NORMAS BRASILEIRAS REGULAMETADORAS 13028 E 13029

Segundo Abramson et al. (2001), os métodos de análise de estabilidade por equilíbrio- limite diferem de acordo com as simplificações existentes em cada modelo. Estes modelos utilizam o método de lamelas, que trabalham com a discretizarão de áreas do talude, de uma determinada superfície de falha, subdividindo-a. O equilíbrio destas fatias é avaliado de forma individual. Dentre estes modelos, tem-se:

• Método de Fellenius – superfície de ruptura circular, calculado unicamente através de equilíbrio de momentos e não considera forças tangenciais e normais nas fatias;

• Método de Bishop Simplificado – superfície de ruptura circular, considera a resultante das forças entre fatias horizontal e as forças verticais entre lamelas como nulas;

• Método de Janbu Generalizado – superfície de ruptura qualquer e a resultante das forças entre fatias é determinada por uma linha de empuxo assumida;

• Método de Janbu Simplificado – superfície de ruptura qualquer, a resultante das forças entre fatias é horizontal e um fator empírico (𝑓𝑜) é utilizado para considerar as forças verticais interlamelares;

• Método de Spencer – superfície de ruptura qualquer, utiliza o equilíbrio de forças e momentos, e a resultante das forças entre fatias tem inclinação constante através da massa deslizante;

• Método de Morgenstern-Price – superfície de ruptura qualquer, a direção da resultante das forças entre fatias é determinada pelo uso de uma função arbitrada, onde 𝜆 é um fator da função que deve satisfazer o equilíbrio de forças e momentos e as lamelas de espessura finita; e

• Método de Sarma – superfície de ruptura qualquer, utiliza o equilíbrio de forças e momentos, considera a massa deslizante dividida em fatias e que a resistência interna entre lamela é mobilizada.

Para a ABNT NBR 13029 (2017b), Mineração – Elaboração e apresentação de projeto de disposição de estéril em pilha, indica que os projetos de pilhas de estéril devem atender as análises de estabilidade e Fator de Segurança mínimo (FSmín) de acordo com o item 4.5.9 desta mesma norma, conforme descrito abaixo:

“Os seguintes fatores de segurança devem ser considerados:

a) ruptura do talude geral:

– superfície freática normal: fator de segurança mínimo de 1,50;

– superfície freática crítica: fator de segurança mínimo de 1,30;

b) ruptura do talude entre bermas:

– face predominante de solo: fator de segurança mínimo de 1,50;

– face predominante de rocha: fator de segurança mínimo de 1,30.”

Desta forma, para as análises de estabilidade de pilhas de rejeitos filtrados e compactados, empresas de engenharia e consultoria têm utilizado as mesmas condicionantes listadas para pilhas de estéril:

• Ruptura do talude geral:

o Superfície freática normal, com Fator de Segurança mínimo de 1,50; e o Superfície freática crítica, com Fator de Segurança mínimo de 1,30.

• Ruptura de talude entre bermas:

o Superfície freática normal, face predominantemente de solo, com Fator de Segurança, mínimo de 1,50; e

o Superfície freática crítica, face predominantemente de solo, com Fator de Segurança, mínimo de 1,30.

A superfície freática crítica é definida como um aumento no nível de água (NA) na estrutura do empilhamento. A utilização da prática da elevação do NA em pilhas de estéril para representar a situação crítica do empilhamento é muito comum, afinal muitas vezes o estéril apresenta comportamento dilatante trabalhando, desta forma, em condições de resistência drenada.

Já a ABNT NBR 13028 (2017a), Mineração – Elaboração e apresentação de projetos de barragens para disposição de rejeitos, contenção de sedimentos e reservação de água –

Requisitos, determina que os projetos de barragens de mineração devem atender as análises de estabilidade e Fator de Segurança mínimo de acordo com a Tabela 1 desta mesma norma, Tabela 1.

Tabela 1 – Fatores de segurança mínimos para barragens de mineração

Fase Tipo de

ruptura Talude Fator de segurança mínimo Final de Construção ª Maciço e

fundações Montante e jusante 1,3 Operação com rede de fluxo

em condição normal de operação, nível máximo do

reservatório

Maciço e

fundações Jusante 1,5

Operação com rede de fluxo em condição extrema, nível

máximo do reservatório

Maciço e

fundações Jusante 1,3

Operação com rebaixamento rápido do nível d’água do

reservatório

Maciço Montante 1,1

Operação com rede de fluxo

em condição normal Maciço Jusante 1,5

Entre bermas 1,3

Solicitação sísmica, com nível máximo do reservatório

Maciço e

fundações Montante e jusante 1,1 ª Etapas sucessivas de barragens alteadas com rejeitos não podem ser analisadas como

“final de construção”, devendo atender aos fatores de segurança mínimos estabelecidos para as condições de operação.

Fonte: ABNT NBR 13028 (2017a)

Considerando as informações apresentadas na Tabela 1, pode-se observar que algumas análises não são aplicáveis para projetos de pilhas de rejeitos filtrados e compactados, desta forma, torna-se pertinente a utilização somente das avaliações:

• Ruptura do talude geral:

o Solicitação sísmica, com Fator de Segurança mínimo de 1,10.

• Ruptura de talude entre bermas:

o Solicitação sísmica, com Fator de Segurança mínimo de 1,10.

Sendo assim, como boa prática de projetos de pilhas de rejeitos filtrados e compactados, utiliza-se a distribuição de análises de estabilidade com Fatores de Segurança mínimo (FSmín) conforme listado abaixo na Tabela 2.

Tabela 2 – Fatores de Segurança mínimo para projetos de pilhas de rejeitos filtrados e compactados (dry stacking)

Fase Talude Fator de Segurança mínimo

Superfície freática normal Global 1,50

Entre bermas 1,50

Superfície freática crítica Global 1,30

Entre bermas 1,30

Solicitação sísmica (pseudoestática)

Global 1,10

Entre bermas 1,10

Fonte: Autoria própria

3.6. DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DAS ANÁLISES DE ESTABILIDADE

Para a realização das análises de estabilidade, conforme orientado pela ABNT NBR 13028 (2017a), em condições drenadas de carregamento, as avaliações devem ser em termos de tensões efetivas, com a utilização de parâmetros efetivos de resistência ao cisalhamento.

Já para as condições de carregamento não drenado, em que se observa a geração de excesso de poropressão positiva, a própria ABNT NBR 13028 (2017a) também orienta a utilização dos parâmetros de resistência ao cisalhamento não drenada.

As condições apresentadas acima são aplicáveis para as análises de estabilidade em condições de superfície freática normal e crítica; já para as análises pseudoestáticas, é necessária a definição dos parâmetros de aceleração da gravidade.

Conforme indicado pelo Manual de critérios de obras civis de usinas hidrelétricas da Eletrobrás (2003), a análise de estabilidade perante terremotos é rotineiramente considerada em zonas sísmicas e tem sido recomendada mesmo em zonas historicamente assísmicas, em virtude da possibilidade de sismos induzidos. Sendo assim, recomenda-se através das análises

pseudoestáticas a avaliação das condições de sismos naturais ou induzidos adotando-se cargas sísmicas correspondentes a acelerações de 0,05g na direção horizontal e 0,03g na direção vertical.

Deste modo, como boa prática da engenharia, observa-se a utilização das condicionantes apresentados acima também para análises de estabilidade pseudoestáticas em pilhas de rejeitos.