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5.1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS

As atividades de mineração possuem significativa importância para a economia de Minas Gerais e do Brasil e, atualmente, tem-se observado uma crescente demanda de produção mineral para o abastecimento do mercado nacional e internacional, o que por sua vez eleva também a geração de rejeitos e estéreis. Esse fato aumenta a necessidade de tecnologias e informações do comportamento desses materiais para que seja possível obter propostas de retenção mais seguras.

Por outro lado, conjuntamente com o crescimento da produção mineral, tem-se observado o aumento da insegurança e grandes problemas com operações de descarte dos rejeitos, haja vista as últimas rupturas com essas estruturas que causaram impactos ambientais de grandes proporções e perda de centenas de vidas. A utilização de sistemas alternativos para a disposição desse subproduto da mineração pode muitas vezes inviabilizar a continuação de pequenas e médias produções de minério de ferro, devido ao custo com as operações de descarte. No contexto apresentado, torna-se essencial investigar formas mais seguras e tecnicamente viáveis de disposição dos rejeitos que obviamente demandam maior conhecimento tecnológico destes materiais.

5.2 - PRINCIPAIS CONCLUSÕES

Em ensaios triaxiais tem-se uma grande dificuldade na moldagem dos corpos de provas em condições fofas, de forma a impedir que, durante o processo de percolação, ocorram instabilidades e rupturas hidráulicas. Porém, com os resultados dos ensaios triaxiais foi possível avaliar diversos fatores, entre eles o fenômeno de liquefação, aplicando variadas metodologias, utilizando resistência não drenada de pico e residuais, ou seja, estado permanente. Com esse estudo, foi possível perceber que algumas variáveis condicionam o fenômeno de liquefação. Avaliou-se o potencial de liquefação utilizando-se diversas metodologias disponíveis na literatura.

89 5.2.1 - Compacidade Relativa

A Mecânica dos Solos aplicada aos materiais arenosos e a diferentes pesquisas estabeleceu características sobre o comportamento dos rejeitos durante o processo de cisalhamento, de acordo com as quais, materiais compactos foram menos suscetíveis ao fenômeno de liquefação.

Os resultados desse trabalho comprovaram essa teoria, visto que, mantendo-se condições granulométricas e grau de saturação semelhantes em uma amostra, quando ela foi saturada e levada ao cisalhamento houve uma tendência de apresentação de comportamentos completamente distintos para diferentes compacidades. A característica de comportamento contráctil se fez presente apenas em amostras que se encontravam nas condições fofas, induzindo assim a perda de resistência em solicitação não drenada, levando a maior possibilidade de liquefazerem-se.

5.2.2 - Índices de vazios limites

A redução do teor de minério de ferro nas amostras com granulometrias semelhantes apresentou dois comportamentos importantes a serem considerados. O primeiro foi associado ao aumento dos índices de vazios e o segundo ao valor do índice de vazios mínimo que reduziu-se com a redução do teor de ferro. Com essas duas modificações nos limites de índices de vazios, teve-se uma maior faixa da condição do material conforme a CR<35, na qual o material foi considerado no estado fofo. A liquefação foi considerada como característica de materiais nas condições fofas.

Os sistemas de disposição de rejeitos em mineração, em sua maioria, descartam o material na forma de polpas de rejeitos, o qual foi compactado apenas com seu peso próprio. Esse processo condicionou os rejeitos a permanecerem em estado fofo, ficando em condições mais susceptíveis a entrar em liquefação quando se aumentava a altura do barramento.

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5.2.3 - Índice de Fragilidade (IBu)

O IBu é uma análise simples e prática que tem a finalidade de direcionamento de metodologias de maior detalhe quanto ao fenômeno de liquefação e que utiliza a resistência não drenada. Conforme estabelecido por Pereira (2005), a utilização de algumas variáveis em ensaios triaxiais é possível para nortear sobre o comportamento dos rejeitos quando se analisa o fenômeno de liquefação.

Quando se avaliou a relação do teor de ferro com o IBu, verificou-se uma linearidade entre as duas variáveis, pois a redução do teor de ferro elevou o IBumédio para valores próximos da unidade, indicando maior suscetibilidade ao fenômeno de liquefação. Ao se analisar o valor de IBu, nas condições de alto confinamento, 800 kPa, o comportamento apresentou-se linear, como dependente do teor de ferro com o aumento do IBu, no qual era previsto para a amostra AM-04 atingir um valor mais elevado.

5.2.4 - Metodologia de Poulos et al. (1985)

Essa metodologia utiliza parâmetros de resistência do estado permanente para formulação do fator de segurança para liquefação e tende a apresentar valores menores, quando comparada às metodologias com formulações dependentes das resistências de pico. Sendo assim, tem característica de ser mais conservadora do que as demais metodologias. Conforme estabelecido por Olson (2001), a análise de estabilidade para liquefação deverá ser realizada em condições pós-liquefação, na qual os locais que apresentam Fatores de Segurança, nessas condições superiores, a 1,1 (FS>=1,1), não provocarão colapso da estrutura.

A metodologia apresentou-se coerente devido ao material analisado ter característica contráctil quando submetido ao cisalhamento. A utilização dessa metodologia mostrou que a redução do teor de ferro induz a diminuição do fator de segurança contra a liquefação, indicando assim que o teor de ferro para o rejeito analisado, teria uma relação direta com o potencial de liquefação.

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5.3 - SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

De forma a complementar os estudos da linha de pesquisa desse trabalho que buscou entender as variáveis que poderiam influenciar a suscetibilidade do fenômeno de liquefação, recomendam-se algumas sugestões de pesquisas futuras:

 Avaliação da variação do teor de minério de ferro em maior escala para verificação do comportamento dos rejeitos quanto à liquefação;

 Realização de ensaios triaxiais em diferentes compacidades relativas, visando à obtenção do índice limite de compacidade dos rejeitos de minério de ferro, no qual os rejeitos mudam suas características de contrácteis para dilatantes;

 Realização de ensaios triaxiais em rejeitos de minério de ferro, mantendo constante o índice de vazios e alterando apenas a umidade de moldagem dos corpos de provas para verificar o limite de saturação em que os rejeitos não entram em liquefação;

 Avaliação da influência do teor de ferro com o fenômeno de liquefação dinâmica em ensaios cíclicos.

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98

APÊNDICE A

99

Figura A.1 – Curva de distribuição granulométrica amostra AM-01.

100

Figura A.3 – Curva de distribuição granulométrica amostra AM-03.

101

Figura A.5 – Curva de distribuição granulométrica amostras AM-01 antes e após o ensaio de índice de vazios mínimo.

Figura A.6 – Curva de distribuição granulométrica amostras AM-02 antes e após o ensaio de índice de vazios mínimo.

102

Figura A.7 – Curva de distribuição granulométrica amostras AM-03 antes e após o ensaio de índice de vazios mínimo.

103

APÊNDICE B

104

Figura B.1 – Curva de compactação Amostra AM-01.

Figura B.2 – Curva de compactação Amostra AM-02.

105

APÊNDICE C

106

(a) (b)

(c) (d)

Figura C.1 – Imagens Microscopia Varredura Eletrônica (MEV) Amostra AM-01: a) Zoom ótico 100 vezes, (b) Zoom ótico 1000 vezes, (c) Zoom ótico 5000 vezes, (d) Zoom

107

(a) (b)

(c) (d)

Figura C.2 – Imagens Microscopia Varredura Eletrônica (MEV) Amostra AM-02, a) Zoom ótico 100 vezes, (b) Zoom ótico 1000 vezes, (c) Zoom ótico 5000 vezes, (d) Zoom

108

(a) (b)

(c) (d)

Figura C.3 – Imagens Microscopia Varredura Eletrônica (MEV) Amostra-AM-3, a) Zoom ótico 100 vezes, (b) Zoom ótico 1000 vezes, (c) Zoom ótico 5000 vezes, (d) Zoom

109

APÊNDICE D

RESULTADOS DOS ENSAIOS TRIAXIAIS NÃO

DRENADOS

110

Figura D.1 – Curva tensão-deformação amostra AM-01 CR=20,0% w=8,7%.

111

Figura D.3 – Trajetórias de tensões efetivas amostra AM-01 CR=20,0% w=8,7%.

112

Figura D.5 – Curva de poropressão-deformação amostra AM-02, CR=20,0% w=9,1%.

113

Figura D.7 – Curva tensão-deformação amostra AM-03 CR=20,0% w=9,5%.

114

Figura D.9 – Trajetórias de tensões efetivas amostra AM-03 CR=20,0% w=9,5%.

115

Figura D.11 – Curva de poropressão-deformação amostra AM-03 CR=37,5 % w=9,5%.

116

Figura D.13 – Curva tensão-deformação amostra AM-01 CR=20,0% w=5,1%.

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