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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-26032024-091557
Document
Author
Full name
Ana Luiza Mendes Halabi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Pileggi, Rafael Giuliano (President)
Leal Filho, Laurindo de Salles
Tibana, Sérgio
Title in Portuguese
Caracterização reológica de suspensões concentradas em momentos reológicos representativos do escoamento pós rupturas de barragens de rejeitos.
Keywords in Portuguese
Fluidos não newtonianos
Mapa de inundação
Rejeitos de mineração
Reologia de rejeitos
Abstract in Portuguese
O desenvolvimento de uma engenharia baseada riscos requer o entendimento da segurança e das possíveis consequências em casos de falhas de estruturas de grande porte, entre elas, as barragens de rejeitos de mineração. Assim, é necessária a previsão de mapas de inundação, que preveem as prováveis consequências em casos de colapso. As rupturas de barragens de rejeitos originam um movimento de corrida de massa a altas velocidades, que pode ser descrito como um fluxo do material liquefeito. Uma possibilidade para a explicação deste comportamento é a utilização de modelos reológicos e a utilização de ensaios de reometria rotacional para definir parâmetros que permitam simular seu comportamento pós ruptura. Pouco ainda é definido acerca dos métodos de ensaio para a determinação desses parâmetros reológicos para simulação. As diferentes geometrias, tipo de ensaio e escala devem ser consideradas na realização de ensaios para a simulação do fluxo de rejeitos. Porém, pouco se sabe da diferença da aplicabilidade desses métodos para materiais de diferentes comportamentos reológicos. Este trabalho, então, aplica diferentes métodos de reometria para avaliação de parâmetros reológicos e do comportamento de materiais em escoamento. Assim, pretende-se explorar técnicas de reometria rotacional propostas para descrever os momentos reológicos que se desenvolvem durante o escoamento de rejeitos a alta velocidade. Para isso foram utilizados quatro materiais com comportamentos reológicos diferentes bentonita, caulim e dois rejeitos de minério de ferro, que foram estudados em ensaios de reometria rotacional com geometria placa-placa. Os resultados demonstram a grande variabilidade do comportamento reológico dos diferentes materiais, em relação aos diferentes tipos de ensaio.
Title in English
Rheological characterization of concentrated suspensions in rheological states represantative of flow after tailings dams collapse.
Keywords in English
dDam break
Non-newtonian fluids
Tailings
Tailings rheology
Abstract in English
The development of risk-based engineering requires an understanding of safety and the possible consequences in cases of failure of large structures, including mining tailings dams. Therefore, it is necessary to forecast potential flood maps, which predict the likely consequences in cases of collapse. Tailings dam failures give rise to a mass rushing movement at high speeds, which can be described as a flow of liquefied material. One possibility to explain this behavior is the use of rheological models and the use of rotational rheometry tests to define parameters that allow simulating its post-rupture behavior. Little is still defined about the test methods for determining these rheological parameters for simulation. The different geometries, type of test and scale must be considered when carrying out tests to simulate the waste flow. However, little is known about the applicability of these methods to materials with different rheological behaviors. This work, then, applies different rheometry methods to evaluate rheological parameters and the behavior of materials in flow. Thus, the aim is to study the rheological moments that develop during high-speed waste flow, in materials from different rheological families. For this, four materials were defined bentonite, kaolin and two iron ore tailings, which were studied in rotational rheometry tests with plate-plate geometry. The results demonstrate the great variability of the rheological behavior of the different materials, in relation to the different types of tests.
 
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Publishing Date
2024-03-28
 
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