Instituição:
Universidade de Brasília
Nível: Doutorado
Autor: Gilberto Fernandes
Orientadores: Ennio Marques Palmeira/Romero César Gomes
Data da Defesa: 29/06/05
Esta tese tem como objetivo estudar o comportamento geotécnico
de solos finos, resíduos sólidos de mineração
e de siderurgia de ferro da área da mina de Gongo Soco, no município
de Barão de Cocais, Quadrilátero Ferrífero do estado
de Minas Gerais, associados a geossintéticos. Para concretizar
os objetivos propostos, foi elaborado e desenvolvido um vasto programa
de pesquisas que compreendeu três partes principais. A primeira
consistiu no estudo da caracterização geotécnica
dos solos finos locais, resíduos sólidos de mineração
e siderurgia associados a geossintéticos por meio de três
etapas de ensaios de laboratório. A segunda parte compreendeu
o planejamento, construção, instrumentação
e monitoramento de sete seções experimentais em condições
de tráfego real da estrada de ferro Vitória Minas. A terceira
e última parte constou de um amplo programa experimental de ensaios
de campo para compreender o comportamento estrutural das misturas dos
resíduos sólidos de minério de ferro. O estudo
da caracterização geotécnica dos solos finos locais,
resíduos de mineração e siderurgia de ferro, associados
a geossintéticos, consistiu em três campanhas consecutivas
de ensaios. Foram realizados ensaios de índices físicos,
granulometria, compactação, índice de suporte Califórnia,
expansão, permeabilidade, curva característica, cisalhamento
direto, módulo de resiliência, raios-x, microscopia eletrônica
de varredura, análise química, adsorção
de nitrogênio, carga pontual, abrasão Los Angeles, MCT
(Miniatura, Compactação, Tropical) e compressão
uniaxial. Os resultados destes ensaios mostraram a viabilidade técnica
do uso dos resíduos sólidos em misturas com solos finos
locais convenientemente estudadas para camadas nobres dos pavimentos
ferroviários. De forma geral, as misturas de até cinqüenta
por cento de resíduos de minério de ferro com solos finos
locais produziram aumento de índice de suporte Califórnia
e de resiliência. Estes resultados foram fortemente influenciados
por vários fatores, tais como: granulometria, tipo de densificação,
processo de estabilização e matrizes dos esqueletos sólidos,
tanto dos solos finos locais como dos resíduos de minério
de ferro. As características ambientais foram avaliadas por meio
de ensaios de massa bruta, lixiviação e solubilização
e o resíduo classificado como classe II. No planejamento, construção
e instrumentação das seções experimentais
foram concebidos arranjos específicos para contemplar o material
normalmente utilizado e os novos materiais propostos. Salientam-se os
cuidados construtivos que foram adotados na construção
dos pavimentos ferroviários com misturas de resíduos de
minério de ferro. Nas seções foram utilizados sensores
de deformação, temperatura e umidade. A instrumentação
adotada mostrou-se eficiente. No programa experimental de ensaios de
campo foram realizados ensaios de frasco de areia, determinação
de deflexões com a viga Benkelman, módulos dinâmicos,
controle topográficos e determinação das deformações
dinâmicas e residuais acumuladas. Os resultados obtidos destes
ensaios mostraram a eficiência do pavimento ferroviário
construído com as misturas de minério de ferro associados
a geossintéticos. Com base nos resultados obtidos neste estudo
conclui-se pela viabilidade do emprego dos materiais estudados em pavimentos
ferroviários, com qualidade técnica compatível
com a de materiais normalmente utilizados e significativa economia na
distância média de transporte, por se tratarem de materiais
encontrados na faixa da ferrovia ou dentro da área de influência
dos empreendimentos mineradores e siderúrgicos.