidade do planeta, evidenciaram a necessidade imediata de adotar medidas preventivas ou mitigatórias dos impactos ambientais causados pelas atividades produtivas, apontando a conveniência de atividades como a restauração de pavimentos por reciclagem, dado ao grande volume de materiais envolvidos e pela comprovação irrefutável de ser técnica e economicamente eficaz. O principal objetivo desta dissertação é demonstrara eficácia da técnica de reciclagem dos materiais de pavimentação e de outras técnicas correlatas, principalmente quando aplicadas no momento adequado, apontado pela corrreta avaliação de seu desempenho. Este trabalho apresenta um Estudo de Caso que compara o desempenho de extensões de pavimentos restaurados por diferentes técnicas, na rodovia SP-351, ao longo de dez anos, elegendo como indicadores de desempenho dos pavimentos restaurados as deflexões máximas reversíveis e a irregularidade do perfil longitudinal dos pavimentos, ou seja: de formabilidade elástica e de formabilidade plástica, respectivamente, que confirma a hipótese de que a restauração dos pavimentos por reciclagem propiciou melhor desempenho que as demais medidas de restauração consideradas. O anexo I apresenta umrelato completo de uma obra de restauração por reciclagem de um trecho da rodovia SP-351, incluído no Estudo de Caso aqui apresentado, descrevendo, passo a passo, a execução de uma obra realizada com sucesso quanto aos seus aspectos técnicos tais como materiais, equipamentos, logística e controles tecnológicos. O levantamento bibliográfico foi feito sobre o desempenho de pavimentos, sobre reciclagem de materiais de pavimentação e sobre gestão da manutenção de pavimentos. Ao final, evidencia-se a necessidade de dar sequência a estudos sobre o assunto, sugerindo-se possíveis temas para pesquisa futura.
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).
Análise da deformabilidade de um solo tropical do oeste do Maranhão como material de sublastro na estrada de ferro Carajás.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Delgado, Bruno Guimarães; Guimarães, Antônio Carlos Rodrigues
O projeto da superestrutura de uma ferrovia, ou pavimento ferroviário, tem sido feito, correntemente, a partir da seleção de materiais para camada de sublastro escolhidos a partir de critérios de caracterização geotécnica tradicional: valores de granulometria, plasticidade e CBR compõem as principais exigências. No entanto, baseado nos conceitos da Mecânica dos Pavimentos, hoje se reconhece que existem critérios mais adequados para nortear estas escolhas, a partir do entendimento do pavimento como um sistema em camadas sujeito a cargas repetidas. Na presente dissertação pretende-se discutir, a partir de um estudo de caso, aplicado a um trecho de expansão da Estrada de Ferro Carajás (EFC), estes novos critérios de seleção de um solo para uso como camada de sublastro. Foi selecionada uma jazida de solo fino da região oeste do estado do Maranhão estudada com o objetivo de testar suas características sob a ótica da deformabilidade, elástica e plástica. São apresentados resultados de caracterização geotécnica, classificação MCT e avaliação do comportamento mecânico do solo desta uma jazida considerada representativa dessa região de expansão da EFC. Este solo é essencialmente argiloso, com elevado índice de plasticidade, e seria descartado para o fim proposto considerando-se as normas convencionais de seleção de sublastro, em geral importadas de países de clima temperado. No entanto, em função de sua natureza de solo tropical, avaliou-se seu comportamento tensão-deformação, determinado por ensaios triaxiais de cargas repetidas para a determinação do módulo de resiliência e da deformação permanente, com variados estados de tensões, confinante e desvio. Também foi testada a hipótese da ocorrência de shakedown (ou acomodamento das deformações plásticas com o acúmulo de ciclos de carga), neste solo estudado, que foi confirmada. Os resultados obtidos indicam elevados valores de módulo de resiliência e baixos valores de deformação permanente total, considerando nos ensaios cíclicos tensões compatíveis às esperadas no campo para a camada de sublastro do pavimento ferroviário. Portanto, indica tratar-se de um material, que apesar de não atender aos critérios tradicionais, apresenta características adequadas para utilização na situação real de campo da Estrada de Ferro Carajás.

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