Por mais que exista considerável avanço na sofisticação de modelos e ferramentas que visam representar o comportamento dos solos, até mesmo para englobar a variabilidade desses materiais, dificilmente é possível prever e modelar todas as variáveis envolvidas nos projetos de geotecnia. Por isso, deve-se sempre considerar a instrumentação e o monitoramento para garantir a segurança em seu projeto.
Nenhuma obra geotécnica, se bem projetada, falha do dia para a noite, sem dar sinais de falha. Desta forma, um bom projeto geotécnico deve incluir, como parte fundamental de sua execução, um plano de monitoramento geotécnico. Somente com dados verificados em campo é possível confirmar a acurácia dos modelos desenvolvidos e, ao mesmo tempo, obter informações sobre a segurança da estrutura.
Sobre as pilhas de mineração, o monitoramento destas estruturas, por mais recente que tenha sido iniciado, é extremamente relevante para responder diversos questionamentos que temos ao projetar tais estruturas. A seguir serão apresentados aspectos relevantes para o monitoramento de pilhas de estéril e rejeito.
Aspectos Relevantes dos Projetos de Pilhas de Estéril e Rejeito
Conforme descrito por Hawley e Cunning (2017), as pilhas de mineração podem ser classificadas inicialmente pela perenidade do depósito, podendo ser permanentes ou temporárias. Por razões óbvias, planos de instrumentação e monitoramento são normalmente mais aplicáveis aos depósitos permanentes, considerando o risco envolvido e o comportamento ao longo da vida útil da estrutura.
Não se deve, no entanto, desconsiderar a possibilidade de se instrumentar pilhas temporárias. Informações relativas à deformação dos depósitos são relativamente fáceis de serem obtidas e podem fornecer dados relevantes.
Quanto aos depósitos atualmente projetados, as pilhas podem ser divididas em Pilhas de Estéril (PDE), Pilhas de Rejeito (PDR) e Pilhas de Disposição de Estéril e Rejeito (PDER). Para fins de denominação, no Brasil, dá-se o nome de estéril a todo material sem valor comercial, com granulometria variando desde blocos métricos a solos finos de composição de siltosa.
Ainda, pilhas de estéril podem conter solos de origem natural (overburden soil) de acordo com o estágio de operação da mina. Quanto ao material excedente do processo de beneficiamento mineral, dá-se o nome de rejeito e sua composição é, usualmente, silto-arenosa.
Considerando a diferente composição descrita acima, deve-se esperar, portanto, um comportamento geotécnico distinto entre rejeito e estéril. Adiciona-se a esta constatação o fato de que estéril e rejeito são dispostos de maneira diferente. Desta forma, tais aspectos se tornam informações fundamentais para os planos de monitoramento a serem elaborados para as pilhas de estéril e rejeito. Isso pode ser visto tanto durante o planejamento para instalação, como na tomada de decisão dos fatores que controlam o comportamento e que devem, portanto, ser monitorados.
Estéreis são tradicionalmente dispostos de maneira randômica, isto é, sem separação de materiais distintos e sem um controle formal de compactação. Considera-se, no entanto, que houve avanços nos últimos anos, pois buscou-se limitar a altura das camadas de disposição, sem lançamento de forma descontrolada.
Já o rejeito, considerando sua elevada susceptibilidade à liquefação, se disposto sem controle, exige certo grau de compactação. Resultados recentes de diversos estudos demonstram a necessidade do controle de compactação para disposição de rejeitos para que se evite a susceptibilidade a comportamento contrátil.
Outro aspecto relevante a projetos de pilhas de rejeito é a definição das características de compactação dos materiais que, conforme já descrito, podem causar variação da composição granulométrica e apresentar diferentes características durante a compactação em campo.
Dessa forma, faz-se necessária a construção de aterros teste, para que se validem premissas adotadas em projeto sobre a espessura e a energia de compactação a serem aplicadas, por exemplo. Tais estruturas também podem e, dependendo do caso, devem ser instrumentadas para uma maior qualidade da análise do comportamento no momento da compactação.
Dessa maneira, em relação ao processo construtivo, de forma simplificada, pode-se elencar pontos críticos a serem levados em conta durante a fase de projeto, para, mais tarde, serem contemplados durante a fase de elaboração do plano de monitoramento. São eles:
Fundação
- Nível Piezométrico
- Compressibilidade dos Materiais
Alteamento
- Deslocamento da face e dos taludes
- Formação de bolsões
- Surgências nas faces
- Níveis de tensão
Drenagem Interna e Superficial
- Vazões superiores às de projeto
- Qualidade da água
Tais itens devem ser analisados durante as apurações a serem realizadas a partir dos métodos adequados. Você pode conhecer mais sobre esses métodos nos treinamentos de Instrumentação e Monitoramento da Segurança de Pilhas ou Interpretação de Dados e Monitoramento de Estruturas Geotécnicas.
Sobre o autor
Prof. M.Sc. Luciano Souza Junior
Mestre em Geotecnia (COPPE/UFRJ – 2021), Engenheiro Civil (UFJF – 2017)
Engenheiro Geotécnico com experiência em Projetos de Barragens e Pilhas, Auditorias, Interpretação de Ensaios de Campo e de Laboratório e Instrumentação. Desenvolveu pesquisa na Université Gustave Eiffel (França) e na Universidade do Colorado (EUA) na área de Engenharia Geotécnica Sísmica. Recipiente da bolsa internacional do Curso Internacional em Instrumentação Geotécnica (Itália) promovido pela NHAZCA e pelo Prof. Dunniclif.
Referências
Guidelines for Mine Waste Dump and Stockpile Design – Hawley e Cunning (2017)