Instituição:
Universidade de Brasília
Nível: Mestrado
Autor: Elder Antônio Beirigo
Orientadores: Ennio Marques Palmeira/Maria das Graças
Gardoni
Data da Defesa: 28/10/05
O comportamento geotécnico geral de barragens de rejeito é
dependente do desempenho dos respectivos dispositivos de filtração
e drenagem. Neste sentido, este trabalho objetivou o estudo do comportamento
de geotêxteis quando empregados nestes dispositivos. Para tanto
foram realizadas investigações de campo e laboratório
acerca das principais variáveis envolvidas no processo de filtração.
Estas investigações permitiram a caracterização
do processo de filtração ocorrente e a identificação
de agentes intervenientes. As investigações de campo foram
realizadas em barragens de contenção de rejeitos, alteadas
com os próprios materiais a serem contidos, de uma mineradora
de minério de ferro e outra de rocha fosfática. Nestas
investigações a condição de fluxo ocorrente
foi qualificada como a principal força perturbadora. A geometria
geral das estruturas de contenção de rejeitos, assim como
a caracterização de campo dos materiais envolvidos foi
analisada. Foi exumada uma amostra de geotêxtil empregada na mineração
de minério de ferro, tendo sido caracterizada a interação
dos rejeitos com malha têxtil por meio de estudos do grau de impregnação
e granulometria das partículas retidas, além de microscopia
ótica e eletrônica de varredura. Foram coletadas 20 amostras
de rejeito em barragens das mineradoras que colaboraram com a pesquisa.
Foi feita análise do potencial a instabilidade interna destas
amostras. Com base neste estudo foram selecionadas amostras representativas
de cada um dos rejeitos para serem estudados nos ensaios de filtração
em laboratório. Também foi verificado o potencial à
dispersibilidade das amostras coletadas no campo. As amostras selecionadas
foram, então, submetidas a uma maior caracterização
em laboratório, tendo sido realizados estudos da sua plasticidade,
forma dos grãos, mineralogia e físico-química.
Os resultados destes estudos também foram utilizados para avaliar
o efeito da variabilidade mineralógica na determinação
da granulometria dos rejeitos em laboratório. Foram empregados
geotêxteis com gramatura variando de 200 a 600 g/m², submetidos
a ensaios de filtração sob tensão, do tipo razão
entre gradientes (GR), sob gradientes hidráulicos constante e
variável. Pôde ser verificado que eventuais variações
ocorridas no procedimento de montagem do ensaio não influenciaram
tanto o comportamento dos materiais estudados. Observou-se que os incrementos
de tensões aplicado aos corpos de prova tenderam a reduzir eventuais
heterogeneidades observadas no início dos ensaios, sendo o estágio
de 200 kPa aquele que limita as principais variações provocadas.
Os rejeitos se comportaram de forma estável em todos os ensaios,
tendo sido observados apenas fenômenos localizados de migração
de partículas nas regiões mais próximas dos geotêxteis.
A granulometria das partículas passantes através dos geotêxteis
ao longo ensaio permitiu constatar que apenas a fração
fina sofre maior efeito da variação do gradiente hidráulico,
enquanto os incrementos de tensão provocaram a perda de partículas
mais graúdas. A avaliação microscópica dos
geotêxteis após os ensaios permitiu a verificação
de grãos maiores que os seus poros no seu interior, o que foi
comprovado por meio dos estudos da granulometria destes materiais. No
geral, os sistemas de rejeito-geotêxtil ensaiados se comportaram
de forma estável, inclusive em contraposição a
alguns resultados de avaliações por critérios de
projeto disponíveis na literatura. Neste sentido, o GRASTM foi
bastante eficiente na medida em que se manteve quase sempre próximo
da unidade, que carateriza a condição de estabilidade.
Porém, as outras propostas, GRMod e GR3mm, mostraram-se também
importantes na avaliação do efeito que o geotêxtil
tem nas regiões mais próximas a ele. Cabe ressaltar a
constatação da importância da complementação
dos resultados obtidos nos ensaios de filtração realizados
por meio dos estudos de granulometria das partículas passantes
pelo geotêxtil, além de investigação visual
das condições destes ao final dos ensaios por meio de
microscopia eletrônica de varredura.