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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-22122022-101837
Documento
Autor
Nombre completo
Rafaela Gonçalves Pires Morgado
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2022
Director
Tribunal
Giacheti, Heraldo Luiz (Presidente)
Elis, Vagner Roberto
Rocha, Luciano
Título en portugués
Estudo das causas de rupturas de barragens de rejeito de mineração no Brasil e proposta para avaliação da operação
Palabras clave en portugués
Barragens de rejeitos
Controle de operação
Métodos construtivos
Mineração
Monitoramento
Ruptura
Resumen en portugués
A indústria de extração mineral é essencial às atividades humanas. Os produtos extraídos do subsolo são transformados em máquinas, equipamentos, ferramentas, e diversos outros, constituindo parte da rotina diária das pessoas. Para que ocorra essa transformação é necessário o emprego de diferentes formas de extração e tratamento do minério, que além dos produtos, também geram uma quantidade considerável de rejeito, ou seja, os resíduos minerais sem valor econômico, os quais são armazenados por meio das barragens de rejeito. Principalmente nas décadas passadas, tais barragem eram largamente utilizadas pelo baixo custo inicial e a falta de tecnologia disponível. Quando estas estruturas não são projetadas, construídas, operadas e gerenciadas corretamente e com segurança, elas podem romper, causando desastres ambientais, sociais e econômicos, como aconteceu recentemente no Brasil. Neste trabalho apresenta-se um histórico de rompimento de barragens de mineração no Brasil, a partir dos dados disponíveis em artigos, reportagens, relatórios técnicos e acadêmicos, e aqueles disponíveis na Agência Nacional de Mineração. O objetivo desse estudo foi identificar as principais causas que levaram a ruptura dessas barragens, bem como compreender e apresentar os principais motivos. Constatou-se que as barragens antes de romper apresentaram várias anomalias que podem ser identificadas durante um acompanhamento contínuo da operação. Se este processo for sistematizado pode-se ter maior garantir da estabilidade e da segurança dessa estrutura. Assim, este trabalho também apresenta uma proposta para avaliar continuamente a operação, tendo como instrumento uma ficha de operação da barragem. Nela constam as recomendações operacionais elaboradas a luz dos conhecimentos geotécnicos, bem como um modelo de ficha de operação simplificada, a fim de agilizar a avaliação e a tomada de decisão durante a atividade in loco, por meio de um critério de pontuação simples para verificar se é necessário a intervenção de especialista. Esta proposta foi aplicada a dois casos de ruptura de barragens conhecidos e disponíveis na literatura, a fim de avaliá-la. Os resultados para uma das barragens, construída pelo método de jusante, confirmam a importância da operação na estabilidade da estrutura e a necessidade de apoio técnico especializado para a operação durante toda a vida útil da barragem. Resultado semelhante também foi encontrado quando se avaliou uma barragem construída pelo método de montante, e que recentemente teve uma ruptura catastrófica. Assim, a proposta apresentada é um instrumento importante para tomada de decisão no gerenciamento do empreendimento, pois conseguiu identificar problemas de operação, projeto e gestão, para as duas barragens construídas por métodos distintos. Conclui-se que os problemas identificados por meio do emprego desta proposta poderiam ser reduzidos ou mesmo evitados se ela fosse devidamente empregada durante sua operação. Além disso, destaca-se a importância do gerenciamento destes empreendimentos, segundo as boas práticas de projeto e operação, com destaque para o monitoramento contínuo e a integração de todas as equipes envolvidas.
Título en inglés
Study of the causes of failure of mining tailing dams in Brazil and proposal for the operation assessment
Palabras clave en inglés
Construction methods
Failure
Mining
Monitoring
Operation Control
Tailings dams
Resumen en inglés
The mining industry is crucial for human development. The mined resources from subsoil are used to manufacture machines, equipment, tools, and various products, constituting as part of the daily peoples lives. For this transformation to occur, it is necessary the employment of various mining and ore treatment methods that in addition to producing the final products, it also generates a considerable amount of tailings, that is, subeconomic residues that will be stored through tailings dams. Historically, tailings dams have been widely used due to low initial costs and lack of available technology. When these infrastructures are not properly designed, built, operated, and managed on a safely manner, they can fail, causing sever environmental-social-economic disasters, as has recently occurred in Brazil. This study presents the history of Brazil's dam failures based on papers, publications, newsletters, technical reports, and documents available at the Mining National Agency (ANM). The objective of this study is to identify the main causes that led to the dam failures, as well as to diagnose and explore the main reasons. It was found that prior to a dam failure, several issues that can be identified during the monitoring processes. When systematic monitoring procedures are in place, the risk for failures are greatly diminished, thus ensuring the dam's stability and safety. Therefore, this study also presents a proposal for continuously monitoring the operations by carrying out standard operating procedures. They contain operational recommendations based on rock mechanics best practices, as well as a simplified operation model form, in order to speed up the evaluation and decision-making process during the on-site activity, through a simple scoring system to determine on whether or not a specialist intervention is required.This proposal was applied to two dam known historical failures in order to validate this methodology. The results for one of the dams, built by the downstream method, confirm the importance of monitoring procedures for dam stability and the need for specialized technical support for the operations during the entire useful dam's life. A similar result was obtained when evaluating a dam built by the upstream method which recently had a catastrophic failure. Thus, this study proposes the implementation of decision-making instruments for the operations management, as they were able to identify issues on the design, operations and management of both case studies built by different methods. The conclusion is that the issues identified through the use of this proposal could have reduced or outright avoided the failures if it was properly implemented in the operations. Furthermore, the importance of managing these projects is highlighted by applying best practices on designing and operations, with emphasis on continuous monitoring and integration of all teams involved.
 
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Fecha de Publicación
2022-12-22
 
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