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Barragens de Rejeitos no Brasil

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COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS Barragens de Rejeitos no Brasil

EDIÇÃO:

COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS PIMENTA DE AVILA CONSULTORIA LTDA

1

Barragens de Rejeitos no Brasil

EMPRESAS PROPRIETÁRIAS DAS BARRAGENS:

COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS – CBDB

BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL

ALCOA

EDITORES:

ALUNORTE

COORDENAÇÃO GERAL:

ALUMAR

Joaquim Pimenta de Ávila REVISÃO E EDIÇÃO:

ANGLO GOLD

Marta Aparecida Sawaya Miranda

CBA

COORDENAÇÃO DE TEXTOS:

KINROSS

Marcos de Ávila Pimenta Filho

MPSA

PROJETO GRÁFICO E DIAGRAMAÇÃO:

MRN

Marina Hochman

SAMARCO

FOTO DA CAPA:

VALE

Marcelo Rosa Arquivo vale_ae865496 - junho 2011

VALE FERTILIZANTES

FOTO DA CONTRACAPA:

VOTORANTIM

Joaquim Pimenta de Ávila

YAMANA GOLD

ficha catalográfica

2

Barragens de Rejeitos no Brasil

CONTEÚDO PRIMEIRA PARTE: AS BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL: SUA EVOLUÇÃO NOS ÚLTIMOS ANOS SEGUNDA PARTE: DOCUMENTÁRIO SOBRE BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL

TERCEIRA PARTE: RELATO DE ACIDENTE E FECHAMENTO DE BARRAGEM

EDIÇÃO:

COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS PIMENTA DE AVILA CONSULTORIA LTDA

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Barragens de Rejeitos no Brasil

4

Barragens de Rejeitos no Brasil

PREFÁCIO

O

Comitê Brasileiro de Barragens - CBDB, dentro de sua política de divulgação do conhecimento tecnológico sobre estudos, projetos e construção de barragens, apresenta este importante trabalho sobre Barragens de Rejeitos no Brasil. Esse livro documenta a nossa experiência integrada ao conhecimento internacional sobre esse tema, principalmente através da nossa representação na Comissão de Barragens de Rejeitos da ICOLD, International Commission On Large Dams. Essa publicação consubstancia importantes tópicos abrangendo uma análise aprofundada sobre a aplicação da legislação e regulamentação de segurança de barragens de rejeitos com ênfase na lei 12.334/2010, cuja elaboração e aprovação no congresso nacional, o CBDB teve um papel relevante. Uma análise fundamentada em casos sobre rupturas e incidentes em barragens de rejeitos e a aplicação de novas metodologias de disposição de rejeitos são destaques nessa publicação. São relatados também 28 casos sobre o comportamento das principais barragens de rejeitos do Brasil, apresentados pelas respectivas empresas proprietárias. A participação das universidades sobre esse tema é enfatizada com comentários sobre 45 monografias de mestrado e teses de doutorados apresentadas em quatro das mais importantes universidades brasileiras. O CBDB agradece a Pimenta de Avila Consultoria Ltda. pela fundamental contribuição na elaboração desta pioneira publicação.

Erton Carvalho PRESIDENTE DO CBDB

5

Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

Parte I AS BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL: SUA EVOLUÇÃO NOS ÚLTIMOS ANOS Por: Joaquim Pimenta de Ávila

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Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL

SUMÁRIO Parte I

1 - INTRODUÇÃO

6

2 - FATOS RELEVANTES NA EVOLUÇÃO RECENTE DA GEOTECNIA DE BARRAGENS DE REJEITOS

2.1 - Rupturas e Incidentes em Barragens de Rejeitos

10

10

2.2 - Implementação de Legislação e Regulamentação de Segurança de Barragens

12

2.3 - A Lei Federal 12.334/2010, sobre a segurança de barragens

13

3 - DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIA ESPECÍFICA SOBRE BARRAGENS DE REJEITOS

15

3.1 - Comportamento Geotécnico dos Rejeitos

15

3.2 - Aplicação de Novos Métodos de Disposição de Rejeitos

19

4 - REFERÊNCIAS

25

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Barragens de Rejeitos no Brasil

10

Barragens de Rejeitos no Brasil

1 - INTRODUÇÃO Até esta época, a exploração do ouro utilizava técnicas e ferramentas rudimentares na lavagem e beneficiamento do minério. Eschwege aplicou técnicas modernas para a época, dando inicio a uma profunda galeria para esgotamento de água e elaborou o primeiro plano de lavra subterrânea em Passagem. Em 1821, Eschwege deixou o Brasil e desta época em diante a propriedade passou pelas mãos de vários mineradores, ficando a exploração paralisada em alguns momentos devido à conjuntura econômica do Brasil e à baixa cotação do ouro no mercado. Atualmente, a Mina de Passagem foi transformada num complexo turístico onde os equipamentos desativados foram requalificados. Há alguns anos a mina também passou a ser utilizada para mergulho nas galerias e túneis inundados pelas águas do lençol freático. O acesso é feito por meio de um trolley e a estrutura é a mesma utilizada na época de Eschwege. A Mina de Passagem é um bom exemplo de iniciativa de valorização e utilização de minas antigas para geoturismo, o que já é bastante difundido na Europa. [Ref. 1]

Este texto apresenta um sumário da experiência brasileira em barragens de contenção de resíduos de mineração e de indústria. Descreve, de forma sintética, a evolução histórica das barragens de rejeitos no Brasil, com foco em seu desenvolvimento de tecnologias de disposição e na aplicação das técnicas da engenharia de barragens ao projeto e construção de barragens de rejeitos. As barragens de rejeitos no Brasil surgiram das atividades de mineração, as quais tiveram seu início no Brasil, em épocas que remontam há cerca de 300 anos atrás. Antes até da corrida do ouro no oeste americano, a atividade de mineração de ouro no Brasil já havia se iniciado com a Mina da Passagem, em Mariana, conforme é descrito adiante neste capítulo. Esta mina é descrita a seguir, pela importância histórica que tem na mineração brasileira. A Mina de Passagem está localizada na Vila de Passagem, lugar da passagem da estrada entre Ouro Preto e Mariana sobre o Ribeirão do Carmo, a sudeste de Belo Horizonte. A mineralização está inserida no Supergrupo Minas, entre a Formação Cauê, no topo, e o Grupo Caraça (Formação Moeda e Batatal) ou Grupo Nova Lima (Supergrupo Rio das Velhas).

Em relação aos rejeitos de mineração, as atividades de mineração, por muito tempo descartaram seus resíduos na natureza, em cursos d’água ou lançando-os em terrenos adjacentes, formando depósitos sem nenhuma preocupação de ordenação e sistematização. A situação no Brasil, não foi diferente do resto do mundo e a evolução deste assunto no panorama mundial pode ser percebida por um levantamento feito pelo USCOLD, em 2004 [Ref.2], como a seguir.

De acordo com Ruchkys e Renger [Ref. 1], o ouro primário foi descoberto na região no início do século XVIII, sendo que uma lavra rudimentar foi iniciada em 1729. Entre 1729 a 1819, vários mineiros obtiveram concessões para explorar a propriedade mineral de Passagem até que em 1819 ela foi adquirida, junto com algumas concessões vizinhas, pelo Barão de Eschwege, que criou a primeira companhia mineradora do País de capital privado, com o nome de Sociedade Mineralógica da Passagem, e instalou um engenho com nove pilões e moinhos para pedras — até então não usados no Brasil.

Antes do século XV, a geração de rejeitos pelas empresas de mineração e os impactos decorrentes de sua disposição no meio ambiente eram considerados desprezíveis. No entanto, com a introdução da força a vapor e com o aumento 11

Barragens de Rejeitos no Brasil

significativo da capacidade de processamento dos minerais de interesse econômico, a geração de rejeitos aumentou significativamente e estes precisavam ser removidos da área de produção, sendo então encaminhados para algum local conveniente, geralmente próximo aos rios ou cursos d’água.

de rejeitos. As barragens construídas no início do século XIX geralmente eram projetadas transversalmente ao curso d’água, com considerações limitadas apenas para inundações. Consequentemente, quando fortes chuvas ocorriam, poucas destas barragens permaneciam estáveis. Raramente existiam engenheiros ou critérios técnicos envolvidos na fase de construção e operação.

A partir do século XV, o desenvolvimento tecnológico aumentou ainda mais a habilidade de minerar corpos com baixo teor mineral, resultando na produção ainda maior de rejeitos, com cada vez menor granulometria. Entretanto, as práticas de disposição de rejeitos permaneceram inalteradas e, como resultado, mais rejeitos estavam sendo depositados e transportados para distâncias cada vez maiores das fontes geradoras para os cursos d’água, lagos e oceanos.

Até meados de 1930, equipamentos para movimentação de terras não eram acessíveis para a construção das barragens. Um pequeno dique era inicialmente preenchido com rejeitos hidraulicamente depositados e depois incrementado por pequenas bermas. Esse procedimento de construção, atualmente mecanizado, continua ainda sendo utilizado.

Foi somente a partir do início do século XX, que os pequenos distritos minerários começaram a se desenvolver, atraindo indústrias de apoio e desenvolvendo a comunidade local. Surgiram também conflitos pelo uso da terra e da água, particularmente por interesses agrícolas, pois os rejeitos frequentemente acumulados no solo obstruíam os poços de irrigação, além de contaminar as áreas a jusante. Os produtores rurais começaram a associar a diminuição da colheita nas terras impactadas por rejeitos e os aspectos relacionados ao uso da terra e da água conduziram os conflitos iniciais que abriram caminho para elaboração das primeiras legislações sobre o gerenciamento de resíduos da mineração.

Na década de 40, a disponibilidade de equipamentos de alta capacidade para movimentação de terras, especialmente em minas a céu aberto, tornou possível a construção de barragens de contenção de rejeitos com técnicas de compactação e maior grau de segurança, de maneira similar às barragens convencionais. O desenvolvimento da tecnologia para construção de barragens de contenção de rejeitos ocorreu de modo empírico, engrenado pelas práticas de construção e equipamentos disponíveis em cada época. Esse desenvolvimento ocorreu ainda sem a aplicação das técnicas da engenharia de barragens. Na diversidade das condições brasileiras, embora em algumas minas sejam hoje aplicadas tecnologias disponíveis de implantação de barragens, ainda prevalece em minas de tecnologia mais rudimentar a construção empírica, que se desenvolveu a partir da década de 30, quando o progresso na fabricação dos equipamentos de terraplenagem foi aproveitado nas operações de lavra e construção de barragens, mas não eram usados os conhecimentos sobre a engenharia de barragens, utilizadas em outras áreas como a de geração de energia.

Precedentes legais gradativamente trouxeram um fim à disposição incontrolada de rejeitos na maioria dos países ocidentais, com o cessamento de práticas inadequadas que ocorriam até 1930. Entretanto, algumas destas práticas acontecem até hoje em muitos países em desenvolvimento. Foi a partir da década de 30, que para a manutenção da mineração e a mitigação dos impactos ambientais, as indústrias investiram na construção das primeiras barragens de contenção 12

Barragens de Rejeitos no Brasil

Assim, a construção de barragens de rejeitos no Brasil teve por muitos anos aplicada a prática de utilizar os equipamentos de lavra, com orientação técnica dos engenheiros de minas, especializados nas técnicas de lavra, construindo aterros com o material estéril removidos da mina e lançados em forma de aterros, transversalmente aos vales, para criar volumes de retenção dos rejeitos do beneficiamento do minério, o qual se resumia a operações de britagem e peneiramento com lavagem, resultando em volumes de lama a serem represados nas barragens de rejeitos.

barragens estão descritas no livro sobre barragens de rejeitos no Brasil editado pelo CBDB. A partir da década de 80, os aspectos ambientais também cresceram em importância. A atenção foi amplamente voltada para estabilidade física e econômica das barragens, considerando o potencial de dano ambiental e os mecanismos de transporte de contaminantes. Aspectos de estabilidade física têm permanecido na vanguarda, por causa de recentes acidentes com barragens de rejeitos que ganharam amplo espaço na mídia, com implicações financeiras severas em muitos casos.

Enquanto estas barragens rudimentares se resumiam a estruturas baixas e de menores volumes de represamento, as atividades eram bem sucedidas, sem grandes acidentes.

Numa primeira fase, o controle da segurança das barragens era basicamente orientado para a segurança estrutural e hidráulico-operacional, em que a característica básica era investir na causa potencial da ruptura da barragem. A regra era optar pelo controle rigoroso do projeto, construção e operação como forma de garantir à sociedade, em geral, e às populações residentes nos vales a jusante, uma segurança satisfatória, compatível com probabilidade de ruptura adequadamente baixa.

Entretanto, com o progresso das atividades de mineração e aumento da escala de operações, os problemas estruturais destas barragens passaram a representar riscos maiores e rupturas significativas começaram a ocorrer. O progresso das tecnologias de implantação de barragens de rejeitos foi sempre entremeado pelos acidentes com rupturas de barragens, os quais sempre foram catalisadores do progresso tecnológico da engenharia de barragens, pela exigência da sociedade de eliminação destes desastres.

Posteriormente, as técnicas de observação do comportamento das barragens durante a operação vieram reforçar o controle da segurança em longo prazo. Com o passar do tempo, a produção de rejeitos aumentou e as áreas para disposição se tornaram cada vez mais escassas, culminando no desenvolvimento dos projetos de engenharia permitindo a construção de barragens com alturas cada vez maiores. Esses projetos se tornaram possíveis com a ampliação contínua do conhecimento e controle dos aspectos de segurança, tais como melhor compreensão do comportamento dos materiais, novos desenvolvimentos na ciência de mecânica do solo, introdução de equipamentos cada vez mais robustos para movimentação de terra.

Assim, na década de 50, muitos dos princípios fundamentais de geotecnia já eram compreendidos e aplicados em barragens de contenção de rejeitos. Em 1965, um terremoto causou rompimento de muitas barragens no Chile, recebendo considerável atenção e tornou-se um fator chave na pesquisa sobre as causas das rupturas. Na década de 70, a maioria dos aspectos técnicos (por exemplo, infiltração, liquefação e estabilidade da fundação) já eram bem entendidos e controlados pelos projetistas. Exemplos desta aplicação são as barragens de: Pontal da Vale em Itabira;Aguas Claras da então MBR em Nova Lima e Germano da Samarco em Mariana. Estas

Entretanto, as falhas ocorrem, muitas vezes devido à falta de aplicação adequada dos métodos conhecidos, de projetos mal elaborados, de 13

Barragens de Rejeitos no Brasil

supervisão deficiente durante a construção, ou negligência das características vitais incorporadas na fase de construção. [Ref.2 e 3]

crescente de publicações específicas sobre barragens de rejeitos e temas correlatos, o que tem catalisado uma evolução positiva da própria tecnologia de rejeitos.

A ocorrência destes acidentes tem tido grande influência na atitude dos profissionais de geotecnia de barragens, nas ações preventivas, e no estabelecimento de regulamentações específicas sobre a segurança de barragens de rejeitos, aspectos que são abordados resumidamente, em suas particularidades principais. As causas destes acidentes têm sido atribuídas, em grande parte, a não aplicação das tecnologias existentes, embora seja observado o aparecimento em número

Os métodos de disposição de rejeitos, têm também evoluído positivamente, tanto na direção da redução do potencial de dano dos reservatórios de rejeitos, como do aumento da segurança das estruturas de contenção dos mesmos. O melhor conhecimento do comportamento geotécnico dos rejeitos vem permitindo implantar estruturas mais seguras.

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Barragens de Rejeitos no Brasil

2 - FATOS RELEVANTES NA EVOLUÇÃO RECENTE DA GEOTECNIA DE BARRAGENS DE REJEITOS 2.1 - Rupturas e Incidentes em Barragens de Rejeitos

comissão de barragens de rejeitos que, durante cinco anos, inventariou os acidentes e incidentes ocorridos desde 1970. Participaram deste inventário, cerca de 52 países, que colaboraram com informações sobre acidentes e incidentes. Cerca de 400 casos foram analisados para identificar as causas principais destes eventos. A partir dos resultados apresentados, foram preparadas as duas tabelas apresentadas a seguir. Na primeira tabela, são mostrados os acidentes com maior número de mortes, até 2001, quando esta estatística foi atualizada.

A apresentação destes fatos relevantes iniciase obrigatoriamente pelos acidentes com rupturas, muitas das quais catastróficas, que marcaram desde os anos 70 o panorama desta área da engenharia. Em 2001, o ICOLD (International Commission on Large Dams), publicou um boletim (Bulletin 121: “Tailings Dams, Risk of Dangerous Ocurrences, Lessons Learnt From Practical Experiences) com o resultado de um trabalho da

Tabela 1 - Principais Acidentes com Mortes (1970-2001) ANO

BARRAGEM / PAÍS

NUM. DE MORTES

1985

Stava / Itália

269

1972

Buffalo Creek / USA

125

1970

Mufilira / Zambia

89

1994

Merriespruit / África do Sul

17

1974

Bakofeng / África do Sul

12

1995

Placer / Filipinas

12

1986

Fernandinho / Brasil

7

2001

Rio Verde / Brasil

5

1978

Arcturus / Zimbabwe

1 (dados segundo ICOLD-2001)

dos rejeitos, sem qualquer engenharia de barragem. Stava foi uma barragem projetada segundo a prática corrente da engenharia, porém em uma situação de ocorrência de uma geologia complexa, e materiais de fundação com comportamento de difícil análise, atingindo, portanto, o limite do “estado da arte” vigente à época.

Observa-se que o Brasil comparece na tabela com dois casos: Fernandinho e Rio Verde. As duas maiores catástrofes ocorridas: Stava, na Itália e Búfalo Creek, nos USA, representaram, à época dois extremos, em termos de aplicação de engenharia: Bufallo Creek era uma pilha de estéril que estava operando como dique de contenção 15

Barragens de Rejeitos no Brasil

A segunda tabela mostra os acidentes, sem mortes, porém com degradação ambiental significativa. Tabela 2 - Acidentes Recentes com Contaminação ANO

LOCAL

CONSEQUÊNCIA

2007

Mirai / Brasil

Vazamento de Rejeitos de Bauxita Interrupção de Fornecimento de Água

2006

Mirai / Brasil

Vazamento de Rejeitos de Bauxita Interrupção de Fornecimento de Água

2003

Cataguases/ Brasil

Lixívia negra Liberada Interrupção de fornecimento de Água

2000

Kentucky/ Usa

Mortalidade de Peixes Interrupção no Fornecimento De Água

2000

Romênia

Contaminação das Águas c/ Metais Pesados

2000

Romênia

100.000m³ de Cianeto Contaminando Águas

1999

Filipinas

700.000 t. de Cianeto Contaminando Águas

1998

Haelva/ Espanha

50.000 m³ de Água Ácida Tóxica Liberada

1998

Aznalcóllar/ Espanha

5,0 milhões de m³ de Água Ácida Liberada

1995

Omai / Guiana

4,2 milhoes de m³ de lama com Cianeto (dados segundo ICOLD-2001)

Observa-se que o Brasil comparece novamente na tabela, com três casos. Os acidentes em barragens de rejeitos continuam insistentemente a ocorrer no Brasil, com conseqüências indesejáveis para a sociedade e para o setor de mineração e indústria, como um todo.Além destes acidentes ocorrem incidentes, estes mais numerosos, onde não ocorre a ruptura, mas ocorre o vazamento de sólidos para jusante com conseqüências variáveis. Existem ainda numerosos incidentes que, infelizmente não são informados, porque os proprietários não os revelam, tirando a chance de aprendizado com suas causas. As causas destes acidentes incluem, na grande maioria dos casos, situações já resolvidas pela tecnologia disponível e as deficiências decorrem

da não aplicação de ações voltadas a garantir a segurança de estruturas. Esta situação não é exclusiva do Brasil e, outros países já identificaram as mesmas deficiências de proprietários e operadores, que falham na sua responsabilidade de adotar procedimentos gerenciais de segurança, para redução de riscos Várias entidades internacionais têm trabalhado para a conscientização dos proprietários e tem produzido excelentes contribuições sobre a segurança das barragens de rejeitos. Alguns são citados a seguir: O ICOLD, composto de especialistas de diversos países, produziu nos últimos anos 10 boletins, em forma de recomendações de boa 16

Barragens de Rejeitos no Brasil

prática para projeto, construção e operação de barragens de rejeitos: Dentre os 10 boletins, em 2001, a comissão de barragens de rejeitos do ICOLD publicou o boletim 121, já mencionado, onde são apresentados e analisados os acidentes e incidentes com barragens de rejeitos nos últimos anos, com recomendações sobre a melhor prática para a segurança. O Banco Mundial através do IFC, que financia o setor privado, estabeleceu requisitos mínimos de segurança, que as barragens de rejeitos devem atender, para receberem empréstimos daquela instituição. A MAC (Mining Association of Canada) produziu vários trabalhos de interesse aos procedimentos de segurança de barragens para uso de seus associados. O ICMM (International Counsil on Mining Metals) criou, com a colaboração do ICOLD, um website de boas práticas para a engenharia de barragens de rejeitos. (goodpracticemining.com/tailings). No Brasil, a situação não é diferente. Embora existam algumas empresas de grande desempenho, que conhecem a necessidade de uma boa gestão da segurança, algumas empresas de menor porte, infelizmente ainda desconhecem os aspectos principais da técnica de segurança de barragens. O Instituto Brasileiro de Mineração (IBRAM) tem incentivado debates sobre o tema de segurança de barragens, promovendo seminários e workshops específicos e instituiu cursos de treinamento para empresas de mineração em todas as esferas hierárquicas desde diretores até operadores de barragens de rejeitos.

riscos. Nos países mais desenvolvidos, como USA, Canadá, diversos países da Europa,Austrália, África do sul estas ações resultaram em regulamentações sobre a segurança de barragens e estes países contam com legislação sobre o assunto. No Brasil, entretanto, as tentativas que vem sendo feitas há mais 30 anos somente agora em 2010, resultaram em uma legislação federal sobre segurança de barragens. Embora as ações para implantação de uma legislação federal de segurança de barragens tenham já cerca de 30 anos no Brasil (basicamente, ações do CBDB junto ao governo) somente em 2010 foi criada uma lei federal de segurança de barragens (Lei 12.334/2010) No Estado de Minas Gerais, constata-se um maior progresso na regulamentação, concentrada nas barragens de rejeitos, com forte influência da ocorrência de acidentes e da atuação dos órgãos reguladores e fiscalizadores como o Ministério Público Estadual e a Fundação Estadual do Meio Ambiente - FEAM. Após o acidente com a barragem de rejeitos da Mineração Rio Verde em 2001, a FEAM coordenou a elaboração de regulamentação específica, que foi discutida com representantes das empresas mineradoras, do corpo docente de Universidades e de empresas de engenharia e contou com consultoria especializada. As regulamentações resultantes deste processo estão hoje nas Deliberações Normativas, DN 62/2002, DN 65/2003, 87/2005 e 124/2008 que podem ser consultadas através do site da FEAM: www.feam.br. As barragens de rejeitos em MG somente são licenciadas se atenderem aos requisitos das regulamentações.

2.2 - Implementação de Legislação e Regulamentação de Segurança de Barragens

2.3 - A Lei Federal 12.334/2010, sobre a segurança de barragens

Os acidentes em barragens provocaram sempre, reações da sociedade em todo o mundo, levando a tentativas diversas de regulamentação legal, que obrigue os proprietários de barragens a tomarem providências efetivas de redução de

A Lei 12.334/2010 tem as características a seguir listadas. • Aplica-se às barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos, à disposição final ou 17

Barragens de Rejeitos no Brasil

temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais que apresentem pelo menos uma das características abaixo:

III - O empreendedor é o responsável legal pela segurança da barragem, cabendo-lhe o desenvolvimento de ações para garanti-la; IV - A promoção de mecanismos de participação e controle social; V - A segurança de uma barragem influi diretamente na sua sustentabilidade e no alcance de seus potenciais efeitos sociais e ambientais.

I - Altura do maciço, contada do ponto mais baixo da fundação à crista, maior ou igual a 15 m (quinze metros); II - Capacidade total do reservatório maior ou igual a 3.000.000 m³ (três milhões de metros cúbicos); III - Reservatório que contenha resíduos perigosos conforme normas técnicas aplicáveis; IV - Categoria de dano potencial associado, médio ou alto, em termos econômicos, sociais, ambientais ou de perda de vidas humanas, conforme definido no art. 6º.

• Os instrumentos da Política nacional de Segurança de barragens são: I - O sistema de classificação de barragens por categoria de risco e por dano potencial associado; II - O Plano de Segurança de Barragem; III - O Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB); IV - O Sistema Nacional de Informações sobre o Meio Ambiente; V - O Cadastro Técnico Federal de Atividades e Instrumentos de Defesa Ambiental; VI - O Cadastro Técnico Federal de Atividades Potencialmente Poluidoras ou Utilizadoras de Recursos Ambientais; VII - O Relatório de Segurança de Barragens.

• Os fundamentos da Política Nacional de Segurança de Barragens – PNSB são: I - A segurança de uma barragem deve ser considerada nas suas fases de planejamento, projeto, construção, primeiro enchimento e primeiro vertimento, operação, desativação e de usos futuros; II - A população deve ser informada e estimulada a participar, direta ou indiretamente, das ações preventivas e emergenciais;

18

Barragens de Rejeitos no Brasil

3 - DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIA ESPECÍFICA SOBRE BARRAGENS DE REJEITOS Vários trabalhos têm sido publicados sobre a tecnologia de projeto, construção, operação e fechamento de barragens de rejeitos. Os principais estão listados a seguir:

de disposição, tem resultado em significativa evolução das práticas de engenharia de barragens de rejeitos. Na área da pesquisa as universidades : PUCRio, UFOP, UNB e UFV, já produziram dezenas de teses sobre o comportamento de rejeitos, com importantes contribuições ao conhecimento deste comportamento e possibilitando a implantação de projetos de novos métodos de disposição. Na área de novos métodos de disposição, a de rejeitos finos com secagem e a aplicação de empilhamento drenado, merecem destaque pelas características de economia, baixo potencial de dano e benefícios ambientais que estes métodos proporcionam. A disposição de rejeitos em pasta ainda não conseguiu superar os problemas do seu custo exagerado, embora tecnicamente este método seja uma solução muito favorável.

• Tailing Disposal Today (1972). Volume 1: Proceedings of the First International Symposium. Edited by C.L.Aplin and George O. Argall, Jr; • Tailing Disposal Today (1978). Volume 2: Proceedings of the Second International Symposium. Volume 1. Edited by George O. Argall, Jr; • Proceddings: “Tailings and Mine Wastes” Colorado Univesrsity, vários anos a partir de 1978, de início como Uranium Mill Tailings Management; • ICOLD Committee on Tailings Dams and Waste Lagoons, 10 boletins a partir de 1982; • Vick, S. G. ( 1983 ) “Planning, Design and Analysis of Tailings Dams”;

3.1 - Comportamento Geotécnico dos Rejeitos

• AMBS, REGEO e COBRAMSEG´s; (1987 e seguintes);

Nos anos anteriores à década de 70, a disposição de rejeitos era feita sem uma abordagem de engenharia adequada. Alguns projetos simplesmente lançavam os rejeitos nos cursos de água existentes, ou armazenavam os rejeitos em reservatórios criados por aterros de estéril de lavra. Conforme já mencionado, após a ocorrência de grandes rupturas com mortes e grandes impactos ambientais, passou-se a considerar e, em um número crescente de casos, a aplicação da tecnologia disponível de engenharia de barragens ao problema. No Brasil, algumas universidades passaram a dar atenção à geotecnia de disposição de rejeitos, elaborando projetos de pesquisas em colaboração com empresas de mineração e indústria. Vários aspectos importantes têm sido pesquisados.

• Proceedings of an International Bauxite Tailings Workshop (1992); • ICMM site: goodpracticemining.com/tailings Recentemente, a Comissão de barragens de Rejeitos do ICOLD, concluiu o boletim: “Improving Tailings Dams Safety”, que aborda os aspectos relevantes relacionados ao projeto, construção, operação e fechamento de barragens de rejeitos, indicando as principais referências bibliográficas sobre cada um destes estágios. A partir dos anos 80, trabalhos de pesquisa nas universidades brasileiras passaram a enfocar o comportamento dos rejeitos, em todos os aspectos de seu comportamento geotécnico e vários projetos com aplicação de novos métodos 19

Barragens de Rejeitos no Brasil

Nos aspectos de compressibilidade de rejeitos, para a previsão das densidades e cálculos da vida útil dos reservatórios, um grande progresso foi possibilitado, pela aplicação da teoria do adensamento a grandes deformações, com os modelos de simulação de adensamento por diferenças finitas, a partir dos trabalhos pioneiros do Prof. Robert Schiffman, na Universidade do Colorado. Os trabalhos listados a seguir podem ser citados como exemplos: Várias teses de mestrado e doutorado foram desenvolvidas, sobre este tema, inicialmente na PUC-Rio (anos 80), e posteriormente de forma mais intensa na UFOP (anos 90 e atual) e UFV, pesquisando as características de compressibilidade de rejeitos com utilização de ensaios de laboratório (inicialmente CRD e atualmente HCT).

Estudos em laboratório sobre secagem de rejeitos (Lúcio Villar) também foram desenvolvidos. Estudos sobre a influência da mineralogia na resistência ao cisalhamento de rejeitos granulares, assim como de potencial de liquefação, podem ser encontrados em trabalhos produzidos UNB e UFOP. Deve ser mencionado que o desenvolvimento destas pesquisas tem sido aplicado tanto para determinação de características geotécnicas dos rejeitos, como para aplicação de métodos de análises dos problemas de disposição. A tabela 3 a seguir não pretende ser completa, porém exemplifica as principais teses desenvolvidas sobre estes temas.

Tabela 3 - Principais Temas Sobre Rejeitos estudados em Pesquisas Acadêmicas Ano

Título

Autor

Universidade

1988

Teoria Unidimensional do Adensamento com Grandes Deformações

Waldir Terra Pinto

PUC / RIO

Análise do Comportamento de Resíduos Industriais de Bauxita: Desenvolvimento de Facilidades Experimentais de Campo e Laboratório

Lúcio Flávio de SouzaVillar

PUC / RIO

Simulação Física do Processo de Formação dos Aterros Hidráulicos Aplicado a Barragens de Rejeitos

Luiz Fernando Martins Ribeiro

UNB

Metodologia Probabilística e Observacional Aplicada a Barragens de Rejeitos Construídas por Aterro Hidráulico

Terezinha de Jesus Espósito

UNB

Deposição Hidráulica de Rejeitos Granulares e a Influência nos seus parâmetros de Resistência.

Marilene Christina Oliveira Lopes

UNB

Transporte por Arraste de Sedimentos Heterogêneos Acoplado ao Mecanismo de Tensão-deformaçãoporopressão Aplicado às Barragens de Rejeitos

André Luis Brasil Cavalcante

UNB

Implementação de metodologias de ensaios para determinação de relações constitutivas de processos de fluxo em solos com a utilização da bomba de fluxo

Ana Paula Diniz Botelho

UFOP

1990

2000 2000 2000 2000

2001

20

Barragens de Rejeitos no Brasil

Ano

Título

Autor

Universidade

2002

Influência do Teor de Ferro nos Parâmetros de Resistência de um Rejeito de Minério de Ferro

Ednelson da Silva Presotti

UFOP

Caracterização Geomecânica de Rejeitos Aplicada a Barragens de Aterro Hidráulico

Hector Maurício Osório Hernandez

UNB

Estudo do Adensamento e Ressecamento de Resíduos de Mineração e Processamento de Bauxita

Lúcio Flávio de SouzaVillar

PUC / RIO

Estudos do Processo de Ressecamento de um Rejeito Fino de Minério de Ferro em uma Área Teste

Daviély Rodrigues Silva

UFOP

Influência do Teor de Ferro na Condutividade Hidráulica de um Rejeito de Minério de Ferro

Alexandre Gonçalves Santos

UFOP

Análise Numérica do Processo de Ressecamento de um rejeito fino da mineração de ferro

Francisco Eduardo Almeida

UFOP

Análise do Comportamento Geotécnico de Rejeitos em Pilhas e Barragens de Contenção através de Ensaios CPTU

Luiz Heleno Alburquerque Filho

UFOP

Análise da Compressibilidade e Permeabilidade de Rejeitos Finos

Leonardo Pereira Padula

UFOP

Estudo do Potencial de Liquefação de Rejeitos de Minério de Ferro sob Carregamento Estático

Eleonardo Lucas Pereira

UFOP

Comportamento Filtro-Drenante de Geotêxteis em Barragens de Rejeitos de Mineração

Elder Antônio Beirigo

UNB

Retroanálise da Formação de um Depósito de Rejeitos Finos de Mineração Construído pelo Método Sub-Aéreo

Luciana de Morais Kelly Lima

UFOP

Adensamento e Simulação do Processo de Enchimento de Reservatórios de Barragens para Contenção de Rejeitos de Ouro

Brasileu Agnaldo Pereira

UFOP

Caracterização Tecnológica de Rejeitos de Fosfato e Análises da Estabilidade da Barragem de Contenção de Rejeitos B5 da Bunge Mineração S.A

Rafael Jabur Bittar

UFOP

Estudo Experimental do Comportamento Dreno-Filtrante de Interfaces Rejeitos Finos – Geotêxteis

Germano Silva de Araújo

UFOP

Projeto do Empilhamento de Rejeito Arenoso à Jusante da Barragem do Germano

Manoel Font Juliá Júnior

UFOP

2002 2002 2003 2004 2004 2004

2004 2005 2005 2006 2006

2006

2006 2006

21

Barragens de Rejeitos no Brasil

Ano

Título

Autor

Universidade

2006

Análise do Processo de Reconstituição de Amostras para Caracterização do Comportamento de Barragens de Rejeitos de Minério de Ferro em Aterro Hidráulico

Joice Gonçalves Milonas

UNB

Análise Acoplada entre Consistência e Resistência Não-Drenada de um Rejeito Fino de Minério de Ferro

Daniel Claudino Ramos Penna

UFOP

Estudo de Metodologias Alternativas de Disposição de Rejeitos para a Mineração Casa de Pedra Congonhas/MG

Marcelo Marques Figueiredo

UFOP

Efeitos do Processo de Deposição Hidráulica no Comportamento de um Rejeito de Mineração de Ouro

Enio Fernandes Amorim

UNB

Comportamento de Barragens de Rejeito Construídas por Aterro Hidráulico: Caracterização Laboratorial e Simulação Numérica do Processo Construtivo

Felipe de Moraes Russo

UnB

Ensaios de Simulação de Deposição Hidráulica (ESDH) para a Caracterização de Rejeitos Utilizados em Barragens de Aterro Hidráulico

Hector Mauricio Osório Hernandez

UnB

Estudo da Construção de Aterros em Depósitos Estratificados de Rejeitos de Mineração

Lorena Romã Pena

UFOP

Estudo do Comportamento Mecânico de Rejeito de Minério de Ferro Reforçados com Fibras Sintéticas

Edmar Fernando Freitas Coelho

UFOP

Simulação Numérica do Processo de Alteamento de Áreas deDeposição de Resíduos pelo Método a Montante

Juliano de Lima

PUC/RIO

Análise do comportamento Geotécnico da Barragem Forquilha III para a Geometria Atual e para Alteamentos Futuros pelo Método de Montante

Andréa Leal Loureiro Dornas

UFOP

Nova Metodologia para Determinação de Propriedades de Sedimentação e Adensamento de Rejeitos de Mineração

Wander Rodrigues da Silva

UFV

Disposição Compartilhada de Rejeito e Estéril Gerados no Processo de Extração de Minério de Ferro

Aureliano Robson CorgonzinhoAlves

UNB

Estudo da Liquefação Estática em Rejeitos e Aplicação de Metodologia de Análise de Estabilidade

João Pimenta Freire Neto

UFOP

Caracterização do Rejeito de Minério de Ferro da Mina de Córrego de Feijão

Marcos Antônio Gomes

UFOP

2007 2007

2007 2007

2007

2008 2008 2008 2008

2008

2009 2009 2009

22

Barragens de Rejeitos no Brasil

Ano

Título

Autor

Universidade

2009

Uso das Técnicas HCT eTDR no Monitoramento do processo de Consolidação em Reservatórios de Barragens de Rejeito

Vagner Albuquerque de Lima

UFSCAR

Modelagem do comportamento Pós-Sismo de uma Barragem de Rejeito

Fanny Herrera Loayza

PUC/RIO

Quantificação de Éter-aminas em Rejeitos daFlotação de Minério de Ferro em Função daGranulometria

Fernanda Mara Fonseca da Silva

UFOP

CaracterizaçãoTecnológica no Aproveitamento do Rejeito de Minério de Ferro

Marcos Antônio Gomes

UFOP

Metodologia de análise hierárquica aplicada para escolha do sistema de disposição de subproduto da mineração com ênfase nos rejeitos de minério de ferro

Márcio Fernando Mansur Gomes

UFOP

Gestão de Riscos e Plano de Ações Emergenciais Aplicado à Barragem de Contenção de Rejeitos Casa de Pedra/CSN

Frank Marcos da Silva Pereira

UFOP

Caracterização de Rejeitos de Minério de Ferro de Minas daVale

Ana PaulaWolff

UFOP

Estudo da Liquefação Estática de uma Barragem de Rejeito Alteada para MontanteAplicando a Metodologia de Olson (2001)

Washington Pirete da Silva

UFOP

Manual de Operação de Barragens de Contenção de Rejeitos como Requisito Essencial ao Gerenciamento dos Rejeitos e à Segurança de Barragens

José BernardoV. R de Oliveira

UFOP

2009 2009 2009 2009

2009

2009 2010

2010

e têm o custo de construção e custo operacional distribuído no tempo. Entretanto, tem na água dos poros do rejeito e do reservatório, o principal elemento instabilizador. Os novos métodos de disposição procuram reduzir o grau de saturação da polpa de rejeitos através da drenagem da água dos poros ou da evaporação. Os objetivos principais dos novos métodos de disposição são: • Redução do custo; • Maior capacidade do reservatório; • Maior aproveitamento da água;

3.2 - Aplicação de Novos Métodos de Disposição de Rejeitos Os métodos mais comuns de disposição de rejeitos incluem, em geral, a polpa represada em barragem convencional (projetada como barragem para água) ou como parte do maciço do barramento, como nos casos de alteamento por linha de centro e alteamento por montante. Os métodos de alteamento por montante e pela linha de centro têm vantagens econômicas, pois apresentam redução do custo de implantação 23

Barragens de Rejeitos no Brasil

• Aumento da segurança; • Vantagens para o fechamento; • Menor chance de contaminação.

mos. No caso dos rejeitos arenosos, a água é retirada por drenagem e no caso dos rejeitos argilosos a evaporação é o principal agente da retirada da água.

A expressão “novos métodos de disposição” contem implícita uma expectativa de inovação na técnica de disposição. Entretanto, alguns dos métodos hoje chamados de novos, embora contenham aspectos de desenvolvimento recente, foram iniciados há algumas décadas e vêm sendo aprimorados ao longo do tempo de forma que inovações estão presentes em processos antigos de disposição. Há também a expressão “métodos alternativos”, com a mesma intenção de diferenciar do método clássico de bombear lama de alto grau de saturação, para uma barragem impermeável que retém os sólidos e a água. Este tipo de disposição é o mais utilizado sendo que a polpa de rejeito fica retida com praticamente o mesmo grau de saturação da ocasião do bombeamento. O projeto da barragem nestes casos é semelhante ao de uma barragem para retenção de água. Nos anos mais recentes, o problema da segurança das barragens de rejeitos, assumiu uma expressão maior e vem condicionando várias escolhas na seleção de alternativas. Em consequência os métodos que utilizam a disposição com menor grau de saturação dos rejeitos têm assumido maior importância por introduzirem situações de menor risco. Na presente abordagem, o que se pretende apresentar são métodos que priorizam a disposição com menor grau de saturação dos rejeitos. Desta forma, quanto mais água for retirada dos rejeitos, mais vantajoso é o método. São apresentadas aqui duas situações de projeto, envolvendo os dois tipos básicos de rejeitos: a)- os que contêm uma fração expressiva de material arenoso/siltoso, com baixo teor de argila e de grande conteúdo de fração granular e, b)- os que contêm maior conteúdo de material mais fino, predominando argila e silte, com fração mínima de areia. Os dois tipos de rejeitos podem ser dispostos por métodos que retiram água dos mes-

3.2.1 - Empilhamento drenado Neste método, ao invés de utilizar uma estrutura impermeável de barramento, adota-se uma estrutura drenante, que não retém a água livre que sai dos poros dos rejeitos,mas libera esta água através de um sistema de drenagem interna, de grande capacidade de vazão, ligada aos rejeitos do reservatório. Este método tem sido utilizado no Brasil, desde a década de 80, embora em poucos casos. É interessante notar que na Europa, surgiu recentemente a expressão“pervious dam” para designar um“novo método”,que está sendo proposto para reduzir o potencial de dano. Os objetivos principais do método de empilhamento drenado são: • Obter um maciço não saturado, portanto com maior estabilidade; • Obter maior densidade e, portanto, maior capacidade e vida útil; • Obter menor potencial de dano em uma eventual ruptura; • Obter maior facilidade para o fechamento e recuperação ambiental; • Aplicação segura do método de montante, com baixo risco de liquefação e de ruptura. Além destas características, a disposição é mais econômica por tonelada de rejeito disposto. São exemplos principais, deste método, no Brasil, as pilhas do Xingu (Mina de Alegria) Monjolo (Mina de Água Limpa), Pilha da Barragem do Germano da Samarco (altura de 175,0 metros) e Pilha da Cava do Germano (altura de 160 metros) também da Samarco. Nas figuras a seguir são apresentadas seções e fotos das pilhas da Samarco, onde duas áreas são preenchidas com pilha drenada. O dreno de base é implantado no fundo do reservatório e recebe toda a água drenada dos rejeitos, que devem ter suas características de drenabilidade bem estudadas, previamente no projeto. 24

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 1 - Empilhamento Drenado Após Drenagem

Figura 2 - Aspecto do Rejeito Após a Drenagem

Figura 3 - Superfície Final do Talude da Pilha

Figura 4 - Correia Transportadora Implantada sobre a Pilha de Rejeitos

O maciço de rejeitos obtido ao final é uma pilha de material arenoso, na umidade natural, sem risco de ruptura que provoque uma onda de lama para jusante. 25

Barragens de Rejeitos no Brasil Figura 5 - Vista Geral da Pilha a Jusante da Barragem

3.2.2 Disposição de Rejeitos Finos com Secagem

Em minas de bauxita, os resíduos da lavagem do minério é também uma lama com sólidos de granulometria fina, passando na #400. O Método de Secagem pode também ser aplicado, com vantagens em relação ao bombeamento convencional de lama. A solução de projeto depende do comportamento reológico da lama, pois suas características podem inviabilizar em custo uma solução, devendo a escolha ser feita pela combinação do menor custo com a viabilidade da secagem com menores densidades. A disposição com secagem apresenta diferenças em relação ao método de “dry stacking” de lama vermelha.

O método de disposição chamado de “Dry Stacking” é antigo e muito utilizado pelas empresas de alumínio para disposição econômica de rejeitos de resíduo de produção de alumina (red mud). Neste método o rejeito fino (em geral de granulometria passando na peneira 400) é adensado em espessadores até teores de sólidos elevados, acima de 50% e bombeado para um reservatório onde sua superfície é exposta à evaporação com o teor de sólidos crescendo até valores da ordem de 80%. 26

Barragens de Rejeitos no Brasil

São exemplos deste tipo de disposição os projetos da MRN em Porto Trombetas e da Vale em Paragominas. As figuras e as fotos a seguir mostram as características de secagem das lamas da MRN e Paragominas.

Basicamente procura-se bombear a lama na máxima densidade bombeável com bombas centrífugas, procurando-se obter um teor de sólidos entre 30 e 35% para então ser submetido à evaporação no reservatório final.

Figura 6 - Lançamento de Lama de Bauxita no Reservatório

Figura 7 - Lama Lançada, em Processo Inicial de Secagem

Figura 8 - Lama em Estágio Final de Secagem

Figura 9 - Aterro Construído sobre Lama Após a Secagem 27

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 10 - Teste Piloto de Secagem

5 - REFERÊNCIAS

4 - AGRADECIMENTOS O CBDB agradece à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engo. Joaquim Pimenta de Ávila e à Geóloga Marta Sawaya, pela elaboração do texto.

1- AZEVEDO, U. R. Patrimônio Geológico e Geoconservação no Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais; Potencial Para Criação de Um Geoparque da UNESCO. Tese de Doutorado, UFMG, 2007. 2- Classificação Das Barragens De Contenção De Rejeitos De Mineração E De Resíduos Industriais No Estado De Minas Gerais Em Relação Ao Potencial De Risco. Anderson Pires Duarte, Ufmg 2008. 3- UNITED STATES COMMITTEE ON LARGE DAMS – USCOLD.Tailings Dams Incidents. 2004. 82p. Disponível em: http://www.icold.br. 28

Barragens de Rejeitos no Brasil

Parte II DOCUMENTÁRIO SOBRE BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL

29

Barragens de Rejeitos no Brasil

30

Barragens de Rejeitos no Brasil

BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL

SUMÁRIO Parte II 1- ALCOA - UNIDADE POÇOS DE CALDAS

33

2 - ALUMAR - CONSÓRCIO DE ALUMÍNIO DO MARANHÃO

47

3 - ALUNORTE - ALUMINA DO NORTE DO BRASIL

59

4 - ANGLO GOLD ASHANTI - MINA DO QUEIROZ

67

5 - ANGLOGOLD ASHANTI - BARRAGEM DE CÓRREGO DO SÍTIO II

75

6 - KINROSS - BARRAGEM SANTO ANTÔNIO

81

7 - MPSA - MINERAÇÃO PARAGOMINAS

85

8 - MRN - MINERAÇÃO RIO DO NORTE

103

9 - NOVELIS DO BRASIL - BARRAGEM DO MARZAGÃO

107

10 - SAMARCO MINERAÇÃO - UNIDADE OPERACIONAL GERMANO

115

11 - VALE - MINA DO CAUÊ - SISTEMA PONTAL

127

12 - VALE - MINA CONCEIÇÃO

153

13 - VALE - MINA TIMBOPEBA - BARRAGEM TIMBOPEBA

169

14 - VALE - MINA TIMBOPEBA - BARRAGEM DO DOUTOR

175

15 - VALE - MINA DE ALEGRIA - BARRAGEM DO CAMPO GRANDE

181

16 - VALE - MINA DE ABÓBORAS - BARRAGEM VARGEM GRANDE

189

17 - VALE - MINA DO PICO - BARRAGEM MARAVILHAS II

199

31

Barragens de Rejeitos no Brasil

18 - VALE - MINA DA FÁBRICA - BARRAGEM FORQUILHA III

207

19 - VALE - MINA CÓRREGO DO FEIJÃO

215

20 - VALE - MINA DE ÁGUA LIMPA - BARRAGEM DO DIOGO

227

21 - VALE - MINA DE GONGO SOCO

233

22 - VALE – MINA DO SOSSEGO - BARRAGEM DO SOSSEGO

245

23 - VALE - COMPLEXO MINERADOR DE CARAJÁS - BARRAGEM DO GELADO

249

24 - VALE - COMPLEXO MINERADOR DE CARAJÁS - BARRAGEM DO AZUL

253

25 - VOTORANTIM – UNIDADE VAZANTE - BARRAGEM AROEIRA

257

26 - VOTORANTIM/ CBA – UNIDADE MIRAÍ - BARRAGEM MIRAÍ

261

27 - VOTORANTIM METAIS – UNIDADE ITAMARATI DE MINAS BARRAGEM SÃO LOURENÇO

269

28 - YAMANA GOLD – MINA DE JACOBINA - BARRAGEM DE JACOBINA

32

275

Barragens de Rejeitos no Brasil

1 - ALCOA - UNIDADE POÇOS DE CALDAS

Fábrica da ALCOA - Sistema de Contenção de Resíduos de Bauxita Figura 1.1 - Foto Aérea da Fábrica de Alumínio da Alcoa Alumínio S.A. – Unidade de Poços de Caldas-MG Fonte: Google

33

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 1-1 - Status das ARB’s

1.1 Apresentação O sistema de contenção de rejeitos da Alcoa Alumínio S.A. – Unidade de Poços de Caldas – possui 09 estruturas, denominadas Áreas de Resíduos de Bauxita – ARB. Estas estruturas têm a finalidade de armazenanamento e contenção dos resíduos provenientes da Refinaria de Alumina da Alcoa Aluminío S.A. A primeira estrutura instalada para esta finalidade na Fabrica da Alcoa foi a ARB 1, em 1968. As Áreas de Resíduos de Bauxitas – ARB’s – são estruturas de contenção de resíduos classificados que possuem sistemas internos: de impermeabilização, de detecção de vazamentos (em algumas) e de coleta do líquido percolado. Existem 09 ARB’s, sendo que 06 se encontram com as operações finalizadas e fechadas e 03 em operação. A tabela ao lado apresenta as 09 ARB´s e o respectivo “status” de operação.

Estrutura

“Status”

ARB 1 ARB 2 ARB 3 ARB 4 ARB 5 ARB 6 ARB 6A ARB 7 ARB 8

Desativada e Fechada Em Operação Desativada e Fechada Desativada e Fechada Desativada e Fechada Desativada e Fechada Desativada e Fechada Em Operação Em Operação

barragem em solo compactado. Em 1971 esta barragem foi alteada por jusante até atingir a cota de 1.280 m e atualmente está nessa cota. Em 1978 a capacidade máxima de armazenamento foi atingida com 682.000 m³ e a ARB 1 foi desativada. Na década de 1980 a região periférica da superfície da área foi reabilitada (cerca de 8 ha de um total de 13 ha) por meio do espalhamento de solo local e plantio de vegetação. No ano de 2000, a região central da superfície dos resíduos (restantes 5 ha) foi reabilitada por meio do lançamento e espalhamento de solo argiloso oriundo da escavação da ARB 7, e fo-

1.2 - Localização do Sistema O sistema de Contenção de Rejeitos da Fabrica da Alcoa Alumínio S.A localiza-se na rodovia BR-146, Km 10, em Poços de Caldas, MG. A Figura a seguir ilustra a localização do sistema. 1.3 - Área de Resíduo de Bauxita – ARB 1 1.3.1- Dados Gerais A ARB 1 foi implantada em 1968, por meio do fechamento de fundo de vale com uma

Figura 1.2 - Localização do Sistema de Contenção de Rejeitos da ALCOA – Poços de Caldas - MG 34

Barragens de Rejeitos no Brasil

ram instalados dispositivos para drenagem da água pluvial.

gem a percussão SP-01, cujas leituras são executadas periodicamente.

1.3.2- Etapas de Construção

1.3.5 - Sistema Extravasor O controle das precipitações locais é conduzido por um sistema superficial. O valor da precipitação usado para dimensionamento da drenagem superficial foi determinado a partir dos dados disponíveis para o período 1967/1996 na própria fábrica da Alcoa e pelos dados referentes a Caxambu, no livro “Chuvas Intensas no Brasil”, de Otto Pfafstetter.

O maciço compactado da ARB 1 foi alteado por duas vezes para jusante. A crista da barragem está atualmente na cota 1.280 m – (Enviro-Tec, 2001). 1.3.3- Geologia e Fundações A fundação apresenta uma camada de turfa que varia de 2 a 6 metros de espessura, seguida por uma camada de silte muito arenoso variado.

1.3.6 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da ARB 1 estão resumidos na tabela a seguir:

1.3.4 - Monitoramento A estrutura ARB 1 possui um instrumento do tipo piezômetro instalado no furo de sondaTabela 1-2

8-2 - Ficha Técnica da ARB 1

DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Implantação inicial em 1968 e dois alteamentos

Finalidade

Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita

Empresas Projetistas

-

Data Conclusão

1968-1978

Cota da Crista

1.280,0 m

Altura Máxima

9,0 m

Comprimento da Crista

231 m (somente barragem) e 1.548,7m total pista na periferia ARB

Área do Reservatório

130.000 m2

Volume do Reservatório

682.000 m3

Tipos de Seção

Solo compactado

Drenagem Interna

Inexistente

Instrumentação

1 (um) piezômetro tipo Casagrande

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Realizadas na fase de recuperação

Parâmetros da Fundação

Argila orgânica: c’ = 15 kPa / φ’ = 17,62

1.4 - Área de Resíduo de Bauxita – ARB 2

fundo e topo de, respectivamente, 1.268m e 1.275m (Enviro-Tec, 2001). Com uma capacidade de 188.000 m³, essa área, que anteriormente era utilizada para disposição de resíduos, atualmente

1.4.1- Dados Gerais A ARB 2 foi implantada em 1972, a partir da execução de diques compactados com cotas de 35

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.4.3 - Geologia e Fundações

opera com o objetivo de resfriar água de processo da refinaria e receber resíduo de processamento de bauxita em caráter emergencial e temporário. Nenhum sistema especial de impermeabilização ou drenagem de fundo foi implementado na época de sua implantação. Em 1995 a capacidade máxima de estocagem foi atingida, permanecendo esta área desativada até 2001/2002, quando todo o resíduo foi removido e depositado sobre a ARB 5. Em 2003, foram executadas obras de readequação na ARB 2 para torná-la apta a operar como nova área de resfriamento de água de processo da refinaria, utilizando os mesmos conceitos das atuais áreas construídas, instalando sistema interno de impermeabilização duplo (camada de argila compactada e geomembrana de PVC) e sistema de detecção de vazamento.

A fundação apresenta uma camada de aproximadamente 10 metros de argila siltosa pouco arenosa que varia para um silte muito argiloso pouco arenoso. 1.4.4 - Monitoramento São executados periodicamente monitoramentos dos deslocamentos de marcos superficiais instalados na crista dos diques e na galeria da ARB 2. 1.4.5 - Sistema Extravasor O vertedouro é do tipo flauta, com diâmetro de 20" e bocas também com diâmetro de 20", aproximadamente a cada 30 cm. Esse sistema está interligado a uma tubulação de 14" de diâmetro, que segue através da galeria sob o dique da ARB 2. Posteriormente, esta tubulação é conectada ao sistema de bombas, que retorna o fluxo para a Refinaria.

1.4.2 - Etapas de Construção A ARB 2 foi construída em etapa única. As cotas de fundo e de crista encontram-se nas elevações 1.268 m e 1.276 m, respectivamente.

1.4.6 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da ARB 2 estão resumidos na tabela 1-3.

Tabela 1-3 - Ficha Técnica da ARB 2 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Única

Finalidade

Lago para resfriamento de água de processo da Refinaria e de disposição de resíduo de bauxita em caráter emergencial.

Empresas Projetistas

LPS Consultoria e Engenharia

Data Conclusão

2003

Cota da Crista

El. 1.276 m

Altura Máxima

7,0 m

Comprimento da Crista

902 m

Área do Reservatório

51.000 m2

Volume do Reservatório

260.000 m3

Tipos de Seção

Solo compactado

Drenagem Interna

Inexistente

Instrumentação

Marcos superficiais

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Realizadas em maio de 1982, após a construção do lago

Parâmetros da Fundação

Silte argiloso: c’ = 10,00 kPa / φ’ = 26,00 36

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.5

1.5.4 - Monitoramento

Área de Resíduo de Bauxita – ARB 3

Os instrumentos constituintes do monitoramento são 03 piezômetros instalados em furos de sondagens a percussão. Foram projetados para auscultação do maciço e fundação. São executados, periodicamente, monitoramentos dos recalques e deslocamentos através de 09 marcos superficiais instalados na crista do dique e 04 pontos de deslocamento horizontal instalados a jusante. Existe também controle de recalque em pontos internos da superfície reabilitada da ARB 3.

1.5.1- Dados Gerais A ARB 3 ocupa a mesma região de vale da ARB 1, sendo localizada à jusante desta. Foi implantada em 1975 por meio do fechamento do fundo de vale. Como no caso da ARB 1, uma camada de turfa ocorria no fundo do vale e nenhum sistema especial de impermeabilização ou drenagem de fundo foi implantado na mesma. A ARB 3 operou até 1990, ano em que sua capacidade de estocagem de resíduos foi alcançada, com cerca de 1.840.000 m³. Entre 2000 e 2001, a superfície de 26 ha da ARB 3 foi reabilitada, haja vista a construção de camadas de solo (com espessura total variando de 0,60m a 3,5m) e de drenagem superficial com diversas funções, além de camada de impermeabilização com geomembrana de PVC. Atualmente, a superfície encontra-se revegetada e a água de chuva é descartada diretamente no meio ambiente. A reabilitação da superfície da ARB 3 conta com um sistema de recuperação do licor cáustico por ascensão, instalado sob a geomembrana de impermabilização, o qual é direcionado para reutilização na Refinaria.

1.5.5 - Sistema Extravasor Não existe um sistema convencional de extravasão. O controle das precipitações locais é conduzido por dois sistemas de drenagens: um subsuperficial e um superficial. Na superfície existente do resíduo, foi instalado sistema de drenagem subsuperficial para a coleta do licor ascendente da ARB, que é coletado e bombeado para ARB 2, retornando, de lá, para a refinaria. Sobre este sistema, foram implantadas as camadas de regularização (a qual provê declividade da superfície), impermeabilização (com camada de argila compactada sob membrana de PVC) e camada de conformação final onde, tal como na ARB 1, foi instalado um sistema de coleta de água pluvial constituído basicamente de canaletas, sendo a água superficial coletada lançada diretamente no meio ambiente. A superfície da ARB 3 foi revegetada com espécies nativas da região. O valor da precipitação usado para dimensionamento da drenagem superficial foi determinado a partir dos dados disponíveis para o período 1967/1996 na própria fábrica da Alcoa e pelos dados referentes a Caxambu no livro “Chuvas Intensas no Brasil”, de Otto Pfafstetter.

1.5.2 - Etapas de Construção A crista da barragem principal foi assentada na cota aproximada de 1.276,5 m, sendo esta alteada para jusante por duas vezes até atingir a cota de 1.278 m (Enviro-Tec, 2001), permanecendo nesta até hoje. 1.5.3 - Geologia e Fundações A fundação desta estrutura é constituída por um colúvio (argila siltosa vermelho/ marrom muito mole a média), sobre um solo residual silto arenoso compacto a muito compacto, com ocorrência localizada de uma camada de argila orgânica preta (1995, LPSEngenharia).

1.5.6 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da ARB 3 estão resumidos na tabela 1-4 a seguir. 37

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 1-4 - Ficha Técnica da ARB 3 DADOS GERAIS Etapa Construtiva 3 etapas Finalidade Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita Data Conclusão 1982 Cota da Crista 1.278,00 m Altura Máxima 18,0 m Comprimento da Crista 362 m Área do Reservatório 260.000 m2 Volume do Reservatório 1.840.000 m3 Tipos de Seção Solo compactado Drenagem Interna Inexistente Instrumentação 01 (um) piezômetro – tipo Casagrande – e marcos superficiais ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas em 1967 a 1993 e 2005 Parâmetros da Fundação Argila orgânica: c’ = 15,00 kPa / φ’ = 17,62 Areia: c’ = 10,00 kPa / φ’ = 35,00

1.6 - Área de Resíduo de Bauxita – ARB 4

1.6.2 - Etapas de Construção

1.6.1- Dados Gerais

A ARB 4 foi construída em etapa única sem alteamentos. As cotas de crista e de fundo encontram-se nas elevações 1.274 m e 1.285 m, respectivamente (Enviro-Tec, 2001).

A ARB 4 encontra-se entre a ARB 2 e ARB 3. É formada por quatro diques de solo compactado e apresenta camada interna impermeável constituída de argila compactada e sistema de drenagem de fundo com camada de areia. Os diques possuem inclinação de 1,0V: 2,0H para montante e 1,0V: 2,0 H para jusante, entre bermas. Construída em 1986, a ARB 4 operou, entre 1990 e 1994, com uma capacidade para cerca de 800.000 m3 de resíduo. A partir de 1994, com um volume ocioso de 80.000 m3, a ARB 4 passou a operar como lago de resfriamento de água de processo, em substituição à ARB 2. Com a readequação da ARB 2, em 2003, deu-se início, em 2004, a reabilitação da superfície da ARB 4 a partir da introdução de um capeamento constituído por camadas de solo compactado, seguido de revegetação e drenagem superficial.

1.6.3 - Geologia e Fundações Os estudos geotécnicos para definição das condições de fundação da obra constam no Relatório 1456/43 (Setembro / 1983), da Sondosolo, e no desenho AL-006801-BR, da Natron Consultoria e Projetos S.A.(abril/1984), referente às seções geotécnicas. Segundo interpretação constante do Relatório NGA/PUC-Rio Alcoa 02/05, onde constam as análises de estabilidade realizadas para a ARB 4, a fundação é constituída basicamente por argila siltosa e silte argiloso. 1.6.4 - Monitoramento São executados periodicamente monitoramentos dos recalques por meio de 14 marcos 38

Barragens de Rejeitos no Brasil

superficiais instalados na crista do dique, 20 pontos instalados na galeria e também 30 pontos de controle de recalque em pontos internos da ARB 4. Foram executadas sondagens no resíduo em 2005 pela Sondosolo para obtenção de parâmetros geotécnicos do resíduo e nível d’água.

O controle das precipitações locais é feito por meio de um sistema superficial. O valor da precipitação usado para dimensionamento da drenagem superficial foi determinado a partir dos dados disponíveis para o período 1967/1996 na própria fábrica da Alcoa e pelos dados referentes à Caxambu no livro “Chuvas Intensas no Brasil”, de Otto Pfafstetter.

1.6.5 - Sistema Extravasor Não existe um sistema convencional de extravasão, uma vez que o reservatório se encontra completamente ocupado por resíduos.

1.6.6 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da ARB 4 estão resumidos na tabela a seguir.

Tabela 1-5 - Ficha Técnica da ARB 4 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Única

Finalidade

Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita e resfriamento de água.

Empresas Projetistas

NATRON

Data Conclusão

1986

Cota da Crista

1285,00m

Altura Máxima

20,0 m

Comprimento da Crista

1.190 m

Área do Reservatório

101.000 m2

Volume do Reservatório

840.000 m3

Tipos de Seção

Solo compactado

Drenagem Interna

Camada de areia no fundo com 50 cm e tubos perfurados

Instrumentação

Marcos superficiais

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Natron Consultoria e Projetos

Parâmetros da Fundação

Argila siltosa: c’ = 10,00 kPa / φ’ = 26,00 Silte argiloso: c’ = 10,00 kPa / φ’ = 26,00

1.7- Área de Resíduo de Bauxita – ARB 5

Construída em duas fases (em 1993 e 1995), a ARB 5 operou entre 1994 e 1998 com uma capacidade para cerca de 1.080.000 m 3 de resíduo. Em 2001 e 2002 o resíduo removido da ARB 2 foi depositado na superfície da ARB 5 que, posteriormente, foi reabilitada com o emprego de solo argiloso compactado, drenagem superficial e regevetação da superfície.

1.7.1 - Dados Gerais A ARB 5 encontra-se a oeste da ARB 3. Formada por cinco diques de solo compactado, a ARB 5 apresenta sistema de impermeabilização composto por uma camada interna de argila compactada, geomembrana de PVC e sistema de drenagem de fundo com camada de areia. 39

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.7.2 - Etapas de Construção

1.7.5 - Sistema Extravasor

As cotas de fundo e topo dos diques são de, aproximadamente, 1.290 m e 1.300,5 m respectivamente (Enviro-Tec, 2001).

Não existe um sistema convencional de extravasão, uma vez que o reservatório se encontra completamente ocupado por resíduos. O controle das precipitações locais é feito por dois sistemas de drenagem: um subsuperficial e um superficial. O valor da precipitação usado para dimensionamento da drenagem superficial foi determinado a partir dos dados disponíveis para o período 1967/1996 na própria fábrica da Alcoa e pelos dados referentes à Caxambu no livro “Chuvas Intensas no Brasil”, de Otto Pfafstetter.

1.7.3 - Geologia e Fundações Os diques foram implantados em fundação constituída basicamente por solo residual classificado como silte argiloso. 1.7.4 - Monitoramento São executados periodicamente monitoramentos dos recalques e deslocamentos por meio de 23 marcos superficiais instalados na crista do dique, 04 pontos instalados a jusante, que medem recalques e deslocamentos horizontais, e 18 pontos instalados na galeria.Tembém é realizado controle de recalque em 26 pontos internos da ARB 5. O monitoramento da drenagem de fundo é feito através de medidor de vazão eletromagnético.

1.7.6 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da ARB 5 estão resumidos na tabela 1-6.

Tabela 1-6 - Ficha Técnica da ARB 5 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Duas Etapas

Finalidade

Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita.

Empresas Projetistas

LPS Consultoria e Engenharia LTDA

Data Conclusão

1995

Cota da Crista

1.300,50 m

Altura Máxima

17,0 m

Comprimento da Crista

1.325 m

Área do Reservatório

132.000 m2

Volume do Reservatório

1.060.000 m3

Tipos de Seção

Solo compactado

Drenagem Interna

Camada de areia no fundo com 50 cm e tubos perfurados

Instrumentação

Marcos superficiais

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Foram realizadas na fase de projeto, antes da reabilitação e quando do estudo da PUC-RJ

Parâmetros da Fundação

Silte argiloso: c’ = 28,73 kPa / φ’ = 29,00 40

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.8 - Área de Resíduo de Bauxita – ARB 6

1.8.4 - Monitoramento

1.8.1- Dados Gerais

Os instrumentos constituintes do monitoramento são 03 piezômetros, instalados em furos de sondagens a percussão (SP 09, SP 10 e SP 11), cujas leituras são executadas periodicamente. São executados periodicamente monitoramentos de recalques e deslocamentos por meio dos 15 marcos superficiais instalados na crista do dique, 04 pontos instalados à jusante, que medem deslocamentos horizontais, 12 pontos instalados ao lado da parede oeste e 18 ao lado da canaleta central da galeria. Existe também controle de recalque em 32 pontos internos da ARB 6. O monitoramento da drenagem de fundo é feito por meio de medidor de vazão eletromagnético.

A ARB 6 encontra-se a sudoeste da ARB 1. Constituída por diques de solo compactado, apresenta, na camada interna, impermeabilizantes de argila compactada e geomembrana de PVC e sistema de drenagem de fundo com camada de areia. As cotas de fundo e topo dos diques são de, respectivamente, 1.302,5 e 1.313,50 m. Construída entre 1997 e 1998, a ARB 6 operou entre 1998 e 2000, com uma capacidade para cerca de 400.000m3 de resíduo. Ao fim da construção, na região central da galeria de concreto de recuperação de água do sistema de drenagem de fundo, foi verificado um recalque de cerca de 50 cm. Essa ocorrência foi monitorada e manteve-se estabilizada, notandose pequenas acomodações durante o processo de enchimento da ARB com resíduo. A partir do ano 2000, a superfície do resíduo foi mantida exposta para consolidação e, em 2003, os 6 hectares da área foram reabilitados por meio da compactação de solo argiloso e revegetação da superfície.

1.8.5 - Sistema Extravasor Não existe um sistema convencional de extravasão, uma vez que o reservatório se encontra completamente ocupado por resíduos. O controle das precipitações locais é conduzido por meio de um sistema de drenagem superficial. O valor da precipitação usado para dimensionamento da drenagem superficial foi determinado a partir dos dados disponíveis para o período 1967/1996 na própria fábrica da Alcoa e pelos dados referentes à Caxambu no livro “Chuvas Intensas no Brasil”, de Otto Pfafstetter.

1.8.2 - Etapas de Construção A ARB 6 foi construída em etapa única. As cotas de fundo e topo encontram-se nas elevações 1.302,5 e 1.313,50 m, respectivamente (EnviroTec, 2001). 1.8.3 - Geologia e Fundações

1.8.6 - Ficha Técnica

A fundação é constituída basicamente por silte argiloso, variando de mole a rijo.

Os principais dados de interesse da ARB 6 estão resumidos na tabela 1-7.

41

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 1-7 - Ficha Técnica da ARB 6 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Única

Finalidade

Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita.

Empresas Projetistas

LPS Consultoria e Engenharia LTDA

Data Conclusão

1998

Cota da Crista

El. 1313,50 m

Altura Máxima

24,50 m

Comprimento da Crista

1.015 m

Área do Reservatório

60.000 m2

Volume do Reservatório

400.000 m3

Tipos de Seção

Solo compactado

Drenagem Interna

Camada de areia no fundo com 50 cm e tubos perfurados.

Instrumentação

Marcos superficiais

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Foram realizadas na fase de projeto

Parâmetros da Fundação

Silte argiloso mole a médio: c’ = 24,43 kPa / φ’ = 30,10 Silte argiloso rijo: c’ = 18,04 kPa / φ’ = 30,70

1.9 - Área de Resíduo de Bauxita – ARB 6A

se na cota 1.316,00 m e 1.325,80 m, respectivamente.

1.9.1- Dados Gerais

1.9.3 - Geologia e Fundações

A ARB 6A encontra-se a oeste da ARB 6. Constituída por diques de solo compactado, apresenta camadas de impermeabilização internas constituídas por argila compactada e geomembrana de PVC, e sistema de drenagem de fundo com camada de areia. A cota da crista do dique é 1.325,80 m, apresentando altura máxima de 19,8 m. Construída entre 1998 e 1999, a ARB 6A operou entre 2000 e 2003, com uma capacidade para cerca de 795.000 m3 de resíduo. Em 2004, foi iniciado um processo de lançamento de um volume adicional de 210.000 m3 de resíduo sobre a superfície existente, haja vista a construção de diques internos com pequena altura, permitindo a extensão da vida útil desta ARB até janeiro de 2006.A reabilitacão da ARB 6A foi executada em 2006/2007.

A fundação dos diques da ARB 6A é constituída basicamente por silte argiloso, variando de mole a rijo, e areia. 1.9.4 - Monitoramento Os instrumentos constituintes do monitoramento são 02 piezômetros instalados em furos de sondagens a percussão nos SP 06 e SP 07, cujas leituras são executadas até o presente momento. Além disso, são executados periodicamente monitoramentos dos recalques por meio de 18 marcos superficiais instalados na crista do dique, 10 pontos instalados na galeria e 04 pontos instalados à jusante. O monitoramento da drenagem de fundo é feito por meio de medidor de vazão eletro-magnético.

1.9.2 - Etapas de Construção

1.9.5 - Sistema Extravasor

A ARB 6A foi construída em etapa única sem alteamentos. A crista de fundo e topo assentam-

Não existe um sistema convencional de extravasão, uma vez que o reservatório se 42

Barragens de Rejeitos no Brasil

Alcoa e pelos dados referentes à Caxambu no livro “Chuvas Intensas no Brasil”, de Otto Pfafstetter.

encontra completamente ocupado por resíduos. O controle das precipitações locais é conduzido por meio de um sistema superficial. O valor da precipitação usado para dimensionamento da drenagem superficial foi determinado a partir dos dados disponíveis para o período 1967/1996 na própria fábrica da

1.9.6 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da ARB 6A estão resumidos na tabela 1-8.

Tabela 1-8 - Ficha Técnica da ARB 6A DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Única

Finalidade

Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita.

Empresas Projetistas

LPS Consultoria e Engenharia Ltda

Data Conclusão

1999

Cota da Crista

El. 1325,8 m

Altura Máxima

19,8 m

Comprimento da Crista

1.490 m

Área do Reservatório

96.000m 2

Volume do Reservatório

1.005.000 m3

Tipos de Seção

Solo compactado

Drenagem Interna

Camada de areia no fundo (50 cm) e tubos perfurados

Instrumentação

Marcos superficiais

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Foram realizadas na fase de projeto

Parâmetros da Fundação

Silte argiloso mole a médio: c’ = 24,43 kPa / φ’ = 30,10 Silte argiloso rijo: c’ = 18,04 kPa / φ’ = 30,70

1.10- Área de Resíduo de Bauxita – ARB 7 A ARB 7 passa por obras de alteamento. O alteamento é realizado com a técnica “Upstream Stacking” com 5 alteamentos por montante com o primeiro dique de partida variando de 0,5 a 1,5 m e mais 4 alteamentos com diques de 1,00m de altura. Após sua operação por meio da referida técnica, prevêse que esta ARB seja reabilitada.

1.10.1- Dados Gerais A ARB 7, situa-se ao sul das ARBs 6 e 6A. Constituída por diques de solo compactado, apresenta camada interna de argila compactada e geomembrana de PVC em seu sistema de impermeabilização, bem como um sistema de drenagem de fundo com camada de areia. Nos últimos 5 m do talude externo, foi executado solo reforçado. Construída entre 2001 e 2002, a ARB 7 entrou em operação em 2003 e conta com uma capacidade para 1.480.000 m³ de resíduos. Essa ARB está projetada para operar até 2008.

1.10.2- Etapas de Construção A ARB 7 foi construída em etapa única sem alteamentos. As cotas de fundo e da crista encontram-se nas elevações 1.310,00 m e 1.333,00 m, respectivamente. 43

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.10.3- Geologia e Fundações

O monitoramento da drenagem de fundo é feito por meio de medidor de vazão eletromagnético. O solo reforçado é instrumentado por “tell-tales”.

A fundação dos diques da ARB 7 é constituída basicamente por silte argiloso, variando de mole a rijo, e areia.

1.10.5- Sistema Extravasor

1.10.4- Monitoramento

O vertedouro é do tipo flauta, com diâmetros 20" e bocas a cada 30 cm, aproximadamente, interligados a uma tubulação de 14" de diâmetro. Essa tubulação passa através da galeria de fundo e, posteriormente, é interligada a tubulação de aço que conduzirá o sobrenadante para a ARB 2.

Os instrumentos constituintes do monitoramento são 02 piezômetros instalados em furos de sondagens a percussão (SP 12 e SP 13), cujas leituras são executadas periodicamente. Além disso, são executados monitoramentos periódicos dos recalques por meio de 15 marcos superficiais instalados na crista do dique, 11 pontos instalados na galeria, deslocamentos horizontais em 04 pontos instalados à jusante e deslocamento global dos 15 marcos instalados na crista.

1.10.6- Ficha Técnica Os principais dados de interesse da ARB 7 estão resumidos na tabela 1-9.

Tabela1-9 - Ficha Técnica da ARB 7 DADOS GERAIS Etapa Construtiva Única Finalidade Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita. Empresas Projetistas LPS Consultoria e Engenharia LTDA Data Conclusão 2002 Cota da Crista El. 1333,0 m Altura Máxima 23,00 Comprimento da Crista 1.703 m Área do Reservatório 14.800 m2 Volume do Reservatório 1.480.000 m3 Tipos de Seção Solo compactado Drenagem Interna Camada de areia no fundo (50 cm) e tubos perfurados Instrumentação Marcos superficiais, piezômetros, medidor de vazão eletromagnético ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Foram realizadas na fase de projeto Parâmetros da Fundação Silte argiloso mole a rijo: c’ = 41,19 kPa / φ’ = 25 Silte argiloso duro: c’ = 24,52 kPa / φ’ = 27

1.11- Área de Resíduo de Bauxita – ARB 8

areia. Em sua porção noroeste, parte da drenagem de fundo, de areia, foi substituída por uma seção com geocomposto drenante. Nos últimos 5 m do talude externo, foi executado solo reforçado.

1.11.1- Dados Gerais A ARB 8 situa-se a oeste da ARB 6A, na sua parte baixa. Constituída por diques de solo compactado, apresenta camada interna de argila compactada e geomembrana de PVC em seu sistema de impermeabilização, bem como um sistema de drenagem de fundo com camada de

1.11.2 - Etapas de Construção A ARB 8 foi construída inicialmente em etapa única, passando por um alteamento (dique Oeste) em 44

Barragens de Rejeitos no Brasil

metros do tipo Casagrande, 11 poços de monitoramento, sendo 2 de câmara dupla, 10 marcos superficiais e 8 inclinômetros. Os piezômetros elétricos de corda vibrante estão instalados no interior da camada drenante de fundo. Já os demais instrumentos localizam-se principalmente no talude leste e nordeste da ARB 8.

2008, com a área já em operação.As cotas de fundo e da crista encontram-se nas elevações 1.268,70 e 1.287,40 m, respectivamente (Enviro-Tec, 2001). 1.11.3 - Geologia e Fundações A fundação é constituída por variada tipologia de materiais, que variam entre zonas com presença de rocha sã, zonas de rocha alterada, solo residual jovem e solo residual maduro, além de zonas com colúvio. É interessante destacar que em parte da fundação foram identificadas superficialmente zonas com presença de solo aluvionar orgânico mole. Estes, bem como as zonas de solo vegetal e saprolito mole, foram devidamente escavados e removidos para assentamento da ARB 8. Ainda nesses locais, visando a captação das nascentes, foram executadas trincheiras drenantes em toda a área de assentamento da ARB 8.

1.11.5 - Sistema Extravasor Diferentemente das demais ARB´s, a ARB 8 não possui estrutura de extravasão por meio de vertedouro tipo flauta. Como se trata de uma ARB cuja posição geométrica não favorece a drenagem por gravidade pelo fundo (galeria de fundo), foi disposto, para estrutura de drenagem de fundo, uma galeria inclinada na face do talude (com bombeamento na base) e, para a estrutura de extravasão, um sistema de captação do sobrenadante em rampa.

1.11.4- Monitoramento

1.11.6 - Ficha Técnica

A instrumentação geotécnica da ARB 8 é constituída por 5 piezômetros elétricos, 8 piezô-

Os principais dados de interesse da ARB 8 estão resumidos na tabela 1-10.

Tabela 1-10 - Ficha Técnica da ARB 8 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Única, porém o enchimento do reservatório iniciou-se antes da complementação de alteamento dos diques.

Finalidade

Contenção e armazenamento dos resíduos de processamento de bauxita.

Empresas Projetistas

LPS Consultoria e Engenharia LTDA

Data Conclusão

Dezembro de 2008

Cota da Crista

El. 1.287,40 m

Altura Máxima

18,70. Talude de jusante nas vertentes dos vales com até 29 metros de altura

Comprimento da Crista

1.736,84 m

Área do Reservatório

136.000 m²

Volume do Reservatório

1.505.000 m3

Tipos de Seção

Solo compactado

Drenagem Interna

Camada de areia no fundo (50 cm) e tubos perfurados

Instrumentação

5 piezômetros elétricos, 8 piezômetros do tipo Casagrande, 11 poços de monitoramento, 10 marcos superficiais e 8 inclinômetros

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Foram realizadas na fase de projeto

Parâmetros da Fundação

c’ = 36,6 kPa / φ’ = 27,5 Ens. Triaxial CIU Amostra PI – 8 – 4 natural c’ = 6,4 kPa / φ’ = 35,2 Ens. Triaxial CIU Amostra PI – 8 – 4 natural 45

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.12 - Aspectos Operacionais do Sistema

1.15 - Agradecimentos

A disposição dos rejeitos nas ARB’s é efetuada por meio de calhas (válvula e mangote) alimentadas por tubulação de aço de diâmetro de 10", distribuídas no entorno da crista. O lançamento também é realizado por meio de Torres de Lançamento, instaladas estrategicamente no interior do reservatório. O líquido sobrenadante é coletado pelo sistema extravasor e direcionada, por tubulação de aço, para a ARB 2, onde se encontra o sistema de bombeamento e recuperação do líquido para reutilização na fábrica. Nas estruturas desativadas e em operação (com exceção das ARBs 1, 2 e 3) há sistemas de coleta do líquido percolado, que são também conduzidos para a ARB 2, por meio de bombeamento.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Alcoa Alumínio S.A, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, aos Engos. Paulo André Lemos e Camila Moreira Queiroz, pela elaboração do texto, e aos Engos Geraldo Paes e Márcia Salomão, pela revisão do mesmo. 1.16 - Referências - Relatório MG-123-003-RT-1995, elaborado pela LPS Engenharia. - Desenho 1098.08.05, elaborado pela Sondosolo Geotecnia e Engenharia Ltda. - Relatório de projeto de reabilitação da ARB 4 (MG-529-030-RT), elaborado pela LPS Engenharia em 2004. - AC-316-LT-25554 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 1 (ARB 1) - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25555 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 2 (ARB 2) Lago 2 - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25556 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 3 (ARB 3) - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25557 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 4 (ARB 4) - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25558 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 5 (ARB 5) - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25559 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 6 (ARB 6) - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25560 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 6A (ARB 6A) - Setembro 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25561 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 7 (ARB 7) - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria. - AC-316-LT-25562 - Laudo Técnico Área de Resíduos de Bauxita 8 (ARB 8) - Setembro - 2011 - Pimenta de Avila Consultoria.

1.13 - Aspectos Ambientais O monitoramento da drenagem de fundo é complementado por inspeções periódicas na água subterrânea, aferindo a qualidade do lençol freático comparado ao “background” estabelecido no entorno do sistema. 1.14 - Plano de Fechamento Nas estruturas cujos reservatórios encontram-se sem operações de lançamento de resíduos, devido ao seu esgotamento, é aplicado um plano de fechamento que consiste em um sistema de cobertura e reabilitação. Este sistema tem a função de separar e coletar distintamente os líquidos ascendentes do resíduo (percolado) da água infiltrada das chuvas. O sistema de cobertura destas estruturas é composto em um aterro de regularização sobre o resíduo, uma camada de material drenante, a fim de coletar e conduzir o líquido percolado e uma camada de aterro de argila compactada acima da primeira, a fim de evitar a infiltração das águas de chuva entre em contato com o líquido percolado existente na área. Acima destas camadas, existe outra camada lançada de argila, com 1 metro de espessura. Espécies nativas foram utilizadas na revegetação, e a água de chuva foi direcionada para córregos da região. 46

Barragens de Rejeitos no Brasil

2 - ALUMAR - CONSÓRCIO DE ALUMÍNIO DO MARANHÃO

ARB 5

ARB 4

Figura 2.1 – Vista aérea do sistema de disposição de rejeitos da Alumar

47

ARB 3

ARB 2

ARB 1

Barragens de Rejeitos no Brasil

2.1 - Apresentação

estruturas principais (ARB’s), as quais são apresentadas na figura a seguir.

O Consórcio de Alumínio do Maranhão Alumar - está localizado na cidade de São Luís, estado do Maranhão. Inaugurado em 1984, é atualmente um dos maiores complexos de produção de alumina e alumínio primário do mundo. O Consórcio da refinaria da Alumar é formado pelas empresas Alcoa, BHP-Billiton e Rio Tinto Alcan. Em 2007, a Alumar alcançou a marca das 450.000 toneladas de alumínio produzidas, com a fábrica produzindo aproximadamente 1.500.000 toneladas de alumina, sendo que, com a conclusão das obras de expansão, a produção de alumina chega a 3.500.000 toneladas. Para a obtenção da alumina (Al2O3) é utilizado o processo Bayer. Resultante deste processo obtém-se também um resíduo insolúvel, gerado durante a etapa de clarificação, o qual é denominado resíduo de bauxita, também identificado, por vezes, por “lama vermelha”, ou “red mud”. O resíduo de bauxita produzido é bombeado para os locais onde será armazenada, denominados Areas de Resíduo de Bauxita – ARB’s. A Alumar possui 5 ARB’s (ARB 1,ARB 2,ARB 3,ARB 4 e ARB 5), sendo que somente as ARB’s 4 e 5 encontram-se em operação. A lama vermelha produzida através do processo Bayer é transportada através de tubulações para as ARB’s por uma distância de até 6 km da fábrica, tendo o resíduo uma concentração de sólidos de 15 a 25%.

Figura 2.2 – Localização da Alumar, cidade de São Luis, estado do Maranhão

A seguir, é feita uma descrição sintética de cada uma das estruturas supramencionadas, que compõe o sistema de disposição de resíduo da Alumar.

2.2 - Localização A Alumar está localizada no município de São Luíz, no estado do Maranhão, conforme apresentado na figura ao lado.

ARB 1: O projeto da ARB 1 foi desenvolvido e implantado em duas etapas, quais sejam: - A construção da primeira etapa ocorreu entre abril e dezembro de 1983, com crista na El. 56 m e volume do reservatório de 1.600.000 m3; - A construção da segunda etapa ocorreu entre junho e dezembro de 1987, com o

2.3 - Descrição Geral 2.3.1 - Dados Gerais Como mencionado anteriormente, o sistema de rejeito da Alumar é composto por cinco 48

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 2.3 - Planta Geral do sistema de disposição de rejeito da Alumar

Figura 2.4 – Seção Típica e Materiais de construção

ARB 2: O projeto da ARB 2 foi desenvolvido pelas empresas Natron, Engerio e LPS. Este depósito ocupa uma área de aproximadamente 325.000 m², correspondente a um volume acumulado de resíduos de cerca de 5.200.000 m3. A operação da ARB 2 se deu basicamente por meio das seguintes formas de disposição: - Disposição convencional, entre 1990 a 1997 (volume de 4.000.000 m3); - Técnica do “upstream stacking”, entre maio de 2000 e março de 2004 (volume de 1.138.00 m3). A reabilitação da ARB 2 ocorreu no período compreendido entre junho de 2004 a março de 2005. O projeto de tal reabilitação foi desenvolvido pela LPS e contemplou a

alteamento dos diques em 4 m (crista na El. 60 m), gerando um acréscimo no volume de 800.000 m3. A operação da ARB 1 ocorreu entre os anos de 1984 e 1990 e, em 1996, teve início o processo de reabilitação da área. No momento, a ARB 1 se encontra reabilitada e com presença de vegetação em avançado estágio de desenvolvimento. O reservatório da ARB 1 é dotado de um sistema de impermeabilização constituído por geomembrana de PVC e dispositivos associados. No fundo do reservatório, sobre a geomembrana, foi implantado um sistema de drenagem de fundo composto por uma camada drenante de areia e por um conjunto de tubos de drenagem em formato de “espinha de peixe”, que cobre todo o fundo do reservatório. 49

Barragens de Rejeitos no Brasil

implantação de um sistema de cobertura, drenagem superficial e plantio de vegetação.

De forma similar às demais ARB’s, a ARB 5 apresenta sistema de impermeabilização e drenagem de fundo.

ARB 3: A ARB 3 foi implantada em duas etapas, quais sejam: - Disposição convencional – crista na El. 47,5 m e capacidade para volume de 4.000.000 m³; - Disposição convencional – alteamento da crista para a El. 51,5 m, aumentando sua capacidade em 800.000 m³. A área recebeu resíduo pelo método convencional até 2005. A partir de 2007, passou a receber resíduo pelo método alternativo do “upstream stacking”, ficando em operação por este método até março de 2010. A ARB 3 vem sendo reabilitada conforme projeto elaborado pela LPS.

2.3.2 - Geologia e Fundações A fundação da área em questão é constituída por sedimentos do Cretáceo, Terciário e Quaternário, composta por arenitos, calcários e argila. Os solos mais comuns na região das ARB’s são compostos por areia fina e média, argilosa a pouco argilosa e, localmente, pedregulhos de laterita. 2.3.3 - Monitoramento ARB 1: O sistema de monitoramento da ARB 1 consiste basicamente em inspeções de campo trimestrais e na medição semanal da vazão da drenagem de fundo.

ARB 4: A ARB 4 foi construída entre abril de 2004 e fevereiro de 2005. O início de operação desta estrutura ocorreu em outubro de 2005, por meio da disposição convencional dos resíduos (“wet disposal”). Atualmente, a ARB 4 se encontra em fase final de operação, por meio de disposição convencional, com previsão de operar por “upstream stacking” a partir de outubro de 2011. Segundo informações da equipe técnica da Alumar, o referido projeto se encontra em desenvolvimento pela projetista LPS. A ARB 4 é composta por diques de solo compactado, dotado de sistema de impermeabilização constituído por geomembrana de PVC de 0,8 mm e camada de argila compactada de 0,50 m de espessura ao longo de todo o talude interno e base do reservatório. No fundo do reservatório, sobre a geomembrana, foi implantado um sistema de drenagem de fundo composto por uma camada drenante de areia de 0,50 m e por um conjunto de tubos de drenagem em formato de“espinha de peixe”.

ARB 2 e ARB 3: O sistema de monitoramento da ARB 2 e ARB 3 consiste basicamente em: - Medições semanais das vazões do dreno de fundo; - Medições mensais dos recalques (marcos superficiais e placas de recalque); - Realização de inspeções visuais semestrais. ARB 4: O sistema de monitoramento da ARB 4 consiste basicamente em: - Medições semanais das vazões do dreno de fundo; - Realização de batimetrias trimestrais; - Realização de inspeções visuais trimestrais. Além dos itens supramencionados especificamente para cada ARB, os itens listados a seguir compõem o sistema de monitoramento da Alumar.

ARB 5: A ARB 5 foi construída entre os anos de 2008 e 2009 e apresenta capacidade de armazenamento de 10.400.000 m³.

- Vistoria de taludes; - Vistoria em galerias; - Instalação de placas de recalque; 50

Barragens de Rejeitos no Brasil

- Medição de vazão em overflow; - Instalação de piezômetros na drenagem de fundo; - Medição de poro-pressão na drenagem de fundo; - Vistorias de estruturas metálicas; - Vistorias de estruturas de adução e descarte; - Inspeção e medição de vazão de drenos horizontais e verticais; - Ensaio de granulometria; - Ensaio de palheta; - Sondagem à percussão com medida de spt;

- Medição de deslocamentos verticais em placas de recalque; - Instalação de marcos superficiais; - Medição de deslocamentos verticais e horizontais de marcos superficiais; - Instalação de perfilômetros; - Medição de recalques em perfilômetros; - Instalação de bench-mark; - Instalação de pinos e placas em galerias; - Medição de deslocamento de pinos e placas em galeria; - Levantamento topográfico; - Levantamento batimétrico; - Determinação do peso específico e teor de umidade do resíduo; - Determinações das poro-pressões no resíduo; - Determinação de ph, sólidos em suspensão, teor cáustico e teor alcalino; - Medição de vazão de drenagem de fundo e camada de detecção;

O sistema de monitoramento conta ainda com 82 poços de monitoramento da nova rede, sendo 70 nas ARB’s e 12 na área da Planta, distribuídos conforme relacionado a seguir e ilustrado nas figuras 2.5 e 2.6:

ARB 1: 13 poços; ARB 2: 12 poços; ARB 3: 13 poços; ARB 4: 14 poços; ARB 5: 18 poços.

Figura 2.6 – Poços de monitoramento do sistema da Alcoa 51

Figura 2.5 – Poços de monitoramento do sistema da Alcoa

Barragens de Rejeitos no Brasil

norte, que deságua no reservatório da ARB 4. Ressalta-se que o sistema extravasor implantado permanecerá em operação até a reabilitação final da ARB 4. O sistema extravasor da ARB 3 foi dimensionado para um tempo de retorno de 100 anos e verificado para 500 anos.

2.3.4 - Sistema Extravasor ARB 1: A ARB 1 encontra-se desativada, totalmente preenchida com resíduos. Foi reabilitada, recoberta por vegetação e conta com um sistema de drenagem superficial implantado de acordo com o preconizado pela NBR 10157, que recomenda a instalação de rede de drenagem superficial para um evento de chuva com tempo de retorno de 25 anos. Como se trata de um reservatório do tipo “off-stream” não há riscos de enchentes e ruptura por galgamento.

ARB 4: O sistema extravasor da ARB 4 está localizado na parede norte e descarrega no reservatório da ARB 5. O vertedouro de superfície apresenta seção retangular (2,1 x 1,75 m). A recuperação de sobrenadante na ARB 4 é realizada por meio de um sistema de bombeamento, que é localizado próximo ao talude na curva sudoeste. O sistema extravasor da ARB 4 foi dimensionado para um tempo de retorno de 100 anos e verificado para 500 anos.

ARB 2: A ARB 2 encontra-se totalmente preenchida com resíduos e foi reabilitada com envelopamento do resíduo com geomembrana impermeável, solo local, cinza das caldeiras e solo vegetal no topo do resíduo. Da mesma forma que na ARB 1, foi implantado sistema de drenagem superficial, de acordo com o preconizado pela NBR 10157, e revegetada. Como se trata de um reservatório do tipo “off-stream”, não há riscos de enchentes e ruptura por “overtoping”.

2.4 - Aspectos Operacionais Encontra-se em operação apenas as ARB’s 4 e 5. Da Refinaria, o resíduo é bombeado e conduzido por meio de duas tubulações de 12" diâmetro, a uma concentração de 15% a 25% de sólidos até as ARB’s (distância de 6 km), onde é disposto (ver Figura 2.7).

ARB 3: O sistema extravasor da ARB3 é composto por um vertedouro em concreto armado de seção retangular (2,10 x 1,75m), posicionada na parede

Figura 2.7 – Sistema de bombeamento de resíduo da ALUMAR 52

Barragens de Rejeitos no Brasil

camadas de proteção da geomembrana (solo local e laterita) nos taludes internos.

O início de operação desta estrutura ocorreu em outubro de 2005, a partir da disposição dos resíduos por método convencional (“wet disposal”). A ARB 4 se encontra em fase final de operação por disposição convencional. Está previsto iniciar operação por “upstream stacking” em outubro de 2012. A ARB 4 saiu de operação em julho de 2011 e a o sistema de disposição por “upstream stacking” encontra-se em fase de projeto detalhado, com previsão para inicio de operação para julho de 2012. Já com relação à captação de água, cabe mencionar que o sistema de drenagem de fundo é composto por camada de areia com 0,5 m de espessura, espalhada sobre a geomembrana e por um conjunto de tubos de drenagem em formato de espinha de peixe, de forma a cobrir toda a área do fundo do reservatório. A base do reservatório, onde está posicionado o dreno de fundo, possui uma declividade de 0,5% de forma a proporcionar um escoamento no sentido da galeria. O sistema de coleta é composto por dois tubos coletores principais de 12" de diâmetro, com cerca de 580 m de comprimento, aos quais são conectados tubos perfurados de 4" de diâmetro, em ramificações de 45º, de forma alternada a cada 8,85 m. A água captada segue para o tanque de coleta das ARB’s por meio de tubo coletor único de aço carbono de 12" de diâmetro, que fica localizado no interior da galeria de drenagem, que é constituída por tubo tipo ARMCO-MPIS2, com diâmetro de 2,15 m. A água coletada é bombeada para o reservatório da ARB 4, de onde segue juntamente com o sobrenadante para a refinaria. Complementando a drenagem de fundo, existe a Rede Coletora de Drenagem Periférica, a qual é constituída por tubulação em PEAD corrugado, com diâmetro de 4", perfurada, envelopada com geotêxtil disposta aos pés dos taludes internos (por sobre o selo de argila compactada, na interseção com o talude), envolta em areia. A rede coletora tem como principal objetivo a drenagem do licor infiltrado nas

2.5 - Plano de Fechamento ARB 1: O processo de reabilitação da ARB 1 iniciou em 1996, recobrindo a área com uma camada de 40 a 50 cm de cinza proveniente da queima de carvão nas caldeiras da refinaria. Destaca-se que não foi executada uma camada impermeabilizante sobre a superfície dos resíduos. A área (reservatório e taludes) se encontra com vegetação bastante densa e árvores de pequeno e médio porte. Foram plantadas mudas de espécies nativas e algumas espécies exóticas. ARB 2: Conforme mencionado anteriormente, a ARB 2 se encontra reabilitada. A reabilitação consistiu na revegetação da área e impermeabilização da superfície dos resíduos com geomembrana (envelopamento), com o objetivo de eliminar o contato das águas de chuva com o resíduo, obtendo assim run-off livre de contaminação e pronto para descarte direto no meio ambiente. Resumidamente, o projeto de reabilitação da ARB 2 envolveu os serviços principais: – Sistema de infiltração para recuperação de soda; – Impermeabilização; – Camadas de conformação (solo local, cinzas oriundas das caldeiras da refinaria e solo vegetal); – Drenagem Superficial. Na ARB 2 foi projetado e implantado um sistema para o reaproveitamento da soda cáustica existente no resíduo, utilizando injeção controlada de água, por um sistema de infiltração implantado abaixo da impermeabilização que permite a recuperação da soda pela drenagem de fundo ao longo de todo o ano. ARB 3: Conforme mencionado anteriormente, encontra-se em fase de implantação as obras de reabilitação do depósito. A reabilitação prevê a revegetação da área e impermeabilização da 53

Barragens de Rejeitos no Brasil

– Camadas de conformação (solo local e solo vegetal); – Drenagem Superficial.

superfície dos resíduos com geomembrana (envelopamento), com o objetivo de eliminar o contato das águas de chuva com o resíduo, obtendo assim run-off livre de contaminação e pronto para descarte direto no meio ambiente. Resumidamente, o projeto de reabilitação da ARB 3 prevê os seguintes itens: – Sistema de infiltração para recuperação de soda; – Impermeabilização;

Como no caso da ARB 2, na ARB 3 foi projetado e está sendo implantado um sistema para o reaproveitamento da soda cáustica existente no resíduo, utilizando injeção controlada de água, por um sistema de infiltração localizado abaixo da impermeabilização, que permite a recuperação da soda pela drenagem de fundo. 2.6 - Ficha Técnica

Tabela 2-1 - Resumo das Principais Características da ARB 1 DADOS GERAIS Etapa Construtiva Finalidade Empresas Projetistas Data Conclusão Cota da Crista Altura Máxima Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume Reservatório Tipos de Seção Drenagem Interna Instrumentação

Duas etapas Disposição de resíduos. Natron 1983 (1ª etapa) e 1987 (2ª etapa) 60,0 m 22,0 m 2.360,0 m 220.000 m² 2.400.000 m³ Solo Compactado Camada de areia no fundo com 50 cm e tubos perfurados Medidor de vazão.

Tabela 2-2 - Resumo das Principais Características da ARB 2 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Única

Finalidade

Disposição de resíduos.

Empresas Projetistas

NATRON, ENGERIO e LPS

Data Conclusão

1990

Cota da Crista

51,5 m

Altura Máxima

17 m

Comprimento da Crista

2.350 m

Área do Reservatório

320.000 m²

Volume Reservatório – Etapa 1

4.045.000 m³

Volume Reservatório – Etapa 2

1.138.000 m³

Tipos de Seção

Solo Compactado e empilhamento “Upstream Stacking”.

Drenagem Interna

Camada de areia de 50 cm de espessura e tubos perfurados

Instrumentação

Medidores de recalque, marcos e medidor de vazão. 54

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 2-3 - Resumo das Principais Características da ARB 3 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Duas etapas

Finalidade

Disposição dos resíduos.

Empresas Projetistas

LPS Consultoria e Engenharia LTDA

Data Conclusão

1ª Etapa em 1997 e 2ª etapa em 2000 (construção)

Cota da Crista

51,5 m

Altura Máxima

23,5 m

Comprimento da Crista

2.350 m

Área do Reservatório

360.000 m²

Volume do Reservatório

6.400.000 m³

Tipos de Seção

Solo Compactado

Drenagem Interna

Camada de areia no fundo com 50 cm e tubos perfurados

Instrumentação

Marcos superficiais, placas de recalque e medidor de vazão.

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia

343.000 m²

Tempo de Concentração

0,331 h

Precipitação (TR=100 anos)

101,72 mm

Vazão Máxima Afluente

10,55 m³/s

Vazão de Projeto

1,654 m3/s

NA Máximo Operacional

50,50 m

Borda Livre (NA máx Max)

0,13 m

ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação

Tipo calha da ARB 3 p/ ARB 4 – extravasor em desativação.

Tabela 2-4: Resumo das Principais Características da ARB 4 DADOS GERAIS Etapa Construtiva

Uma etapa

Finalidade

Contenção e armazenamento dos resíduos.

Empresas Projetistas

LPS Consultoria e Engenharia LTDA

Data Conclusão

2005

Cota da Crista

51,5 m

Altura Máxima

23,5 m

Comprimento da Crista

2.420 m

Área do Reservatório

390.000 m²

Volume do Reservatório

5.400.000 m³

Tipos de Seção

Solo Compactado

Drenagem Interna

Camada de areia no fundo com 50 cm e tubos perfurados

Instrumentação

Medidor de vazão 55

Barragens de Rejeitos no Brasil

Cont. Tabela 2-4 HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia

393.000,00 m²

Tempo de Concentração

0,250 horas

Precipitação (TR=100 anos)

-

Vazão Máxima Afluente

15,82 m³/s

Vazão de Projeto

0,59 m³/s

Borda Livre (NA máx Max)

0,49 m

ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação

Tipo calha

– Documento s/ n° - “Apresentação das ARB’s – Lagos e ARB’s – Alumar.

2.7 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece ao Consórcio Alumar, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Rafael Jabur Bittar, pela elaboração do texto, e aos Engos Geraldo Paes e Márcia Salomão, pela revisão do mesmo.

– Desenhos dos Projetos das ARB’s: 1, 2 3 e 4 – projetista: LPS Engenharia – Laudo Técnico - Área de Disposição de Resí-duos de Bauxita - ARB 1 (AM-102- LT15021-01). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em janeiro de 2009; – Laudo Técnico - Área de Disposição de Resíduos de Bauxita - ARB 1 (AC-312-LT20531-00). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em maio de 2010;

2.8 - Referências

– Planilha de monitoramento dos underdrains, fornecido pela Alumar em novembro de 2010;

– Documento s/ n° - “25 Year Masterplan for Bauxite Residue Disposal 2003-2008 – Elaborado pela Alumar”.

– Planilha com dados pluviométricos e de evaporação, fornecido pela Alumar em novembro de 2010.

– Relatório MA-579-006-RT. Análise de Monitoramento das ARB´s e Lago de Detenção 1. Elaborado pela LPS em jan/2007.

– Documento s/n. “Reabilitação da Área de Resíduos de Bauxita 2 – ARB#2 - RELATÓRIO FINAL”. Elaborado pela LPS em mar/2005.

– Relatório MA-503-001-RT – Volume I – Descrição. “Plano de Monitoramento das Áreas de resíduos de Bauxita e Lagos da Fábrica”. Elaborado pela LPS em jan/2003.

– Documento s/n. “Reabilitação da Área de Resíduos de Bauxita 2 – ARB#2 - RELATÓRIO FOTOGRÁFICO”. Elaborado pela LPS em mar/ 2005.

– Relatório MA-503-001-RT – Volume II – Especificações Técnicas. “Plano de Monitoramento das Áreas de Resíduos de Bauxita e Lagos da Fábrica”. Elaborado pela LPS em jan/ 2003.

– Laudo Técnico - Área de Disposição de Resíduos de Bauxita - ARB2 (AM-102- LT56

Barragens de Rejeitos no Brasil

15022-01). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em janeiro de 2009; – Laudo Técnico - Área de Disposição de Resíduos de Bauxita - ARB2 (AC-312- LT20532-00). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em maio de 2010; – Planilha de monitoramento dos underdrains, fornecido pela Alumar em novembro de 2010; – Planilha com os dados das placas de recalque e marcos superficiais, fornecido pela Alumar em novembro de 2010. – Resultados dos Ensaios de Laboratório. Executados e elaborados pela Tecnosonda. – Laudo Técnico - Área de Disposição de Resíduos de Bauxita - ARB3 (AM-102- LT15023-01). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em janeiro de 2009; – Laudo Técnico - Área de Disposição de Resíduos de Bauxita - ARB3 (AC-312-LT-2053300). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em maio de 2010; – 15024-01). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em janeiro de 2009; – Laudo Técnico - Área de Disposição de Resíduos de Bauxita - ARB4 (AC-312-LT-2053400). Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em maio de 2010; – Relatório MA-593-017-PR.“Programação das Investigações Geotécnicas”. Setembro/2006.

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Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

3 - ALUNORTE - ALUMINA DO NORTE DO BRASIL

Figura 3.1 – Imagem aérea do DRS

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Barragens de Rejeitos no Brasil

3.1 - Apresentação

Já a segunda expansão teve início em julho de 2003, com conclusão no início de 2006, quando a empresa chegou a uma capacidade de produção de 4,4 milhões de toneladas de alumina por ano. Ainda em 2006, a Alunorte iniciou a terceira expansão. Em agosto de 2008, as obras desta expansão foram concluídas, o que capacitou a empresa para produzir 6,26 milhões de toneladas de alumina por ano, passando a ser responsável por 7% da produção mundial de alumina.

A Alunorte - Alumina do Norte do Brasil S.A – obtém alumina (Al2O3) utilizando o processo Bayer. Resultante deste processo, obtém-se também um resíduo insolúvel, gerado durante a etapa de clarificação, o qual é comumente denominado de lama vermelha (red mud). Este resíduo é transportado, via caminhões com teor de sólidos próximos de 60%, para uma área denominada Depósito de Resíduos Sólidos (DRS), Área 54, localizada a aproximadamente 1500 m da fábrica, e depositado pela técnica conhecida como “dry stacking”. A fábrica iniciou suas operações em julho de 1995 e desde então já realizou três grandes expansões, que a colocaram na posição de maior produtora de alumina do mundo. Em 2000, iniciou-se o primeiro projeto de expansão da refinaria, que foi concluído em 2003. Com a ampliação, a capacidade produtiva passou de 1,6 para 2,45 milhões de toneladas de alumina por ano, aumentando em 50% a capacidade produtiva da empresa.

3.2 - Localização A Alunorte - Alumina do Norte do Brasil S.A - está localizada em Barcarena, município situado a 123 km de Belém, no estado do Pará. O Depósito de Resíduos Sólidos, DRS, está localizado nas coordenadas geográficas UTM: 89.828.500 Norte e 754.000 Leste, Fuso 22 Datum SAD 69. A Figura a seguir apresenta mapa de localização da Alunorte.

Figura 3.2 – Mapa de Situação do empreendimento 60

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 3.3 – Planta do DRS

3.3 - Descrição Geral As bacias de controle, por sua vez, possuem um sistema de bombeamento, que bombeia a água efluente para a Estação de Tratamentos de Efluentes Industriais (ETEI), Área 82A/B/C. Na ETEI, a água é tratada, sendo os parâmetros de qualidade definidos pela legislação adequados, de forma a possibilitar o seu descarte em um corpo receptor de acordo com a sua classificação. Todo o depósito, bem como as estruturas associadas, é revestido com geomembrana de PEAD, com o objetivo de impermeabilizar estas estruturas. A Figura acima apresenta a planta do DRS, destacando suas estruturas.

3.3.1 - Dados Gerais Em linhas gerais a Área 54, onde se insere o DRS, é contornada por diques periféricos (paredes) em toda a sua extensão. Estas paredes são denominadas de parede norte, sul, leste e oeste, em função de sua posição em relação à planta de alumina. Nestas paredes, estão instaladas as estruturas extravasoras, chamadas de rápidos, operados por meio de stop-logs. Contornando todo o reservatório, existem canais (canais de contorno) que recebem o efluente líquido proveniente da polpa (efluente) e a água de chuva, conduzindo-os até as bacias de controle (BC’s). 61

Barragens de Rejeitos no Brasil

das paredes. Estas frentes passam por um rodízio de modo a garantir um período mínimo sem lançamento num mesmo ponto, com o objetivo de aumentar o teor de sólidos e o ganho de resistência do material e, desta forma, possibilitar o avanço da plataforma.

O DRS é contornado por diques construídos em solo compactado, com altura média de 14 m. O método de disposição de rejeitos praticado na Alunorte, dry stacking, foi concebido tendo como principais condicionantes a otimização da área de armazenamento e a menor quantidade de água presente no resíduo. Pode-se afirmar que, dentre os métodos de disposição “a seco”, este é o comumente aplicado à lama vermelha (red mud), no qual o lançamento e a disposição do resíduo se dão de forma planejada, com a formação de uma pilha de rejeito. Na Alunorte, o rejeito sofre uma filtragem com a finalidade de reduzir sua umidade, processo conduzido pela operação de vinte “filtros tambor”. Após tal processo, a lama vermelha é transportada por caminhões até a plataforma de lançamento, posicionada a 40 m do fundo do depósito. Os pontos de lançamento de lama são delimitados de acordo com a necessidade de avanço da plataforma, distribuição homogênea da pilha de rejeito e disponibilidade de borda livre

3.3.2 - Etapas de Construção Ao todo, o DRS já passou por nove das dez expansões previstas até então. No DRS em operação houve sete expansões, correspondentes à implantação das células 1 a 7 (CL1 à CL7). Em 2009, foi construída a CL1; em 2010 a CL2.A CL3 será construída em duas etapas, a primeira em 2011 e a segunda em 2012. Considerando-se as referidas expansões, o sistema têm previsão de vida útil para disposição de rejeito até 2016.Após esta data uma nova área, que já encontra-se em fase de estudo conceitual, deverá ser implantada para a disposição do rejeito. A Figura 3.4 apresenta um panorama das expansões do DRS.

Figura 3.4 - Vista geral do DRS e suas Expansões

3.3.3 - Geologia e Fundações

constituído de argilas, siltes e areias finas, podendo apresentar leitos de areias e conglomerados. Os sedimentos Pós-Barreiras são argiloarenosos, de cor amarela e avermelhada, ocorrendo na porção norte e nordeste de Barcarena, nas Ilhas Trambioca, das Onças e do Arapari.

Regionalmente, as litologias representativas constituem-se de sedimentos aluvionares do Quartenário, sedimentos Pós-Barreira e Barreiras. O Grupo Barreiras é a unidade predominante no município de Barcarena, sendo 62

Barragens de Rejeitos no Brasil

Os sedimentos aluvionares estão distribuídos nas zonas de praias e estirâncios, além das várzeas e igarapés. São caracterizados por sedimentos compostos de argilas brancas e avermelhadas e areia branca inconsolidada de granulação fina a média. Investigações geológicas em áreas próximas mostraram que os solos descritos têm comportamento similar ao longo do trecho de ocorrência. A camada superior de solo é geralmente pouco espessa e encontra-se em estado fofo, com baixos valores de SPT. A camada abaixo se encontra geralmente compacta a muito compacta, e os SPTs atingem valores compreendidos entre 15 e 25 golpes. Os ensaios de laboratório realizados indicaram baixa compressibilidade do material e permeabilidades com ordens de grandeza variando comumente entre 10-3 a 10-5 cm/s.

alcalinidade; temperatura; demanda bioquímica de oxigênio (DBO); demanda química de oxigênio (DQO); sódio; alumínio; cálcio; ferro; magnésio; sílica; sulfato, óleos e graxas (O&G) e oxigênio dissolvido (OD). O objetivo do programa de monitoramento é permitir análises físico-químicas e bacteriológicas em águas superficiais, subterrâneas e em efluentes presentes na unidade industrial da Alunorte, bem como comparar os resultados com os padrões aceitáveis pela legislação ambiental vigente (Resolução Conama 357/05). Monitoramento da qualidade da água superficial: Até 2010, o monitoramento da qualidade da água superficial contava com quatro pontos de coleta de água, nos seguintes locais: rio Pará; nascente do rio Murucupi; Clube 1 e Igarapé Pramajozinho. Uma recapacitação dos pontos de monitoramento de água superficial está prevista com a instalação de mais cinco pontos de monitoramento localizados nos seguintes locais: Igarapé Água Verde; Igarapé Pramajozinho; Igarapé Murucupi; Igarapé Murucupi; a leste do DRS. A figura 3.5 mostra toda a rede de monitoramento de água superficial da Alunorte, existente e a ser implantada.

3.3.4 - Monitoramento O controle de deformações no talude de jusante é realizado por meio de marcos superficiais de concreto, com medições topográficas dos deslocamentos. Os marcos superficiais estão instalados na crista dos diques e nas bermas do talude de jusante. 3.3.5 - Sistema Extravasor O sistema extravasor do DRS é composto por um conjunto de extravasores (“rápidos”) instalados nos diques, operados por meio de stoplogs. À medida que o nível do rejeito aumenta, as placas de stop-logs são inseridas de maneira a permitir somente a passagem de água. De acordo com os estudos e adequações realizadas em 2009, a área 54 é capaz de armazenar todo o efluente gerado a partir de eventos de precipitações associadas a tempos de retorno de 10.000 anos.

Monitoramento da qualidade da água subterrânea: Este monitoramento teve inicio em 2004, com três poços (P1, P2 e P3) nos quais era analisado apenas o parâmetro pH. Em 2010, houve uma recapacitação dos pontos de monitoramento de água subterrânea, sendo que a rede atual é apresentada na figura a seguir. 3.5 - Plano de Fechamento

3.4 - Aspectos Ambientais

As diretrizes para o fechamento das estruturas são voltadas principalmente para a estabilização das condições geoquímicas e geotécnicas da área impactada pela disposição dos resíduos e para a recuperação ambiental do local,

O monitoramento das águas superficiais e subterrâneas realizado na Alunorte busca abranger a área de influência do DRS, sendo monitorados parâmetros relacionados a: 63

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 3.5 - Localização dos pontos de monitoramento das águas superficiais

buscando o equilíbrio paisagístico. O conjunto dessas medidas abrange o final da operação e o descomissionamento do depósito, bem como, a reabilitação e o monitoramento da área, assegurando, assim, o sucesso do fechamento. Em síntese, as atividades de fechamento e reabilitação devem ser planejadas de maneira a atender aos seguintes pontos:

Figura 3.6 - Localização dos poços de monitoramento das águas subterrâneas no entorno do DRS.

- Tornar a área afetada pela operação da estrutura do DRS capaz de oferecer condições de estabilidade, segurança e sustentabilidade ao longo do tempo; - Preservar o meio ambiente dos agentes de deterioração química e física; - Restabelecer a drenagem da área; - Recompor a vegetação em todos os locais possíveis; - Comprovar o sucesso do fechamento; - Permitir um uso benéfico e sustentável da área por longo prazo; - Minimizar os impactos socioeconômicos. O DRS em operação se encontra em fase final de vida útil, com início de fechamento previsto para até 2013. 64

Barragens de Rejeitos no Brasil

3.6 - Ficha Técnica Tabela 3-1 - Descrição resumida das principais informações do DRS (Abril/2011). SISTEMA DE DISPOSIÇÃO DE REJEITOS DA ALUNORTE SISTEMA (DRS + CL1 + CL2 + CL3) INFORMAÇÕES GERAIS Localização

Barcarena, Pará

Altura máxima

Coordenadas

89.828.500 Norte

Parede Leste

e 754.000 Leste

Comprimento

985,00 m

Início de construção

1995

Altura máxima

8,00 m (EL 18,00 m)

Previsão de vida útil

2016

Parede Oeste

Coincidente com a parede

Área

256,40 hectares

leste do DRS atual

Temperatura média anual 26° C

CÉLULA LESTE CL2

Precipitação média anual

Parede Norte

1.950 mm

RESERVATÓRIO Capacidade de armazenamento

12,00m (EL 21,00 m)

21.951.738 m3

Comprimento

640,00 m

Altura máxima

12,00 m (EL 21,00 m)

Parede Sul

DIQUES

Comprimento

420,00 m

DRS ATUAL

Altura máxima

13,50 m (EL 23/22,00 m)

Parede Norte

Parede Leste

Comprimento

1.270 m

Comprimento

600,00 m

Altura máxima

13,00 m (EL 21,00 m)

Altura máxima

13,00 m (EL 22,00 m)

Parede Oeste

Coincidente com a parede

Parede Sul Comprimento

945,00 m

Altura máxima

17,00m (EL 25,00 m)

leste da CL1 CÉLULA LESTE CL3

Parede Leste

Parede Norte

Comprimento

1.170,00 m

Comprimento

1.200,00 m

Altura máxima

15,00 m (EL 25/21,00 m)

Altura máxima

13,50 m (EL 21,00 m)

Parede Sul

Coincidente com a parede

Parede Oeste Comprimento

800,00 m

Altura máxima

14,00 m (EL 23/21,00 m)

norte da CL1/2 Parede Leste

CÉLULA LESTE CL1

Comprimento

560,00 m

Parede Norte

Altura máxima

13,50 m (EL 21,00 m)

Comprimento

480,00 m

Parede Oeste

Altura máxima

10,50 m (EL 25/23,00 m)

Comprimento

400,00 m

Altura máxima

13,50 m (EL 21,00 m)

Parede Sul Comprimento

400,00 m

65

Barragens de Rejeitos no Brasil

3.7 - Agradecimentos

- RT-3540-54-G-954-R01- Depósito de Resíduos - Área 54 - Consolidação de dados, critérios e premissas do Plano de Lançamento e Manual de Operação - Relatório Técnico.. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2010. Relatório Técnico.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Alunor te, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e à Engª. Luciana Moraes Kelly Lima, pela elaboração do texto.

- RT-3540-54-G-915-R01- Plano de Curto Prazo de Lançamento de Resíduos Sólidos.. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2010. Relatório Técnico. - RT-3540-54-G-101-R01- Plano de Médio Prazo de Lançamento de Resíduos Sólidos. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2010. Relatório Técnico.

3.8 - Referências - RT-3540-54-G-881-R02 - Sinopse Climática. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2009. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-085-R00- Plano de Gestão de Águas – Relatório de Consolidação de Dados e Visita de Campo. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2010. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-810-R01 - Depósito de Resíduos Sólidos - Área 54A - Projeto Executivo - Célula Leste - CL-1-Relatório. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2009. Relatório Técnico.

- AN-501-RL-5413-00 - Plano de Fechamento - Depósito de Resíduos Sólidos – DRS - Área 54a. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2004. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-884-R01- Avaliação do DRS Frente a Ocorrência de Cheias. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2009. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-088-R01- Consolidação e Considerações sobre o Monitoramento dos Efluentes Gerados na Planta Industrial. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2011. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-893-R01 - Regras de Operação e Alerta dos Reservatórios do DRS e Célula Leste Frente a Ocorrência de Cheias. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-087-R01- Consolidação e Considerações sobre o Monitoramento das Águas Superficiais e Subterrâneas da Área de Influência do DRS. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2011. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-873-R01 - Depósito de Resíduos - Área 54 –Manual de Operação do Sistema de Rejeitos. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2010. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-086-R01- P Plano de Gestão de Águas – Balanço Hídrico. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2004. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-885-R01 - Avaliação do DRS e Expansões Frente a Ocorrência de Cheias. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2010. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-016-R01- Célula Leste CL3 Projeto Executivo - Relatório Técnico do Projeto e Documentos Anexos. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2004. Relatório Técnico.

- RT-3540-54-G-899-R01- Célula Leste – CL1/ 2/3 - Dimensionamento dos Reservatórios Nota Técnica. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em 2010. Relatório Técnico.

66

Barragens de Rejeitos no Brasil

4 - ANGLO GOLD ASHANTI - MINA DO QUEIROZ

Figura 4.1 - Foto aérea das instalações da Mina do Queiroz

67

Barragens de Rejeitos no Brasil

4.1 - Apresentação

A partir do ano de 1995, foram sistematicamente instituídos procedimentos de gerenciamento das atividades de operação e monitoração das barragens de rejeitos integrantes do sistema, inserindo nestes a criação de uma equipe permanente de fiscalização e controle.

A Anglogold Ashanti Córrego do Sítio Mineração (AGACSM) opera algumas minas e plantas metalúrgicas para beneficiamento de minério aurífero na região de Minas Gerais e Goiás. A AGACSM mantém, desde a década de 1940, um sistema de deposição de seus rejeitos industriais na região do vale do Queiroz. Inicialmente, tratava-se de uma barragem interposta ao vale do Queiroz, à altura do antigo bairro do Galo, em Nova Lima (denominada Barragem de Queiroz), a qual assegurou a deposição dos rejeitos da Empresa até meados do ano de 1954, com a acumulação, neste período, de cerca de 2,5 milhões de m³. A partir de 1981, este sistema foi ampliado com a construção de mais duas barragens, Rapaunha e Cocuruto, que passaram a operar no final do ano de 1982, além da barragem Calcinados, construída em 1986, de forma a adequar o sistema às necessidades decorrentes da expansão da Empresa (Projeto Cuiabá/ Raposos). Estas barragens, de um modo geral, foram concebidas com previsão de serem alteadas à medida que venha a ocorrer a ocupação do seu reservatório pelos rejeitos lançados. Para tanto, o programa de deposição previu as seguintes capacidades, já considerando os alteamentos supramencionados:

4.2 - Localização e Acessos A Planta Industrial do Queiroz está situada no Município de Nova Lima-MG, próximo à divisa com o Município de Raposos, em região da Bacia Hidrográfica do Córrego do Queiroz, afluente do Rio das Velhas, na região do chamado Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais.

Figura 4.2 – Localização da Planta Industrial do Queiroz (AngloGold Ashanti) (Fonte: IGA - Instituto de Geociência Aplicada)

- Barragem de Cocuruto – capacidade: 4 milhões de m³; - Barragem de Rapaunha – capacidade: 17 milhões de m³; - Barragem de Calcinados – capacidade: 12 milhões de m³; - Barragem de Queiroz – capacidade: 12 milhões de m³.

A Planta Metalúrgica do Queiroz possui uma área útil de 480.000 m², incluindo, além da planta de beneficiamento industrial propriamente dita, três barragens e seis valas para disposição de rejeitos. O acesso ao empreendimento, partindose de Belo Horizonte, pode ser feito por meio da rodovia MG-030. A planta possui duplo circuito, denominado Cuiabá - Raposos, alimentado pelo minério sulfetado da Mina de Cuiabá, transportado por meio de um teleférico com 15 km de extensão e capacidade nominal instalada de 830.000 toneladas de minério por ano. O concentrado do

Encontram-se sob utilização os reservatórios das barragens de Rapaunha e Calcinados. Futuramente, exaurida a capacidade de deposição na barragem de Rapaunha, virá a ser promovido o alteamento da Barragem de Cocuruto, o que dará vez à chamada barragem do Queiroz, o que irá capacitar aquele reservatório a um incremento de deposição de cerca de 12 milhões de m³. 68

Barragens de Rejeitos no Brasil

minério da Mina de Cuiabá, através das etapas de ustulação (que corresponde à oxidação ou queima do minério na presença de oxigênio e temperatura elevada) e a hidrometalurgia (responsável pela extração do ouro contido no minério). O produto final obtido são os metais ouro e prata, e o ácido sulfúrico.A produção média mensal (2010) é de 800 Kg de ouro, 60 Kg de prata e 17.500 toneladas de ácido sulfúrico. No Circuito de Cuiabá, para a recuperação do ouro no processo industrial, foi necessário introduzir a tecnologia de ustulação. Uma vez que o processo de ustulação retém os gases de SO2, foi viabilizada a construção de uma fábrica de ácido sulfúrico. Parte do material resultante da ustulação volta para receber o processo de cianetação, e os resíduos são encaminhados para a Barragem de Calcinados e para valas de lama arsenical.

conjunto de valas de deposição de arsenato férrico (lama de gesso). O rejeito gerado no processo de beneficiamento do minério é conduzido para tanques na unidade industrial e então bombeado para as barragens por meio de tubulações em PEAD ou aço carbono, suportadas por estruturas metálicas, por caminhamento sempre em nível ascendente. Na barragem do Rapaunha, que abriga os rejeitos inertes, esses são lançados na posição mais a montante possível, de tal maneira que a formação da praia ocorra no sentido de extremo montante para o barramento, onde está posicionado o lago e o sistema de captação de água para recirculação e aproveitamento nas operações industriais. Na barragem de Calcinados, que abriga rejeitos não inertes, esses são lançados por meio de espigotes posicionados sobre o barramento, formando a praia no sentido montante-jusante. Na posição de montante, próximo à ombreira esquerda, um lago protegido por dique é formado, e o sobrenadante é bombeado para uma estação de tratamento de efluentes. A barragem do Cocuruto, não vem recebendo rejeitos por estar com sua capacidade volumétrica tomada. Quando de sua operação, os rejeitos eram conduzidos por gravidade por meio de canaletas construídas em concreto e lançadas tal como em Rapaunha, na posição mais a montante possível.

4.3 - Descrição do Sistema O sistema de deposição de rejeitos industriais processados pela AngloGold Ashanti Brasil Mineração, na sua Instalação de Beneficiamento localizada no Queiroz, é contido em três reservatórios e mais um sistema de valas fechadas, todos eles localizados no vale do Queiroz, que se situa na mesma bacia hidrográfica da Planta Industrial do Queiroz.A operação deste sistema foi iniciada no ano de 1944 com a primitiva barragem ali existente. Nos tempos atais, contempla as seguintes barragens de rejeitos: de Cocuruto; de Rapaunha; de Calcinados; e o

Figura 4.3 Seção esquemática da Barragem do Rapaunha 69

Barragens de Rejeitos no Brasil

El. 853,50 m. O final de sua vida útil está prevista para ocorer até o ano de 2025, mantidas as taxas de produção previstas até então. Após este período, prevê-se disponibilizar a Barragem do Queiroz, como abordado anteriormente.

4.3.1 - Barragem do Rapaunha A barragem de rejeitos de Rapaunha, construída a montante e simultaneamente com a Barragem de Cocuruto, encontra-se sem receber aporte de rejeitos, servindo apenas como reservatório de água para suprimento à planta metalúrgica. O aporte de rejeitos foi interrompido desde a entrada em operação da Planta Metalúrgica de Cuiabá. A barragem de rejeitos de Rapaunha situase no vale Queiroz, e foi concebida para que sua construção ocorresse em fases, de acordo com a necessidade de enchimento do reservatório. A capacidade total de deposição em seu reservatório é de cerca de 17 milhões de toneladas de rejeitos, aproximadamente 10 milhões de metros cúbicos. Sua crista encontra-se na El. 856,50 m (topo do muro de concreto posicionado sobre a crista da barragem), e o nível d’água do reservatório na

4.3.2 - Barragem do Cocuruto A barragem de Cocuruto, que consiste em um alteamento da antiga barragem da MMV, que veio a operar até o ano de 1957, teve sua construção e início de operação em meados de 1983, havendo sido utilizada até o final do ano de 1985, quando teve esgotada a sua capacidade adicional do alteamento, sendo que a disposição desses rejeitos passou a ser feita no reservatório da barragem Rapaunha. A barragem do Cocuruto tem previsão de ser alteada futuramente, a partir de quando terá sua capacidade acrescida em aproximadamente 12 milhões de metros cúbicos, em decorrência da elevação de sua crista em mais 20 metros.

Figura 4.4 - Seções da barragem do Cocuruto e Calcinados

do excedente da fração líquida do reservatório de retorno para a Planta Industrial. O maciço original foi construído de um núcleo de aterro argiloso compactado, tendo sua crista situada na cota 830 m. Os alteamentos são feitos tendo como material de construção os rejeitos ciclonados (underflow) provenientes do processo da ciclonagem dos rejeitos gerados na Planta. O mesmo foi executado pelo método construtivo “centerlining” (linha-de-centro), até

4.3.3 - Barragem de Calcinados A Barragem de Calcinados foi construída em 1986, passando a operar desde então, destinandose aos depósitos de rejeitos calcinados processados na Planta do Queiroz. Esta barragem não descarta efluentes para jusante, contendo para isso dispositivos especiais que lhe asseguram a operação em regime de “circuito-fechado” mantendo bombeamentos dos fluxos internos e 70

Barragens de Rejeitos no Brasil

atingir a El. 846 m. A partir desta cota, os alteamentos passaram a ser realizados por jusante, utilizando para tanto material ciclonado do rejeito originário do circuito de Raposos e

do Rejeito da Flotação. Considerando-se as condições de projeto até então adotadas, prevêse que a Barragem de Calcinados atinja a El. 860 m após os próximos alteamentos.

Figura 4.5 - Seção típica da barragem do Calcinados

do Grupo Nova Lima é localmente cortado por diques metadiabásicos e veios de quartzo de espessura métrica, caracterizados geomorfologicamente por cristas ou cordões realçados na topografia, graças a sua maior resistência aos processos de erosão e denudação. A área é recoberta por espesso manto de intemperismo, proveniente da alteração dos xistos metassedimentares. O perfil típico do manto de intemperismo apresenta, a partir da superfície, uma camada de argila pouco arenosa, amarela ou marrom, pouco espessa, de consistência mole, uma camada de silte argiloso vermelho, pouco consistente, com espessura de poucos metros; uma camada de silte arenoso, pouco compacto, geralmente róseo; uma camada de xisto alterado, compacto, com coloração variegada (rosa, vermelho, marrom, amarelo); e finalmente o xisto são, com coloração esverdeada. A estrutura mais marcante dos xistos é a foliação, representada pelos seus planos de xistosidade, que assumem localmente direção variando de N10 a N30, com mergulhos acentuados para SE. A margem direita do vale apresenta inclinação média, da ordem de 11º, sendo coberta por manto de intemperismo de espessura de 15 a 25 metros. O perfil do subsolo apresenta

4.4 - Geologia e Fundação O maciço de fundações, excetuado seu recobrimento coluvionar e horizontes superficiais mais alterados, é relativamente homogêneo, embora anisotrópico devido à xistosidade. Quanto às propriedades hidráulicas do solo da fundação, o mesmo apresentabaixas permeabilidades, da ordem de 10-5 cm/s, devido à presença de siltes micáceos. Os filitos apresentam-se alterados, por vezes na forma de solo residual resistente, competentes para garantir a estabilidade das fundações das barragens de terra, apresentandobons parâmetros de resistência à penetração. Os filitos se apresentam menos alterados na ombreira esquerda e na região de descarga das vazões. A área da bacia de deposição de rejeitos é caracterizada pela ocorrência da série Rio das Velhas, com predominância de rochas do Grupo Nova Lima. Esse grupo é representado principalmente por xistos e filitos metassedimentares e metavulcanicos e, secundariamente, por Formação Ferrífera laminada e conglomerado de matriz xística, na forma de camadas descontínuas ou lentes de médio porte. O pacote estratigráfico 71

Barragens de Rejeitos no Brasil

auxiliares, como as “cartas de risco”, entre outras, no conhecimento teórico e na experiência acumulada, tanto com as atuais estruturas quanto com estruturas semelhantes; d) Aplicação de medidas de controle, quando for o caso.

basicamente uma camada superficial de argila siltosa mole, marrom ou amarela, com espessura média de 2 metros. Sobrejacente ao solo residual de xisto, constituído inicialmente por uma camada de silte argiloso de consistência média, sem estrutura preservada, passando gradativamente a rijo e duro com xistosidade preservada, sendo que o índice de resistência à penetração SPT cresce com a profundidade, até ser alcançado o impenetrável, representado pela superfície de rocha alterada. A calha do rio apresenta material impenetrável a percussão em profundidades de 5 a 15 metros – xisto alterado. Sobre esse material, ocorrem solos silto argilosos de consistência rija a média, aparecendo ainda uma camada superficial descontínua de argila siltosa mole. De uma maneira geral, o coeficiente de permeabilidade dos solos varia de 3 x 10-5 cm/s a 2 x 10-4 cm/s. A margem esquerda apresenta inclinação acentuada, com trechos bastante íngremes. Existe uma camada superficial de argila, que se apresenta descontínua em face de escavações anteriormente realizadas na área, com espessura média de 2 m. Sob essa camada, ocorrem solos residuais de xisto, constituídos de silte argiloso de consistência média a rija, apresentando índice de resistência à penetração crescente com a profundidade, até a superfície da rocha alterada. O coeficiente de permeabilidade é da ordem de 10-5 cm/s.

As estruturas seguintes são objeto de monitoramento e controle. Cada uma delas abordada de forma conveniente, em destacado, na sequência do Manual de Operação: - Barragens; - Vertedouro de Emergência; - Tubulação de Rejeitos; - Bombas Flutuantes; - Tubulação de Recirculação de Água; - Estação de Tratamento de Efluentes; - Corta-rio; - Sistema de Coleta e Bombeamento de Água Percolada; - Reservatórios das Barragens. O monitoramento da segurança da barragem é feito utilizando-se dos seguintes tipos de instrumentos: - marcos superficiais; - edidor de vazão; - régua graduada e pluviômetro; - piezômetros e medidores de nível d’água; Com as informações obtidas nas inspeções periódicas e na leitura dos instrumentos, e de posse de outros parâmetros determinados, podese avaliar a segurança da barragem para as condições de ruptura por: erosão interna, cisalhamento ou ao galgamento. Diante das dificuldades de detecção de problemas pela simples inspeção visual foi preparada uma carta de risco, para avaliação do potencial de ruptura, seja por erosão interna, cisalhamento ou galgamento.

4.5 - Monitoramento e Controle do Sistema O monitoramento e o controle do sistema de contenção de rejeitos são realizados na seguinte sequência: a) Inspeções periódicas de campo, onde são feitas observações superficiais nas várias estruturas que constituem o sistema de contenção de rejeitos; b) Leituras sistemáticas dos instrumentos; c) Avaliação das condições de funcionamento e/ou de segurança da estrutura, feita com base nas inspeções periódicas, nas leituras dos instrumentos, na utilização de ferramentas

4.6 - Sistema de Vertimento O sistema de disposição de rejeitos do Queiroz, constituído pelas três barragens e mais seis valas de lama, tem seu sistema extravasor conforme descrito adiante. 72

Barragens de Rejeitos no Brasil

vertedouro de superfície, para o fechamento da barragem.

4.6.1 - Barragem de Calcinados É uma barragem em circuito fechado, não havendo, portanto, vertimento de seu reservatório. A água acumulada no reservatório é encaminhada ao sistema de tratamento de efluentes por meio de bombeamento e, posteriormente, encaminhado ao reservatório da Barragem do Rapaunha. O fluxo oriundo das águas de percolação, seja pelas fundações, seja pelo maciço, é captado a jusante, em poço, e bombeado para o reservatório.

4.6.3 - Barragem do Cocuruto Tal barramento é dotado de um vertedouro tipo poço, com orifícios verticais duplos, de dimensões 2,0 m x 1,3 m, e soleira na elevação 802,0 m. Muito embora haja outros orifícios inferiores a esta elevação, estes se encontram selados por stop-logs em virtude do avanço de rejeitos. A torre do vertedor acopla-se a uma galeria em concreto armado, com seção transversal 2,40 m x 1,20 m, e declividade igual a 2,5%, que atravessa o maciço e liga-se a uma tubulação em aço, com diâmetro de 1,80 m e declividade de 22%, sendo responsável por lançar os vertimentos no córrego do Queiroz, a jusante da barragem.

4.6.2 - Barragem do Rapaunha Essa barragem possui a missão de armazenar rejeitos e água para uso na planta metalúrgica e utiliza um vertedouro tipo poço, em seção retangular com base de 1,20 m e altura de 1,50 m, tendo sido construído na ombreira esquerda da barragem. À medida que são dispostos rejeitos no interior do reservatório, vão sendo adicionadas placas de concreto (stop-logs) na torre de captação dessa estrutura para evitar o vertimento de rejeitos. Como foi construído considerando o arranjo inicial do sistema, o vertedouro permite operação para a condição na qual o nível do rejeito atinge a elevação 859,0 m, garantindo uma borda livre igual a 3,0 metros, suficiente para amortecimento da precipitação máxima provável, sendo que está prevista a construção de outro

4.6.4 - Valas de Lama As valas de lama não possuem sistema de vertimento, mas apenas drenagem interna, que é direcionada para jusante, para um poço, onde os fluxos são coletados e bombeados para a estação de tratamento de efluentes. 4.7 - Ficha Técnica Os principais dados das Barragens Rapaunha, Calcinados e Cocoruto estão resumidos na tabela a seguir.

Tabela 4-1 – Principais dados das Barragens Rapaunha, Calcinados e Cocoruto Barragem

Rapaunha Calcinados Cocuruto

Status

Operação

Volume

Área

6

(x10 m³)

(km²)

12

1,6

Construção

Altura

FS

Drenagem

1, 592

Filtro vertical

Classe

(m) Aterro compactado

50,50

e tapete

III III

Operação

4

0,60

Rejeito ciclonado

52

1, 628

Tapete

Fechada

4,9

4,55

Aterro compactado

41

1, 560

Filtro inclinado e tapete

73

III

Barragens de Rejeitos no Brasil

4.10 - Referências

4.8 - Plano de Fechamento Com vistas no futuro, a AGACSM contratou, junto a Golder Associates, um plano de fechamento para a Planta Metalúrgica do Queiroz, incluindo o sistema de disposição de rejeitos. Esse plano de fechamento é revisado periodicamente para adequação da dinâmica das operações e atendimento às novas leis ambientais que venham a ser aprovadas. Esse plano de fechamento atende também ao disposto no Código Internacional de Cianeto, aos sistemas de certificações obtidos e implementados pela empresa.

- Manual de Operações do Sistema de Rejeitos da Planta Metalúrgica do Queiroz. Revisado em 2009 pela Pimenta de Avila Consultoria.

4.9 - Agradecimentos

- G3-PR-13-0017/79 – Bacia de Acumulação de Rejeitos, Barragem do Queiroz – Relatório Final de Estudos Geológico-Geotécnicos. Elaborado pela Geotécnica em maio de 1980.

- MMVREPAA – Estudo de Operação dos Reservatórios das Barragens de Calcinados, Rapaunha e Cocuruto da CMEC. Elaborado em julho de 2002. - RT-039-5133-1310-0007-00-B – Estudos de Descomissionamento das Barragens de Rejeitos da Área da Planta do Queiroz. Elaborado pela Golder Associates em Setembro de 2004.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à AngloGold Ashanti, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização de recursos, e ao Engº. Murilo Amorim Costa, pela elaboração do texto.

- PI-PR-130005/78 – Bacia de Acumulação de Rejeitos – Barragem do Queiroz – Programa Preliminar de Estudos GeológicoGeotécnicos. Elaborado pela Geotécnica em novembro de 1978.

74

Barragens de Rejeitos no Brasil

5 - ANGLOGOLD ASHANTI BARRAGEM DE CÓRREGO DO SÍTIO II

Figura 5.1 – Vista lateral da Barragem de Córrego do Sítio II e parte de seu reservatório

75

Barragens de Rejeitos no Brasil

5.1 - Apresentação

desde o ano 1986. Destina-se a receber os rejeitos da planta metalúrgica, promover a deposição dos sólidos e a clarificação da água para reciclagem. Desta forma, esta retorna ao processo metalúrgico ou é descartada, no caso de excesso, como efluente tratado (caso necessário).

A Barragem de Córrego do Sítio II, antiga Barragem São Bento (São Bento Mineração), atualmente de propriedade e administrada pela AngloGold Ashanti, encontra-se em operação

Figura 5.2 – Vista de satélite da Barragem de Córrego do Sítio II (Fonte: Google Earth) Figura 5.3 - Mapa de acesso e localização da Barragem São Bento

5.2 - Localização da Barragem A Barragem de Córrego do Sítio II localiza-se no município de Santa Bárbara-MG, que está a aproximadamente 105 km da capital Belo Horizonte. A Figura a seguir mostra o mapa de localização do município de Santa Bárbara. 76

Barragens de Rejeitos no Brasil

5.3 - Descrição Geral

têm inclinação igual a 1V:2H, bermas a cada 10 metros de altura, com 4 metros de largura. A drenagem interna é formada por filtro de areia, com trechos verticais e inclinados, com continuidade em tapete drenante horizontal, tendo em sua extremidade um dreno de pé feito de areia, brita e enrocamento. As Figuras a seguir apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem de Córrego do Sítio II.

5.3.1 - Dados Gerais A Barragem é uma estrutura com seção homogênea de aterro compactado, com 83 m de altura máxima, com a cota de crista na elevação 808,50 m. A primeira etapa de alteamento da estrutura atingiu a elevação 782m. Os taludes entre bermas

Figura 5.4 - Planta geral da Barragem de Córrego do Sítio II

Figura 5.5 - Seção típica da Barragem de Córrego do Sítio II

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Barragens de Rejeitos no Brasil

5.3.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da Barragem de Córrego do Sítio II estão resumidos na tabela a seguir. Tabela 5-1 - Resumo dos Dados da Barragem de Córrego do Sítio II (Maio/2008) DADOS GERAIS Finalidade Armazenamento de rejeitos e clarificação da água para reciclagem Empresa Projetista Geotécnica/ Pimenta de Ávila Consultoria Construção/ Etapa 4º Alteamento (em construção) Data Conclusão Previsto para 2013 Cota da Crista 808,50 m Altura Máxima 85,0 m Comprimento da Crista 520 m Área do Reservatório 280.000 m² Volume do Reservatório 4.800.000 m³ Tipo de Seção Aterro compactado Drenagem Interna Filtro de areia com trechos verticais e inclinados, com continuidade em tapete drenante horizontal Instrumentação Piezômetros elétricos e Casagrande HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 1,3 km² Cheia de Projeto Volume da VMP= 641.000m3 Vazão Máxima Afluente Vazão de Projeto NA Máximo Operacional 806,5 m NA Máximo Maximorum 807,5 Borda Livre (NA máx) 1,0 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Em tulipa Soleira na cota 806,5 m Vertedouro de Fechamento A estrutura encontra-se ainda em operação 5.3.3 - Etapas de Construção

inclinação 1V:2H, bermas de 4 metros de largura, a cada 10 m de desnível.

Os alteamentos da barragem foram executados pelo método de linha de centro da barragem, atendendo em média a um período de dois anos de produção de rejeitos. A primeira etapa de alteamento da estrutura atingiu a El. 782,0 m. Os taludes entre bermas têm

5.3.4 - Geologia e Fundações No local onde foi implantada a barragem, o topo rochoso está próximo à superfície, especialmente na porção central do vale. Acima 78

Barragens de Rejeitos no Brasil

da rocha, encontra-se uma camada pouco espessa de solo residual, recoberta por colúvio. Para a construção da barragem, foi feita limpeza de fundação, escavando-se a camada de colúvio, além de ter sido implantado um cut-off. O monitoramento da água subterrânea, pelo lado de jusante da barragem, comprova a eficiência da solução adotada no controle da impermeabilização.

5.3.7 - Plano de Fechamento A Anglogold Ashanti possui um plano de fechamento (conceitual) para a Barragem de Córrego do Sítio II. O mesmo foi elaborado pela Pimenta de Ávila Consultoria em 2007. 5.4 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à AngloGold Ashanti, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto, e à Sra. Liliane Lana, pela revisão do mesmo.

5.3.5 - Monitoramento Piezômetros elétricos e Casagrande constituem o sistema de instrumentação implantado na região da fundação, do tapete, do aterro, ombreiras e rejeito, com a finalidade de fornecer uma fonte de dados para estudos de estabilidade da barragem. 5.3.6 - Sistema Extravasor

5.5 - Referências

A estrutura de extravasão da barragem possui uma tulipa em concreto armado, com cota da soleira na elevação 806,50 m (maio/2008). O dimensionamento dessa estrutura foi feito de tal forma que: - Para cheias de recorrência de até 1.000 anos, o deflúvio é totalmente armazenado no reservatório, sem que a cota do mesmo atinja a cota da soleira da tulipa. Dessa forma, garante-se que não haverá vertimento da água para jusante. - Para cheias cuja recorrência exceda os 1.000 anos, até a cheia máxima provável, a tulipa existente é capaz de escoar a diferença de vazão entre a cheia de 1.000 anos e a VMP (vazão máxima provável).

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – São Bento Mineração. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em maio de 2008. - Estudo Conceitual do Plano de Fechamento da Barragem de Rejeito e Pilha de Estéril. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2007. - Manual de Operação da Barragem de Rejeitos. Elaborado pela Eldorado Gold Corporation em agosto de 2001. - Desenhos SB-630-DS-12180-0A e SB-630DS-12181-0A. Elaborados pela Pimenta de Avila Consultoria em julho de 2007.

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Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

6 - KINROSS - BARRAGEM SANTO ANTÔNIO

Figura 6.1 – Imagem da Barragem Santo Antônio (Fonte: Google Earth)

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Barragens de Rejeitos no Brasil

6.1 - Apresentação

A Barragem Santo Antônio foi construída em 1984, com a finalidade de conter os rejeitos provenientes da etapa de flotação. Trata-se da maior barragem de rejeitos do Brasil em termos de volume e projeção horizontal.

A Rio Paracatu Mineração, de propriedade do grupo canadense Kinross Gold Corporation, está localizada no município de Paracatu-MG e tem como finalidade a extração e o beneficiamento de ouro. Durante os processos de tratamento do minério são gerados rejeitos que são dispostos na Barragem Santo Antônio e nos tanques específicos.

6.2 - Localização A Figura a seguir apresenta um mapa de localização da Kinross, em Paracatu-MG, onde foi implantada a barragem.

Figura 6.2 - Localização da Kinross Gold Corporation, em Paracatu-MG.

6.3 - Descrição Geral

A crista da barragem encontra-se na elevação 672,0 m, com aproximadamente 100 m de altura, taludes com inclinação de 1V:2H e desnível entre bermas de 7 m. Segundo a Kinross Paracatu, a segurança da barragem frente à passagem de cheias é garantida atualmente pela manutenção de um volume de espera, associado a sistema de bombeamento de água do reservatório, o que permite o amortecimento dessas cheias. Tal volume de espera corresponde a uma borda livre de no mínimo 2,5 m, para a condição final de alteamento. Conforme informação da Kinross Paracatu, está em andamento a implantação de um

A barragem foi projetada pela empresa Geohydrotech Engenharia e foi executada em aterro compactado convencional, sendo os sucessivos alteamentos implantados por método construtivo por jusante. A drenagem interna é constituída por filtro vertical e tapete horizontal, sendo que a drenagem interna é ampliada à medida que os alteamentos são implantados. A barragem se encontra em sua última etapa de alteamento (20ª etapa) e está previsto o término da mesma em 2011, correspondendo a um alteamento de 4 m. 82

Barragens de Rejeitos no Brasil

extravasor em superfície, cuja obra é prevista para ser finalizada em novembro de 2012. A barragem possui instrumentos de monitoramento instalados, quais sejam: 30 piezômetros de tubo; 42 piezômetros elétricos;

1 medidor de vazão; 5 marcos superficiais; 15 placas de recalque; e 12 inclinômetros. 6.4 - Ficha Técnica As principais informações referentes à Barragem Santo Antônio estão resumidas na tabela a seguir.

Tabela 6-1 Dados da Barragem Santo Antônio DADOS GERAIS Finalidade Empresa Projetista Construção – Etapa Data de Construção Cota da Crista Inclinação entre taludes Altura entre bermas Altura da Barragem Comprimento da Crista Volume do Reservatório Drenagem Interna Vertedouro de Operação Instrumentação

Contenção de rejeitos e captação de água Geohydrotech Engenharia 20º Alteamento Em andamento 672 m (atual) e 676 m (final) 1V:2H 7m Aproximadamente 100 m Superior a 5 km 312 Mm3 (Vrejeitos = 302 Mm3 e Vágua = 10 Mm3) filtro vertical e tapete horizontal não possui sistema extravasor implantado 30 piezômetros de tubo, 42 piezômetros elétricos, 1 medidor de vazão, 5 marcos superficiais, 15 placas de recalque e 12 inclinômetros

6.5 - Agradecimento

6.6 - Referência

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Kinross Gold Corporation, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e à Engª. Giani Aparecida Santana Aragão, pela elaboração do texto.

- IB-101-RV-22921-0A – Relatório de Visita Técnica à Barragem Santo Antônio – Rio Paracatu Mineração. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em fevereiro de 2011.

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Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

7 - MPSA - MINERAÇÃO PARAGOMINAS

Figura 7.1 – Vista aérea do Sistema de Rejeitos da Mineração Paragominas

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Barragens de Rejeitos no Brasil

Posteriormente, foram realizados os alteamentos dos diques de partida das Barragens B1 a B4 e da base da Barragem B5. Em 2009, foi realizado o 2º Alteamento das Barragens B1 a B5 e em 2010 o 3o alteamento. Atualmente, está em execução o 4º Alteamento das Barragens B1 a B5.

7.1 - Apresentação A Mineração Paragominas (MPSA) é parte de um sistema integrado de produção de bauxita, que inclui atividades de mineração, beneficiamento e transporte do produto, por meio de Mineroduto, até as Refinarias da Alumina do Norte do Brasil S.A. – Alunorte e da Refinaria da CAP (a ser construída), em Barcarena/PA. A MPSA foi concebida para ser implantada em etapas constituídas por módulos similares de beneficiamento. A produção de 4,95 Mtpa iniciouse em maio de 2007 com a exploração de três frentes de lavra em Miltônia 3 e a operação do primeiro módulo de beneficiamento para suprimento da Expansão II da Refinaria da Alunorte. A ampliação da estrutura de produção de 4,95 Mtpa para 9,9 Mtpa já foi realizada e compreende a exploração de mais 3 frentes de lavra, além das três já em exploração (4,95 Mtpa) no platô Miltônia 3 e implantação e operação do segundo módulo de beneficiamento. O início da expansão (9,9 Mtpa) ocorreu em julho 2008. O sistema de rejeitos (Figura 25.1) foi projetado para ser implantado em etapas sucessivas, sendo que no período de 2005 a 2006 foram implantados os diques de partida das Barragens B1 a B4 para atender à disposição de rejeitos por um período de 2 anos. Além dessas estruturas, foram também construídas as Barragens B5 e B6 e os canais de contorno das margens direita e esquerda.

7.2 - Localização do Sistema A Mineração Paragominas compreende, atualmente, duas jazidas de bauxita denominadas Miltônia 3 (M3) e Miltônia 5 (M5), situadas a cerca de 60 km a sudoeste da sede do município de Paragominas, região nordeste do estado do Pará. O acesso ao município de Paragominas, a partir da capital do estado, Belém, é realizado por meio das rodovias federais Pará - Maranhão (BR316), até a cidade de Santa Maria do Pará, em trecho de 105 km; e Belém - Brasília (BR-010), em percurso de 200 km. O acesso à Mineração Paragominas (MPSA) é feito a partir do trevo de Paragominas (BR – 010), seguindo pela rodovia PA-256, por 18 km, onde começa a estrada municipal construída pela Vale, com extensão de 37 km. O Sistema de Rejeitos está localizado na porção sudoeste da planta de beneficiamento da Mineração Paragominas. O acesso às barragens do sistema de rejeitos é realizado a partir da planta de beneficiamento, por uma estrada não pavimentada com extensão de 5,5 km. A Figura 7.2 apresenta o mapa de acesso e localização do Sistema Paragominas.

Figura 7.2 - Mapa de acesso e localização da Mineração Paragominas

Miltônia / Belém Miltônia / Paragominas Miltônia / Barcarena

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360 km 67 km 230 km

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.3 - Concepção Geral do Sistema

A Barragem B1 foi, inicialmente, projetada para ser alteada por montante, por meio de diques até a cota final na El.87,70m, alcançando 43,7m de altura na seção máxima. Os diques de alteamento teriam 2,50m de altura cada (exceto o último alteamento), crista com 9,0m de largura, taludes de jusante com inclinação 2H:1V e de montante 1,5H:1V. No total, previu-se a construção de sete diques de alteamento da El. 70,50m a El. 87,70m, ou seja, da crista do dique de partida (de 9,9MTPA) até a cota final da barragem. Os aterros dos diques de alteamento ficariam assentados parte no aterro do dique anterior e parte no rejeito depositado a montante da barragem. Recentemente a configuração da alteamento foi alterada para o método de jusante nas regiões das ombreiras e por linha de centro, com reforço de geogrelha, na região central, atingindo-se a elevação El. 80,00m.

O sistema de rejeitos da Mineração Paragominas, atualmente em operação, é basicamente composto por seis barragens e um canal de contorno. As barragens B1 a B4 visam à contenção dos rejeitos provenientes do beneficiamento do minério. A barragem B5, situada mais a montante, tem a função de proteção das nascentes e a barragem B6, situada mais a jusante, destina-se à clarificação da água liberada pelos rejeitos e a evitar o assoreamento e contaminação das águas à jusante do sistema de disposição. Uma estação de bombeamento implantada na barragem b6 permite o reaproveitamento da água efluente do sistema no processo industrial. O canal de contorno da margem esquerda tem como objetivo evitar o escoamento das águas pluviais para o interior dos reservatórios de rejeitos, e ainda desviar para jusante dos reservatórios de rejeitos o deflúvio proveniente da bacia hidrográfica barrada pela Barragem B5. Nos itens a seguir estão apresentados maiores detalhes referentes às estruturas do sistema de rejeitos da Mineração Paragominas.

7.4.1 - Dados Gerais O maciço da barragem B1 é constituído de material areno-argiloso, compactado, com sistema de drenagem interna composto por filtro vertical e tapete drenante. Após as obras do 4º alteamento, a barragem B1 apresentará a seguinte geometria:

7.4 - Barragem B1 A Barragem B1 foi concebida para ser construída em etapas. Inicialmente foi construído o dique de partida para 4,95MTPA, com 15 metros de altura na seção máxima, composto pelo aterro principal, ensecadeira de montante incorporada e aterro base para produção de 9,9MTPA, apresentando, resumidamente, a seguinte geometria:

• Crista na El. 80,00m, com 6m de largura e 1558m de comprimento; • Talude de montante com inclinação 1,5H:1V; • Talude de jusante com inclinação 1,5H:1V e bermas com 3m de largura a cada desnível de 5,0m. Em função dos diversos alteamentos sucessivos ainda não foi implantado um sistema de drenagem superficial definitivo no talude de jusante da barragem. Sendo assim, o fluxo das águas pluviais tem sido controlado por caimentos apropriados na crista e nas bermas. A implantação do sistema de drenagem superficial definitivo está prevista para a ocasião do 4º, e último, alteamento desta barragem.

• Crista na El. 62,0m, com 8,0m de largura e 372,0m de extensão; • Talude de jusante com inclinação 2H:1V e berma com 8,0m de largura na El. 57,0m - base para 9,9MTPA com 34,0m na El. 56m. • Talude de montante com inclinação 1,5H:1V até a crista da ensecadeira, que compõe uma berma de 3,0m de largura na El. 56m. •

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Barragens de Rejeitos no Brasil

As Figuras 7.3 e 7.4 apresentam a planta geral e seção típica da Barragem B1.

Figura 7.3 - Planta Geral do Sistema Paragominas

Figura 7.4 - Seção Típica da Barragem B1

7.4.2 - Ficha Técnica Os principais dados da Barragem B1 estão resumidos na tabela 7.1 a seguir. 88

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 7.1 – Características da Barragem B1 IDENTIFICAÇÃO Barragem B1

Proprietário: HYDRO

Finalidade:

Contenção de rejeito

Empresa Projetista:

Pimenta de Ávila Consultoria

Etapa Atual de Construção:

Construção do 3º alteamento

Classificação de acordo com a DN COPAM 87/2005: Classe III Classificação quanto ao Risco e Dano Potencial Associado: Classe C LOCALIZAÇÃO Coordenadas UTM:

N: 9.638.791,43

E: 194.181,98

Datum SAD69

INFORMAÇÕES GERAIS DO MACIÇO PRINCIPAL Cota Atual da Crista: 75,50m

Altura Atual da Barragem: 26,00m

Comprimento da crista: 1260,00m

Tipo de Seção:

Homogênea

Drenagem Interna:

Filtro vertical associado a tapete drenante e dreno de pé.

INFORMAÇÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO Área do reservatório:

721.294 m²

Volume do reservatório:

7.000.000 m³

INSTRUMENTAÇÃO Possui 11 Piezômetros tipo Casagrande e 7 medidores de nível d’água HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia:

2,86 km²

Tempo de Concentração:

77 min

Tempo de retorno:

10.000 anos

Duração crítica:

10 dias

Precipitação de Projeto:

505 mm

Vazão Máxima Afluente:

17,77 m³/s

NA Máximo Operacional:

74,50 m

Borda Livre:

1,00 m

SISTEMA EXTRAVASOR Tipo: Galeria de concreto interligada à galeria tulipa, com vertimento em todas as faces (com stop-logs). (Fontes: 525BP-17-5795-R2; RL-525BP-17-5788-R1 e MD-525BP-17-5790-R1)

7.4.3 - Etapas de Construção Atualmente está em execução o 4º alteamento da Barragem B1. Com o 4º alteamento a barragem atingirá a elevação 80,00m. 89

Barragens de Rejeitos no Brasil

maciço existente, perpendicularmente ao eixo da barragem. Esta galeria está interligada a outra galeria, também de concreto, que é dotada de tulipas (“galeria tulipa”). A “galeria tulipa” está assentada sobre a face do talude de montante da barragem, paralelamente ao eixo da mesma.

7.4.4 - Geologia e Fundações De um modo geral, a geologia da região é constituída por depósitos sedimentares do Terciário e aluvionares do Quaternário. Na área dos barramentos, o terreno de fundação é composto por maciço terroso, com espessura superior a 100,0m, conforme mostrou os poços de pesquisa de água, executados nas vizinhanças.

As tulipas são providas de stop-logs que têm a função de impedir a entrada de rejeitos no sistema extravasor e são colocados à medida que o reservatório vai sendo ocupado. A jusante da galeria principal foi implantado um canal de saída em concreto, que conduz o fluxo de água até o reservatório da barragem B6. Este canal foi concebido para ser prolongado de forma a receber o fluxo de outras estruturas extravasoras a serem implantadas à medida que a barragem B1 vai sendo alteada.

Para os seis eixos de barramento (barragens B1 a B6), o terreno de fundação apresenta as mesmas características. No fundo do vale, ao longo do igarapé, ocorre uma camada de solo mole composta de material argiloso e argilo- arenoso com matéria orgânica. A camada varia de 1,0 a 3,5m de espessura e apresenta SPT variando de 1 a 4 golpes. Nas ombreiras direita e esquerda predomina material areno-silto-argiloso, com intercalações de horizontes arenosos pouco argilosos. É comum a presença de intercalações de delgadas camadas de material laterítico. O horizonte superficial do terreno encontra-se fofo até cerca 1,0 a 2,0m de profundidade, com SPT de 2 a 6 golpes.

Nas obras do 2º alteamento (2009), foi executado o prolongamento da “galeria tulipa” com a construção de duas novas tulipas e uma espera para a implantação futura de outra tulipa. Em função da expansão do reservatório da barragem em direção à ombreira esquerda do vale, durante as obras do 3º alteamento foi construído um novo sistema extravasor, em posição mais estratégica, junto a essa ombreira. Esse sistema extravasor foi projetado seguindose o mesmo conceito do extravasor em operação, sendo que a principal diferença em relação ao existente está na existência de duas galerias inclinadas dotadas de tulipas (uma de cada lado da galeria de fundo) ao invés de apenas uma.

Resumidamente, conclui-se que, para o empreendimento em questão, o maciço de fundação apresentava condições favoráveis quanto às características de resistência, deformabilidade e permeabilidade, desde que fosse removido o solo mole presente no leito do igarapé e a camada de material fofo nas ombreiras. 7.4.5 - Monitoramento A instrumentação da barragem B1 é composta por 11 piezômetros tipo Casagrande e 7 medidores de nível d’água.

7.5 - Barragem B2 A Barragem B2 foi concebida para ser construída em etapas.

7.4.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor em operação foi implantado durante as obras do alteamento emergencial, executadas em 2008, e complementado nas obras do 2º alteamento (2009). É composto por uma galeria de concreto (galeria principal), assentada em terreno natural na ombreira esquerda e posicionada sob o

Inicialmente foi construído o dique de partida para 4,95MTPA, com 17 metros de altura na seção máxima, composto pelo aterro principal, ensecadeira de montante incorporada e aterro base para produção de 9,9MTPA, apresentando, resumidamente, a seguinte geometria: 90

Barragens de Rejeitos no Brasil

- Crista na El. 64,50m com 8,0m de largura e 426,0m de extensão;

Os aterros dos diques de alteamento ficarão assentados parte no aterro do dique anterior e parte no rejeito com secagem.

- Talude de jusante com inclinação 2H:1V e berma com 31,0m de largura na El. 59,50m base para 9,9MTPA;

7.5.1 - Dados Gerais

- Talude de montante com inclinação 1.5H:1V e berma de 3,0m de largura na El. 60,0m;

O maciço da Barragem B2 é constituído de material areno-argiloso compactado. Após as obras do 4º alteamento, a barragem B2 apresentará a seguinte geometria:

A Barragem B2 foi concebida para ser alteada pelo método da linha de centro, por meio de diques, até a cota final na El. 89,0m, onde a estrutura de barramento final deverá atingir 39,5m de altura na seção máxima.

- Crista na El. 81,75m (ombreira direita), El. 80,00 (ombreira esquerda) com 6,0m de largura e 1361m de comprimento;

Os diques de alteamento terão em média 3,00m de altura cada (reforçados com geossintético), crista com 6,0m de largura, taludes de jusante com inclinação 1,5H:1V e de montante 1,5H:1V.

- Talude de montante com inclinação 1,5H:1V; - Talude de jusante com inclinação 1,5H:1V; A Figura 7.5 apresenta a seção típica da Barragem B2.

Figura 7.5 - Seção Típica da Barragem B2

7.5.2 - Ficha Técnica Os principais dados da Barragem B2 estão resumidos na tabela 7.2 a seguir. 91

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 7.2 – Características da Barragem B2 IDENTIFICAÇÃO Barragem B2

Proprietário: HYDRO

Finalidade:

Contenção de rejeito

Empresa Projetista:

Pimenta de Ávila Consultoria

Etapa Atual de Construção:

Construção do 3º alteamento

Classificação de acordo com a DN COPAM 87/2005: Classe III Classificação quanto ao Risco e Dano Potencial Associado: Classe C LOCALIZAÇÃO Coordenadas UTM:

N: 9.638.552,79

E: 194.657,79

Datum SAD69

INFORMAÇÕES GERAIS DO MACIÇO PRINCIPAL Cota Atual da Crista: 79,01/77,02

Altura Atual da Barragem: 27,00m

Tipo de Seção:

Homogênea

Comprimento da crista: 919,00m

Drenagem Interna: INFORMAÇÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO Área do reservatório:

775.589 m²

Volume do reservatório:

7.230.105 m³

INSTRUMENTAÇÃO Inexistente HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia:

2,1 km²

Tempo de Concentração:

65 min

Tempo de retorno:

- anos

Duração crítica:

30 dias

Precipitação de Projeto:

1.062 mm

Vazão Máxima Afluente:

- m³/s

NA Máximo Operacional:

76,00 m

Borda Livre:

1,00 m

SISTEMA EXTRAVASOR Tipo: Trechos com seção em canal e galeria em concreto com stop-logs. (Fontes: 525BP-17-5795-R2, RL-525BP-17-5788-R1 e MD-525BP-17-5790-R1) 1 2

Elevação na ombreira direita Elevação na ombreira esquerda

7.5.3 - Etapas de Construção Atualmente está em execução o 4º alteamento (2011/2012) da Barragem B2 e em elaboração o projeto para o 5º alteamento (2013/2014).

O 4º alteamento atingirá a elevação de 81,75m (ombreira direita) e 80,00m (ombreira esquerda) e o 5º alteamento, a elevação de 84,50m (ombreira direita) e 83,00m (ombreira esquerda), utilizando-se o método de linha de centro. 92

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.5.4 - Sistema Extravasor

A Barragem B3 será alteada pelo método da linha de centro, por meio de diques, até a cota final na El. 89,40m, onde a estrutura de barramento final deverá atingir 39,4m de altura na seção máxima. Os diques de alteamento terão em média 3,00m de altura cada (reforçados com geossintético), crista com 6,0m de largura, taludes de jusante com inclinação 1,5H:1V e de montante 1,5H:1V.

O sistema extravasor da barragem B2 é composto por trechos com seção em canal e galeria, ambos em concreto, assentados em terreno natural na ombreira esquerda, perpendicularmente ao eixo da barragem, com um sistema de stop-logs implantado tanto à montante quanto à jusante. O sistema extravasor possui cota de topo faceando a crista da barragem, de forma que a colocação e retirada dos stop-logs seja realizada utilizando como acesso a própria crista da barragem.

Os aterros dos diques de alteamento ficarão assentados parte no aterro do dique anterior e parte no rejeito com secagem.

7.6 - Barragem B3 A Barragem B3 foi concebida para ser construída em etapas. Inicialmente foi construído o dique de partida para 4,95MTPA, com 16 metros de altura na seção máxima, composto pelo aterro principal, ensecadeira de montante incorporada e aterro base para produção de 9,9MTPA, apresentando, resumidamente, a seguinte geometria:

7.6.1 - Dados Gerais O maciço da Barragem B3 é constituído de material areno-argiloso compactado. Após as obras do 4º alteamento, a barragem B3 apresentará a seguinte geometria: - Crista na El. 84,70m (ombreira direita), El 83,00m (ombreira esquerda), com 6,0m de largura e 1133m de comprimento;

- Crista na El. 66,0m, com 8,0m de largura e 367,0m de extensão;

- Talude de montante com inclinação 1,5H:1V; - Talude de jusante com inclinação 1,5H:1V;

- Talude de jusante com inclinação 1.5H:1V e berma com 34,15m de largura na El. 61m base para 9,9MTPA

A Figura 7.6 apresenta a seção típica da Barragem B3.

- Talude de montante com inclinação 1.5H:1V até a crista da ensecadeira, que compõe uma berma de 3,0m de largura na El. 61m;

Figura 7.6 - Seção Típica da Barragem B3 93

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.6.2 - Ficha Técnica Os principais dados da Barragem B3 estão resumidos na tabela 7.3 a seguir. Tabela 7.3 – Características da Barragem B3 IDENTIFICAÇÃO Barragem B3

Proprietário: HYDRO

Finalidade:

Contenção de rejeito

Empresa Projetista:

Pimenta de Ávila Consultoria

Etapa Atual de Construção:

Construção do 3º alteamento

Classificação de acordo com a DN COPAM 87/2005: Classe III Classificação quanto ao Risco e Dano Potencial Associado: Classe C LOCALIZAÇÃO Coordenadas UTM:

N: 9.638.367,66

E: 195.224,89

Datum SAD69

INFORMAÇÕES GERAIS DO MACIÇO PRINCIPAL Cota Atual da Crista: 81,51/79,52

Altura Atual da Barragem: 26,50m

Tipo de Seção:

Homogênea

Comprimento da crista: 842,00m

Drenagem Interna: INFORMAÇÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO Área do reservatório:

604.166 m²

Volume do reservatório:

6.773.606 m³

INSTRUMENTAÇÃO Inexistente HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia:

1,31 km²

Tempo de Concentração:

52 min

Tempo de retorno:

10.000 anos

Duração crítica:

20 dias

Precipitação de Projeto:

803 mm

Vazão Máxima Afluente:

1,21 m³/s

NA Máximo Operacional:

78,5 m

Borda Livre:

1,00 m

SISTEMA EXTRAVASOR Tipo: Trechos com seção em canal e galeria em concreto com stop-logs. (Fontes: 525BP-17-5795-R2, RL-525BP-17-5788-R1 e MD-525BP-17-5790-R1) 1 2

Elevação na ombreira direita Elevação na ombreira esquerda

7.6.3 - Etapas de Construção Atualmente está em execução o 4º alteamento (2011/2012) da Barragem B3 e em elaboração o projeto para o 5º alteamento (2013/2014). 94

Barragens de Rejeitos no Brasil

O 4º alteamento atingirá a elevação de 84,70m (ombreira direita) e 83,00m (ombreira esquerda) e o 5º alteamento, a elevação de 87,90m (ombreira direita) e 86,40m (ombreira esquerda), utilizando-se o método de linha de centro.

- Talude de jusante com inclinação 1.5H:1V e berma com 33,00m de largura na El. 64,0m – base para 9,9MTPA; - Talude de montante com inclinação 1.5H:1V até a crista da ensecadeira, que compõe uma berma de 3,0m de largura na El. 62,5m.

7.6.4 - Sistema Extravasor

A Barragem B4 foi concebida para ser alteada pelo método da linha de centro, por meio de diques, até a cota final na El. 90,40m, onde a estrutura de barramento final deverá atingir 44,9m de altura na seção máxima. Os diques de alteamento terão em média 3,00m de altura cada (reforçados com geossintético), crista com 6,0m de largura, taludes de jusante com inclinação 1,5H:1V e de montante 1,5H:1V. Os aterros dos diques de alteamento ficarão assentados, parte no aterro do dique anterior e parte no rejeito com secagem.

O sistema extravasor da barragem B3, assim como o da barragem B2, é composto por trechos com seção em canal e galeria, ambos em concreto, assentados em terreno natural na ombreira esquerda, perpendicularmente ao eixo dsbarragen, com um sistema de stop-logs implantado tanto à montante quanto à jusante. O sistema extravasor possui cota de topo faceando a crista da barragem, de forma que a colocação e retirada dos stop-logs seja realizada utilizando como acesso a própria crista da barragem. 7.7 - Barragem B4

7.7.1 - Dados Gerais

A Barragem B4 foi concebida para ser construída em etapas. Inicialmente foi construído odique de partida para 4,95MTPA, com 16 metros de altura na seção máxima, composto pelo aterro principal, ensecadeira de montante incorporada e aterro base para produção de 9,9MTPA, apresentando, resumidamente, a seguinte geometria:

O maciço da barragem B4 é constituído material areno-argiloso compactado. Com o 4º alteamento (obras 2011/2012), a barragem B4 apresentará a seguinte geometria: - Crista na El. 87,00m (ombreira direita), El 85,20m (ombreira esquerda), com 6,0m de largura e 974m de comprimento;

- Crista na El. 67,50, com 8,0m de largura e 372,0m de extensão;

- Talude de montante com inclinação 1,5H:1V; - Talude de jusante com inclinação 1,5H:1V; A Figura 7.7 apresenta a seção típica da Barragem B4.

Figura 7.7 - Seção Típica da Barragem B4 95

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.7.2 - Ficha Técnica Os principais dados da Barragem B4 estão resumidos na tabela 7.4 a seguir. Tabela 7.4 – Características da Barragem B4 IDENTIFICAÇÃO Barragem B4

Proprietário: HYDRO

Finalidade:

Contenção de rejeito

Empresa Projetista:

Pimenta de Ávila Consultoria

Etapa Atual de Construção:

Construção do 3º alteamento

Classificação de acordo com a DN COPAM 87/2005: Classe III Classificação quanto ao Risco e Dano Potencial Associado: Classe C LOCALIZAÇÃO Coordenadas UTM:

N: 9.638.066,50

E: 195.588,47

Datum SAD69

INFORMAÇÕES GERAIS DO MACIÇO PRINCIPAL Cota Atual da Crista: 83,51/81,52

Altura Atual da Barragem: 15,00m

Tipo de Seção:

Homogênea

Drenagem Interna: INFORMAÇÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO Área do reservatório:

664.332 m²

Volume do reservatório:

7.019.151 m³

INSTRUMENTAÇÃO Inexistente HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia:

0,66 km²

Tempo de Concentração:

38 min

Tempo de retorno:

- anos

Duração crítica:

20 dias

Precipitação de Projeto:

803 mm

Vazão Máxima Afluente:

- m³/s

NA Máximo Operacional:

80,50 m

Borda Livre:

1,00 m

SISTEMA EXTRAVASOR Tipo: Trechos com seção em canal e galeria em concreto com stop-logs. (Fontes: 525BP-17-5795-R2, RL-525BP-17-5788-R1 e MD-525BP-17-5790-R1) 1 2

Elevação na ombreira direita Elevação na ombreira esquerda

96

Comprimento da crista: 912,00m

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.7.3 - Etapas de Construção

argilosa e uma faixa de material essencialmente argiloso, posicionada ao longo da face do talude de montante. A Geometria da Barragem B5 apresenta-se, atualmente, da seguinte forma:

Atualmente está em execução o 4º alteamento (2011/2012) da Barragem B4 e em elaboração o projeto para o 5º alteamento (2013/2014). O 4º alteamento atingirá a elevação de 87,00m (ombreira direita) e 85,20m (ombreira esquerda) e o 5º alteamento, a elevação de 90,40m (ombreira direita) e 88,90m (ombreira esquerda), utilizando-se o método de linha de centro.

- Crista mantida na elevação 86,00m (cota atual); - Plataforma de jusante com elevação igual a 86,40m e montante com elevação igual a 86,00m. - Talude de jusante e montante com inclinação 2H:1V;

7.7.4 - Sistema Extravasor O sistema extravasor da barragem B4, assim como o das barragens B2 e B3, é composto por trechos com seção em canal e galeria, ambos em concreto, assentados em terreno natural na ombreira esquerda, perpendicularmente ao eixo dsbarragen, com um sistema de stop-logs implantado tanto à montante quanto à jusante. O sistema extravasor possui cota de topo faceando a crista da barragem, de forma que a colocação e retirada dos stop-logs seja realizada utilizando como acesso a própria crista da barragem.

A Barragem B5 possui sistema de drenagem interna composto por filtro vertical, tapete drenante e dreno de pé. Esse sistema tem o objetivo de disciplinar o fluxo de água no interior do maciço, evitando erosões internas e excesso de poropressões. Nas obras do 2º alteamento foi executada a complementação do sistema de drenagem interna existente, por meio da ampliação do filtro vertical. O sistema de drenagem superficial implantado na barragem B5 é composto por caimentos aplicados à superfície final de terraplenagem e valetas escavadas em solo nas ombreiras. Ao final do 4º e ultimo alteamento, a crista da barragem B5 alcançará a El. 93,00m. O sistema de drenagem interna será desativado em função da subida do nível de rejeitos a jusante.

7.8 - Barragem B5 A Barragem B5 tem por finalidade proteger as nascentes e desviar o fluxo de água para jusante das barragens de rejeito. 7.8.1 - Dados Gerais A Barragem B5 é constituída de um maciço homogêneo compactado, composto por areia-

A Figura 7.8 apresenta a seção típica da Barragem B5.

Figura 7.8 Seção Típica da Barragem B5 97

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.8.2 - Ficha Técnica Os principais dados da Barragem B5 estão resumidos na tabela 7.5 a seguir. Tabela 7.5 – Características da Barragem B5 IDENTIFICAÇÃO Barragem B5

Proprietário: HYDRO

Finalidade:

Barrar/proteger as nascentes situadas a montante das barragens de rejeitos, com desvio dos fluxos para jusante

Empresa Projetista:

Pimenta de Ávila Consultoria

Etapa Atual de Construção:

Construção da etapa 1

Classificação de acordo com a DN COPAM 87/2005: Classe III Classificação quanto ao Risco e Dano Potencial Associado: Classe C LOCALIZAÇÃO Coordenadas UTM:

N: 9.637.642,65

E: 195.988,72

Datum SAD69

INFORMAÇÕES GERAIS DO MACIÇO PRINCIPAL Cota Atual da Crista: 86,00m

Altura Atual da Barragem: 32,00m

Tipo de Seção:

Homogênea

Drenagem Interna:

Na presente etapa a drenagem interna está desativada em função do confinamento

INFORMAÇÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO Área do reservatório:

2.368.902 m²

Volume do reservatório:

19.845.469 m³

INSTRUMENTAÇÃO Possui 16 Piezômetros tipo Casagrande e 8 medidores de nível d’água. HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia:

14,76 km²

Tempo de Concentração:

66,7 min

Tempo de retorno:

10.000 anos

Duração crítica:

20 dias

Precipitação de Projeto:

936 mm

Vazão Máxima Afluente:

17,42 m³/s

Vazão Máxima Efluente:

7,73 m³/s

NA Máximo Operacional:

83,00 m

NA Máximo Maximorum:

85,00 m

Borda Livre Remanescente:

1,00 m

SISTEMA EXTRAVASOR Tipo: Canal escavado em solo (margem esquerda). (Fontes: 525BP-17-5795-R2 e MD-525BP-17-5790-R1)

98

Comprimento da crista: 1020,00m

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.8.3 - Etapas de Construção

7.9 - Barragem B6

Atualmente está em construção o 4º alteamento da barragem B5, e a crista está sendo alteada para a El. 93,00m (cota final).

A Barragem B6 tem por finalidade armazenar a água efluente dos reservatórios de rejeitos B1/ B2/B3/B4 e controlar a sua turbidez, evitando possível carreamento de material sólido para jusante. Uma estação de bombeamento adajacente a essa estrutura garante a recuperação da água para área industrial. A Barragem B6 foi executada em uma única etapa com a seguinte geometria:

7.8.4 - Monitoramento A instrumentação da barragem B5 é composta por 16 piezômetros tipo Casagrande e 8 medidores de nível d’água. 7.8.5 - Sistema Extravasor

- Crista mantida na elevação 61,00m (cota atual);

O sistema extravasor da Barragem B5 está posicionado na ombreira esquerda, associado ao canal de contorno da margem esquerda.

- Talude de montante com inclinação 1,5H:1V; - Talude de jusante com inclinação 1,5H:1V; 7.9.1 - Dados Gerais

Ao final do 4º alteamento esse extravasor terá a seguinte configuração:

O maciço da barragem B6 é constituído de material areno-argiloso compactado. O talude de montante é protegido com uma camada de riprap, o talude de jusante com cobertura vegetal e a crista e bermas com camada de laterita compactada. A Figura 7.9 apresenta a seção típica da Barragem B6.

- canal de aproximação escavado em solo, na El 90,0m com seção trapezoidal com 3m de largura na base inferior e taludes com inclinação de 1,5H:1V. O canal trapezoidal será revestido em concreto armado com as obras do 4º alteamento.

Figura 7.9 - Seção Típica da Barragem B6 99

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.9.2 - Ficha Técnica Os principais dados da Barragem B6 estão resumidos na tabela 7.6 a seguir. Tabela 7.6 – Características da Barragem B6 IDENTIFICAÇÃO Barragem B6

Proprietário: HYDRO

Finalidade:

Regular, clarificar e permitir a recuperação da água proveniente das barragens B1 a B4 para reutilização no processo.

Empresa Projetista:

Pimenta de Ávila Consultoria

Etapa Atual de Construção:

Etapa Única

Classificação de acordo com a DN COPAM 87/2005: Classe III Classificação quanto ao Risco e Dano Potencial Associado: Classe C LOCALIZAÇÃO Coordenadas UTM:

N: 9.639.332,69

E: 193.537,38

Datum SAD69

INFORMAÇÕES GERAIS DO MACIÇO PRINCIPAL Cota Atual da Crista: 61,00m

Altura Atual da Barragem: 13,00m

Comprimento da crista: 568,00m

Tipo de Seção:

Homogênea

Drenagem Interna:

Filtro vertical e tapete drenante de areia associado a um dreno de pé de areia e brita.

INFORMAÇÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO Área do reservatório:

287.935 m²

Volume do reservatório:

1.494,006 m³

INSTRUMENTAÇÃO Possui 7 Piezômetros tipo Casagrande e 6 medidores de nível d’água. HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia:

1,15 km²

Tempo de Concentração:

25 min

Tempo de retorno:

100 anos

Duração crítica:

7 dias

Precipitação de Projeto:

568 mm

Vazão Máxima Efluente:

1,59 m³/s

NA Máximo Operacional:

55,00 m

NA Máximo Maximorum:

59,50 m

Borda Livre Remanescente:

1,50 m

SISTEMA EXTRAVASOR Tipo: O sistema extravasor da barragem é do tipo canal, em concreto armado, associado a uma estrutura de amortecimento. (Fontes: MO-525BP-17-3501-R3, 525BP-17-5793-R0 e RL-525BP-17-3152-R2)

100

Barragens de Rejeitos no Brasil

7.9.3 - Etapas de Construção

horizontais e complementos e tem por objetivo recuperar a água efluente do sistema na área industrial. A condução da água é feita por meio de uma tubulação independente de 14" em aço carbono, perfazendo uma extensão de 3.600m, desde a estação de bombeamento, na barragem B6, até a área industrial, .

A Barragem B6 foi executada em etapa única. 7.9.4 - Monitoramento A instrumentação da barragem B6 é composta por 7 piezômetros tipo Casagrande e 6 medidores de nível d’água. 7.9.5 - Sistema Extravasor

7.12 - Agradecimentos

O sistema extravasor da Barragem B6 está posicionado na ombreira direita e é basicamente composto por canal operado por stop-logs, começando com 1,50 x 4,0 m, na El. 55,0 m, passando a ter as dimensões de 3,0 m x 2,0 m a partir da El. 59,0 m.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Mineração Paragominas (MPSA), pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Anderson Resende Pereira, pela elaboração do texto, e ao Engº. João Pimenta, pela revisão do mesmo.

7.10 - Canal de contorno da Margem Esquerda O canal da margem esquerda tem por finalidade desviar/conduzir para jusante dos reservatórios de rejeitos (B1 a B4) o deflúvio proveniente da bacia hidrográfica barrada pela Barragem B5, além de evitar o escoamento de águas pluviais para dentro dos reservatórios de rejeitos B1 a B4. A seção transversal do canal é trapezoidal e ele possui cerca de 3.450,0m de comprimento, escavado em solo. Nos trechos em que atravessa talvegues, foram implantados diques de aterro compactado, com a finalidade de diminuir a extensão contínua dos canais e represar/ controlar o fluxo de águas pluviais, que é bastante volumoso nestes talvegues. Com as obras de alteamento das barragens B1 a B5, o nível de rejeito no interior dos reservatórios alcançará o canal da margem esquerda existente, impossibilitando a continuidade de sua operação. Em função disto, durante as obras do 4º alteamento, está sendo construído um novo canal da margem esquerda, afastado do existente em direção à ombreira esquerda do vale, em cota superior.

7.13 - Referências - Dimensionamento dos Sistemas Extravasores das Barragens B1, B2, B3 E B4 para o 2º Segundo Alteamento, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação RL-525BP-17-3473, datado de agosto de 2009; - Estudos Hidrológicos-Hidráulicos para o Dimensionamento dos Vertedouros e Desvio do Igarapé – Sistema de Rejeitos – Barragens B1 a B6, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação RL-525BP-173006, datado de fevereiro de 2005; - Implantação do Plano de Segurança, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação RL-525BP-17-5181, datado de setembro de 2012; - Manual de Operação do Sistema de Rejeitos, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação MO-525BP-173501, datado de maio de 2008; - Manual de Operação – 2º Alteamento – Obra 2009. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação MA-525BP-175912, datado de outubro de 2010;

7.11 - Sistema de Bombeamento de Água O sistema de bombeamento da Barragem B6 é constituído por duas bombas centrífugas 101

Barragens de Rejeitos no Brasil

- Memorial Descritivo do Projeto do 2º Alteamento das Barragens B1 a B5, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação MD-525BP-17-3489, datado de agosto de 2009; - Memorial Descritivo – 4º Alteamento – Projeto Conceitual. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação MD-525BP17-9558,datado de março de 2011; - Plano de Ações Emergenciais – Volume I – Barragens B1 a B6. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação RL-525BP17-5967, datado de dezembro de 2010; - Planta do Arranjo Geral do 2º Alteamento das Barragens B1 a B5 – Fase II, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação 525BP-17-5793, datado de março de 2010; - Projeto Executivo das Barragens B1 a B6 para 4,95 MTPA – Relatório Técnico, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação RL-525BP-17-3117, datado de fevereiro de 2006; - Relatório Técnico do Estudo de Bombeamento para Controle de Efluentes e Adução para a Planta – Barragem de Clarificação B6 (Alternativas A E B/C), elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, de codificação RL-525BP17-3152, datado de fevereiro de 2006.

102

Barragens de Rejeitos no Brasil

8 - MRN - MINERAÇÃO RIO DO NORTE

Figura 8.1 - Foto aérea do TP 2 entre as demais estruturas do Sistema de Rejeitos da MRN. (Fonte: QC5-DEG-00-04-001-RT, DeltaGeo)

103

Barragens de Rejeitos no Brasil

8.1 - Apresentação

8.3 - Descrição Geral

A Mineração Rio do Norte (MRN) faz parte do Complexo de Porto Trombetas e visa a extração da bauxita para alimentar a cadeia do alumínio. Seu sistema de rejeitos é formado basicamente por lagos denominados “thickening pounds” (TP’s) e “settling pounds” (SP’s). Quanto aos TP’s existentes, encontra-se em operação o TP2, que recebe os rejeitos oriundos da planta de beneficiamento, a uma concentração de sólidos de aproximadamente 8%. Do TP2, o rejeito é dragado e conduzido, a um teor de sólidos de cerca de 20%, até os lagos SP’s, em sistema alternado, de forma a proporcionar a secagem dos mesmos. No presente descritivo, serão abordadas as principais características do TP2.

8.3.1 - Dados Gerais A estrutura denominada TP2, projetada pela Pimenta de Ávila Consultoria, cuja implantação foi concluída no ano de 2001, consiste em um reservatório que tem por finalidade armazenar o rejeito em polpa gerado no processo de beneficiamento da bauxita, na Mineração Rio do Norte (MRN). Neste reservatório, o rejeito passa por um processo de adensamento, sendo posteriormente dragado e bombeado para os reservatórios de rejeitos adensados. O TP2 recebe ainda a contribuição da água recuperada nos diversos reservatórios que compõem o sistema de disposição. O sistema de disposição de rejeitos praticado na MRN, do tipo “in mine disposal”, utiliza a área já impactada pela lavra para a disposição dos rejeitos e se baseia nos métodos de lançamento convencional e de lançamento com secagem. O rejeito oriundo da usina de beneficiamento da bauxita é lançado no TP2 com teor de sólidos da ordem de 8%. Nesse reservatório, a polpa sofre adensamento, sendo bombeada posteriormente, por meio de dragas, para os reservatórios de rejeitos adensados (SP’s), a um teor de sólidos da ordem de 20% a 30%, onde a partir de então passará pelo processo de secagem. O reservatório possui altura variável, entre 15 m e 17 m, crista com largura entre 7,0 m e 15,0 m e comprimento de 5.650,0 m, e um volume útil de 10 milhões de metros cúbicos. Os taludes de jusante têm inclinação de 1V:1,5H, com bermas de 5 m de largura a cada 5 m de desnível. O talude de montante tem inclinação de 1V:1,5H. A parede norte do reservatório foi executada utilizando-se da conformação de pilha de estéril oriundo da lavra, sendo as demais paredes executadas com aterro compactado. A estrutura não possui sistema de drenagem interna. Parte do efluente gerado no TP2 é extravasada para um lago adjacente denominado de lago L2. No lago L2 há um extravasor do tipo

8.2 - Localização da Mineração Rio do Norte A MRN está localizada no complexo de Porto Trombetas, no município de Oriximiná, oeste do Pará, e tem como atividade produtiva a exploração de bauxita. A figura a seguir apresenta o mapa de localização do município de Oriximiná.

Figura 8.2 - Localização do município de Oriximiná, no estado do Pará (Fonte: www.mrn.com.br) 104

Barragens de Rejeitos no Brasil

piezômetros elétricos (corda vibrante) e 3 piezômetros Casagrande, distribuídos em 6 seções instrumentadas, instalados desde 2005 nas paredes norte e sul do reservatório. A leitura dos instrumentos é feita com freqüência semanal, bem como inspeções sobre os taludes e estruturas auxiliares.

tulipa, por meio do qual a água é vertida, para ser reaproveitada no processo, na planta de beneficiamento. 8.3.2 - Geologia e Fundações A fundação é constituída, basicamente, por material argiloso amarelado, característico da camada de estéril que recobre o minério, sobrejacente a uma camada de argila variegada.

8.3.4 - Ficha Técnica Os principais dados do TP2 estão resumidos na tabela 8.1 a seguir.

8.3.3 - Monitoramento O sistema de monitoramento geotécnico do TP2 e do lago L2 adjacente é composto por 26

Tabela 8-1 – Dados do Thickening Pound TP2 DADOS GERAIS Finalidade

Armazenamento/adensamento de rejeitos e recirculação de água

Empresas Projetistas

Pimenta de Ávila Consultoria.

Cota da Crista

202,00 m (paredes Sul, Leste e Oeste) e 205,00 (parede Norte)

Altura da Barragem

15 m a 17 m

Comprimento da Crista

5.650,0 m

Área do Reservatório

106,6 ha

Volume útil do Reservatório

10.000.000 m³

Tipos de Seção

Solo compactado e aterro lançado sobre pilhas de estéril de material argiloso

Instrumentação

26 piezômetros elétricos e 3 piezômetros Casagrande

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Sondagens SPT realizadas na fase de projeto executivo

Ensaios de Laboratório

Realizados na fase de projeto executivo e em outras campanhas já durante a operação

Parâmetros da Barragem Principal

Solo argiloso compactado: γ= 18,7 kN/m³; c’ = 25,5 kPa; φ’ = 37,6º; Pilhas (argila amarelada): γ= 16,8 kN/m³; c’ = 24,8 kPa; φ’ = 23,5º; Fundação (argila variegada): γ’= 16,2 kN/m³; c’ = 21,1 kPa; φ’= 30,5º

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia (km2)

Não se aplica, há apenas precipitação direta

NA Máximo Operacional (m)

201,0

Borda Livre (m)

1,0

ESTRUTURASVERTENTES Vertedouro de Operação

Lago L2: Extravasor tipo tulipa em concreto armado, com seção 1,00 x 1,00 m e soleira na elevação 201,00 m.

105

Barragens de Rejeitos no Brasil

8.4 - Referências - QC5-JPA-09-20-002-RT-02. Balanço Hídrico e de Massa do Sistema de Beneficiamento e Disposição de Rejeitos no Platô Saracá para o Período de 2009 a 2014. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em abril 2004. - QB5-JPA-00-54-014-MO-00. Plano de Gestão de Águas - Área Beneficiamento (TB) Manual de Operação – Versão 2009. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2010. - QD5-JPA-26-20-003-MC-00. Determinação de Parâmetros de Resistência Totais e Efetivos dos Materiais de Construção – Diques dos Reservatórios de Rejeito – Mineração Rio do Norte – Memória de Cálculo. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em outubro de 2010. - QC5-DEG-00-04-001-RT. Análise Técnica da Piezometria de Corda Vibrante Instalada nas Barragens de Rejeito do Complexo de Bauxita de Porto Trombetas. Elaborado pela DeltaGeo em maio de 2009. 8.5 - Agradecimentos À Mineração Rio do Norte (MRN), pela autorização concedida na divulgação dos dados do Depósito de Rejeitos TP2. À Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos documentos consultados. Ao Eng. Leonardo José Leite, pela redação deste texto.

106

Barragens de Rejeitos no Brasil

9 - NOVELIS DO BRASIL - BARRAGEM DO MARZAGÃO

Figura 9.1 – Foto de satélite da Barragem do Marzagão (Fonte: Google Earth)

107

Barragens de Rejeitos no Brasil

pela ABNT NBR 10.007, e analisadas seguindo de acordo com a ABNT NBR 10.004, por empresa especializada contratada. Os resultados demonstraram que o resíduo é classificado como Classe II-não inerte.

9.1 - Apresentação A barragem do Marzagão foi implantada por volta do ano de 1974, para receber os rejeitos do beneficiamento de bauxita para produção de alumínio pela Novelis (antiga Alcan) na sua unidade de Ouro Preto, MG. Tem também a finalidade de clarificação da água do processo. Desde sua construção, tem passado por fases de alteamento pelo método de jusante tendo o último sido concluído em dezembro/07. A crista da barragem se encontra na cota 1191,0 m com 5,00 m de largura e 145,00 m de comprimento. Tal resíduo é uma polpa formada principalmente por solução diluída e neutralizada de licor Bayer e sólidos compostos por óxidos de ferro, alumínio, silício, cálcio e titânio. Para classificação do resíduo, foram coletadas amostras, conforme procedimentos especificados

9.2 - Localização da Barragem A Barragem do Marzagão está localizada no município de Ouro Preto, estado de Minas Gerais, a cerca de 2 km, em linha reta e a oeste, de Saramenha, no córrego homônimo, que corre de oeste para leste, afluente da margem direita do córrego Tripuí, com o qual se encontra a aproximadamente 800,00 m a jusante da barragem. A Figura 9.2 apresenta um mapa de localização à Barragem do Marzagão.

Figura 9.2 – Mapa de localização da Barragem do Marzagão, em Ouro Preto, MG (Fonte: Adaptado de Google Earth) 108

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 9.3 - Planta geral da Barragem do Marzagão

Figura 9.4 - Seção típica da Barragem do Marzagão

9.3 - Descrição Geral com o talude de montante apoiando-se no paramento de jusante da barragem de concreto. Executou-se também um filtro vertical de areia e tapetes drenantes na fundação e nas ombreiras, com camadas de escória e enroncamento. As Figuras acima apresentam planta geral e seção típica da Barragem do Marzagão.

9.3.1 - Dados Gerais A barragem foi construída com diferentes materiais para diferentes etapas. A primeira etapa correspondeu à construção de uma barragem de concreto em arco gravidade com 25,00 m de altura e crista na El. 1172,00 m. Nas demais etapas, o alteamento foi feito pelo método de jusante, em aterro compactado com material argiloso e silto argiloso retirado de áreas de empréstimo, a montante, distantes de 3,00 a 8,00 km da barragem,

9.3.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da barragem estão resumidos na tabela a seguir. 109

Barragens de Rejeitos no Brasil Tabela 9-1 - Características da Barragem do Marzagão (mar/08) DADOS GERAIS Finalidade

Contenção de rejeitos e clarificação de água

Empresa Projetista

Promom / Pimenta de Avila Consultoria

Etapa

5º alteamento (elev. 1191,00m), incluindo implantação.

Método de alteamento

Jusante

Conclusão do último alteamento

2007

Altura

58,0 m (elevações 1191,00 – 1133,00m)

Elevação da crista

1191,00 m

Comprimento da Crista

145,0 m

Largura da crista

5,0 m

Talude jusante

1V: 2H, com bermas nas elevações, 1186,00; 1181,00; 1169,00; 1159,00; 1149,00 e 1139,00 m, protegido com grama em placas.

Talude de montante

1V: 2H, protegido com enrocamento.

Área do Reservatório na elevação (1188,00m)

350.000 m2

Volume do Reservatório (elevação 1188,00m)

3,87 x 106 m3

Tipos de Seção

Homogênea de solo compactado.

Drenagem Interna

Drenos no fundo do vale e nas ombreiras, filtro vertical de areia. Na saída do dreno de fundo existe muro de concreto com medidor de vazão triangular.

Drenagem superficial

Canaletas meia-cana de diâmetro igual a 0,40 m nas bermas, canaletas trapezoidais e escada d’ água nas ombreiras.

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens/Batimetrias

Ensaios realizados nas áreas de empréstimo em julho de 2000 indicadas no relatório TLF – 1687-00 elaborados pela Geolabor.

Parâmetros de Resistência ao Cisalhamento

Indicados no Anexo II deste documento.

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia

3,10 km2

Tempo de Concentração

30 minutos

Precipitação Máxima Provável

288,00 mm (PMP de 24h)

Cheia de Projeto

12,10 m3/s

Vazão Máxima Afluente

12,10 m3/s

Vazão de Projeto

12,10 m3/s

NA Máximo Operacional

1.188,00 m

NA Máximo Maximorum

1.190,00 m

Borda Livre (NA máx)

1,00 m

ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação

Galeria sub horizontal em concreto estrutural, com 1,70 m de diâmetro e 220 m de comprimento, descarregando suas vazões em escada d’água de concreto armado. Soleira controlada por stop logs.

Vertedouro de Abandono

-

110

Barragens de Rejeitos no Brasil

as transições foram de escória média, fina e grossa, além de areia em espessuras variáveis.

9.3.3 - Etapas de Construção Na primeira etapa de construção da barragem, foi implantada uma barragem de concreto em arco gravidade com 25,00 m de altura, com a crista na cota 1172,00 m. As demais etapas consistiram em alteamentos feitos pelo método de jusante, em aterro compactado com material argiloso e silto argiloso. Os alteamentos foram feitos nas elevações 1182, 1186, 1189 e 1191,00 m, tendo este último sido concluído em dezembro de 2007. Estão previstos alteamentos até a cota 1197,00 m.

9.3.5 - Monitoramento A barragem possui piezômetros do tipo Casagrande instalados, sendo quatro pontos com piezometros duplos e outros quatro pontos com piezômetros simples. Possui ainda medidores de vazão triangulares instalados nas saídas dos drenos de fundo da barragem e no extravasor da barragem. O monitoramento é complementado por meio de inspeções periódicas da equipe de operação da barragem e também por inspeções anuais por empresa especializada, com emissão de laudos técnicos de segurança de barragem, conforme estabelecida pela legislação especifica.

9.3.4 - Geologia e Fundações As investigações realizadas no local da barragem mostram claramente a predominância total dos xistos e filitos róseos a avermelhados típicos da Formação Sabará, com estreitas intercalações lenticulares de quartzito fino. Na ombreira esquerda, percebe-se a flexão maior das rochas para NE, com ligeiras inversões locais do mergulho das mesmas, para N/NW. A aparência do maciço, principalmente nos trechos expostos na ombreira esquerda, é de uma rocha compacta de muito baixa permeabilidade. O maciço da barragem está assentado sobre rocha alterada, em toda sua extensão. Durante as fases de alteamento, foi executada remoção completa da vegetação e camadas superficiais de solo. No contato entre o terreno e o aterro compactado, foram feitas camadas de transição compostas por tapetes drenantes de areia e enrocamento no fundo do vale. Nas ombreiras,

9.3.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor encontra-se na ombreira direita e a tomada d’água se dá por meio de tulipa inclinada, construída em concreto armado, sendo o controle do nível da soleira feito por placas de concreto (stop logs). A tulipa se conecta à galeria sub-horizontal em concreto (1,70 m de diâmetro e 220,00 m de comprimento), que cruza a barragem na ombreira direita para descarregar suas vazões numa estrutura em escada d’ água. Para a análise da capacidade do extravasor frente a cheias considerou-se três diferentes elevações na soleira do vertedor: 1188,0; 1189,0; e 1190,0 m. Para cada elevação, foi considerado o NA máximo e a condição de borda livre para precipitações com diferentes tempos de retorno. Os resultados estão descritos nas tabelas a seguir.

Elevação soleira extravasor

Tabela 9-2 - Principais resultados obtidos da análise da capacidade do extravasor Tempo de Retorno (ano) 25

50

100

1.000

10.000

NA Máx

D crit

NA Máx

Dcrit

NA Máx

Dcrit

NA Máx

Dcrit

NA Máx

Dcrit

(m)

(dia)

(m)

(dia)

(m)

(dia)

(m)

(dia)

(m)

(dia)

1188,0

1.189,13

3

1.189,25

3

1.189,36

3

1.189,73

1

1.190,20

1

1189,0

1.190,08

3

1.190,21

3

1.190,33

3

1.190,72

3

1190,0

(*)

(*)

(*)

(*) Indicação de galgamento da barragem. 111

(*)

(*) (*)

Barragens de Rejeitos no Brasil

A Tabela a seguir apresenta os valores de borda livre, determinados pela diferença das elevações da crista da barragem e dos níveis d’água apresentados na tabela anteriormente

apresentada. Essas bordas livres também se encontram discriminadas por tempo de retorno e cenário analisado.

Elevação soleira extravasor

Tabela 9-3 - Valores de borda livre Tempo de Retorno (ano) 25

50

100

1.000

10.000

NA Máx

Borda livre

NA Máx

Borda livre

NA Máx

Borda livre

NA Máx

Borda livre

NA Máx

Borda livre

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

1188,0

1.189,13

1,67

1.189,25

1,75

1.189,36

1,64

1.189,73

1,17

1.190,20

0,80

1189,0

1.190,08

0,92

1.190,21

0,69

1.190,33

0,67

1.190,72

0,28

1190,0

(*)

(*)

(*)

(*)

(*) (*)

(*) Indicação de galgamento da barragem.

por martelos, seguindo a uma moagem úmida, até a obtenção de um material com a totalidade dos diâmetros menores que 2,00 mm, permitindo uma condição adequada para o processo químico subsequente. Ao minério moído, é adicionada uma solução de soda cáustica. No estágio final do processo, é obtida uma polpa constituída por uma fase líquida - solução de aluminato de sódio - e uma fase sólida, resíduo insolúvel da digestão denominado lama vermelha (red mud). Do processo de decantação em espessador, o resíduo insolúvel da digestão é separado da solução útil do aluminato de sódio. Neste processo, normalmente é adicionado um floculante para aceleração da sedimentação. A lama decantada é submetida à nova lavagem e a uma filtração final a vácuo. Após esta lavagem e filtragem, realizadas em tambores rotativos a vácuo, a lama é descartada sob a forma de pasta (cake), com teor de sólidos de 55 a 60%. No processo de disposição atual, a pasta é submetida a um processo de neutralização do pH. A lama vermelha gerada no filtro a vácuo com teor de sólidos entre 55 e 60% recebe a adição de água, até atingir uma concentração final de sólidos em torno de 20%.

Pelo exposto e pelas análises subseqüentes realizadas, verificou-se que o sistema pode absorver precipitações com tempo de retorno superior a 10.000 anos. Tal condição atende às recomendações da Norma Brasileira ABNT NBR 13028 – “Mineração – Elaboração e Apresentação de Projeto de Barragens para Disposição de Rejeitos, Contenção de Sedimentos e Reservação de Água”, a qual recomenda que a barragem opere em condições nas quais a mesma é capaz de abservoer vazões com tempo mínimo de recorrência de 500 anos (e verificado para 1000 anos, sem borda livre). 9.3.7 - Aspectos Operacionais O material lançado na barragem do Marzagão é gerado no processo de beneficiamento de bauxita para extração do óxido de alumínio. Este material é disposto nessa barragem, que se encontra em operação desde meados da década 70, utilizando o método de lançamento contínuo de lama. O processo produtivo de alumina utilizado pela Novelis, na Unidade Ouro Preto, é o processo denominado Bayer. Nesse processo, o minério de bauxita é recebido com uma granulometria variada, sendo então submetido a uma britagem 112

Barragens de Rejeitos no Brasil

Essa polpa é então bombeada para a Barragem do Marzagão, por meio de uma tubulação com 150 mm de diâmetro. Na barragem são adotados, alternadamente, pontos distintos de lançamento localizados em posições mais a montante do reservatorio, de modo a otimizar a vida útil da estrutura. A forma de lançamento é feita pelo método convencional, por meio de espigotes colocados ao longo do acesso ao Marzagão, nas posições mencionadas. Desta forma, o resíduo tende a ocupar sempre a faixa mais a montande do reservatório.

9.5 - Referências - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem do Marzagão. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em março de 2008. - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem do Marzagão. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em março de 2009. - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem do Marzagão. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em março de 2010. - Relatório Final de Engenharia Básica do Projeto Dry Mud Stacking. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em fevereiro de 2005.

9.4 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Novelis do Brasil, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Leonardo Pereira Padula, pela elaboração do texto, e ao Sr. Caio Vieira, pela revisão do mesmo.

- Desenho NO-115-DS-14700-01. Elaborado pela Pimenta de Ávila em julho de 2008. - Sintese das Informações Sobre a Barragem do Marzagão - NO-112-RL-10524 – Dezembro de 2006.

113

Barragens de Rejeitos no Brasil

114

Barragens de Rejeitos no Brasil

10 - SAMARCO MINERAÇÃO - UNIDADE OPERACIONAL GERMANO

Figura 10.1 - Vista Geral do Sistema de Disposição de Rejeitos da Samarco

115

Barragens de Rejeitos no Brasil

10.1 - Apresentação

os rejeitos gerados pela usina (Planta I) e de onde a água de recirculação era bombeada para a usina de beneficiamento. Com a implantação, no final de 2008, da segunda unidade de beneficiamento (Planta II), houve um aumento na geração de rejeitos. Esse fato, somado à proximidade do final da vida útil da Barragem do Germano, fez surgir a necessidade de um novo local para a disposição dos rejeitos gerados pelas duas unidades de beneficiamento (Planta I e Planta II). Neste contexto surge o Sistema de Rejeitos do Fundão, como uma nova área para a disposição dos rejeitos arenosos e lamas. Este sistema não faz parte da presente descrição. A partir da década de 90, houve a necessidade de aumentar o fornecimento de água para o beneficiamento do minério. Para tanto, a construção da Barragem do Santarém, localizada a jusante dos reservatórios do Germano e do Fundão.A Barragem do Santarém, além da função de reservação de água, tem como finalidade a contenção dos sedimentos provenientes destes reservatórios, localizados a montante. Tal estrutura não faz parte da presente descrição. A seguir estão apresentadas as informações do Sistema de Rejeitos do Germano, com base nos documentos referenciados ao final deste capítulo.

A Samarco Mineração S.A é uma empresa brasileira de mineração que extrai minério de ferro das frentes de lavra do complexo de Alegria, na Unidade Operacional Germano, em Mariana, no estado de Minas Gerais. A empresa realiza lavra a céu aberto por meio de equipamentos móveis e por correias de bancada, alimentando um sistema de correias transportadoras de longa distância, que levam o minério até as plantas de beneficiamento para a concentração do minério de ferro. Sua produção, em forma de polpa de concentrado, é totalmente escoada por dois minerodutos que levam a polpa até o Porto Ponta de Ubu, localizado na Unidade Operacional Ubu, no município de Anchieta, no estado do Espírito Santo. A partir do processo de beneficiamento do minério de ferro, extraído pela Samarco, são gerados dois tipos de rejeitos com características bastante distintas: um rejeito mais fino, denominado lama e um rejeito com granulometria mais grosseira, denominado rejeito arenoso. Desde o início das operações da Samarco o sistema de disposição de rejeito era composto somente pela Barragem do Germano, que recebia

Figura 10.2 – Foto aérea do sistema de rejeitos de Germano, Samarco (Fonte: Vale) 116

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 10.3 – Foto aérea da Barragem Santarém (Fonte: Vale)

Figura 10.4 – Mapa com a localização da Unidade Operacional Germano – Samarco Mineração S.A.

10.2 - Localização do Sistema A Figura 10.4 apresenta o mapa de localização da Unidade Operacional Germano. O Reservatório do Germano foi formado a partir da construção da Barragem Principal do Germano, em 1976.A mesma entrou em operação em 1977, com a finalidade de receber os rejeitos, arenosos e lama, provenientes da planta de beneficiamento de minério de ferro. Posteriormente, com a subida do nível de rejeitos no interior do Reservatório do Germano, foi necessária a construção dos Diques da Sela, Tulipa e Selinha para o fechamento das três selas topográficas existentes na região nordeste do reservatório. A seguir estão apresentadas as informações individuais das estruturas de contenção constituintes do Reservatório do Germano. 117

Barragens de Rejeitos no Brasil

10.3 - Barragem Principal e Empilhamento a Jusante de Germano

dique de partida consistia em um filtro inclinado no talude de montante e na crista do dique, composto por camadas de oversize fino e grosso, blocos passados em grelha e blocos de maior dimensão. O talude de jusante foi protegido com blocos. A partir da construção deste dique de partida foram feitos alteamentos consecutivos para montante, a cada 5 m de altura. O núcleo dos diques é constituído por rejeito arenoso, protegido na face de jusante por solo argiloso compactado Os taludes de jusante possuem inclinação igual a 1V:2H com um talude médio global igual a 1V:3H. O sistema de drenagem interna do empilhamento consiste, além do dreno do dique de partida, de um dreno situado no fundo do vale, desde o dique de partida de enrocamento até o “offset” do empilhamento de jusante da Barragem do Germano. No contato dos rejeitos do reservatório da Pilha a Jusante com o talude de jusante da Barragem do Germano há um dreno interligado ao dreno de fundo. Com este sistema de drenagem interna, o maciço de rejeitos é eficientemente drenado, constituindo-se, portanto, em um maciço não saturado e estável. O sistema de drenagem superficial é constituído por uma descida d’água, em escada, posicionada na ombreira esquerda, disposta perpendicularmente às canaletas longitudinais das bermas. O sistema de drenagem superficial é construído à medida que os alteamentos são implantados. No futuro, o reservatório da Barragem do Germano será unificado com o reservatório da Barragem do Fundão na cota 920,00m, pois ambas as barragens ocupam vales contígos. Portanto, considerando a cota de fundação, em seu ponto mais baixo, a altura total da Barragem do Germano será de 175,0 metros. Na Figura 10.6, a seguir, está apresentada uma seção típica da Barragem do Germano incluindo o empilhamento de rejeitos a jusante.

10.3.1 - Generalidades A implantação da Barragem do Germano foi iniciada com a construção de um dique de partida de enrocamento, impermeabilizado por um núcleo de material argiloso a montante, com uma camada de transição entre o núcleo e o enrocamento. Este dique foi construído com crista na elevação 849,5 m e altura máxima igual a 70 m. A partir daí, foram realizados alteamentos sucessivos para montante, na medida em que se elevava o nível de rejeitos lançados no interior do seu reservatório. Os alteamentos foram realizados através de diques de aterro compactado com altura variável entre 4 e 6 metros, até ser atingida a elevação 886 m. A partir de 1993 o alteamento da barragem principal, por diques a montante junto à crista do estágio anterior, passou a ficar inviável por razões de estabilidade da barragem. Com o objetivo de garantir a continuidade do lançamento dos rejeitos no reservatório, sem comprometer a estabilidade da barragem, os alteamentos subsequentes foram executados com afastamento entre 60 e 100 metros para montante da crista existente na elevação 886 m.A crista da barragem alcançou a elevação 899 m com aproximadamente 120 metros de altura. A partir daí, o empilhamento drenado de rejeitos arenosos, a jusante da Barragem do Germano, foi a alternativa adotada para postergar a implantação de uma nova área de disposição de rejeitos e melhorar as condições de estabilidade da barragem principal, visando a situação de fechamento. O empilhamento de rejeitos a jusante da Barragem do Germano teve início a partir de um dique de partida, construído com aterro compactado, com inclinação dos taludes igual a 1V:1,5H e crista na cota 790 m, com o ponto mais baixo das fundações na elevação 745,0 metros. O sistema de drenagem interna deste 118

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 10.5 – Vista da Barragem do Germano

Figura 10.6 – Seção transversal típica da Barragem Principal do Germano com o Empilhamento a Jusante

10.3.2 - Ficha Técnica Na tabela 10.1 a seguir, estão apresentadas as principais características da Barragem do Germano. 119

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 10-1 – Características da Barragem do Germano (Maio/2011) DADOS GERAIS Finalidade Contenção de rejeitos Empresas Projetistas Bechtel / Pimenta de Avila Consultoria Etapa Construtiva Atual Em operação Data Conclusão Cota Atual da Crista 920,0 m Altura Atual do Maciço 175,0 m (considerando a fundação na El.745m) Comprimento Atual da Crista 300,0 m Sistema Extravasor Tipo tulipa com galeria de descarga (Localizado adjacente ao Dique da Tulipa) extremidade de jusante do Dique da Baia 3, em soleira construída sobre a encosta rochosa; e c) na área imediatamente a montante da tulipa. O sistema extravasor dos Diques da Sela e Tulipa é composto por uma galeria ligeiramente inclinada associada a uma torre vertical, ambos em concreto celular pré-fabricado e um trecho de galeria em concreto armado, conectada a um canal rápido e uma bacia de dissipação à jusante deste.

10.3.3 - Geologia e Fundações A fundação da Barragem do Germano é composta por filito são, nas porções inferiores das ombreiras esquerda e direita e em todo o fundo do vale. A parte superior das ombreiras é formada por filito decomposto. Em toda a região de fundação da barragem foi removida a camada superficial de material orgânico. Na região do fundo do córrego foram removidos blocos de rocha, matacões, areia e cascalho.

10.4 - Dique da Sela e Dique da Tulipa 10.3.4 - Monitoramento 10.4.1 - Generalidades O monitoramento da Barragem do Germano consiste nas inspeções periódicas e na leitura dos 20 (vinte) piezômetros tipo Casagrande (ou tipo Tubo Aberto) instalados no maciço. Na Barragem do Germano foram instalados 14 piezômetros localizados no patamar da cota 886,0m e nas bermas do talude de jusante. No Empilhamento a Jusante da Barragem do Germano, foram instalados 6 piezômetros do tipo Casagrande.

Devido à existência de duas selas topográficas na região nordeste do reservatório da Barragem do Germano, foi necessária a construção de dois diques, denominados Dique da Sela e Dique da Tulipa, para possibilitar a continuidade do lançamento de rejeitos no interior do reservatório. À medida que o nível de rejeitos dentro do reservatório foi sendo elevado, foram necessários vários alteamentos, tanto do Dique da Sela, quanto do Dique da Tulipa. Os maciços de ambos os diques, em geral são constituídos em seção mista, com utilização de uma zona impermeável em aterro argiloso compactado, funcionando como núcleo, e uma zona em enrocamento (“blocos sujos”) no espaldar de jusante.

10.3.5 - Sistema Extravasor As condições de amortecimento das cheias, no reservatório da Barragem do Germano, supõe a distribuição dos deflúvios nas várias sub-áreas do reservatório, controladas por soleiras vertentes situadas nas seguintes posições: a) a sul do reser vatório do dique auxiliar ; b) na 120

Barragens de Rejeitos no Brasil

No final de 2010 os dois diques foram alteados a partir da El. 910,0m pelo método de montante, com crista na EL.913,0m. Na fundação dos alteamentos dos dois diques foi implantada uma base constituída de material tipo enrocamento, denominado “blocos sujos”,

apenas para dar suporte para a construção do alteamento. Nas Figuras 10.8 e 10.9, a seguir, estão apresentadas as seções transversais típicas do Dique da Sela e do Dique da Tulipa, respectivamente, após o alteamento para a elevação 913 m. Figura 10.7 – Vista aérea dos Diques da Sela e Tulipa

Figura 10.8 – Seção transversal típica do Dique da Sela

Figura 10.9 – Seção transversal típica do Dique da Tulipa 121

Barragens de Rejeitos no Brasil

10.4.2 - Ficha Técnica Nas Tabelas 10.2 e 10.3, a seguir, estão apresentadas as principais características do Dique da Sela e do Dique da Tulipa, respectivamente. Tabela 10-2 – Características do Dique da Sela DADOS GERAIS Finalidade Contenção de rejeitos. Empresas Projetistas Figueiredo Ferraz / Pimenta de Avila. Etapa Construtiva Atual Alteamento para EL.913,0m concluído Data Conclusão Março de 2011 Cota Atual da Crista 913,0 m Altura Atual do Maciço 41,0 m Comprimento Atual da Crista 450,0 m

Tabela 10-3 – Características do Dique da Tulipa DADOS GERAIS Finalidade Contenção de rejeitos. Empresas Projetistas Figueiredo Ferraz / Pimenta de Avila. Etapa Construtiva Atual Alteamento para EL.913,0m concluído Data Conclusão Março de 2011 Cota Atual da Crista 913,0 m Altura Atual do Maciço 23,0 m Comprimento Atual da Crista 375,0 m lhamento a Jusante da Barragem do Germano e do acesso à mina de Fábrica Nova (de propriedade da VALE S/A), foi verificada a existência de uma nova sela topográfica, com cota de topo posicionada na elevação 901,0m. Dessa forma tornou-se necessário implantar um dique de sela nesta região, simultaneamente aos alteamentos dos Diques da Sela e da Tulipa. Esta nova estrutura foi denominada Dique da Selinha. O Dique da Selinha foi construído utilizando uma seção composta por aterro compactado de material argiloso. O sistema de drenagem interna é composto por tapete horizontal de areia, com aproximadamente 1,0m de espessura, acoplado a um filtro vertical de areia.

10.4.3 - Monitoramento O monitoramento do Dique da Sela e do Dique da Tulipa consiste nas inspeções periódicas e na leitura dos 06 (três) piezômetros tipo Casagrande (ou tipo Tubo Aberto) e 6 indicadores de nível de água instalados nos Diques.. 10.4.4 - Sistema Extravasor O sistema extravasor do Dique da Sela e Tulipa é o sistema descrito para a Barragem Principal do Germano no item 10.4.1. 10.5 - Dique da Selinha 10.5.1 - Generalidades Na região sudeste do reservatório do Germano, na confluência do acesso ao Empi122

Barragens de Rejeitos no Brasil

No final de 2010 a crista do Dique da Selinha foi alteada pelo método de montante para a EL.913,0m. Os materiais de construção disponíveis para a implantação do maciço de alteamento do dique conduziu a uma geometria com uma faixa impermeável de material argiloso a montante, e um espaldar de jusante em enrocamento denominado “blocos sujos”. Afim de aumentar a estabilidade do dique foi implantada uma berma de equilíbrio em “blocos

sujos”, sendo que a sua drenagem interna foi prolongada nesse trecho. Similar à construção dos diques Sela e Tulipa, na fundação do alteamento do dique foi implantada uma base constituída de “blocos sujos”, apenas como suporte ao alteamento. Nas Figuras 10.10 e 10.11, a seguir, estão apresentadas a vista e a seção transversal típica do Dique da Selinha, respectivamente, após o alteamento para a elevação 913 m.

Figura 10.10 – Vista do Dique da Selinha

Figura 10.11 – Seção transversal típica do Dique da Selinha

123

Barragens de Rejeitos no Brasil

10.5.2 - Ficha Técnica Na Tabela 10-4 estão apresentadas as principais características do Dique da Selinha. Tabela 10-4 – Características do Dique da Selinha DADOS GERAIS Finalidade Contenção de rejeitos. Empresas Projetistas Pimenta de Ávila Etapa Construtiva Atual Alteamento para EL.913,0m concluído Data Conclusão Março de 2011 Cota Atual da Crista 913,0 m Altura Atual do Maciço 23,0 m Comprimento Atual da Crista 135,0 m

10.5.3 - Monitoramento

10.5.4 - Sistema Extravasor

O monitoramento do Dique da Selinha consiste nas inspeções periódicas e na leitura dos 04 (quatro) piezômetros tipo Casagrande (ou tipo Tubo Aberto) e 5 indicadores de nível de água.

O sistema extravasor do Dique da Selinha é o mesmo sistema descrito para a Barragem Principal do Germano no item 10.4.1.

Figura 10.12 Vista da Cava do Germano 124

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 10.13 – Seção Transversal Típica da Cava do Germano

10.6 - Cava do Germano

Em 2006 iniciou-se a implantação da segunda fase do projeto do empilhamento de rejeito arenoso, dando continuidade ao projeto de reabilitação da antiga Cava do Germano. No projeto original a pilha de rejeito atingirá a elevação 1.100m, com superfície da fundação na elevação 945,00m. A crista do dique de partida foi posicionada na elevação 955,00m e os diques de alteamento da pilha, alteados para montante, foram projetados com suas bermas tendo 5,00m de largura e declividade de 2% para sul, com taludes de 5,00m de altura e inclinação média de 1V:3H. O sistema de drenagem superficial do talude de jusante da pilha é composto por canaletas e descidas d´água em escadas, confeccionadas em concreto estrutural.

10.6.1 - Generalidades A Cava do Germano é uma antiga área de lavra, exaurida no final da década de 80. A partir dessa época a cava passou a ser assoreada pelo material proveniente da erosão das suas paredes, sendo desenvolvido um projeto de recuperação. Esse projeto de recuperação foi divido em duas partes, denominadas de primeira e segunda fase, e contemplava a construção de um Empilhamento Drenado de Rejeito Arenoso. O dique de partida com maciço drenante e o tapete drenante associado a drenos de fundo são os principais dispositivos de drenagem interna da pilha em sua primeira fase. A cota de crista do dique de partida foi projetada na elevação 955,00m e o tapete drenante com 30,00m de extensão para montante, foi implantado com o objetivo de manter a linha de saturação afastada da face do talude da pilha.

10.6.2 - Ficha Técnica As principais informações da Cava do Germano estão apresentadas na tabela a seguir.

Tabela 10-5 – Características da Cava do Germano DADOS GERAIS Finalidade Empilhamento de Rejeito Arenoso Empresas Projetistas Pimenta de Ávila Consultoria Ltda Etapa Construtiva Atual Em operação Data Conclusão Cota Atual da Crista 992,0 m Altura Atual do Maciço 54,0 m Comprimento Atual da Crista 325,0 m Sistema Extravasor Tubo flauta conectado a uma galeria de concreto 125

Barragens de Rejeitos no Brasil

10.6.3 - Monitoramento O monitoramento da Cava do Germano consiste nas inspeções periódicas e na leitura dos 10 (dez) piezômetros tipo Casagrande (ou tipo Tubo Aberto) e 2 indicadores de nível de água instalados. 10.6.4 - Sistema Extravasor O sistema extravasor é composto por tubo flauta acoplado a uma galeria de concreto posicionada na parede direita da cava (sul). 10.7 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Samarco, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, à Engª. Naycie Sirdene Andrade, pela elaboração do texto, e aos Engos Germano Lopes e Daviély Rodrigues, pela revisão do mesmo. 10.8 - Referências

- SA-410-LT-22349-00 - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem do Germano. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2010;

- SA-901-RL-4596-0C – Sistema de Rejeitos – Rejeito Arenoso – “Manual de Operação da Barragem do Germano”. Elaborado pela Pimenta de Avila em dezembro de 2003.

- SA-410-RL-22801-0C – Avaliação do Trânsito de Cheias nos Reservatórios da Barragem do Germano – Atualização Base Topográfica. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em março de 2011.

126

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11 - VALE - MINA DO CAUÊ - SISTEMA PONTAL

Figura 11.1 - Foto aérea da fase final da 2ª etapa de construção da Barragem do Pontal - setembro de 1981

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11.1 - Apresentação

Além da Barragem do Pontal, o Sistem é composto também por diques auxiliares, que permitem ampliar a capacidade de armazenamento de rejeito no reservatório, bem como aumentar a eficiência do sistema de captação de água. Os diques que compõem o sistema Pontal são os seguintes: Diques do Braço 1 (incluindo os Diques do Minervino e Cordão Nova Vista); Dique do Braço 2; Dique do Braço 3; Dique do Braço 4; Dique do Braço 5; Dique do Braço 6; e Dique do Braço 7. A figura a seguir apresenta uma vista de satélite da área do reservatório e a configuração das estruturas no Sistema Pontal.

O Sistema Pontal está localizado no Complexo Itabira, município de Itabira-MG, na Mina do Cauê, de propriedade da Vale, e tem a finalidade de armazenamento de água e a disposição de rejeitos da Usina do Cauê. Os rejeitos do Cauê são basicamente dispostos em duas áreas: na Cava da antiga Mina do Cauê e no sistema de rejeitos do Pontal. Na Barragem do Pontal, os rejeitos chegam via Minervino e via CB3/ Dique do Braço 4 (as informações apresentadas neste capítulo são referentes à data base de setembro de 2008).

Figura 11.2 – Vista de satélite do Sistema Pontal (Fonte: Google Earth)

11.3 - Barragem do Pontal

O dique encontra-se totalmente submerso em virtude da elevação do nível d’água do reservatório da Barragem do Pontal.

11.3.1- Dados Gerais A Barragem do Pontal foi implantada na década de 70, em maciço inicial, tendo sofrido sucessivos alteamentos, pelo método de jusante, até sua crista atingir a elevação 788 m, condição em que se encontra. Em sua primeira etapa de construção (El. 755,00 m), a Barragem do Pontal apresentava 36,0 m de altura em sua seção transversal máxima e foi construída com aterro compactado em silte argiloso. O sistema de drenagem interna foi

11.2 - Localização do Sistema Pontal Como mencionado no item anterior, o Sistema Pontal se localiza no Município de ItabiraMG, na Mina do Cauê, que faz parte do Complexo Minerador de Itabira. Encontra-se distante cerca de 110 km da capital Belo Horizonte. A figura a seguir apresenta mapa de acesso e localização à Mina do Cauê, em Itabira, onde se encontra o Sistema Pontal. 128

Barragens de Rejeitos no Brasil

composto por filtro vertical e tapete drenante lançado sobre a fundação. Nas figuras a seguir estão apresentadas planta geral e a seção típica da Barragem do Pontal.

Figura 11.3 - Mapa de acesso e localização da Mina do Cauê.

Figura 11.4 - Planta Geral da Barragem do Pontal.

Figura 11.5 Seção Típica da Barragem do Pontal. 129

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11.3.2 - Ficha Técnica As principais características da Barragem do Pontal estão apresentadas na tabela a seguir. Tabela 11-1 – Características da Barragem do Pontal (setembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade Armazenamento de água e contenção de rejeitos. Empresas Projetistas Maciço inicial: Milder-Kaiser; 2ª Etapa: Eletroprojetos; 3ª Etapa e 4ª Etapa: ECAD Construção – Etapa 4º alteamento executado em 2006 Data de construção 4º alteamento: 2005/2006 Cota da Crista 788,0 m Altura da Barragem 69,0 m Comprimento da Crista 620,0 m Largura da Crista Área do Reservatório 5.800.000 m2 Volume do Reservatório 122.500.000 m3 Tipo de Seção Homogênea / Zonada. Drenagem Interna Filtro Vertical associado a tapete trizontal. Instrumentação 30 piezômetros de tubo aberto, 12 medidores de recalque e 12 marcos superficiais. ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na fase de projeto de cada etapa. Parâmetros dos Materiais Aterro compactado: γ = 19 kN/m3; c’=20 kPa; φ’ = 31º Barragem existente: γ = 19 kN/m3; c’ = 24 kPa; φ’ = 31º Solo residual: γ = 17,9 kN/m3; c’ = 10 kPa; φ’ = 28º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 16,30 km2 Tempo de Concentração 34 min Cheia de Projeto 467,0 mm, com duração de 2 dias, TR: 10.000 anos. Vazão Máxima Afluente 85,0 m³/s Vazão de Projeto 46,3 m³/s NA Máximo Operacional 785,00 m NA Máximo Maximorum 786,91 m Borda Livre 1,09 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Extravasor de superfície na ombreira direita da barragem com soleira apresentando perfil tipo “Creager”

130

Barragens de Rejeitos no Brasil

11.3.3 - Etapas de Construção

773,50 m. Nesta etapa, a tulipa foi alteada da elevação 774,50 m para 776,00 m. Na 4ª Etapa, foi implantado sistema extravasor de superfície na ombreira direita, com soleira na elevação 785,00 m. Na sela existente na ombreira esquerda, foi executado um aterro de reforço, no local onde até então passava o extravasor em tulipa/ túnel da barragem. Uma galeria de inspeção também foi implantada na continuidade do túnel do extravasor existente para permitir o acesso durante os serviços de tamponamento da tulipa e da galeria.

A Barragem do Pontal foi implantada na década de 70, em maciço inicial, tendo sofrido sucessivos alteamentos, até sua crista atingir a elevação 788 m, condição em que se encontra. Os alteamentos se dividiram em etapas, conforme descrito a seguir. Etapa de Construção 1ª Etapa – Dique de Partida 2ª Etapa – Alteamento 3ª Etapa – Alteamento 4ª Etapa – Alteamento

Cota da Crista (m) 755,00 776,00 779,00 788,00

11.3.4 - Geologia e Fundações A investigação geológico-geotécnica da fundação da Barragem do Pontal foi realizada para todas as etapas de implantação da barragem. O terreno de fundação da Barragem do Pontal, após as devidas remoções/ limpezas de materiais inadequados, é constituído basicamente por solos residuais provenientes da decomposição de xistos/ gnaisses nas ombreiras e, no fundo do vale e área da galeria do extravasor, por rocha biotita-gnaisse sã a pouco decomposta, muito pouco fraturada e pouco permeável.

Em sua 1ª Etapa de construção, a Barragem do Pontal apresentava 36,00 m de altura em sua seção transversal máxima e foi construída com aterro compactado em silte argiloso. O sistema de drenagem interna foi composto por filtro vertical e tapete drenante lançado sobre a fundação. Na 2ª Etapa de construção, correspondente ao primeiro alteamento, a Barragem foi alteada por jusante, assim como nos alteamentos subsequentes. Foi executada com seção homogênea zonada, tendo seu núcleo composto por silte argiloso compactado e os espaldares por argila siltosa compactada. Sua altura atingiu 58,50 m, com inclinação dos taludes (jusante e montante) de 1V:3H e bermas de larguras variáveis, no talude de jusante, a cada 10 m de desnível. O talude de montante foi protegido com rip-rap, apresentando uma berma na elevação 765,00 m. Na 3ª Etapa, a Barragem do Pontal teve seu alteamento implantado a partir da berma (elevação 766,00 m) de jusante, com talude de inclinação 1V:1,54H, atingindo a elevação 779,00 m. Para a fundação do aterro de alteamento, foi executada escavação de 5,00 m de espessura no talude de jusante existente. O talude de montante foi protegido por uma camada de rip-rap, com enrocamento e transição, e o talude de jusante foi protegido com grama. Para a drenagem interna, o filtro vertical foi estendido até a elevação

11.3.5 - Monitoramento O monitoramento da Barragem do Pontal é feito por meio de 30 piezômetros, sendo 7 instalados na fundação, 12 no tapete drenante e 11 no maciço. 11.3.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor da 1ª Etapa situava-se na margem esquerda e era constituído por um vertedouro de soleira livre tipo Creager, posicionada na elevação 752,00 m, seguido por um canal a céu aberto, desembocando em um túnel escavado em maciço rochoso. Posteriormente, foi executado um sistema extravasor composto por uma estrutura tipo tulipa com soleira na El. 776,0 m e galeria de descarga.A galeria foi concebida em dois trechos. O primeiro em canal com 11,0 m de comprimento, e o segundo em túnel com 100,0 m de extensão. 131

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Esta estrutura foi tamponada por concretagem de toda a tulipa e de trecho da galeria. O extravasor que está em operação na Barragem do Pontal é de superfície, implantado na ombreira direita da barragem, apresentando os seguintes componentes: canal de aproximação, canal de transição, soleira vertente, canal de escoamento, caixa de transição, rápido e dissipador de energia. A área da bacia de drenagem da barragem é de 16,30 km², desprezando-se os efeitos de amortecimento nos Diques 5 e 6.A vazão máxima afluente é de 85,00 m³/s e a capacidade vertente do canal vertedouro para escoamento das cheias igual a 46,30 m³/s, com sobrelevação do nível d’água até a elevação 786,91 m. A operação simulada de trânsito de cheias pelo reservatório foi feita mediante aplicação do Método de Puls Modificado, utilizando os hidrogramas das cheias de projeto, as curvas cotavolume previstas para a etapa de desativação e a respectiva curva de descarga do sistema extravasor, em um processo iterativo de fixação das dimensões da estrutura e avaliação da sobrelevação do nível de água. As curvas cotaárea e cota-volume do reservatório foram determinadas para a situação de final de vida útil do sistema de disposição de rejeitos, prevendose a manutenção de um volume mínimo para amortecimento de cheias, garantido por um

espelho de água com aproximadamente 100 m de raio e volume de 4.000.000 m³. O sistema extravasor implantado no 4º alteamento foi concebido para evento de cheia de PMP, para durações inferiores a 24 horas, ou do quantil de 10.000 anos de período de retorno, para durações maiores ou iguais a 2 dias. 11.4 - Dique 01 – Dique do Minervino O reservatório do Braço 1 recebe as descargas da Usina do Cauê e ainda, em menor escala, sedimentos provenientes da Mina do Cauê, da britagem, da lavagem de pátios e demais instalações do complexo. No reservatório do Braço 1, encontram-se três estruturas, denominadas Dique do Braço 1, Dique do Minervino e Cordão Nova Vista, sendo os dois últimos citados aqui como Diques auxiliares do Braço 1. O reservatório do Dique do Braço 1 encontrase totalmente assoreado. O Dique do Minervino destina-se à contenção de rejeitos, sendo a maior parte proveniente das descargas da usina e, pequena parte, da lavagem do pátio, etc. Os rejeitos são conduzidos da Usina até a cabeceira do reservatório do Minervino, na maior parte, por tubulação de aço, sendo um pequeno trecho em galeria. A figura a seguir apresenta vista de satélite do Dique do Minervino.

Figura 11.6 - Vista área do Dique do Minervino (Fonte: Google Earth) 132

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11.4.1 - Dados Gerais

¾ Corpo do Dique: construído com solo argiloso coluvionar no espaldar de montante e solo residual silte-arenoso no espaldar de jusante. O aterro foi executado com equipamentos apropriados e controle tecnológico de campo e de laboratório. O sistema de drenagem interna é constituído por um filtro vertical conectado a um tapete drenante. Na saída da drenagem interna foi implantado um dreno de pé constituído por ‘JIG’ ou areia média lavada, brita 1 e 2 e pedra de mão. O talude de montante é protegido com enrocamento fino, e o talude de jusante com grama em placa.

O maciço foi construído em uma única etapa e apresenta altura máxima de 11,00 m, crista na elevação 811,00 m e 1.198,00 m de comprimento. O maciço do dique é composto por: ¾ Base de Partida: construída utilizando o rejeito da pilha de underflow de uma antiga ciclonagem situada nas cabeceiras do Dique do Braço 2, espalhado e adensado. ¾ Vedação da Base de Partida à Montante: disposição de uma camada de solo argiloso compactado pelo tráfego dos equipamentos de transporte e de espalhamento, sobre a superfície e face de montante da base de partida.

11.4.2 - Ficha Técnica Os principais dados do Dique do Minervino estão resumidos naTabela a seguir.

Tabela 11-2 - Características do Dique do Minervino (setembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade Contenção de rejeitos provenientes das atividades de mineração. Empresas Projetistas Geoestrutural / RDIZ. Construção - Etapa Única. Data de construção 2004 Cota da Crista 811,00 m Altura da Barragem 11,00 m Comprimento da Crista 1198,00 m Área do Reservatório 0,56 km² Volume do Reservatório 6.500.000,00 m³ Tipo de Seção Mista. Drenagem Interna Filtro vertical e tapete drenante. Instrumentação 16 piezômetros e marcos superficiais. ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na etapa de projeto. Parâmetros dos Materiais Fundação: γ = 22 kN/m3; c’ = 0 kPa; φ’ = 32º Maciço: γ = 20 kN/m3; c’ = 20,0 kPa; φ’ = 28º Base de partida: γ = 22 kN/m3; c’ = 0 kPa; φ’ = 35º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 2,48 km² Tempo de Concentração 50 min Cont. 133

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Tabela 11-2 (continuação) Precipitação Máxima Provável PMP com duração crítica de 24 horas Cheia de Projeto 288,00 mm Vazão Máxima Afluente 43,00 m³/s Vazão de Projeto 19,90 m³/s NA Máximo Operacional 808,40 m NA Máximo Maximorum 809,97 m Borda Livre (NA máx Max) 1,03 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Torre de queda e galeria de descarga, com bacia de dissipação em concreto armado.

11.4.3 - Geologia e Fundações - Galeria de descarga retangular bicelular em concreto armado, implantada na base da torre, descarregando num canal retangular;

O maciço de fundação é predominantemente constituído pelo depósito de rejeito sedimentado, exceto nas ombreiras onde ocorre solo coluvionar e residual de granito-gnaisse.

- Canal retangular em concreto armado para condução do fluxo entre a galeria e o dissipador;

11.4.4 - Monitoramento O monitoramento do Dique do Minervino é feito a partir das leituras periódicas de 16 piezômetros, sendo 6 instalados na fundação, 6 no tapete drenante e 4 no maciço. Além dos piezômetros, estão instalados marcos superficiais para controle das deformações.

- Dissipador em concreto armado capaz de amortecer e permitir a restituição adequada das vazões na praia de rejeito em jusante. 11.5 - Dique 01 – Cordão Nova Vista O Cordão Nova Vista foi concebido para impedir o fluxo de rejeitos em direção a Vila Residencial Nova Vista, situada a oeste da Barragem do Pontal. Em março de 2004, foi elaborado um projeto de reforço do Cordão, de seu extravasor e de estruturas anexas.

11.4.5 - Sistema Extravasor O extravasor foi concebido para o escoamento das vazões afluentes, decorrentes da polpa de rejeitos e da cheia referente à PMP. O sistema extravasor é basicamente constituído pelos seguintes componentes:

Encontra-se em andamento o projeto de alteamento do Cordão Nova Vista (setembro de 2008). Este alteamento se fez necessário em virtude da elevação do nível d’água do reservatório da Barragem do Pontal para a elevação 785,00 m (soleira do extravasor da Barragem de Pontal).

- Canais de aproximação e de restituição, escavados em terreno natural e protegidos com enrocamento fino; - Torre de queda em concreto armado: consiste numa torre em quadro fechado, com tomada de água frontal constituída por quatro colunas de janelas de 1,50 m cada uma, tendo na base um poço de queda, que deságua numa galeria;

A figura a seguir apresenta foto de satélite do Cordão Nova Vista. 134

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Figura 11.7 – Vista aérea do Cordão Nova Vista (Fonte: Google Earth)

11.5.1 - Dados Gerais

A drenagem interna é constituída por um filtro inclinado de areia média a grossa, implantada diretamente sobre o talude de jusante do dique inicial. Na saída da drenagem interna foi concebido um dreno de pé, constituído por pedras de mão e brita, para a descarga das vazões percoladas e proteção do filtro contra o arraste de partículas. O dreno de pé tem também a função de proteger o maciço das vazões provenientes do reservatório localizado a jusante do Dique. A proteção do talude de montante é composta por enrocamento bem graduado, e a do talude de jusante, por cobertura vegetal.

A base do dique inicial foi construída utilizando-se canga laterítica areno-argilosa bem graduada, contendo pedregulhos e blocos decimétricos. Sobre a camada de canga, foi implantado o dique de partida, composto por solo argilo-arenoso compactado pelo tráfego dos equipamentos. Em março 2004, foi elaborado um projeto de reforço do Cordão, de seu extravasor e estruturas anexas.As obras de reforço concebidas pelo projeto foram implantadas em 2005. O aterro de reforço concebido para o Cordão Nova Vista consiste em um aterro compactado, envelopando o dique inicial, associado a um sistema de drenagem interna para o controle das percolações. Os materiais utilizados na construção do aterro de reforço foram solo argiloso coluvionar e solo residual silto-areno-argiloso, disponíveis nas imediações da obra.

11.5.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse do empreendimento em questão estão resumidos na tabela a seguir. 135

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Tabela 11-3 - Características do Cordão Nova Vista (setembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade

Contenção de rejeitos provenientes das atividades de mineração e impedimento do fluxo de rejeitos em direção a vila residencial Nova Vista. Empresas Projetistas Dique inicial: sem ref. - projeto de reforço: ECAD. Construção – Etapa Reforço do Aterro. Data de construção Aterro de reforço: 2005 Cota da Crista Variável - 788,0 m a 796,0m Altura da Estrutura Variável - Altura máxima = 7,5 m Comprimento da Crista 1280,0 m Largura da Crista Área do Reservatório 0,29 km² Volume do Reservatório Tipo de Seção Mista. Drenagem Interna Dique inicial: Inexistente Aterro de reforço: Filtro Inclinado e Tapete Drenante. Instrumentação Piezômetros e marcos superficiais. ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na fase de projeto do reforço. Parâmetros dos Materiais Fundação: γ = 22 kn/m3; c’ = 0,0 kPa; φ’ = 32º Aterro existente: γ = 19 kN/m3; c’ = 10,0 kPa; φ’ = 28º Aterro de reforço: γ = 20 kN/m3; c’ = 20,0 kPa; φ’ = 31º

11.5.3 - Geologia e Fundações

11.5.4 - Monitoramento

O maciço de fundação do Cordão Nova Vista é constituído quase que totalmente pelo depósito de rejeito sedimentado, tendo tal camada uma espessura de aproximadamente 30 m.Apenas nas ombreiras ocorre terreno natural, representado por colúvio e solo residual de gnaisse. O aterro de reforço do dique está assentado sobre uma camada base de partida (forro) implantada diretamente sobre a praia de rejeitos. A camada base é composta por rejeito da pilha de underflow de uma antiga ciclonagem.

O monitoramento é feito por meio de leituras mensais dos piezômetros e anuais dos marcos superficiais. 11.6 - Dique 02 O Dique do Braço 2 tem como principal finalidade a contenção dos rejeitos ciclonados (underflow). A figura a seguir apresenta uma vista de satélite localizada do Dique 02 do Sistema Pontal. 136

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Figura 11.8 – Vista de Satélite do Dique 2 – Sistema Pontal (Fonte: Google Earth)

11.6.1 - Dados Gerais

O sistema de drenagem interno, implantado no dique de partida, é constituído de filtro vertical e tapete drenante na fundação. No dique da 2ª etapa (1º alteamento), o filtro vertical foi alteado da elevação 789,5 para a 797,0 m. O sistema de drenagem interno da 3ª etapa foi executado de forma independente em relação aos demais e é constituído por um filtro vertical conectado a um tapete drenante. A proteção do talude de montante foi feita com rip-rap de enrocamento, e a proteção da plataforma de topo consiste em uma camada de solo granular tipo pó de pedra ou pedrisco.

O maciço do Dique do Braço 2 foi construído a partir de um dique de partida e de três sucessivos alteamentos, totalizando três etapas de construção, além de um alteamento até elevação 801,0 m realizado em novembro de 2001, que visou prover a segurança do barramento. As etapas de implantação do dique apresentaram características semelhantes. O processo consiste na implantação de uma base de partida constituída de itabirito ou rejeito da pilha de underflow, de modo a criar uma base estável para a implantação do dique. Na base de partida, a montante, é implantada uma camada de material argiloso compactado para vedação. O maciço do dique consiste em um aterro de material siltoso compactado com controle.

11.6.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse do empreendimento em questão estão resumidos na tabela a seguir. 137

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Tabela 11-4 - Características do Dique do Braço 2 – Sistema Pontal (setembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa Data de construção Cota da Crista Altura do Dique Comprimento da Crista Largura da Crista Área do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Parâmetros dos Materiais

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia Tempo de Concentração Precipitação Máxima Provável Cheia de Projeto Vazão Máxima Afluente Vazão de Projeto NA Máximo Operacional NA Máximo Maximorum Borda Livre ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Vertedouro de Abandono

11.6.3 -

Contenção de rejeitos. 1ª e 2ª Etapas: ECAD / 3ª Etapa: Poente Engenharia. Contrução executada em três etapas 3ª Etapa: 2005 802,0 m 21,0 m 620,0 m 17.400.000,0 m3 Mista Filtro vertical e tapete drenante. 3 piezômetros; marcos superficiais Realizadas na fase de projeto de cada etapa. Fundação: γ = 22,3 kN/m3; c’ = 0 kPa; φ’ = 35º Aterro: γ = 22,0 kN/m3; c’ = 20 kPa; φ’ = 28º Base de partida: γ = 22,0 kN/m3; c’ = 0 kPa; φ’ = 34º 1,6 km2 0,6 h 183,0 mm PMP com duração crítica de 4 horas 36,2 m3/s 21,9 m3/s 797,0 m 800,95 m 1,05 m Dois vertedouros nas margens direita e esquerda; com soleiras nas El. 797,0 m e 797,5 m, respectivamente.

Etapas de Construção

O Dique do Braço 2, do Sistema Pontal, consiste em uma estrutura implantada em três etapas principais:

138

1a etapa - El. 791,0 (Dique de Partida); 2a etapa - El. 799,0 (1º alteamento); 3a etapa - El. 802,0 (2º alteamento);

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11.6.4 - Geologia e Fundações

O monitoramento é feito por meio de leituras mensais dos piezômetros e verificações anuais dos marcos superficiais.

O maciço de fundação é predominantemente composto pelo depósito de rejeitos, que se desenvolve ao longo de toda a baixada do reservatório e pelo terreno natural, nas ombreiras. Nas ombreiras, o terreno constitui-se de solo coluvionar argiloso com aproximadamente 0,8 m de espessura, sobreposto a solo residual de gnaisse silto-arenoso. As sondagens realizadas no depósito de rejeito indicaram valores de SPT variando de 2 a 6 golpes. Além das sondagens, foram coletadas amostras para a determinação da densidade in situ, caracterização geotécnica e determinação dos parâmetros de resistência por meio de ensaios triaxiais.

11.6.6 -

Sistema Extravasor

O sistema extravasor é composto por dois vertedouros, implantados nas ombreiras esquerda e direita, em canais a céu aberto. O dimensionamento foi realizado para o vertedouro da margem direita e, por medida de segurança, foi executado um vertedouro na ombreira esquerda com as mesmas características e dimensões do primeiro. Tal dimensionamento considerou cheia correspondente à Precipitação Máxima Provável com duração igual a 4 horas. O sistema extravasor foi concebido como um vertedouro de soleira espessa, seguido por um canal, apresentando os seguintes componentes: trecho inclinado e curvo em seção retangular, trecho em escada com seção retangular e bacia de dissipação.

11.6.5 - Monitoramento Para a avaliação da segurança operativa da estrutura na 3ª Etapa foram implantados piezômetros na fundação, corpo do dique e tapete drenante, além de marcos superficiais.

Figura 11.9 – Vista aérea dos vertedouros do Dique 02 – Sistema Pontal (Fonte: Google Earth) 139

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11.7 - Dique 03 O Dique do Braço 3 se encontra com seu reservatório assoreado e não recebe mais rejeitos – em situações especiais, pode receber eventualmente determinada quantidade a ser disposta. A figura a seguir apresenta vista de satélite do Dique 03 do Sistema Pontal.

11.7.1 -

Figura 11.10 – Vista aérea do Dique 3 – Sistema Pontal (Fonte: Google Earth)

jusante quanto a montante, com solo coluvionar argiloso, compactado com controle; -O talude de montante tem inclinação 1V:1,5H, enquanto os taludes de jusante têm inclinação 1V:2H e bermas nas elevações 789,5; 795,5 e 801,5 m. O sistema de drenagem interna, constituído de filtro vertical e tapete drenante sobre a base de partida do dique, foi executado com JIG e camada externa de brita, utilizada como transição, além de proteção do pé do aterro, também feita com JIG e brita. A proteção do talude de jusante foi feita por meio de plantio de grama.

Dados Gerais

A construção do Dique do Braço 3 se deu em três etapas, tendo sido os alteamentos executados por montante, sendo as características principais dessas descritas conforme segue: - Camada base de partida feita com aterro de solo coluvionar, lançada diretamente sobre o rejeito. A compactação é obtida pelo tráfego de equipamentos durante o lançamento e espalhamento dos materiais; -O interior do maciço foi construído com aterro compactado de solo residual silto-argiloso, revestido por uma camada de vedação, tanto a 140

Barragens de Rejeitos no Brasil

11.7.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da estrutura em questão estão resumidos na tabela a seguir.

Tabela 11-5 - Características do Dique do Braço 3 – Sistema Pontal (setembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa

Contenção de rejeitos RDIZ e SOLOSCONSULT 3 etapas: dique de partida e 2 alteamentos. Está previsto mais um alteamento do dique. Data de construção Cota da Crista 801,5 m Altura do Dique 18,5 m Comprimento da Crista 560,0 m Largura da Crista Área do Reservatório 415.000,0 m² Volume do Reservatório 11.000.000,0 m3 Tipo de Seção Mista Drenagem Interna Filtro vertical e tapete drenante. Instrumentação 9 piezômetros. ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas no projeto da SOLOSCONSULT. Parâmetros dos materiais Rejeito: γ = 22,3 kN/m3; c’ = 0 kPa; φ’ = 35°. Aterro: γ = 22,3 kN/m3c’ = 196,16 kPa / φ’ = 28°. Aterro: γ = 22,0 kN/m3c’ = 0 kPa / φ’ = 34°. HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 1,19 km2 Tempo de Concentração 0,65 h Precipitação Máxima Provável 288,0 mm, com duração de 24 horas Cheia de Projeto PMP Vazão Máxima Afluente 10,8 m3/s Vazão de Projeto 3,4 m3/s NA Máximo Operacional 799,5 m NA Máximo Maximorum 800,44 m Borda Livre 1,06 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Vertedouro de superfície com soleira na El. 799,5 m.

141

Barragens de Rejeitos no Brasil

11.7.3 - Etapas de Construção

consistência variando de rija a dura. Abaixo da camada coluvionar, observa-se uma camada de solo saprolítico/ residual de filito, constituído por siltes argilosos, de cor vermelha variegada, apresentando consistência dura a muito dura.

Conforme mencionado anteriormente, a construção do Dique do Braço 3 se deu em três etapas: dique de partida, com crista na elevação 789,5 m; dique da segunda etapa, com crista na elevação 795,5 m; e dique da terceira etapa, com coroamento na elevação 801,5m. A crista do dique encontra-se na elevação 801,5 m, tem aproximadamente 560,0 m de extensão, 18,5 m de altura e apresenta o reservatório praticamente assoreado, atingindo a conformação final prevista até o momento. Está previsto um novo alteamento do dique para a elevação 804,0 m, cujo projeto executivo encontra-se concluído. O principal objetivo deste alteamento de 2,5 m é garantir a borda livre desejada e permitir o encerramento das atividades dessa bacia de disposição de rejeito.

11.7.5 - Monitoramento O monitoramento do Dique 3 é feito por meio de leituras mensais em nove piezômetros, sendo três instalados no maciço, três na fundação e três no tapete drenante. 11.7.6 - Sistema Extravasor Em cada etapa do dique foi implantado um extravasor de superfície que era plugado quando do alteamento da etapa seguinte, sendo o nível do reservatório controlado por stop-logs, feitos de madeira, que determinam a cota da soleira do vertedouro. O extravasor da terceira etapa possui canal de aproximação escavado e protegido com enrocamento; canal de descarga, em escada de concreto armado de seção retangular 2,0 x 1,0 m (largura x altura). A jusante foi implantado um dissipador feito com caixas de gabião. Tal sistema extravasor foi dimensionado para evento de cheia decorrente de PMP. O projeto executivo para o próximo alteamento do dique (elevação 804,0 m) prevê a

11.7.4 - Geologia e Fundações As investigações realizadas na fundação do dique consistiram em cinco sondagens mistas e quinze sondagens a trado, com coleta de amostras em quatro furos. A fundação é constituída basicamente pela praia de rejeitos sedimentados, com características arenosas. Nas ombreiras, foi encontrada uma camada de solo coluvionar com espessura variando de 1,5 a 3,8 m, constituída por material argiloso, de cor vermelha, apresentando

Figura 11.11 - Vista parcial do reservatório do Dique do Braço 4, praticamente assoreado.

142

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 11.12 – Foto de satélite do Dique 4 – Sistema Pontal (Fonte: Google Earth)

implantação de um novo extravasor, na ombreira direita, com 10 m de largura e 96,7 m de comprimento, dimensionado para uma cheia de recorrência decamilenar.

Sobre a base de partida, foi executado aterro compactado (GC > 95% PN) utilizando solo coluvionar argiloso e solo residual silte arenoso de áreas de empréstimo localizadas nas ombreiras. A crista apresenta largura de 6,0 m e os taludes de jusante e montante apresentam inclinação de 1V:2H 1V:1,5H, respectivamente. O sistema de drenagem interno é constituído por filtro vertical em JIG e tapete drenante constituído por duas camadas de JIG envelopando uma camada de brita 1 e 2. A saída da drenagem interna foi protegida por camadas de brita 1, 2 e pedra de mão. O dique encontra-se na elevação 795,0 m, e apresenta reservatório praticamente assoreado, atingindo a conformação final prevista até o momento.

11.8 - Dique 4 O Dique do Braço 4 tem a finalidade de conter rejeitos ciclonados, visando otimizar a ocupação dos braços do reservatório da Barragem do Pontal e aumentar a vida útil do lago remanescente junto à barragem principal. O lançamento do rejeito proveniente da Usina de Cauê é feito na cabeceira do reservatório do Dique 4. As figuras 11.11 e 11.12 apresentam fotos do Dique 4 do Sistema Pontal. 11.8.1 - Dados Gerais A implantação do dique consistiu no lançamento de uma base em solo arenoso, constituído de itabirito, sobre a praia de rejeitos, sendo sua compactação feita pelo tráfego de equipamentos de lançamento e espalhamento.

11.8.2 -

Ficha Técnica

Os principais dados de interesse do empreendimento em questão estão resumidos na tabela a seguir. 143

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 11-6 - Características do Dique 04 – Sistema Pontal (setembro/2009) DADOS GERAIS Finalidade Empresa Projetista Construção - Etapa Data de Construção Cota da Crista Altura do Dique Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Parâmetros dos Materiais

Contenção de rejeitos provenientes das atividades de mineração. ECAD/RDIZ/Geoestrutural. 2 etapas (dique inicial e 1º alteamento) e um alteamento emergencial. 795,0 m 13,0 m 410,0 m 5.700.000,0 m3 Mista. Filtro vertical e tapete drenante. Piezômetros e marcos superficiais.

Realizadas na etapa de projeto. Base de partida: γ = 22 kN/m3; c’ = 0 kPa; φ’ = 32º Fundação: γ = 20 kN/m3; c’ = 0 kPa; φ’ = 32º Aterro: γ = 20 kN/m3; c’ = 20 kPa; φ’ = 28º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 3,21 km2 Tempo de Concentração 0,7 h Cheia de Projeto PMP com duração de 24 horas Precipitação Máxima Provável 288,0 mm Vazão Máxima Afluente 23,5 m3/s Vazão de Projeto 5,79 m3/s NA Máximo Operacional 792,0 m NA Máximo Maximorum 793,25 m Borda Livre (NA máx) 1,75 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Desativado. Vertedouro de Abandono Canal aberto.

11.8.3 - Etapas de Construção

m). Na 2ª etapa, foi executado o alteamento do dique para montante, com crista na elevação 794,0 m. Posteriormente, foi executado um alteamento para montante, em caráter emergencial, de 1,0 m de altura, elevanando a crista para a cota 795,0 m.

A construção do Dique 4 se deu em 2 etapas. Na primeira delas, foi executado um dique de partida, com coroamento na elevação 788,0 m, implantado a partir da praia de rejeitos (El. 782,0 144

Barragens de Rejeitos no Brasil

conectada a uma tubulação ARMCO, com um dissipador em gabiões. Esse extravasor foi implantado na ombreira direita e encontra-se desativado. O sistema extravasor operante foi concebido para atender as vazões decorrentes da Precipitação Máxima Provável. A estrutura está localizada na ombreira esquerda e é constituída por canal aberto em concreto armado com soleira do tipo espessa, tendo um canal de aproximação em terreno natural, protegido por enrocamento com as devidas transições. O extravasor descarrega num dissipador em concreto armado, que verte para um canal de restituição protegido com enrocamento.

11.8.4 - Geologia e Fundações A investigação geológico-geotécnica foi feita a partir de sondagens a percussão na ombreira direita, na ombreira esquerda e na praia de rejeitos. Nas ombreiras, ocorre solo coluvionar argiloso de cor marrom avermelhado, com espessura de 1,0 a 1,9 m, com SPT variando entre 5 e 9 golpes.Abaixo do solo coluvionar há um horizonte de solo residual silte arenoso pouco argiloso e micáceo, com SPT variando de 8 a 17 golpes. A sondagem na região central do dique indicou que o rejeito é constituído por uma areia fina fofa, com resultados médios de SPT equivalente a 4 golpes. Além das sondagens à percussão, foram coletadas amostras de rejeito para a determinação da densidade in situ e determinação dos parâmetros de resistência a partir de ensaios triaxiais.

11.9 - Dique 5 O Dique do Braço 5 tem como finalidade acumular água e preservar a reserva hídrica existente no vale do Braço 5, frente ao assoreamento dos rejeitos vindo por jusante. A preservação da reserva hídrica existente é de grande importância para complementar o abastecimento de água do Complexo Cauê, principalmente na época de estiagem. A figura a seguir apresenta foto de satélite do Dique 5 do Sistema Pontal.

11.8.5 - Monitoramento O monitoramento do Dique 4 é feito por meio de marcos superficiais e seis piezômetros, (2 instalados na fundação, 2 no tapete drenante e 2 no maciço), nos quais são feitas leituras mensais. 11.8.6 - Sistema Extravasor Inicialmente,o sistema extravasor era constituído por uma torre de queda, em concreto armado,

Figura 11.13 – Vista aérea do Dique 5 – Sistema Pontal (Fonte: Google Earth) 145

Barragens de Rejeitos no Brasil

11.9.1 - Dados Gerais

foi implantado um dreno de pé constituído por brita e pedra de mão. No talude de montante do dique de partida, há um sistema de proteção contra carreamento de solo constituído por manta de geotêxtil associada a camada de pedras de mão.Tal proteção foi executada em virtude da variação de aproximadamente 2,0 m do nível d’água do reservatório, entre o período chuvoso e o de estiagem.

Na execução do dique, foi implantada uma base de partida constituída pelo próprio rejeito disposto no local ou por itabirito friável, proveniente da Mina do Cauê. Essa base de partida serviu de apoio à implantação do corpo do dique, em aterro compactado, constituído de solos provenientes de áreas de empréstimo nas ombreiras. O sistema de drenagem interno foi concebido de forma independente para cada alteamento, sendo o mesmo constituído por um filtro vertical em JIG conectado a um tapete drenante formado por camada de brita envelopada por JIG. Na saída da drenagem interna,

11.9.2 -

Ficha Técnica

Os principais dados de interesse do empreendimento em questão estão resumidos na tabela a seguir.

Tabela 11-7 - Características do Dique 5 – Sistema Pontal (setembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa

Retenção de água. RDIZ e Geoestrutural Maciço construído em duas etapas e um alteamento de emergência de 1,0 m. Data de Construção Cota da Crista 795,0 m Altura do Dique 13,0 m Comprimento da Crista 320,0 m Área do Reservatório Volume do Reservatório 7.200.000,0 m3 Tipo de Seção Mista. Drenagem Interna Filtro vertical e tapete drenante. Instrumentação 3 Piezômetros HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 2,09 km2 Tempo de Concentração 0,7 h Precipitação Máxima Provável 288,0 mm Cheia de Projeto PMP com duração de 24 horas Vazão Máxima Afluente 17,5 m3/s Vazão de Projeto 7,66 m3/s NA Máximo Operacional 792,0 m NA Máximo Maximorum 792,88 m Borda Livre (NA máx Max) 2,12 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Canal em seção trapezoidal, com soleira na El. 792,0 m. 146

Barragens de Rejeitos no Brasil

marrom arroxeada, apresenta textura silto arenosa, com pouca argila, consistência entre média a rija e tem baixa permeabilidade.

11.9.3 - Etapas de Construção A construção do Dique 5 se deu em duas etapas. Na primeira delas, foi implantado um dique de partida com crista na elevação 788,0 m. Na segunda, o mesmo foi alteado por montante, com o rejeito adensado servindo de material de fundação, atingindo coroamento na elevação 794,0 m. Um alteamento emergencial foi necessário e elevou a crista do Dique para a cota 795,0 m (altura máxima de 13,0 m).

11.9.5 - Monitoramento A instrumentação do Dique 5 consiste em três piezômetros de tubo, sendo um instalado no maciço, um no tapete drenante e um na fundação. 11.9.6 - Sistema Extravasor Como o Dique 5 está implantado na junção do Braço 4 com o 5, os extravasores desses Diques operam de forma associada. Além disso, no reservatório do Braço 5 há uma torre de queda em concreto armado com tomada d’água frontal regulável, tendo na base um poço de queda, que deságua numa galeria e em um canal. A partir deste sistema é feita adução da água para o reservatório da Barragem do Pontal.

11.9.4 - Geologia e Fundações O terreno de fundação do Dique 5 é composto por rejeitos, solo coluvionar e solo residual, sendo que quase a totalidade do dique está apoiada sobre o depósito de rejeito. Esse rejeito tem granulometria similar à de areia fina, mal graduada e se apresenta fofo e saturado. Nas ombreiras, as duas principais unidades geotécnicas são representadas por colúvios avermelhados e solos residuais. O colúvio aparece nas ombreiras capeando o solo residual proveniente da alteração de gnaisse.A camada de colúvio tem cerca de 2,0 m de espessura e é constituída por argila arenosa porosa, de cor marrom avermelhada. Já o solo residual, de cor

11.10 - Dique 6 O Dique do Braço 6 tem o mesmo objetivo do Dique 5, ou seja, armazenar água a montante e reter os rejeitos a jusante. A figura a seguir apresenta foto de satélite do Dique 6 do Sistema Pontal.

Figura 11.14 – Vista aérea do Dique 6 – Sistema Pontal (Fonte: Google Earth) 147

Barragens de Rejeitos no Brasil

A figura a seguir apresenta uma vista da crista do Dique 6, a partir da qual pode-se notar o rejeito do reservatório de jusante em cota superior ao nível d’água do lago do Dique 6. Figura 11.15 - Vista da crista do Dique 6.

foi executado com solos provenientes de áreas de empréstimo localizadas nas ombreiras. Quanto ao sistema de drenagem interno, o mesmo foi concebido de forma independente para cada fase do alteamento.

11.10.1 - Dados Gerais Na implantação dos diques foi adotado o conceito de alteamento por montante. Sobre os rejeitos, foi executada uma base de partida a partir de um aterro lançado, constituído de material arenoso (rejeito disposto no local ou itabirito proveniente do estéril da lavra da Mina do Cauê). Tal base de partida serviu de apoio à implantação do corpo do dique em aterro compactado, que

11.10.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse do empreendimento em questão estão resumidos na tabela a seguir. 148

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 11-8 - Características do Dique 06 – Sistema Pontal (novembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção - Etapa Data de Construção Cota da Crista Altura do Dique Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia Tempo de Concentração Precipitação Máxima Provável Cheia de Projeto Vazão Máxima Afluente Vazão de Projeto NA Máximo Operacional NA Máximo Maximorum Borda Livre (NA máx Max) ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação

Retenção de água. RDIZ. 2ª etapa (maciço inicial e 1º alteamento) 788,0 m 11,0 m 460,0 m 4.000.000,0 m3 Mista. Filtro vertical e tapete drenante. 3 piezômetros 1,84 km2 0,35 h 288,0 mm PMP com duração de 24 horas 16,1 m3/s 7,42 m3/s 786,0 m 786,85 m 1,15 m Canal trapezoidal com soleira na El. 786,0 m (extravasor ainda não implantado).

11.10.3 - Etapas de Construção

11.10.4 - Geologia e Fundações

O Dique 6 foi executado em duas etapas. Na primeira delas, foi implantado um dique de partida com coroamento na elevação 782,0 m. Na segunda, foi executado um alteamento, tendo o dique atingido coroamento na elevação 788,0 m. Tal alteamento foi implantado pelo método construtivo de montante, ou seja, sendo o maciço apoiado no próprio rejeito, adensado, disposto no reservatório contíguo.

A fundação do Dique 6 pode ser caracterizada de forma similar ao descrito no item referente ao Dique 5. 11.10.5 - Monitoramento O monitoramento do Dique 6 é feito por meio de leituras periódicas em três piezômetros de tubo aberto, sendo dois instalados na fundação e um no tapete drenante. As leituras nos 149

Barragens de Rejeitos no Brasil

piezômetros indicam níveis piezométricos aproximadamente na elevação 783 m, que coincide com o nível d’água do reservatório a jusante do dique.

com o intuito de aumentar a vida útil do reservatório da Barragem do Pontal. O dique encontra-se totalmente submerso, em virtude da elevação do nível d’água do reservatório da Barragem do Pontal, fato que já era previsto. A figura a seguir apresenta foto de satélite da região onde foi implantado o Dique 7.

11.10.6 - Sistema Extravasor O Dique 6 não é dotado de estrutura extravasora. No reservatório do mesmo há um sistema de bombeamento, que é responsável pela adução da água até a Usina de Cauê. Sendo assim, no reservatório do dique é mantida uma borda livre para absorção do volume de cheia enquanto a estrutura extravasora definitiva não é implantada.

11.12 - Aspectos Operacionais do Sistema do Pontal Conforme já mencionado, os rejeitos do Cauê são dispostos basicamente em duas áreas: na antiga Cava Mina do Cauê e no Sistema de Rejeitos do Pontal. No reservatório da barragem do Pontal, os rejeitos chegam via Minervino e via CB3/ Dique do Braço 4. O presente item tem por objetivo apresentar uma síntese do sistema operacional do Sistema do Pontal.As informações

11.11 - Dique 7 A principal finalidade do dique era a contenção dos rejeitos provenientes do Dique 4,

Figura 11.16 – Vista aérea do Dique 7 – Sistema Pontal (Fonte: Google Earth) 150

Barragens de Rejeitos no Brasil

11.13 - Agradecimentos

aqui apresentadas são referentes à data de agosto de 2008. A maior parte do volume de rejeito do Minervino é proveniente das descargas da usina e, em pequena parte, da lavagem do pátio. Os rejeitos são conduzidos da usina até a cabeceira do reservatório do Minervino por meio de tubulação de aço, sendo um pequeno trecho em galeria sob a rua (galeria preta). O rejeito que é encaminhado para a Barragem do Pontal corresponde ao underflow do hidrociclone e dos espessadores. Inicialmente, é feita a adução dos rejeitos da ciclonagem até a galeria amarela, por meio de uma linha em tubos de aço com diâmetros de 12" e comprimentos de 680 m, revestidos internamente com borracha. Da galeria amarela até a Casa de Bombas (CB3), o rejeito é aduzido por uma extensão de 3.520,0 m por meio de uma tubulação de aço, de diâmetro 20", sem revestimento. A Casa de bombas CB3 comporta três bombas de recalque tipo “Warman 14x12”, as quais apresentam as seguintes propriedades: potência de 600cv; rotação de 1775 rpm; e capacidade de vazão de 1500 m³/h. Da CB3 até o ponto de descarga – Braço 4 – o rejeito é encaminhado por meio de uma tubulação de recalque, em aço, sem revestimento, com diâmetro 16" e comprimento de 4.480,0 m. Caso ocorra desligamento da bomba, a descarga da tubulação é lançada no Dique do Braço 3 (Dique Dois Irmão), com auxílio de uma válvula de emergência. No Braço 2, eventualmente, é feita descarga da CB3. Quanto ao sistema de captação de água, na Barragem do Pontal, o mesmo é feito por meio da casa de bomba CB1, composta por três bombas de recalque 8LN21–E. A adução de água bruta até a CB2 é realizada por meio de uma linha em tubos de ferro fundido com diâmetro de 29" e comprimento de 4.650 m. A partir da CB2, o fluxo de água é conduzido até o canal por meio de outra tubulação em ferro fundido, com diâmetro 29" e comprimento de 1.440 m.A CB2 comporta três Bombas de recalque 8LN21–E.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto. 11.14 - Referências - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem do Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Dique do Minervino. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Cordão Nova Vista. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Dique 02 Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Dique 03 Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Dique 04 Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2009; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Dique 05 Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Dique 06 Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Dique 07 Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2009; - Manual de Operação – Barragem do Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008; - Manual de Operação – Barragem do Pontal. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em dezembro de 2007. 151

Barragens de Rejeitos no Brasil

152

Barragens de Rejeitos no Brasil

12 - VALE - MINA CONCEIÇÃO

Figura 12.1 – Vista aérea do Sistema Conceição

153

Barragens de Rejeitos no Brasil

12.1 - Apresentação

12.2 - Localização do Sistema

O Sistema de rejeitos da Mina Conceição, de propriedade da Vale, faz parte do Complexo Minerador de Itabira, e tem a finalidade de conter sedimentos e rejeitos e de armazenar e captar água para recirculação no processo. Fazem parte do Sistema Conceição as estruturas principais: Barragens Conceição, Itabiruçu e Rio do Peixe.

A Mina Conceição localiza-se no Município de Itabira-MG, no Complexo Minerador de Itabira. Encontra-se a aproximadamente 110 km da capital Belo Horizonte. A Figura 12.2 apresenta o mapa de acesso e localização ao Complexo Itabira, Mina Conceição, onde se encontra o Sistema Conceição.

Figura 12.2 - Mapa de acesso e localização da Mina Conceição, dentre outras de propriedade da Vale.

Os itens seguintes apresentam as principais característiscas referentes ao Sistema Conceição e suas barragens de rejeitos. Os Diques 1A e 1B, bem como o Dique Rio do Peixe, fazem parte do sistema de rejeitos em questão, embora não sejam abordados com detalhes neste capítulo. Os aspectos operacionais do sistema são abordados de uma forma sucinta e geral para todo o sistema, ao final do presente capítulo.

Mina Conceição e teve sua primeira etapa implantada em 1976/ 1977, atingindo a elevação 943,00 m. Sua segunda etapa foi construída no período de 1980/ 1981, quando a crista foi alteada para a elevação 972,00 m. Em virtude das condições topográficas locais, fez-se necessária a construção de dois diques. Tratam-se do Dique 1A e do Dique 1B, construídos com solos silto - argilosos compactados, com 6,00 m de largura de crista e taludes de jusante e montante com inclinação 1V:2,5H. As figuras a seguir mostram a Barragem Conceição e os Diques 1A e 1B.

12.3 - Barragem Conceição A Barragem Conceição tem a finalidade de conter rejeitos e armazenar água proveniente da 154

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 12.3 – Vista aérea da Barragem Conceição (Fonte: Google Earth)

Figura 12.4 – Reservatório da Barragem Conceição. Ao fundo, os diques 1A e 1B

12.3.1 - Dados Gerais

uma altura máxima da barragem de aproximadamente 60,0 m. O talude de montante apresenta inclinação 1V:3H, tendo uma berma na El. 943,00 m, correspondente à crista da barragem da 1ª etapa. O talude de jusante apresenta inclinação variável: 1V:3,5H da fundação até a berma da El. 932,00 m; 1V:3H da El. 932,00 a El. 962,00 m; 1V:2,5H da El. 962,00 a El. 972,00 m. No talude de jusante, há bermas de 3,00 m de largura a cada 10,0 m de desnível.

O maciço terroso da primeira etapa de construção da Barragem Conceição é homogêneo, constituído predominantemente por solos silto argilosos. Já o maciço da 2ª etapa, é zonado, composto por materiais com características argilosas a montante do filtro vertical e materiais siltosos a jusante do filtro. A crista da barragem, em sua 2ª etapa de construção, atingiu coroamento na El. 972,0, com 10,00 m de largura e 390,00 m de comprimento, correspondentes a 155

Barragens de Rejeitos no Brasil

O sistema de drenagem interno da barragem é constituído por filtro vertical e tapete drenante. Com relação à drenagem superficial, a mesma é composta por canaletas de concreto implantadas nas bermas, nos taludes de jusante e ombreiras.

Os taludes de jusante são protegidos com grama e a face de montante com rip-rap. As figuras a seguir apresentam planta e seção típica da Barragem Conceição.

Figura 12.5 - Planta Geral da Barragem Conceição

Figura 12.6 - Seção Típica da Barragem Conceição

12.3.2 -

Ficha Técnica

Os principais dados da Barragem Conceição estão resumidos na tabela a seguir. 156

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 12-1 – Características da Barragem Conceição DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa Data de construção Cota Atual da Crista Altura Atual da Barragem Comprimento Atual da Crista Área Atual do Reservatório Volume Atual do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Parâmetros dos Materiais

Contenção de rejeitos e reservação de água 1ª Etapa:M. Kaiser / 2ª Etapa: Geotécnica Maciço final construído em 2 etapas (crista na El. 972,00 m) 2ª Etapa: 1981 972,00 m 60,00 m 390,00 m 1.850.000 m2 40.600.000 m3 Homogênea / Zonada Chaminé / Tapete 14 piezômetros, 3 INAs, 3 medidores de vazão, 11 marcos superficiais e 1 régua limnimétrica. Realizadas na fase de projeto. Rejeitos: c’ = 0 kPa; φ’ = 31º; Fundação (solo residual): c’ = 10 kPa; φ’ = 30º; Aterro da Barragem: c’ = 20 kPa; φ’ = 30º.

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 7,00 km2 Tempo de Concentração Precipitação Máxima Provável Cheia de Projeto TR = 10.000 anos Vazão Máxima Afluente 112,53 m³/s Vazão de Projeto 6,00 m3/s NA Máximo Operacional 969,00 m NA Máximo Maximorum 970,25 m Borda Livre 1,75 m ESTRUTURAS VERTENTES Extravasor Atual Vertedouro “creager”, seguido por galeria e canal aberto com soleira na El. 969,00 m.

Não há mais alteamentos previstos para a Barragem Conceição.

12.3.3 - Etapas de Construção A primeira etapa de construção foi implantada em 1976 e 1977, atingindo a elevação de 943,00 m, e a segunda etapa em 1980 e 1981, atingindo a elevação de 972,00 m.

12.3.4 - Geologia e Fundações Os estudos da fundação da barragem abrangeram mapeamento de superfície e 157

Barragens de Rejeitos no Brasil

capacidade de suporte, sendo que na ombreira esquerda, verifica-se uma maior permeabilidade.

sondagens mistas, com ensaios SPT e de permeabilidade. De maneira geral, ocorre espessa camada de solo residual de xisto, capeada por delgada camada de colúvio, especialmente na ombreira esquerda. No leito do córrego Conceição, ocorrem solos aluvionares. Existe uma camada de rocha alterada, de espessura varável (1 a 10 m), entre os horizontes de solo e rocha sã, estando o topo desta última em profundidades superiores a 30,00 m. As estruturas principais dispõem-se quase paralelamente ao eixo da barragem, com mergulhos de 50º a 60º para jusante, correspondendo a uma situação favorável com relação à percolação da água pela fundação da barragem. Após as escavações, a fundação da barragem ficou assentada predominantemente sobre solos residuais de xistos, tanto nas ombreiras quanto no fundo do vale. O colúvio e o solo aluvionar foram totalmente removidos do fundo do vale. A fundação da barragem apresenta características adequadas quanto à estanqueidade e

12.3.5 - Monitoramento O monitoramento da barragem é realizado por meio de inspeções de campo e da realização de leituras mensais de 14 piezômetros, 3 indicadores de nível d’água, 11 marcos superficiais, 3 medidores de vazão e 1 régua limnimétrica. 12.3.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor, implantado na ombreira esquerda, é constituído por uma estrutura em perfil “Creager” com soleira na El. 969,0 m, com 2,00 m de largura, 1,00 m de altura e 2,70 m de comprimento e uma galeria sob a crista, seguido de um canal aberto em escada. O canal possui 1,50 m de largura, 2,00 m de altura e comprimento total de 252,00 m. O sistema extravasor foi dimensionado para uma chuva de recorrência decamilenar, correspondente a vazão de projeto de 6,0 m3/s e sobrelevação do N.A do reservatório de 1,25 m (El. máxima 970,25 m). Foto 12.7 – Vista aérea da Barragem Itabiruçu

158

Barragens de Rejeitos no Brasil

12.4 - Barragem Itabiruçu

m, a berma possuía aproximadamente 50,00 m de largura e foi construída para receber o alteamento da segunda etapa. Nessa fase, a barragem possuía um filtro vertical com 2,00 m de espessura a jusante do núcleo permeável, ligado a um tapete horizontal. A drenagem interna é realizada por um filtro inclinado para jusante, com 0,80 m de espessura, ligado a um tapete drenante com 1,00 m de espessura, executado no contato entre os maciços da primeira etapa e o do alteamento. O talude de montante é protegido com “rip-rap” e o de jusante, com grama. As figuras a seguir apresentam planta e seção típica da Barragem Itabiruçu.

A Barragem Itabiruçu foi construída em 1980 e 1981, com destinação à contenção dos rejeitos provenientes da Mina Conceição. 12.4.1 - Dados Gerais O maciço terroso da primeira etapa de construção da Barragem Itabiruçu é do tipo misto, com núcleo impermeável de argila siltosa compactada e espaldares de silte argiloso compactado. A barragem, em sua fase inicial, possuía crista na elevação 812,00 m, com 10,00 m de largura e 185,00 m de comprimento. Na elevação 786,40

Figura 12.8 - Planta Geral da Barragem Itabiruçu

Figura 12.9 - Seção Típica da Barragem Itabiruçu 159

Barragens de Rejeitos no Brasil

12.4.2 - Ficha Técnica As principais características da Barragem Itabiruçu são mostradas na tabela a seguir.

Tabela 12.4 – Características da Barragem Itabiruçu DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção - Etapa Data de construção Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Fundação Parâmetros dos materiais

Contenção de Rejeitos Milder Kaiser/Eletroprojetos/Engecorps 4ª Etapa - El. 833,0 m 1ª Etapa: 1980 a 1981 / 2ª Etapa: 2003 / 3ª Etapa: 2005 / 4ª Etapa: 2008 El. 833,0 m 68,0 m 758,0 m Atual = 230.000.000 m³ Mista 1ª Etapa: Filtro Vertical / Tapete Horizontal 3ª Etapa: Filtro Inclinado / Tapete de Contato Os instrumentos foram parcialmente instalados. Realizadas durante as fases de projeto. Aterro: c’ = 25 kPa; φ’ = 30º; Solo residual: c’ = 20 kPa; φ’ = 28º; Saprolito: c’ = 5 kPa; φ’ = 32º; Rejeito: c’ = 0 kPa; φ’ = 25º.

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 20 km² Duração da Chuva Crítica Tempo de Retorno 10.000 anos Vazão Máxima Afluente 408 m³/s Vazão Máxima Efluente 175 m³/s NA Máximo Operacional 828,0 m NA Máximo Maximorum 830,71 m Borda Livre (NA máx Max) 2,29 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Vertedouro tipo tulipa. Vertedouro de Abandono Vertedouro de superfície. 160

Barragens de Rejeitos no Brasil

12.4.3 - Etapas de Construção

12.4.5 - Monitoramento

Como descrito anteriormente, a primeira Etapa da Barragem Itabiruçu foi construída com crista na elevação 812,00 m, recebendo em 2003 um pequeno alteamento para a elevação 813,80 m. Em 2005, foi alteada para a elevação 817,50 m e 2008 foi executada a última etapa de alteamento da barragem, com coroamento na elevação 833,00 m.

Atualmente, a instrumentação ainda não está completamente implantada na barragem. Está previsto no projeto do alteamento para a El. 833,0 m a instalação de 21 piezômetros de tubo aberto, sendo 11 na fundação, 6 no maciço e 3 no tapete drenante. Além dos piezômetros, está prevista a instalação de 29 marcos superficiais e 5 medidores de recalque magnético. O monitoramento atual é realizado a partir de leituras mensais de 11 piezômetros, do medidor de vazão e da régua limnimétrica. Além disso, são realizadas inspeções periódicas para identificação de possíveis anomalias e/ou não conformidades.

12.4.4 - Geologia e Fundações A investigação geológico-geotécnica da barragem foi feita a partir da realização de 34 sondagens rotativas, 103 ensaios de infiltração, 14 ensaios de perda d’água, 6 ensaios pressiométricos, além da coleta de 4 amostras indeformadas e 6 amostras tipo “Denison” para a determinação de suas propriedades de resistência e deformabilidade. Na margem direita, ocorre solo coluvionar, constituído por argila pouco siltosa, porosa, com até 6,0 m de espessura, porém diminuindo sensivelmente em direção ao topo do morro. Algumas sondagens, nos horizontes mais superficiais, indicaram SPT inferiores a 3. Sob o colúvio, desenvolve espessa camada (35,0 m) de solo residual silto argiloso, com fragmentos de rocha. Na margem esquerda, ocorre solo coluvionar, constituído de argila siltosa, com espessura variável entre 4,0 m e poucos centímetros, no topo do morro. Abaixo deste, encontra-se solo residual com espessura entre 15,0 a 25,0 m. O maciço rochoso é representado, por xistos e gnaisses, estando o topo rochoso, no fundo do vale e na ombreira direita, bastante profundo. Os materiais aluvionares inconsolidados que ocorriam no fundo do vale e na várzea foram escavados para a implantação da barragem. A barragem está apoiada em solo saprolítico homogêneo, ora mais argiloso, ora mais arenoso, com índices SPT oscilando entre 10 a 20 golpes. As estruturas de concreto da tulipa e da galeria de descarga estão apoiadas sobre os solos residuais de gnaisses e saprolitos.

12.4.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor é constituído por um vertedouro do tipo tulipa implantado na ombreira esquerda associado a uma galeria de descarga de concreto. A soleira da tupila encontra-se na El. 821 m, com tubo de descarga em concreto com 1,5 m de raio. A galeria de descarga é de célula dupla de dimensões 1,75 x 2,40 m, apresentando comprimento de 445,0 m. Esta tulipa será tamponada e passará a atuar como galeria de drenagem da ombreira esquerda. Para o projeto de alteamento da barragem foi implantado um extravasor de superfície localizado na ombreira esquerda com soleira na El. 828 m e largura de 20 m. O canal de aproximação do vertedouro tem seção trapezoidal com largura de base de 20,0 m e taludes com inclinação de 1V:1,5H revestido com enrocamento.A calha de descarga do vertedouro foi projetada com largura constante e igual a 20,0 m e a bacia de dissipação com comprimento de 28,0 m e topo dos muros laterais na El. 768,0 m. Segundo informações de projeto, o sistema extravasor foi dimensionado para uma cheia decamilenar, correspondente a vazão afluente de 408 m3/s, defluente de 175 m3/s e sobrelevação para El. 830,71 (borda livre de 2,29 m). Destaca-se que o dimensionamento do extravasor foi feito considerandose um comprimento de praia de 300,0 m. 161

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 12.10 – Vista aérea da Barragem e do Dique Rio do Peixe

12.5 - Barragem Rio do Peixe A Barragem Rio do Peixe foi construída em 1976 e 1977 e é destinada à captação de água para recirculação no processo de beneficiamento da Mina Conceição. Em virtude de sua localização, recebe descargas esporádicas da usina.

de espessura, posicionado 4,0 m a jusante do eixo, conectado a um tapete drenante tipo “sanduíche”, com 1,5 m de espessura. O tapete descarrega o fluxo por meio de um tubo de concreto de 20 cm de diâmetro, conduzindo-o para um poço de medição de vazão e daí para o leito do córrego. O sistema de drenagem superficial é constituído por canaletas e escadas d’água, distribuídas ao longo da crista e do talude e bermas de jusante. As figuras a seguir apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem Rio do Peixe. No reservatório da Barragem Rio do Peixe, foram implantadas duas estruturas auxiliares: o Dique Rio do Peixe, de solo compactado, e um dique de paliçada de madeira. O dique de madeira foi implantado em um trecho da margem direita do reservatório do Peixe com o objetivo de receber material proveniente da dragagem do reservatório. As figuras a seguir mostram parte dos diques de paliçadas de madeira.

12.5.1 - Dados Gerais O maciço da Barragem Rio do Peixe é homogêneo, composto por solo silto argiloso compactado, com materiais obtidos de empréstimos localizados principalmente na margem esquerda. O maciço possui altura máxima de 31,0 m e crista na El 757,0 m, com 8,0 m de largura e 205,0 m de comprimento; O talude de montante apresenta inclinação de 1V:2,5H e encontra-se protegido por blocos “pedra de mão”. O talude de jusante apresenta inclinação de 1V:2H, bermas com 3,0 m de largura nas El 739,0 e 748,0 m e encontra-se protegido com grama. Na crista, foi executada proteção com camada de cascalho. O sistema de drenagem interna é composto por um filtro vertical tipo “chaminé”, com 1,0 m 162

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 12.11 - Planta Geral Barragem Rio do Peixe

Figura 12.12 – Seção Típica da Barragem Rio do Peixe.

Figura 12.13 – Vista dos Diques de Madeira 163

Barragens de Rejeitos no Brasil

Devido ao processo de assoreamento, foi realizada uma dragagem, pois o rejeito estava barrando o reservatório e interferindo no livre escoamento das águas em direção à barragem. Por este motivo foi executado um plano de ação para a dragagem de um grande canal com 100,00 metros de largura e 3,00 metros de profundidade. Após drenar o material estocado e alcançar a cota definida no projeto, os diques construídos com paliçadas de madeira seriam removidos e o talude frontal regularizado e conformado com o trator de esteira para um talude com inclinação geral de 1V:3H.

Figura 12.14 – Vista dos Diques de Madeira

12.5.2 -

Ficha Técnica

Os principais dados atuais da Barragem Rio do Peixe estão resumidos na tabela a seguir.

Figura 12.15 – Detalhe dos Diques de Madeira 164

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 12-5 – Características da Barragem Rio do Peixe DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção - Etapa Data de construção Cota Atual da Crista Altura Atual da Barragem Comprimento Atual da Crista Área Atual do Reservatório Volume Atual do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Parâmetros dos Materiais HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia Tempo de Concentração Precipitação Máxima Provável Cheia de Projeto Vazão Máxima Afluente Vazão de Projeto NA Máximo Operacional NA Máximo Maximorum Borda Livre (NA máx Max) ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Vertedouro de Abandono

Armazenamento de água, contenção de sedimentos e de rejeitos Milder kaiser Única 1977 El. 757,00 m 31,00 m 205,00 m 13.110.000,00 m3 Homogênea Chaminé / Tapete 3 medidores de nível de água, 20 piezômetros de tubo aberto, 16 piezômetros elétricos, marcos superficiais e medidor de vazão Sondagens executadas na fase de projeto Aterro: γ = 20 kN/m3 ; c’ = 20 kPa; φ’ = 30º Fundação: γ = 20 kN/m3 ; c’ = 10 kPa; φ’ = 30º 41 km2 TR = 10000 anos El. 754,00 m El. 755,80 m 1,20 m Torre de tomada d’água e vertedouro de superfície -

12.5.3 - Etapas de Construção

12.5.4 - Geologia e Fundações

A Barragem do Rio do Peixe foi construída em uma única etapa, com crista na elevação 757,00m e não há previsão para outros alteamentos.

O maciço rochoso é predominantemente constituído por xistos. Próximo da superfície, o xisto encontra-se alterado a muito alterado, com espessura variando entre 10,0 m e 15,0 m, na 165

Barragens de Rejeitos no Brasil

margem direita, tendendo a aumentar em direção a margem esquerda, chegando a atingir 30,0 m. Capeando o maciço rochoso, desenvolve-se uma camada de solo coluvionar/ residual, com espessura média de cerca de 3,0 m.

bombeados por um dos dois conjuntos de bombas, CB1, por meio de uma tubulação de diâmetro 0,4064 m (16") por uma extensão de 678,00 m, até chegar na estação de bombeamento intermediária CB2. Essa estação possui dois conjuntos de bombas, sendo que cada conjunto possui duas bombas em série e recalca os rejeitos por meio de uma tubulação de diâmetro 0,4064 m (16") por uma extensão de 2.472,00 m, até chegar nas instalações da ciclonagem 8030, situada no divisor de águas do Itabiruçu e Conceição. A partir daí o underflow segue para o reservatório da Barragem Itabiruçu por gravidade, por meio de calhas. O “overflow” vai para um sump, de onde é bombeado para uma calha, escoando por gravidade até a margem direita do reservatório da Barragem Conceição. O transbordo do sump de “overflow” escoa por gravidade em uma canaleta até o reservatório da Barragem Itabiruçu. Quando da parada do sistema de ciclonagem, é aberto um “by pass”, e o rejeito total é direcionado para o reservatório da Barragem Itabiruçu. As descargas da usina são dispostas em duas caixas de resíduos e, em caso de transbordo destas caixas, o material seguirá rumo ao reservatório da Barragem Rio do Peixe. Existe um sistema de captação de água situado na margem direita do reservatório da Barragem Conceição. O mesmo é montado sobre uma plataforma flutuante e composto de duas bombas 8021 e 8022, com capacidade real de vazão de 1.500,00 m³/h, com uma bomba operando, e 2.300 m³/h, com as duas bombas operando.A água é recalcada em uma única linha, de diâmetro 24", para uma caixa d’água situada logo acima desta plataforma e, a partir daí, segue por gravidade até o reservatório 9095 RS, que distribui para a usina de concentração. Para alimentar a usina de concentração existe também uma captação fixa, situada a jusante da Barragem do Rio de Peixe. Neste sistema, a água é aduzida por meio de uma tubulação associada à tulipa instalada no reservatório da barragem, e recalcada em uma linha única de tubulação de 24",

12.5.5 - Monitoramento O monitoramento da Barragem Rio do Peixe é feito por meio de 20 piezômetros de tubo aberto, sendo 9 instalados no maciço, 7 na fundação e 4 nas ombreiras.A barragem ainda é dotada de 3 indicadores de nível d’água, marcos superficiais e um medidor de vazão do dreno de fundo. Além dos piezômetros de tubo aberto, estão instalados na barragem 16 piezômetros elétricos. 12.5.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor é composto de uma torre de tomada de d’água e vertedouro de superfície. A torre de tomada d’água é composta por uma torre de captação (tipo tulipa), associada a uma galeria com alimentação da estação de bombeamento.A tomada d’água é feita na El. 754,00 m e o N.A máximo maximorum é El. 755,80 m. O vertedouro de superfície em concreto armado implantado na ombreira esquerda apresenta as seguintes características: soleira com 18,00 m de largura; canal com 12,00 m de largura e 2,00 m de altura; ogiva na El. 754,00 m. O sistema extravasor implantado foi dimensionado para uma chuva de recorrência decamilenar. 12.6 - Aspectos Operacionais Conforme abordado nos itens anteriores, o sistema de rejeitos da Mina Conceição é composto por três barragens para contenção de rejeitos: barragens Conceição, Itabiruçu e Rio do Peixe. O transporte de rejeitos da usina até a barragem se dá por meio de bombeamento e adução dos rejeitos até a estação de ciclonagem, situada no divisor de água das bacias das barragens Conceição e Itabiruçu. Os rejeitos gerados na Usina de Conceição são direcionados para o Sump – SU 8082 – e 166

Barragens de Rejeitos no Brasil

por meio de dois conjuntos de bombeamento constituídos por três bombas em série cada. A figura a seguir ilustra a captação e a caixa d’água acima desta no reservatório da Barragem Conceição.

Figura 12.16– Captação e Caixa D’água – Barragem Conceição

12.7 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2011; - Manual de Operação – Barragem Conceição. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008; - Manual de Operação – Barragem Itabiruçu. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008;

12.8 - Referências

- Manual de Operação – Barragem Rio do Peixe. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008;

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Conceição. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2011;

- Desenho RD-701-DS-13031-00. Elaborado pela Pimenta de Avila consultoria em agosto de 2008;

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Itabiruçu. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2011;

- Desenho RD-701-DS-13045-00. Elaborado pela Pimenta de Avila consultoria em agosto de 2008.

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Rio do Peixe. Elaborado pela 167

Barragens de Rejeitos no Brasil

168

Barragens de Rejeitos no Brasil

13 - VALE - MINA TIMBOPEBA BARRAGEM TIMBOPEBA

Figura 13.1 – Vista aérea da Barragem Timbopeba

169

Barragens de Rejeitos no Brasil

aproximadamente 30 km da cidade de Mariana e distante cerca de 140 km da cidade de Belo Horizonte. Basicamente, seu acesso se dá por meio das rodovias BR-040, MG-356 e MG-129. As coordenadas geográficas UTM da Barragem Timbopeba são 656.997,40E; 7.757.994,20N (Datum Córrego Alegre).A Figura a seguir apresenta o mapa de acesso e localização da Mina Timbopeba.

13.1 - Apresentação A Barragem Timbopeba, na Mina Timbopeba, foi construída em 1982 e os objetivos originais da barragem eram a contenção de rejeitos, a recuperação de água industrial, a contenção de sedimentos carreados das áreas de lavra, beneficiamento e disposição de estéril. Atualmente, os rejeitos são lançados na Barragem do Doutor, construída em 2001, e a Barragem Timbopeba é utilizada somente como reservatório de água industrial e para retenção de sedimentos de todas as pilhas de estéril em operação na mina.

13.3 - Descrição Geral 13.3.1- Dados Gerais A seção principal da Barragem é do tipo mista, de terra e enrocamento, com núcleo inclinado ligeiramente para montante, com base alargada junto à fundação, formando um tapete interno. Os espaldares foram construídos com enrocamento no trecho de jusante e, a montante, com canga compactada. O núcleo é composto por solo areno-argiloso obtido nas proximidades do local da barragem. A preocupação com a percolação de água pela fundação fez com que fosse adotado um tapete “impermeável” de canga argilosa à montante do núcleo. Na zona central do núcleo da barragem, foi utilizado solo argilo-arenoso. A crista da barragem se encontra na elevação 815,00 m e, entre as cotas 800,00 m a 815,00 m, a barragem possui uma seção transversal mista, com enrocamento nos espaldares de jusante e montante. Como a crista da barragem se estende a uma maior distância na ombreira esquerda, esta seção simplificada prevalece na maior parte da ombreira esquerda. A barragem possui altura máxima de 64,30 m e comprimento da crista de 580,0 m, tendo sido construída em etapa única. Os taludes da barragem possuem inclinação de 1V : 1,75H a jusante (enrocamento) e 1V : 2,25H a montante (canga compactada) até a cota 800,00 m. Acima desta cota a inclinação dos taludes são de 1V:1,15H até a crista. As transições são constituídas de duas camadas a jusante do núcleo e uma a montante.

13.2 - Localização da Barragem A Barragem Timbopeba se encontra nas adjacências da Mina Timbopeba e faz parte do Complexo Minerador de Mariana, sendo localizada no município de Ouro Preto-MG, próxima ao distrito de Antônio Pereira. Barra o Ribeirão Timbopeba, o qual deságua no Ribeirão da Natividade que, juntamente com o Córrego do Doutor, formam o Rio Gualaxo do Norte. A Mina Timbopeba fica situada nos contrafortes da Serra do Espinhaço, a

Figura 13.2 - Mapa de acesso e localização da Mina Timbopeba, dentre outras de propriedade da Vale. 170

Barragens de Rejeitos no Brasil

Junto à fundação, as camadas de transição, a jusante do núcleo, prolongam-se no contato maciço/fundação. O sistema de drenagem interna da barragem é composto por um filtro vertical, acoplado a um dreno horizontal tipo tapete, que abrange toda a

superfície de apoio da barragem, a partir do núcleo argiloso.A transição entre o filtro vertical, o núcleo argiloso e os espaldares de jusante e montante é feita com materiais granulares. As figuras a seguir apresentam a planta geral e as seções típicas da Barragem Timbopeba. Figura 13.3 – Planta Geral da Barragem Timbopeba

Figura 13.4 – Seções típicas da Barragem Timbopeba

171

Barragens de Rejeitos no Brasil

13.3.2 - Ficha Técnica Os principais dados da Barragem Timbopeba estão resumidos na tabela a seguir. Tabela 13-1 – Características da Barragem Timbopeba (novembro/2008) DADOS GERAIS Finalidade

Captação de água recirculada, recebimento de descargas da usina e contenção de sedimentos provenientes das pilhas de estéril. Empresas Projetistas Eletroprojetos (projeto original), JM Souto (projeto vertedouro de desativação), Solosconsult (projeto prolongamento do canal do vertedouro de desativação) e Draconsult (projeto de dragagem) Construção – Etapa Construída em etapa única. Data de construção 1982 Cota da Crista 815,00 m Altura da Barragem 64,30 m Comprimento da Crista 580,00 m Área do Reservatório 252.729,00 m2 (Batimetria 2006) Volume do Reservatório 1.399.251,00 m3 (Batimetria 2006) Tipo de Seção Mista de Solo Compactado e Enrocamento. Drenagem Interna Filtro Vertical com continuidade em Tapete Horizontal Instrumentação Piezômetros, marcos de superfície e medidor de vazão ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na fase de projeto. Parâmetros dos Materiais Filito: c’ = 1,65 kg/cm² / φ’ = 22º Quartzo-micaxisto: c’ = 0,10 kg/cm² / φ’ = 43º Itabirito: c’ = 0,10 kg/cm² / φ’ = 37º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA* Área da Bacia 18,70 km2 Tempo de Concentração 1,50 horas Precipitação Máxima Provável 288,0 mm, com duração crítica de 24 horas Cheia de Projeto PMP Vazão Máxima Afluente 158,0 m3/s Vazão de Projeto 158,0 m3/s NA Máximo Operacional 812,50 m NA Máximo Maximorum 814,39 m Borda Livre (NA máx Max) 0,61 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Tipo Tulipa, com diâmetro de 4,0 m, passando a 1,50 m. Vertedouro de Abandono Tipo soleira livre em canal na ombreira direita. * Dados referentes ao projeto do vertedouro para desativação. 172

Barragens de Rejeitos no Brasil

13.3.3 - Etapas de Construção

13.3.6 - Sistema Extravasor

A Barragem Timbopeba foi construída em etapa única e não será mais objeto de alteamentos.

O vertedouro operacional do reservatório de Timbopeba é do tipo tulipa, com galeria horizontal sob a barragem, que deságua em um canal de restituição revestido de gabiões, que conduz a água ao seu curso natural. A tulipa possui capacidade máxima efluente para uma vazão de 13,10 m³/s, com diâmetro de descarga igual a 1,50 m. A cota da crista da tulipa encontra-se na El. 812,50 m. A galeria de descarga, executada em concreto armado, é composta de duas seções retangulares de 1,75 m de largura por 2,40 m de altura, tendo área total de 6,94 m², extensão de aproximadamente 250,00 m, com declividade de 1,0%. Em sua extremidade, existe uma estrutura de dissipação que deságua em um canal de restituição, que é revestido em gabião tipo “colchão Reno”. Em 2001, foi construído um vertedouro para desativação, que é do tipo de superfície, e tem soleira livre com perfil tipo creager seguida de um canal em concreto, o qual descarrega em canal revestido de enrocamento/gabião (“colchão Reno”). Posteriormente, foram realizadas obras de adequação do vertedouro de superfície.A obra consistiu na remoção do enrocamento no canal intermediário e prolongamento do canal de concreto até a bacia de dissipação. A jusante do canal de enrocamento, o fluxo é lançado em uma grota cujas paredes laterais são constituídas de rocha alterada e solo. A capacidade de descarga do vertedouro de superfície é de 158,00 m³/s, correspondente à PMP – 288,00 mm em 24 horas.

13.3.4 - Geologia e Fundações A fundação da Barragem é constituída predominantemente por quartzo–mica–xisto, alterado a decomposto (saprolito), com exceção de região onde se localiza o pé de montante da Barragem, onde a fundação é representada por itabirito decomposto. Os solos de fundação constituem-se superficialmente por uma camada de colúvio, areia fina siltosa, compacta, marrom, de espessura de até três metros, sobrejacente a um solo residual de quartzo-micaxisto, de pequena espessura, que transiciona gradualmente para uma rocha friável, alterada, de permeabilidade baixa, com xistosidade acentuada (45º), mergulhando para a ombreira esquerda e para jusante. No fundo do vale, ocorre um depósito aluvionar de silte-argiloso, de consistência média, e areia pouco compacta a compacta. As camadas de colúvio e solo aluvionar pouco compacto foram removidas para a implantação da barragem. 13.3.5 - Monitoramento A barragem foi instrumentada com piezômetros de célula do tipo hidráulico, instalados no núcleo e na fundação. A jusante da barragem (pé do talude), foram instalados piezômetros tipo Casagrande, com cota de fundo correspondente à fundação da barragem. O monitoramento do comportamento da barragem é feito por inspeções periódicas e leituras dos piezômetros. As inspeções da galeria da tulipa têm freqüência anual e a de leituras dos piezômetros tem freqüência mensal para o período de chuva (novembro a março) e bimensal para o período de estiagem (abril a outubro). Periodicamente, é realizado um levantamento topobatimétrico para acompanhamento do avanço dos sedimentos e volumes ocupados no reservatório.

13.3.7 - Aspectos Operacionais Conforme mencionado anteriormente, não existe programação para lançamento de rejeito na Barragem Timbopeba. No entanto, o reservatório da barragem recebe esporadicamente descargas da usina. Estas descargas são provenientes de limpeza da área industrial e minério em processo, que são descartados devido a problemas operacionais (ex.: falta de energia 173

Barragens de Rejeitos no Brasil

na Planta). A figura a seguir apresenta, de forma sucinta, o fluxograma do sistema de disposição de rejeito e captação de água da Mina Timbopeba.

Figura 13.5 - Fluxograma esquemático resumido do sistema de disposição de rejeito e captação de água da Usina de Timbopeba

13.3.8 - Plano de Fechamento

13.5 - Referências

Apesar de ainda não contar com um plano de fechamento, já foram tomadas algumas ações que constituem etapas de um fechamento, tais como a implantação do vertedouro de soleira livre e o restabelecimento do volume útil do reservatório por meio de desassoreamento do mesmo.

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Timbopeba. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2008; - Manual de Operação – Barragem Timbopeba. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008;

13.4 - Agradecimentos

- Desenho RD-701-DS-11280-00. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em fevereiro de 2008;

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

- Desenhos RD-701-DS-13054-00. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em abril 2008.

174

Barragens de Rejeitos no Brasil

14 - VALE - MINA TIMBOPEBA BARRAGEM DO DOUTOR

Figura 14.1 – Vista aérea da Barragem do Doutor (Fonte: Google Earth)

175

Barragens de Rejeitos no Brasil

14.1 - Apresentação

14.2 - Localização da Barragem

A Barragem do Doutor, de propriedade da Vale, situa-se nas adjacências da Mina Timbopeba, no Complexo Minerador de Mariana. Foi construída em 2001, e entrou em operação para conter os rejeitos e lamas resultantes da concentração de minério de ferro das minas de Capanema (MSG) e Timbopeba (Vale), substituindo a Barragem Timbopeba. Com a exaustão da mina de Capanema, e a entrada, a partir de 2005, da mina de Fábrica Nova no circuito da usina, a barragem passou a receber todos os rejeitos e lamas provenientes do tratamento de minério da Usina de Timbopeba, que recebe run of mine (ROM) das minas de Timbopeba e Fábrica Nova.

A Barragem do Doutor faz parte do Complexo Minerador de Mariana, na Mina Timbopeba, e localiza-se no município de Ouro Preto, no Estado de Minas Gerais, próximo à localidade de Antônio Pereira. A mina fica situada nos contrafortes da Serra do Espinhaço, distante 15 km da cidade de Mariana e 132 km da cidade de Belo Horizonte. A Barragem do Doutor possui as seguintes coordenadas UTM 657.605,64; 7.755.722,48 (Datum WGS84). A figura a seguir mostra o mapa de acesso e localização da Mina Timbopeba.

Figura 14.2 - Mapa de acesso e localização da Mina Timbopeba, dentre outras de propriedade da Vale.

formando uma praia de extensão variável, com aproximadamente 1% de inclinação (no mínimo). A crista da barragem tem elevação variável, e sua altura está próxima de 60 m. Está prevista a construção de diques de terra compactada, denominados diques auxiliares 1, 2 e 3, com a finalidade de cobrir os “pontos de fuga” existentes na topografia da região do reservatório. O dique de partida consiste em um maciço de solo compactado, com seção homogênea e taludes com cinclinações 1,0V:1,8H (montante) e 1,0V:2,2H (jusante). Possui crista na El. 770,00

14.3 - Descrição Geral 14.3.1- Dados Gerais A Barragem do Doutor foi implantada para substituir a Barragem Timbopeba na função de acumulação de rejeitos. A barragem é alteada com os próprios rejeitos, a partir de um dique inicial de terra compactada, pelo método de linha de centro, com ciclonagem dos rejeitos, sendo o underflow lançado no lado de jusante, e o overflow, com a maior quantidade de água, lançado para montante, 176

Barragens de Rejeitos no Brasil

m e comprimento de 320,00 m. No centro da seção do dique de partida, cuja altura máxima é de 25,00 m, foi previsto um cut-off de cinco metros de profundidade. A drenagem interna do dique de partida é constituída por um tapete drenante sob o espaldar de jusante do dique. Para as saídas da drenagem, a

barragem conta com drenos tipo “sanduiche”. Nas ombreiras, foram previstos drenos no apoio do espaldar de jusante, visando captar eventuais fluxos pela fundação e manter a zona de jusante não saturada. As figuras a seguir apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem do Doutor.

Figura 14.3 - Planta geral da Barragem do Doutor (alteamento para a cota 830,00 m)

Figura 14.4 – Seção Típica da Barragem do Doutor (alteamento para a cota 830,00 m)

177

Barragens de Rejeitos no Brasil

14.3.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da Barragem do Doutor estão resumidos na tabela a seguir. Tabela 14-1 - Características da Barragem do Doutor (nov/2008) DADOS GERAIS Finalidade

Contenção e armazenamento dos rejeitos e lamas resultantes da concentração de minério de ferro. Empresas Projetistas Geoconsultoria. Construção – Etapa Intermediária. Data de construção 2001 Cota da Crista 795,68 a 798,75 m Altura da Barragem 55,00 a 58,00 m Comprimento da Crista 830,00 m Área do Reservatório 1.280.000,00 m² Volume do Reservatório 12.000.000,00 m³ Tipo de Seção Aterro hidráulico, com dique de partida de solo compactado. Drenagem Interna Tapete horizontal do eixo do dique de partida para jusante. Instrumentação Piezômetros, medidores de nível d’água e medidores de vazão ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na fase de projeto. Parâmetros dos Materiais Fundação: c = 25,00 kPa ; φ = 31,5º c = 0,00 kPa ; φ = 22,0º Aterro: c = 25,00 kPa ; φ = 31,5º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 7,50 km2 Tempo de Concentração 1,20 horas Precipitação Máxima Provável 288,00 mm com duração de 24 horas Cheia de Projeto TR igual a 1.000 anos * Vazão Máxima Afluente 45,00 m3/s Vazão de Projeto 8,00 m3/s NA Máximo Operacional 785,00 m (Atual) NA Máximo Maximorum Variável (2,00 m acima do Nível Máximo Operacional) Borda Livre 5,00 m acima da soleira do extravasor em operação ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Galeria de encosta, galeria de fundo, canal de ligação e vertedouro tipo rápido. * Para crista da barragem até a El. 800,00 m. Entre as elevações 800,00 e 830,00 m, correspondente ao vertedouro da 2ª etapa, o dimensionamento foi feito para a cheia resultante da PMP. 178

Barragens de Rejeitos no Brasil

apoio dos próximos alteamentos (até a cota 790,00 m).

14.3.3 - Etapas de Construção Como já mencionado, a barragem é alteada com os próprios rejeitos ciclonados, a partir de um dique inicial de terra compactada. Como também já relatado, a partir de determinadas cotas no reservatório, para evitar fuga dos rejeitos para outras bacias de drenagem, está prevista em projeto a construção de diques de terra compactada, denominados diques auxiliares 1, 2 e 3. Os sucessivos alteamentos da barragem são feitos com os próprios rejeitos lançados com a utilização de um conjunto de ciclones sobre a crista.Tal conjunto se desloca ao longo da mesma em uma plataforma sobre pneus. O underflow é lançado à jusante e espalhado por trator de esteira tipo D6 (até uma compacidade relativa mínima de 55%). Um trator de lâmina é utilizado permanentemente para espalhar e compactar o rejeito na crista e no talude de jusante e também executar trabalhos de terraplenagem, como o canal de aproximação de montante do extravasor. O overflow é depositado na parte de montante da barragem. Em condições de final de vida útil da barragem, prevê-se crista da mesma na El. 830,00 m.

14.3.5 - Monitoramento A barragem está instrumentada com sete piezômetros, quatro medidores de nível d’água e um medidor de vazão de águas percoladas e drenadas. Desde a sua construção, em 2001, os alteamentos da estrutura têm sido inspecionados periodicamente. 14.3.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor é constituído por uma galeria de concreto armado, cruzando parcialmente por sob a barragem, e com aberturas a montante em diferentes elevações, a cada 2,5 a 5 m. Foram previstas em projeto três etapas de implantação do sistema extravasor, sendo duas etapas operacionais e uma de desativação, conforme segue. a) A 1ª etapa, consistida em galeria de encosta, galeria de fundo, canal de ligação e vertedouro tipo rápido, deve servir a barragem após o alteamento até a cota 800,00 m. b) A 2ª etapa corresponde à operação por torre controlada por stop-logs, conectada a uma galeria de fundo, canal de ligação e vertedouro tipo rápido; e deverá operar até o final da vida útil da barragem, prevista para a El. 830,00 m.

14.3.4 - Geologia e Fundações Nas duas ombreiras, o solo de fundação é constituído por uma camada superficial de argila cinzenta, com resultados de SPT variando de 5 a 10 e permeabilidade da ordem de 10-4 cm/seg. Subjacente a este solo, ocorre um solo residual muito compacto e pouco permeável. No centro do vale, ocorrem aluviões, constituídos por areias finas e médias, com argilas saturadas moles e permeabilidades da ordem de 10-5 cm/seg. O depósito mais recente é constituído de areias finas com seixos e permeabilidades da ordem de 10-3 cm/seg. O projeto previu a remoção dos solos inconsistentes, escavando parte do colúvio das ombreiras e dos aluviões do centro do vale. Essas escavações foram feitas para a implantação do dique de partida, estendendo-se a linha de off-set das escavações além da fundação deste dique para

c) A etapa final corresponde às obras de desativação do reservatório, e compreenderá um vertedouro de superfície, com canal tipo rápido e restituição. Para o dimensionamento hidráulico do vertedouro, e verificação do amortecimento de cheias no reservatório, foram adotados os seguintes critérios: - Hidrogramas de cheias com períodos de retorno de 500 a 1000 anos para alteamentos da barragem (até a El. 800,00 m). - Hidrogramas de cheias resultantes da PMP para alteamentos da barragem (El. 800,00 m à El. 830,00 m). 179

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 14.5 - Fluxograma esquemático resumido do sistema de disposição de rejeito e captação de água da Usina de Timbopeba

segundo os testes de ciclonagem feitos previamente à construção. A figura a seguir apresenta, de forma sucinta, o fluxograma do sistema de disposição de rejeito e captação de água da Mina Timbopeba.

Os resultados dos estudos sobre amortecimento indicaram um alto potencial de amortecimento do reservatório, reduzindo os picos das vazões afluentes, de 45,00 m³/s, para descargas vertidas máximas da ordem de 8,00 m³/ s. Em todas as operações de amortecimento analisadas, a sobrelevação do nível d’água do reservatório foi inferior a 2,00 m.

14.4 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

14.3.7 - Aspectos Operacionais A Barragem do Doutor foi implantada para conter os rejeitos e lamas resultantes da concentração de minério de ferro das minas de Capanema e Timbopeba. Tem previsão de comportar volumes, ao final de sua vida útil, de cerca de 50x106 m³. Os rejeitos possuem grãos de dimensões inferiores a materiais passantes na peneira #200. Quanto à concentração de sólidos resultantes da ciclonagem dos rejeitos, o underflow apresenta teor de cerca de 12%, e o overflow 42%,

14.5 - Referências - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem do Doutor. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2008. 180

Barragens de Rejeitos no Brasil

15 - VALE - MINA DE ALEGRIA BARRAGEM DO CAMPO GRANDE

Figura 15.1 – Vista aérea da Barragem do Campo Grande – Mariana – MG (Fonte: Google Earth)

181

Barragens de Rejeitos no Brasil

permanentemente para espalhar e compactar o underflow lançado. Na Barragem do Campo Grande, as características do rejeito são favoráveis ao método aplicado devido à reduzida presença de finos, o que confere ao rejeito características drenantes. Os itens seguintes apresentam maiores detalhes referentes à Barragem do Campo Grande e sua operação, tendo as informações data base de novembro de 2008.

15.1 - Apresentação A Barragem do Campo Grande situa-se na Mina de Alegria, localizada no Município de Mariana-MG e é componente do Complexo Minerador de Mariana, de propriedade da Vale. Esta barragem foi implantada na mina de Alegria com a finalidade de disposição dos rejeitos, quando a Pilha do Xingu foi se aproximando do final de sua vida útil. A Barragem do Campo Grande é alteada pelo método de linha de centro, tendo como material de contrução seu próprio rejeito que, ciclonado, constitui o próprio maciço.Tal processo se dá de forma que o overflow da ciclonagem é disposto no trecho de montante e o underflow no trecho de jusante do maciço da barragem. Quando não ciclonados, os rejeitos totais são lançados para montante. O conjunto de ciclone situa-se na crista da barragem e desloca-se para cobrir o comprimento da crista. Na área do talude de jusante e crista um trator de esteiras com lâmina opera

15.2 - Localização da Barragem A Barragem do Campo Grande está localizada no município de Itabirito-MG, na Mina de Alegria, com o eixo nas coordenadas UTM 658.100,00N e 7.768.400,00E (DATUM Córrego Alegre). A barragem se encontra a 104 km da cidade de Belo Horizonte, às margens da rodovia MG 129. A figura seguinte mostra mapa de acesso e localização da Mina de Alegria, em Mariana-MG, onde se encontra a Barragem do Campo Grande.

Figura 15.2 - Mapa de acesso e localização da Mina de Alegria 182

Barragens de Rejeitos no Brasil

15.3 - Descrição Geral

média 1,13%, preenchido com material drenante, de forma a manter o escoamento das águas do terreno de fundação. Drenos de brita, envoltos em areia, tipo espinha-de-peixe, drenam as nascentes do terreno em direção ao canal.Toda a área do terreno do talvegue foi recoberta com uma camada de areia sobreposta de camadas de brita e areia, formando um dreno tipo “sanduíche”, responsável pela drenagem das águas dos rejeitos depositados sobre o mesmo. O tapete de brita tem uma espessura de 0,40 m e remonta sobre o enrocamento de pé da barragem inicial. O enrocamento de pé foi executado com pedra-de-mão e tem transições para montante, no encontro com o tapete drenante e com os rejeitos ciclonados do alteamento da barragem. Nas figuras seguintes estão apresentadas a planta geral e a seção típica da Barragem do Campo Grande (setembro de 2007).

15.3.1- Dados Gerais A barragem inicial (dique de partida) foi construída em solo compactado, com crista na cota 928,67 m. A partir deste dique, a Barragem do Campo Grande é alteada pelo método da linha de centro com os próprios rejeitos ciclonados, lançando-se o overflow para montante e o underflow para jusante para formar o maciço de jusante. A barragem possui taludes de jusante com inclinação de 1V: 3H e deverá atingir a cota 1.000,00 m. Possui um sistema de drenagem interna que tem por objetivo controlar os fluxos de percolação de água nascente no terreno de fundação e daquela que percolará através dos rejeitos, nas etapas de alteamento da barragem. Este sistema é composto por um canal trapezoidal, executado no fundo do vale, com 2,00 m de base e 1,00 m de profundidade, declividade

Figura 15.3 - Planta geral da Barragem do Campo Grande 183

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 15.4 Seção típica da Barragem do Campo Grande em Setembro de 2007

15.3.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da barragem estão resumidos na Tabela 15-1, tendo as informações data base de novembro de 2008. Tabela 15-1 – Características da Barragem do Campo Grande (Nov/2008) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção - Etapa Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área Atual do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção

Contenção de rejeitos e armazenamento e captação de água industrial. Geoconsultoria S/C Ltda Intermediária. 979,55 m 76,00 m 1.750,00 m 430.664,00 m² (Cota N.A. 975,74) 9.000.000,00 m³ Formada a jusante por underflow e a montante por overflow saturado, com dique de partida em solo compactado. Drenagem Interna Tapete horizontal do eixo para jusante. Instrumentação Piezômetros, medidores de nível d’água e medidor de vazão. ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na fase de projeto. Parâmetros dos Materiais Aterro do Dique de partida: c’= 30,00 / φ’ = 30° Colúvio (fundação): c’= 5,00 kPa/ φ’ = 29° Saprolito (fundação): c’= 12,00 kPa / φ’ = 29,5° HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 0,784 km2 NA Máximo Operacional 7,00 m abaixo da crista antes de cada período chuvoso, de forma a ser possível o amortecimento das cheias. NA Máximo Maximorum 5,00 m acima do NA Máximo Operacional Borda Livre (NA máx Max) 2,00 m

184

Barragens de Rejeitos no Brasil

15.3.3 - Etapas de Construção

esgota a água excedente. Este sistema é auxiliado por canais periféricos escavados nas encostas do reservatório, que desviam o fluxo de cheias, com capacidade de escoar as chuvas máximas para o período de recorrência (TR) de 100 anos. Os canais periféricos têm também a finalidade de coletar as águas que se precipitam ou escoam externamente à área do reservatório, e conduzilas para fora do contato com os rejeitos. Para que o reservatório seja capaz de amortecer as cheias de projeto, conforme previsto, o N.A deve estar 7,00 m abaixo da crista antes do início de cada período chuvoso, o que requer um controle apurado no lançamento de rejeitos, nível d’água, volume disponível e elevação das cristas da barragem principal e dos diques Norte, Sul e Sela. No período crítico, a borda livre mínima deverá ser de 2,00 m. O controle do reservatório é feito por meio de topo-batimetrias semestrais e relatórios semanais de performance operacional.

Pela curva cota x volume do reservatório, preparada na época do projeto, o volume entre as cotas 975,00 m e 1.000,00 m (cota final) seria de 13,00 x 106 m³, que somados aos 2,00 x 106 m³ abaixo desta, resulta no valor de 15,00 x 106 m³. Adotando-se o valor de 1,80 t/m³ para a densidade aparente seca do rejeito em questão, o volume disponível do reservatório permitirá armazenar 27,00 x 106 t. A vida útil da Barragem do Campo Grande é prevista para até 2013 a 2014. Como mencionado anteriormente, a Barragem do Campo Grande é alteada com os próprios rejeitos do Complexo, sob a demanda apresentada, já considerando as diferenças entre o nível d’água do reservatório e a crista da barragem, capaz de amortecer as cheias de projeto. 15.3.4 - Geologia e Fundações Segundo informações da Vale, a fundação na área da barragem consiste em aluviões, colúvios e solos residuais de filito, sendo estes muito dobrados, com xistosidade regional, mergulhando no sentido da ombreira esquerda para direita e de jusante para montante. No documento de projeto da estrutura, é descrita a realização de uma detalhada inspeção do terreno de fundação em dois diques de fechamento na região próxima à barragem, em julho de 2003. Na região dos talvegues, normalmente aflora solo residual de filito, predominantemente siltoso, sempre bem estruturado, com a foliação principal mergulhando para sul, mas há intensos dobramentos, alterando bruscamente estas direções.

15.3.7 - Aspectos Operacionais O sistema de disposição de rejeitos da Barragem do Campo Grande consiste no lançamento dos rejeitos das instalações de beneficiamento IBI, IBII e IBIII, no reservatório por meio de três métodos: Spray bar, ciclone e emergência (spigots). Somente o rejeito da IBIII é ciclonado. Os rejeitos da IBI e IBII são lançados por meio de spray bar para formação de praia, juntamente com o overflow (OF) da ciclonagem da IBIII. O sistema de disposição de rejeitos da Usina de Alegria está resumido nos itens abaixo: ¾ Tubulação de rejeitos da IBI e IBII (8" de diâmetro) é direcionada para a barragem, onde os rejeitos são dispostos por meio de “spray bar” para a formação de praia;

15.3.5 - Monitoramento A rede de monitoramento da barragem é composta por oito piezômetros, medidores de nível de água e um medidor de vazão no dreno de fundo.

¾ Sistema de bombeamento e rejeito-duto para adução dos rejeitos da IBIII da usina até a caixa 55 por tubulação de PEAD. Duas bombas são responsáveis por bombear o rejeito até a barragem. Da caixa, o rejeito segue para a prancha de ciclonagem;

15.3.6 - Sistema Extravasor Na sua concepção inicial, foi decidido implantar um sistema de bombeamento que 185

Barragens de Rejeitos no Brasil

usina são de 12" de diâmetro e passa em paralelo à tubulação de rejeitos da IBI e IBII. Nos casos de ocorrência de paralização na operação da usina, é necessário fazer a descarga dos rejeitos no reservatório, por uma tubulação de emergência. Toda a água captada na Barragem do Campo Grande é recirculada para o processo, sendo que no reservatório da barragem é captada uma vazão de 1.160,00 m³/h, por meio de um sistema de bombas montado sobre uma balsa. A partir daí, a água é bombeada até o Reservatório de Distribuição Elevado. A água percolada pelo sistema de drenagem interna da barragem é captada e bombeada por meio de uma estação fixa localizada no pé da barragem até o Reservatório de Distribuição de Água de Processo Xingu, com vazão de 180,00 m³/h. A vazão residual demandada para jusante da barragem é de 12,00 m³/h. Na figura a seguir estão apresentados os pontos de captação de água na Mina de Alegria e os pontos de controle ambiental.

¾ Overflow (OF) da ciclonagem é disposto a montante do maciço da Barragem do Campo Grande, formando uma praia com comprimento mínimo de 100,00 m; ¾ Underflow (UF) da ciclonagem é disposto a jusante do maciço da Barragem do Campo Grande. O maciço é formado pelo rejeito UF lançado e semi-compactado com trator; ¾ As descargas da usina são direcionadas para o tanque 19, a partir do qual são bombeadas de volta para a caixa 55. Se houver um transbordo deste tanque, os rejeitos vão para a baia. Esta baia para transbordo recebe os rejeitos do tanque 19, do tanque 01 e a água da pilha de minério. Como parte do processo, a água da baia é bombeada para a Barragem do Campo Grande, sendo o material do transbordo removido em seguida. Os rejeitos da IBI e IBII são conduzidos na mesma tubulação, para a barragem através de tubulação de 8" de diâmetro. O rejeito da IBIII é transportado separadamentede em tubulação de 10" de diâmetro.A tubulação de água das baias da

Figura 15.5 - Pontos de Captação de Água – Mina de Alegria 186

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 15.6 - Sistema de Abastecimento de Água para Consumo Humano – Mina de Alegria

15.4 - Agradecimentos

15.5 - Referências

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Campo Grande. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2008; - Manual de Operação – Barragem Campo Grande. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008. 187

Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

16 - VALE - MINA DE ABÓBORAS BARRAGEM VARGEM GRANDE

Figura 16.1 – Vista aérea da Barragem Vargem Grande – Nova Lima – MG (Fonte: Google Earth)

189

Barragens de Rejeitos no Brasil

16.1 - Apresentação

reciclada para a planta de processos e o seu efluente final, de forma a se enquadrar nos padrões exigidos pelos órgãos de controle ambiental. O material que chega à Barragem Vargem Grande é proveniente de limpeza de pisos, transbordos eventuais das caixas de processo e drenagem pluvial (dados de 2007). O projeto de concepção do sistema foi elaborado no ano de 1998, e o projeto executivo da primeira etapa no ano de 2000. As obras de construção do primeiro maciço da Barragem Vargem Grande foram desenvolvidas de julho a dezembro de 2000.

A Barragem Vargem Grande situa-se na Mina de Abóboras, localizada no Município de Nova Lima-MG, e é componente do Complexo Minerador Vargem Grande, de propriedade da Vale. O barramento foi projetado para contenção dos rejeitos gerados na planta de tratamento de minérios de Vargem Grande, provenientes das Minas Capitão do Mato, Tamanduá, Abóboras, bem como para retenção dos sedimentos erosivos gerados ao longo da área de operação que se encontra no interior da bacia de contribuição da barragem. Além disso, tem a finalidade de garantir a boa qualidade da água

Figura 16.2 - Vista Parcial da Barragem Vargem Grande

16.2 - Localização da Barragem A Barragem Vargem Grande situa-se a aproximadamente 40 km de Belo horizonte, na Mina de Abóboras, Complexo Vargem Grande, Município de Nova Lima-MG. Está localizada no vale denominado Vargem Grande, que se encontra próximo à Mina do Pico, a aproxima-

damente 700 m da margem esquerda da rodovia BR-356, sentido Belo Horizonte – Ouro Preto. A Barragem se encontra nas proximidades do ponto de referência de coordenadas 22º 11’ de latitude sul e 43º 52’ de longitude oeste, com as coordenadas UTM de 618.517,80 e 7.767.920,95. 190

Barragens de Rejeitos no Brasil

A bacia hidrográfica do Córrego Vargem Grande está situada na região Centro-Oeste do Quadrilátero Ferrífero, nas porções Leste da Quadrícula de Lagoa Grande e Oeste da Quadrícula de Itabirito, segundo mapeamento geológico de Roberts M. Wallace (1960).

A Figura 16.3 apresenta a localização da Barragem Vargem Grande em relação ao município de Nova Lima e às rodovias BR-040 e BR-356.

Figura 16.3 - Localização do Município de Nova Lima

16.3 - Descrição Geral 16.3.1 - Dados Gerais

semi-compactados, provenientes das cavas das minas de Fernandinho e Andaime I, com paramento impermeabilizante de montante, constituído de solos plásticos compactados, assim como nos sucessivos alteamentos por montante. O sistema de drenagem interna de cada alteamento é independente, com as saídas dos drenos nas canaletas da drenagem superficial.

As obras de construção da primeira etapa foram executadas de julho a dezembro de 2000 e em setembro de 2009, a crista da barragem já havia atingido a elevação 1.307,00 m. A primeira etapa da barragem foi construída do tipo zonada de terra, sendo o maciço constituído de materiais estéreis heterogêneos 191

Barragens de Rejeitos no Brasil

Para as obras do 3º alteamento, foi adotado um sistema composto por um filtro septo vertical sob a crista, com um tapete apoiado na fundação, sob o flanco jusante, tendo como função principal controlar e orientar a percolação através da fundação e dessa fase de alteamento, otimizando a rede de fluxo e evitando gradientes hidráulicos

excessivos na saída do maciço, de forma a proporcionar melhores condições de estabilidade ao talude de jusante. O lançamento do rejeito é feito a partir da crista da barragem. As figuras seguintes apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem Vargem Grande.

Figura 16.4 - Planta Geral da Barragem Vargem Grande – Mina de Abóboras

Figura 16.5 – Seção Típica da Barragem Vargem Grande

16.3.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da Barragem Vargem Grande estão resumidos na Tabela 16-1. 192

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 16-1 – Características da Barragem Vargem Grande (set/09) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa Data de construção Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação

Contenção de rejeitos. DFConsultoria e DAM Projetos 3º Alteamento 2006 1.307,00 m 45,00 m 750,00 m 667500 m2 9,5 x 106 m3 Maciço inicial de materiais estéreis heterogêneos e alteamentos com solos plásticos compactados. Filtro vertical e tapete horizontal do eixo da barragem para jusante, de forma independente para cada alteamento. Barragem: Piezômetros (10), Indicador de NA (17), Marco Superficial (20) e medidor de recalque (04). Dique: Piezômetros (13), Indicador de NA (05) e Marco superficial (13)

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Parâmetros dos Materiais

Realizadas na fase de projeto. Fundação Solo Coluvionar: c’ = 25,00 kPa; φ’ = 28,0º Fundação Solo Residual: c’ = 30,00 kPa; φ’ = 29,5º Aterro: c’ = 15,00 kPa; φ’ = 40,0º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 2,50 km2 Tempo de Concentração Precipitação Máxima Provável Cheia de Projeto TR igual a 10.000 anos Vazão Máxima Afluente 58,50 m3/s Vazão de Projeto 5,92 m3/s NA Máximo Operacional 1.304,00 m NA Máximo Maximorum 1.305,10 m Borda Livre 1,90 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação O vertedouro de serviço possui um canal de adução de seção trapezoidal e uma tubulação de aço com Æ 0,60 m. e Q = 0,659 m³/s. Vertedouro de Abandono O vertedouro de emergência é composto por um canal emissário de seção trapezoidal, pelo canal do vertedouro da primeira etapa, com seção trapezoidal e revestida com concreto projetado e pela bacia de dissipação com viga de impacto. Q = 5,92 m³/s. 193

Barragens de Rejeitos no Brasil

deste material varia entre 2 e 7 golpes. O horizonte de solo coluvionar laterítico apresenta espessura variável, sendo maior na ombreira esquerda. Na ombreira esquerda, próximo à pilha de estéril existente, ocorre ainda uma camada de aterro silto-argiloso, com espessura variando entre 2,00 e 5,00 m. Trata-se, provavelmente, de material escorrido do pé da pilha. Já no alto desta ombreira, o terreno de fundação é composto por uma camada de canga, sobreposta ao solo residual de itabirito. Durante o projeto do 1º alteamento, foram executados mais 4 furos de sondagem a percussão, totalizando 80,00 m. As sondagens foram realizadas na praia de rejeito junto à barragem. O rejeito depositado próximo à barragem possui SPT na faixa de 3 a 4 golpes e o aterro compactado da barragem existente na faixa de 8 a 16 golpes. Junto ao furo SP-03, foi executado ainda um outro furo para retirada de amostras indeformadas com amostrador Shelby. Foram retiradas 3 amostras indeformadas de 2,00 a 5,00 m de profundidade no corpo do rejeito para a execução de ensaios de laboratório. Durante o 2º. alteamento, foram executados ensaios in situ para determinação da resistência não drenada dos rejeitos depositados no reservatório.

16.3.3 - Etapas de Construção As obras de construção da primeira etapa da Barragem Vargem Grande foram executadas de julho a dezembro de 2000 e trata-se de barragem do tipo zonada, com detalhes de contrução conforme descrito anteriormente. Quanto às demais etapas de contrução, a barragem foi planejada para ser executada em cinco fases, sendo a primeira um dique inicial, com coroamento na elevação 1.290,00 m, e as seguintes divididas em quatro alteamentos por montante, com coroamento nas elevações 1.295,00 m, 1.300,00 m, 1.307,00 m e 1.310,00 m, respectivamente. 16.3.4 - Geologia e Fundações A região da barragem corresponde à área de ocorrência das litologias do Grupo Piracicaba (Formação Cercadinho) e Grupo Itabira (Formações Gandarela e Cauê). O córrego Vargem Grande corre por sobre as litologias da Formação Gandarela, desde sua cabeceira até a altura do eixo da barragem, quando passa a ocorrer a Formação Cercadinho, conforme mapeamento do USGS, executado em 1960, na escala 1:25.000. Uma grande espessura de depósitos superficiais recentes, constituídos por argilas arenosas inconsolidadas e parcialmente laterizadas, carapaças duras de canga limonítica e sedimentos colúvio/aluvionares preenchem a bacia do córrego Vargem Grande. Na região da barragem, durante a 1ª etapa de construção, foram realizados 16 furos de sondagem a percussão e 03 furos de sondagem rotativa, totalizando 323,15 m perfurados. As sondagens realizadas na região próxima ao leito do córrego mostraram a existência de um horizonte de solo aluvionar de baixa resistência, com espessura máxima sondada de 4,35 m.Abaixo da camada aluvionar ocorre o solo residual de filito, de resistência mais elevada. Na região das ombreiras ocorre uma camada de solo coluvionar laterítico, sobreposta ao solo residual de filito.A resistência à penetração (SPT)

16.3.5 - Monitoramento A Tabela16-2 apresenta os tipos e quantidades de instrumentos em operação na Barragem Vargem Grande (nov/08). Tabela 16-2 – Instrumentos em operação Instrumento

Quantidade Na

No Dique

Barragem

e Sela

Medidor de NA

17

5

Piezômetro

10

13

Medidor de recalque

04

—

20

13

Marco superficial de deformação

194

Barragens de Rejeitos no Brasil

com concreto armado no trecho restante. O trecho final de 38,70 m, em concreto armado, foi aproveitado na ocasião do alteamento anterior. O canal do vertedouro da primeira etapa tem 3 m de largura e taludes 1V: 1,5H. Sua declividade é variável, seguindo aproximadamente a declividade da encosta, até desaguar numa bacia de dissipação com viga de impacto. O comprimento total deste canal é de 310 m. Existe também uma tubulação, tipo flauta, na região da ombreira esquerda do dique, que funciona para captação de água, conduzida através do corpo do dique até a casa de bomba existente entre o dique e a cava. Da casa de bomba, a água é bombeada para a planta. O vertedouro de serviço deverá funcionar durante todo o ano, tendo sido dimensionado para uma vazão Q = 0,659 m³/s. O vertedouro de emergência foi dimensionado para uma vazão Q = 5,92 m³/s, correspondente à cheia decamilenar (58,5 m³/s) amortecida no reservatório, com uma borda livre de segurança variável, em função do assoreamento do lago.

16.3.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor é composto por um vertedouro de serviço e um vertedouro de emergência, ambos situados na ombreira direita. O vertedouro de serviço possui um canal de adução de seção trapezoidal e uma tubulação de aço com diâmetro de 0,60 m, descarregando numa caixa de passagem interligada à calha do vertedouro de emergência. O canal de adução do vertedouro de serviço tem fundo plano na elevação 1.303,50 m, com largura de 3,00 m e taludes 1V: 1,5H. Como o lançamento do rejeito é feito a partir da crista da barragem, a entrada do canal de adução foi posicionada mais a montante, a aproximadamente 40 m do eixo da barragem, de modo a evitar a extravasão de água não clarificada. Devido às baixas velocidades da água, o canal de adução não é revestido. A tubulação de aço é posicionada no interior do canal de adução, com entrada na elevação 1.304,00 m. Para dar maior flexibilidade à operação do reservatório, foi projetada outra boca de entrada para o vertedouro de serviço (tipo flauta), posicionada na El. 1.305,00 m. O vertedouro de emergência é composto por um canal emissário de seção trapezoidal, revestido com concreto projetado, e pela bacia de dissipação, com viga de impacto. Este vertedouro deverá funcionar apenas no período de chuva. O canal emissário foi concebido de forma a aproveitar um trecho do canal emissário da etapa anterior e a travessia existente sob a correia transportadora. O canal emissário tem largura variável e taludes 1V: 1,5H. Na entrada do canal, a largura vertente é de 10 m, convergindo para 3 m num trecho de 27 m de comprimento. A declividade do canal emissário é inicialmente de 0,70%, passando no trecho final a 8,86%, até desaguar na caixa de passagem, em concreto armado. O comprimento total do canal emissário é de 195,70 m. O canal emissário é revestido com gabião tipo colchão Reno no trecho inicial de 27 m e

16.3.7 - Aspectos Operacionais Sistema Operacional Conforme já mencionado, a planta de beneficiamento de Vargem Grande (ITM-VGR) recebe minério das minas de Capitão do Mato, Tamanduá e da Mina de Abóboras. Esse minério é processado em instalações de britagem e peneiramento localizadas nas áreas da própria mina. Após esse primeiro estágio, o minério é transportado até a planta de beneficiamento e é estocado em pilhas de homogeneização da usina. Em Vargem Grande, o beneficiamento envolve peneiramento a úmido e classificação por meio de hidrociclones.Além das etapas de classificação por tamanho, há as etapas de concentração, realizadas por espirais concentradoras, concentração gravítica e por colunas de flotação, ciclonagem, espessamento e filtragem. Inicialmente, o minério passa pelo peneiramento primário (constituído de duas peneiras inclinadas 195

Barragens de Rejeitos no Brasil

de dois “decks”), de onde a fração grossa (retida no primeiro e segundo “deck”) é encaminhada como produto final para pátio de estocagem de “lump ore”. O undersize (material passante) do peneiramento primário segue para o peneiramento secundário. No peneiramento secundário, obtêm-se outros dois produtos desta instalação. A hematitinha é a fração retida nos primeiros “decks” das peneiras. Já o “sinter feed” grosso é a fração retida nos segundos “decks” das peneiras. As frações finas, passantes nos segundos “decks”, também são encaminhadas para os hidro-ciclones classificadores. Para evitar a contaminação, por granulometria, da hematitinha, ela é repeneirada. O produto desse peneiramento é a própria hematitinha e o “sinter feed” grosso. Os hidrociclones classificadores recebem as frações finas da etapa de peneira-mento secundário. Esta etapa gera dois fluxos de polpa, o underflow, composto por partículas menores que 1 mm e maiores que 0,15 mm, que constituirá a alimentação das espirais concentradoras, e o overflow. Composto por partículas abaixo de 0,15 mm, que será bombeado para a ciclonagem. Nas espirais concentradoras, obtém-se um concentrado, chamado de fino, que irá compor o produto final “sinter feed”, e um rejeito que é enviado para a barragem de rejeito. A ciclonagem deslamadora é constituída de duas etapas, primária e secundária, e tem como finalidade deslamar o overflow dos classificadores espirais, preparando o material para a flotação. O underflow, nas etapas de ciclonagem, irá compor a alimentação da flotação, e as lamas serão encaminhadas para o espessador de lamas, onde se recupera parte da água e se descartam as lamas que são enviadas para a barragem de rejeitos. O underflow das etapas de ciclonagem é transferido para o espessador de alimentação da flotação, onde é adequado às necessidades do processo de concentração por flotação em colunas. O processo de concentração é realizado em seis colunas, de onde a polpa com o concentrado final é encaminhada à filtragem, após regulação de parâmetros como o pH.

A filtragem é realizada em filtros de discos, gerando o quarto produto desta instalação: o “pellet feed fines” (PFF). Para a recuperação do overflow da deslamagem secundária, foi implantada a separação magnética, de onde o rejeito é encaminhado para o espessador de lamas e o concentrado, encaminhado para o espessador de concentrado. O segundo rejeito gerado, rejeito da flotação, é bombeado para a barragem de rejeitos, onde se junta à lama. A etapa de recuperação de finos resulta em uma recuperação mássica do processo de beneficiamento mineral da planta de Vargem Grande de aproximadamente 82%. Posteriormente, os produtos são retomados e transportados por correias transportadoras até o Terminal de Embarque Ferroviário do Andaime. No terminal, os materiais são empilhados, retomados e embarcados em composições ferroviárias. Sistema de Transporte e Disposição de Rejeitos O sistema é constituído de uma planta de tratamento de minérios, de transportador de correia de longa distância e de elementos acessórios, tais como o sistema de disposição dos rejeitos provenientes do tratamento dos minérios. O material que chega à Barragem Vargem Grande é proveniente de limpeza de pisos, transbordos eventuais das caixas de processo e drenagem pluvial. A Usina de Vargem Grande gera dois rejeitos (lamas e rejeito de flotação) que são direcionados a Cava de Andaime e Cava de Fernandinho (informações referentes ao mês de agosto do ano de 2008). O rejeito da flotação é direcionado à Cava de Fernandinho por dois conjuntos de bombas 6 x 4" em tubulações de PEAD de 6" de diâmetro, apresentando a distribuição granulométrica conforme mostrado na Tabela 10-3 e as seguintes características: ¾ Vazão mássica (base seca): 116,00 t/h. ¾ Vazão de polpa (35% sólidos): 246,00 m3/h ¾ % sólidos em massa: 30 a 35% ¾ Densidade do sólido: 3,80 t/m³ 196

Barragens de Rejeitos no Brasil

Segundo documentação fonte das informações aqui descritas, a partir de maio de 2008, os rejeitos seriam direcionados para a Barragem Maravilhas II, sendo conduzido por meio de rejeitoduto, até então em construção.

Tabela 16-3 - Distribuição Granulométrica do Rejeito da Flotação mm

% Massa Retida 0,150 0,10 0,106 0,60 0,075 2,50 0,053 13,00 0,045 10,50 0,038 6,40 - 0,038 66,90

% Retida % Passante Acumulada Acumulada 0,10 99,90 0,70 99,40 3,20 96,80 16,20 83,80 26,70 73,30 33,10 66,90 100,00 0,00

Sistema de Recirculação de Água Existem dois sistemas de água que abastecem diretamente a Industria de Tratamento de Minério (ITM) Vargem Grande, que são a Captação do Rio Itabira e o bombeamento proveniente da Cava de Fernandinho (água proveniente das lamas bombeadas), além de três sistemas externos que alimentam os reservatórios diretamente, sendo Captação de Trovões, Adutora CMT e Adutora Maravilhas. A água proveniente do Rio Itabira recebe tratamento antes de ser lançada no reservatório de Vargem Grande. Além disso, no dique localizado na sela topográfica da Barragem Vargem Grande, que possui na sua ombreira esquerda uma tubulação tipo flauta, funciona como captação de água. Água esta que é conduzida através do corpo do dique até a casa de bomba existente entre o dique e a cava. Chegando a casa de bomba, a água é bombeada para a planta.

As lamas são direcionadas para a Cava de Andaime, por dois conjuntos de bombas horizontais de 10 x 8" (sendo uma reserva) em uma tubulação de PEAD de 10" de diâmetro, com opção para direcionar para a Barragem Vargem Grande por meio de espigotamento ao longo da crista da mesma. Tais lamas apresentam as seguintes características de composição e granulometria: ¾ ¾ ¾ ¾

Vazão mássica (base seca): 472,00 t/h Vazão de polpa (50% sólidos): 582,00 m3/h % sólidos em massa: 50 a 55% Densidade do sólido: 4,30 t/m³

16.4 - Agradecimentos

Como mencionado anteriormente, apenas em ocasiões excepcionais estes rejeitos são dispostos na Barragem Vargem Grande. mm

% Massa Retida 0,053 0,00 0,045 0,00 0,038 0,81 0,030 0,00 0,022 1,10 0,016 12,57 0,011 27,26 0,009 10,82 - 0,009 47,44

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

% Retida % Passante Acumulada Acumulada 0,00 100,00 0,00 100,00 0,81 99,19 0,81 99,19 1,91 98,09 14,48 85,52 41,74 58,26 52,56 47,44 100,00 0,00

16.5 - Referências - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Vargem Grande. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2009. - Manual de Operação - Barragem Vargem Grande. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em fevereiro de 2007. 197

Barragens de Rejeitos no Brasil

198

Barragens de Rejeitos no Brasil

17 - VALE - MINA DO PICO BARRAGEM MARAVILHAS II

Foto 17.1 – Vista aérea da Barragem Maravilhas II – Itabirito – MG (Fonte: Google Earth)

199

Barragens de Rejeitos no Brasil

17.1 - Apresentação A Barragem Maravilhas II faz parte do Complexo Itabiritos e localiza-se no município de Itabirito-MG, na Mina do Pico, de propriedade da Vale. Foi planejada para a disposição dos rejeitos gerados pelo beneficiamento do minério de ferro, a retenção dos sedimentos erosivos gerados nas áreas de lavra existentes em sua bacia de contribuição, a acumulação de água industrial

e a clarificação da água do efluente final da mina do Pico. A Barragem Maravilhas II teve, na 1ª etapa, seu Projeto Executivo elaborado pela DAM Engenharia de Projetos.As etapas seguintes foram projetadas pela DF Consultoria. A barragem foi executada pela Construtora Terrayama. A Figura 17.2 apresenta uma vista da crista da Barragem Maravilhas II.

Figura 17.2 – Vista da Barragem Maravilhas II

17.2 - Localização da Barragem

17.3 - Descrição Geral

A Barragem Maravilhas II está localizada no vale do Córrego Maravilhas, no município de Itabirito-MG, imediatamente à jusante da Mina do Pico de Itabirito, com o eixo nas coordenadas UTM 615.700,00 e 7.764.300,00. A barragem se encontra a 47,00 km da cidade de Belo Horizonte.

17.3.1- Dados Gerais A Barragem Maravilhas II é do tipo homogênea, de solo compactado, projetada para ser construída em etapas com alteamentos para jusante, com solos distribuídos de acordo com as características de plasticidade. A barragem tem altura máxima de 61,00 metros e volume útil do reservatório acumulado de 33,60 x 106 m³—-. O talude de jusante tem inclinação entre bermas de

A Figura 17.3 mostra um mapa de acesso e localização da Mina do Pico, em Itabirito, onde se encontra a Barragem Maravilhas II. 200

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 17.3 - Mapa de acesso e localização da Mina do Pico

¾ Um colchão drenante nas ombreiras esquerda e direita, composto com uma camada única de areia com espessura de 0,40 m, ao longo de todo o espaldar da barragem e até a elevação 1.268,00 m. ¾ Um colchão drenante horizontal composto de 0,50 m de espessura de brita 0 (zero), com transições de areia com 0,20 m de espessura ao longo de aproximadamente 67,00 m, conforme a geometria constante, descrita nos desenhos. ¾ O dreno de coleta das surgências no canal emissário da 1ª Etapa foi construído em vala revestida por geotêxtil, preenchida com brita 0 (zero) e interligado ao colchão drenante.

2H;1V, e o talude de montante possui inclinação de 1H;1V. A drenagem superficial é realizada por canaletas de ombreira, bermas e descidas d’água. De acordo com os dados gerados nas análises das percolações relativas ao alteamento para a elevação 1.265,00 m, optou-se por: ¾ Um filtro vertical que foi executado com areia lavada de espessura mínima 0,50 m, entre as elevações 1.253,00 m e 1.268,00 m, com exceção de um trecho com aproximadamente 46,00 m de extensão na ombreira esquerda, onde a espessura é de 1,10 m. A conexão com o filtro, já existente, foi realizada ao longo de toda a sua extensão, sendo necessária ainda uma camada horizontal de areia também com 0,50 m de espessura e largura variável para adequação ao novo eixo do filtro vertical.

As características apresentadas neste item são referentes à condição anterior ao inicio das obras da 5ª etapa de alteamento. As Figuras a seguir apresentam planta geral e seção típica da Barragem Maravilhas II. 201

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 17.4 – Planta geral da Barragem Maravilhas II

Figura 17.5 - Seção típica da Barragem Maravilhas II referente ao 5º alteamento

17.3.2- Ficha Técnica Os principais dados da Barragem Maravilhas II estão resumidos na Tabela 17-1 a seguir: 202

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 17-1 – Características da Barragem Maravilhas II (nov/08) DADOS GERAIS Finalidade

Contenção de rejeitos, retenção dos sedimentos e acumulação e clarificação de água industrial Empresas Projetistas DFConsultoria e DAM Projetos Construção – Etapa 5º Alteamento Data de construção Em andamento Altura da Barragem 71,00 m Comprimento da Crista 550,00 m Área do Reservatório 147,00 hec Volume do Reservatório 52.600.000,00 m3 Tipo de Seção Terra homogênea Drenagem Interna Filtro vertical e tapete horizontal do eixo da barragem para jusante. Instrumentação Barragem = 08 Piezômetros, 06 Indicadores de NA e 15 Marcos Superficiais e 01 medidor de vazão. ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na fase de projeto. Parâmetros dos Materiais Fundação Solo Coluvionar: c’ = 10,00 kPa; φ’ = 29,0º Fundação Solo Residual: c’ = 0,00 kPa; φ’ = 34,0º Aterro Argiloso: c’ = 13,00 kPa; φ’ =28,0º Aterro Siltoso: c’ = 15,00 kPa; φ’ = 30,0º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 15,75 km2 Tempo de Concentração 1,67 horas Cheia de Projeto TR igual a 10.000 anos Vazão Máxima Afluente 93,40 m3/s Vazão de Projeto 55,20 m3/s NA Máximo Operacional 1.276,50 m NA Máximo Maximorum 1.278,80 m Borda Livre 1,20 m para TR 10.000 anos ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação O extravasor é composto por um canal emissário trapezoidal, revestido com concreto e geossintético, com base menor de 6,00 m, altura revestida de 2,20 m e taludes de 1H/1V, desaguando no canal principal, em calha em degraus de concreto armado, Q = 55,20 m³/seg.

203

Barragens de Rejeitos no Brasil

17.3.1- Etapas de Construção

poroso de baixa resistência na parte onde o maciço exerce maiores pressões e onde este material está situado abaixo do nível d’água local.

A barragem Maravilhas II vem sendo construída em etapas, com alteamentos sucessivos para jusante. Na primeira etapa, o maciço foi construído até a El. 1.240,00 m, com cerca de 30,00 m de altura.As demais etapas de construção obedeceram à seguinte cronologia:

Quanto às ombreiras, considerou-se necessária a interrupção do fluxo de percolações nos extratos mais superficiais, onde existem camadas de solos saprolíticos e coluvionares de altas permeabilidades. Para tanto, o projeto previu a execução de cut-offs impermeabilizantes nas ombreiras.

¾ Em 1998, foi construída uma parte do maciço da segunda etapa, com coroamento na El. 1.245,00 m;

17.3.3- Monitoramento

¾ Em 1999, foi concluída a segunda etapa de alteamento, com coroamento na El. 1.250,00 m;

Para auxiliar na avaliação do comportamento da barragem após o terceiro alteamento (El. 1.270,00 m) foram executados, conforme previsto em projeto, a instalação de piezômetros e indicadores de níveis d’água, além de placa de indicação das vazões finais efluentes da drenagem interna da barragem e marcos de controle de deformação do maciço.

¾ De junho / 2001 a agosto / 2002, foi construída a terceira etapa de alteamento, com coroamento na El. 1.260,00 m; ¾ Em 2004, foi construída a quarta etapa de alteamento, com coroamento na El. 1.270,00; ¾ De setembro / 2005 a novembro / 2005, foi construída uma parte do maciço de jusante da quinta etapa (El. 1.280,00), com paralisação das obras com o coroamento na El. 1.247,00 m;

Na Tabela a seguir estão apresentadas as quantidades dos instrumentos instalados na barragem.

¾ Em maio / 2006, foi construída uma outra parte do maciço de jusante da quinta etapa de alteamento (El. 1.280,00), com paralisação na El. 1.270,00 m;

Tabela 17-2 – Instrumentos instalados na Barragem Maravilhas II

¾ Em 2010, foi construída a 5ª etapa de alteamento até a El. 1.280,00 m.

Instrumento Quantidade Medidor de NA 06 Piezômetro 08 Marco superficial de deformação 15 Medidor de vazão 01

A barragem objeto deste alteamento (El.1.280,00) tem altura máxima de 71,00 metros e volume útil acumulado de 52,60 x 106 m³—-. O talude de jusante tem inclinação entre bermas de 2H/1V. A cada alteamento, a proteção da faixa do talude de montante da barragem, na zona de oscilação da lâmina d’água, é efetivada através de camada de solo tratado com 50% de material granular graúdo, da granulometria correspondente a brita 0 (zero) ou minério da granulometria correspondente à do “sinter feed”.

17.3.4- Sistema Extravasor Nesta etapa, o sistema extravasor é composto por um canal emissário trapezoidal, na ombreira esquerda, revestido com geocélula, com base menor de 6,00 m, altura revestida de 2,20 m e taludes de 1H/1V, desaguando no canal principal, em degraus de concreto armado. O canal emissário possui comprimento total de aproximadamente 642,00 m, sendo os 72,50 m finais revestido com concreto e com declividade

17.3.2 - Geologia e Fundações Os estudos das fundações levaram a considerar a remoção de parte do material 204

Barragens de Rejeitos no Brasil

subsequente de flotação, complementar a deslamagem através da dispersão das lamas que ocorre em função do aumento do pH da polpa e recuperar água de processo. O aumento do pH é proporcionado pela adição do amido gelatizado (100 a 150 g/t).

de 2,0% se iniciando na elevação 1.267,00 m, na tomada d’água (soleira), e terminando na elevação 1.264,74 m, na conexão com o canal principal. A partir deste ponto, o canal emissário deságua numa calha de concreto armado de seção retangular, com 6,00 m de largura, até a elevação 1.208,00 m, onde deságua no córrego Maravilhas.

O espessador da alimentação da flotação recebe como alimentação o underflow dos dois estágios de ciclonagem e direciona o underflow para o tanque de polpa através de bombas. O tanque de polpa direciona o material para o condicionador que alimenta a flotação através de bomba.

O sistema extravasor desta etapa foi dimensionado, tendo seu nível operacional na elevação 1.276,50 m, para uma vazão afluente de 93,4 m³/s, e uma vazão defluente de 55,2 m³/s, correspondente a um tempo de recorrência de 10.000 anos, com uma borda livre de segurança de 1,20 m.

O produto desta planta é o SF5 - “sinter feed”.

A cada alteamento o sistema extravasor passa por adequações.

A Planta de Beneficiamento B tem o mesmo processo da Planta A. Porém os produtos da Planta B são o LO, hematitinha, e SF.

17.3.5- Aspectos Operacionais

A Planta de Beneficiamento C é caracterizada pelo tratamento a seco, não sendo gerados rejeitos e/ou lamas durante o processo.

A Barragem Maravilhas II destina-se à disposição do rejeito de flotação da Indústria de Transformação Mineral (ITM) D, das lamas e perdas da ITM D, do rejeito da Flotação da ITM A, da limpeza e desaguadora da ITM A, da limpeza e da desaguadora da ITM B, e também da retenção dos sedimentos erosivos gerados nas áreas de lavra existentes em sua bacia de contribuição, a acumulação de água industrial e a clarificação da água do efluente final da Mina do Pico. Segue abaixo uma descrição do processo operacional da Mina do Pico.

As ciclonagens primária e secundária têm como objetivo diminuir o percentual de lamas (frações abaixo de 10µm), favorecendo assim a operação subsequente de flotação em colunas. A ciclonagem é realizada em dois estágios, sendo o estágio primário composto de duas baterias com ciclones de 15 polegadas (cada bateria é composta de 10 ciclones) e o segundo estágio composto de duas baterias com ciclones de 10 polegadas (cada bateria é composta de 20 ciclones).

O espessador de concentrado do circuito ITM A tem por objetivo adequar o percentual de sólidos da etapa subseqüente de filtragem e recuperar água de processo. O espessador de concentrado recebe como alimentação o concentrado das colunas de flotação recleaner. O underflow do espessador é direcionado para o tanque de polpa através de bomba de polpa e esta direciona o material para a filtragem através de outra bomba. O overflow do espessador é direcionado para o espigote de lama por gravidade.

O overflow dos dois classificadores espirais é direcionado por gravidade para um tanque de polpa, que direciona o material para duas baterias de ciclonagem primária. O underflow do primeiro estágio é direcionado por gravidade para o espessador da alimentação da flotação e o overflow do primeiro é direcionado por gravidade para a caixa de polpa. Por meio das bombas, o material é enviado para duas baterias de ciclonagem secundárias. O underflow das baterias secundárias junta-se ao underflow das baterias primárias e o overflow das baterias secundárias é direcionado por gravidade para o espessador de lamas.

O espessador da alimentação da flotação (circuito flotação ITM-A/B) tem por objetivo adequar o percentual de sólidos da etapa 205

Barragens de Rejeitos no Brasil

O espessador da flotação tem por objetivo adequar o percentual de sólidos da etapa subseqüente à de flotação, complementar a deslamagem através da dispersão das lamas que ocorre em função do aumento do pH da polpa e recuperar água de processo. O aumento do pH é proporcionado pela adição do amido gelatizado (100 a 150 g/t) e pela adição de soda cáustica a 50%.

A/B. O overflow dos espessadores de concentrado e o overflow dos espessadores da alimentação da flotação também alimentam o espessador de lamas. Outros fluxos provenientes de bombas verticais também alimentam este espessador. O underflow do espessador é bombeado para a barragem Maravilhas II por meio de bombeamento. Existe também a possibilidade do underflow ser bombeado para a Barragem Maravilhas II através de tubulação independente. A água recuperada do espessador de lamas é direcionada para dois reservatórios e distribuída para vários pontos da usina.

O espessador da flotação recebe como alimentação o underflow dos dois estágios de ciclonagem e direciona o underflow para o tanque de polpa através de bombas. O tanque direciona o material para o condicionador, que alimenta a flotação por meio de outra bomba. O overflow do espessador da flotação é direcionado para o espessador de lama.

O processo, na planta E, se dá por meio de peneiramento. 17.4 - Agradecimentos

O espessador de concentrado tem por objetivo adequar o percentual de sólidos da etapa subseqüente de filtragem e recuperar água de processo.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

O espessador de alimentação da filtragem (concentrado) recebe como alimentação o concentrado das colunas de flotação recleaner (a alimentação é feita por gravidade). O underflow do espessador é direcionado para o tanque de polpa por meio de bombas de polpa e este direciona o material para a filtragem por meio de outras bombas. O overflow do espessador é direcionado para o espessador de lama por gravidade.

17.5 - Referências - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Maravilhas II. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2010;

O espessador de lama tem por objetivo adequar o percentual de sólidos para o bombeamento para a barragem de contenção de rejeitos e recuperar água de processo. Este espessador recebe como alimentação o overflow da bateria de ciclonagem secundária (duas baterias) do circuito de deslamagem da ITM D e o overflow da bateria de ciclonagem secundária do circuito de deslamagem do circuito das ITM

- Manual de Operação – Barragem Maravilhas II. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008; - Desenho RD-701-DS-13051-00. Elaborado pela Pimenta de Avila consultoria em agosto de 2008; - Google Earth (dezembro de 2008).

206

Barragens de Rejeitos no Brasil

18 - VALE - MINA DA FÁBRICA BARRAGEM FORQUILHA III

Figura 18.1 – Vista aérea da Barragem Forquilha III (Fonte: Google Earth)

207

Barragens de Rejeitos no Brasil

Sua construção deu-se início no ano de 2000 – dique de partida – a partir do qual a barragem vem sofrendo sucessivos alteamentos, de acordo com o planejamento de disposição dos rejeitos da mina.

18.1 - Apresentação A Barragem Forquilha III faz parte do Complexo Itabiritos, localizado no Município de Ouro Preto-MG, na Mina de Fábrica, de propriedade da Vale. O sistema possui uma operação integrada por três cavas em operação, uma usina de beneficiamento, uma usina de pelotização e duas estações de embarque. Na década de 70, com a construção do ramal Fábrica da Estrada de Ferro Vitória – Minas (EFVM), a Mina de Fábrica passou por um processo de expansão da produção, incluindo mina e beneficiamento. Em 1977, foi inaugurada a Usina de Pelotização de Fábrica, a única até hoje situada no interior do país. A Barragem de Forquilha III localiza-se nesta unidade de produção. A Barragem Forquilha III tem como finalidade conter rejeitos provenientes da usina de concentração. Além disso, o reservatório tem função importante no processo de reaproveitamento das águas.

18.2 - Localização da Barragem A Barragem Forquilha III faz parte do Complexo Mina de Fábrica, que está localizado na porção centro-oeste do estado de Minas Gerais, às margens da BR040, aproximadamente 75 km da cidade de Belo Horizonte em direção a cidade do Rio de Janeiro, no município de Ouro Preto – coordenadas UTM 621.470,00; 7.742.680,00 (Datum Sad 69). As concessões e terrenos estão distribuídos pelos municípios de Ouro Preto, Congonhas, Belo Vale, Moeda e Itabirito. A figura a seguir mostra o mapa de acesso e localização da Mina de Fábrica, onde se localiza a Barragem Forquilha III.

Figura 18.2 - Mapa de acesso e localização da Mina de Fábrica 208

Barragens de Rejeitos no Brasil

18.3 - Descrição Geral

O talude de jusante do dique de partida tem inclinação de 1,0V:2,3H, com bermas de 3,00 m de largura nas elevações 1.104,00 m e 1.094,00 m. Os taludes de jusante construídos nas etapas de alteamento têm inclinação de 1,0V:2,5H. Em setembro de 2010, a barragem encontrava-se na cota 1.151,00 m, após obras do 5º alteamento, executado em 2009. As figuras a seguir apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem Forquilha III.

18.3.1- Dados Gerais A barragem tem cerca de 72,00 m de altura e cerca de 700,00 m de comprimento de crista. Foi construída a partir de um dique inicial e por sussessivos alteamentos por montante. O maciço inicial foi implantado em 2000. Composto de maciço homogêneo de solo compactado, atingiu a elevação 1.113,50 m e altura máxima de cerca de 35,00 m.

Figura 18.3 – Planta Geral da Barragem Forquilha III (4º alteamento)

Figura 18.4 – Seção Típica da Barragem Forquilha III

18.3.2- Ficha Técnica Os principais dados da Barragem Forquilha III estão resumidos na tabela a seguir. 209

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 18-1 – Características da Barragem Forquilha III (set/10) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa Data de construção Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume Total do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação

Contenção de rejeitos, com reaproveitamento da água Tecnosolo/Golder Associates/ Geoconsultoria 5º Alteamento (cota 1.151,00m) 2009 1.152,80 a 1.151,00m 72,00m 700,00m 812.785,12m2 14.000.000m3 Solo compactado Drenos verticais e horizontais, além de drenos horizontais em tubos de PVC 12 Marcos Superficiais, 12 Piezômetros Elétricos, 89 Piezômetros Casagrande, 4 Indicadores de Nível d’Água e 5 Inclinômetros.

ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Parâmetros dos Materiais

Realizadas nas fases de projeto Fundação: c’ = 0,5 t/m² / φ’ = 30º Rejeito: c’ = 0,5 t/m² / φ’ = 25º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 1,97 km2 Tempo de Concentração 22 minutos Precipitação Máxima Provável 340 mm (PMP de 24 horas) Cheia de Projeto TR= 100 anos e 7 dias de duração Vazão Máxima Afluente 2,97 m3/s Vazão de Projeto 1,80 m3/s (vazão máxima efluente) ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Torres de soleira variável operadas com stop-logs, conectadas a uma galeria de encosta, a qual descarrega numa galeria de fundo e, em seguida, no antigo extravasor em canal. Vertedouro de Abandono Há projeto conceitual prevista para a elevação 1.154,00 m, a barragem terá atingido sua altura máxima de projeto, cerca de 74,00 m. Para o cálculo das etapas de alteamento, adotou-se como base o assoreamento do reservatório e o programa de produção da Vale na época em questão.

18.3.3- Etapas de Construção Inicialmente foi construído um dique de terra compactada, provido de dreno de fundo e filtro vertical. Em setembro de 2010, a barragem encontrava-se na cota 1.151,00 m, após obras do 5º alteamento, em 2009. Na última etapa, cota final 210

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tomando como base uma razão de alteamento de 6,00 a 7,00 m/ano, considerada elevada para o tipo de rejeito (fino) que se opera, e o método de alteamento por montante, o programa de produção da Vale e a batimetria realizada em Forquilha III, em fevereiro de 2008, foram definidas as seguintes cotas de alteamento, prevendo-se preliminarmente a diferença de 2,00 m entre a soleira do extravasor e a crista da barragem. ¾ Cota 1.154,00 m (final) ¾ Cota 1.151,00 m ¾ Cota 1.144,00 m ¾ Cota 1.137,00 m ¾ Cota 1.130,00 m

¾ Cota 1.123,00 m ¾ Cota 1.113,00 m

1º alteamento - 2002; dique inicial - 2000.

No estabelecimento destas cotas foram consideradas as seguintes premissas: a) Cada alteamento deverá ser executado de modo a ser concluído até o dia 31 de outubro de cada ano; b) O prazo máximo de construção deve ser de seis meses, de maio a outubro de cada ano. O ideal é que se iniciem a partir de março de cada ano; As figuras seguintes mostram a Barragem Forquilha III, vista de uma de suas ombreiras.

6º alteamento - 2009/2010; 5º alteamento - 2008; 4º alteamento - 2007; 3º alteamento - 2005; 2º alteamento - 2003;

Figura 18.5 - Vista da Barragem Forquilha III em obras do 4º alteamento

Figura 18.6 - Vista da crista da Barragem Forquilha III em obras do 4º alteamento 211

Barragens de Rejeitos no Brasil

18.3.4- Geologia e Fundações

Em alguns pontos, a sondagem atingiu o filito alterado, e o projeto previu a escavação da camada de solo aluvionar do fundo do vale, com espessura de 1,00 a 3,00 m.

Nas ombreiras direita e esquerda, o terreno de fundação é composto por solo residual (saprolito) de filito com textura silto-argilosa de cor variegada (vermelha/ amarela/ roxa). Sobrejacente a este, capeando a superfície do terreno, encontra-se solo coluvionar argilo-siltoso, com espessura variando entre 1,00 a 2,00 m.

18.3.5- Monitoramento O monitoramento da barragem é feito por meio da realização de leituras dos instrumentos relacionados na tabela a seguir.

Tabela 18-2 – Monitoramento da Barragem Forquilha III Instrumento 1 Marco Superficial

Qtde. 12

2

Inclinômetro

5*

3

Piezômetro Elétrico

12

4

Piezômetro Casagrande

89

5

Indicador de nível d’água 4

Objetivo Medir possíveis deslocamentos horizontais e recalques Medir deslocamentos em profundidade na barragem e detectar possíveis círculos de ruptura Medir pressões neutras positivas e negativas Medir pressões neutras

Medir pressões neutras – hidrostáticas

Local Sobre as bermas dos diques Fixo na fundação; seções principais; parte central da barragem. Na praia de rejeito em profundidades diferentes e na crista de cota 1137. Fundação dos diques; no aterro de rejeito, nos maciços dos diques e nas ombreiras. Aterro de rejeito e nos maciços dos diques

Esse sistema visa o controle do nível d’água no reservatório e o melhor controle e manutenção da largura da praia, necessária para a segurança da barragem. Na etapa de fechamento, deverá ser construído um canal extravasor de superfície.

18.3.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor é composto por galeria de encosta, com torres de soleira variável, operada com ‘stop-logs’, conectado a uma galeria de fundo, descarregando num canal aberto na ombreira direita. Esse extravasor tem cerca de 41,00 m de extensão e seção retangular em concreto armado. O canal de descarga é em rampa, com seção retangular em concreto armado. Há também uma estrutura de amortecimento em gabião no final do canal de descarga.

18.3.7 - Aspectos Operacionais O bombeamento dos rejeitos compreende as bombas na área da usina, a tubulação de recalque, as canaletas e a distribuição com tubos (tubulação principal, válvulas, espigotes) na barragem. 212

Barragens de Rejeitos no Brasil

Os rejeitos, na forma de polpa, são bombeados da usina e aduzidos, no trecho inicial, por tubulação e, em grande extensão, por canaleta de concreto até as proximidades da barragem. Nesse ponto, eles são novamente aduzidos por tubulação estendida sobre a crista da barragem. Estas caixas são operadas de modo a propiciar o assoreamento do reservatório de maneira uniforme e a se aproveitar os volumes das reentrâncias dos seus braços (vales de drenagem natural). Ao longo da crista da barragem a tubulação é provida de vários pontos de descarga – espigotes – de onde os rejeitos são lançados para montante, propiciando a formação da praia emersa. Essa praia emersa é parte integrante do maciço da barragem. Para a correta formação da praia a montante, são necessários espigotes a cada 25,00 m. Tal distribuição tem os seguintes benefícios:

sentido da ombreira direita, em seqüência, de modo a formar uma praia uniforme. O lançamento dos rejeitos no reservatório deve levar em conta ainda a conceituação estabelecida para o fechamento da barragem, buscando-se descartá-los nas laterais do vale para conter o espelho d´água em uma pequena área o mais próximo possível do extravasor. O circuito de processo, de maneira simplificada, compreende as operações unitárias de britagem, classificação, separação magnética, espessamento e espirais (em parte do circuito). Os rejeitos resultam como underflow de espessador, na forma de polpa, com cerca de 55% de sólidos, em peso. O sistema de aproveitamento das águas opera no lado direito do reservatório, próximo do emboque do extravasor, uma estação de captação de água flutuante.A captação e a adução de água incluem a plataforma flutuante, bombas e tubulações de recalque, desde a balsa até o reservatório da barragem Forquilha II, onde a água é descartada. O reservatório de água na barragem de rejeitos deve ser de 300.000 a 400.000 m³, para atender a demanda de recirculação para a usina de 400,00 a 450,00 m³/h. Se for necessária a redução do volume de circulação para atendimento de condicionante ambiental, a vazão complementar deverá ser buscada pelo Complexo em outra fonte componente do seu sistema de água.

¾ Os cones de deposição que se formam nos pontos de lançamento dos rejeitos se tocam em distâncias menores, evitando a sedimentação do material mais fino junto ao pé de montante da barragem; ¾ Como as vazões descartadas nos espigotes são menores, a capacidade de transporte dos sólidos é também reduzida, propiciando melhor segregação sedimentar e maior inclinação da praia; ¾ Não há ocorrência de “back ponding”, que são as bacias de acúmulo de água nos pontos de queda dos rejeitos e atrás dos mesmos, evitando-se também a deposição de material fino junto à barragem.

18.4 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

Os espigotes operam com válvulas, que podem ser do tipo “mangote” ou de gaveta (guilhotina, ranhura), abertas ou fechadas manualmente. Eles devem operar em conjuntos de no máximo cinco ao mesmo tempo, iniciandose a operação a partir do lado esquerdo da barragem, deslocando-se esta operação no

213

Barragens de Rejeitos no Brasil

18.5 - Referências - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Forquilha III. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2010; - Manual de Operação – Barragem Forquilha III. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008; - Desenhos RD-701-DS-11298-00 e RD-701DS-13055-00, elaborados pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008.

214

Barragens de Rejeitos no Brasil

19 - VALE - MINA CÓRREGO DO FEIJÃO

Figura 19.1 – Vista aérea das Barragens I e VI, do Sistema de Disposição de rejeitos da Mina Córrego do Feijão. (Fonte: Google Earth)

215

Barragens de Rejeitos no Brasil

19.1 - Apresentação

alteamento da Barragem I ou durante a manutenção de tubulações, por exemplo).

O Sistema Córrego do Feijão faz parte do Complexo Minerador Paraopebas, de propriedade da Vale, sendo constituído pelas Barragens I e VI, que têm como finalidade conter os rejeitos finos provenientes do tratamento do minério e reservar água para reaproveitamento no processo industrial, respectivamente. Apesar da Barragem VI ter sido projetada para a contenção de rejeitos, sua finalidade foi alterada, passando a ser somente a contenção de água. Eventualmente, no entanto, tal barragem recebe descargas de rejeitos (durante o

19.2 - Localização do Sistema O Sistema Córrego do Feijão está localizado na Mina Córrego do Feijão, no Alto Curso da Bacia do rio Paraopebas, nas cabeceiras do ribeirão Ferro-Carvão, afluente pela margem direita do Paraopebas, em terras do município de Brumadinho, Minas Gerais, com coordenadas UTM: 591.942,97 E; 7.775.032,00 N (Datum WGS 84). A figura a seguir apresenta o mapa de localização e acesso à Mina Córrego do Feijão.

Figura 19.2 - Mapa de acesso e localização da Mina Córrego do Feijão

19.3 - Barragem I

19.3.1- Dados Gerais

A Barragem I foi implantada em 1976 e tem como finalidade a contenção de rejeitos finos provenientes da instalação de tratamento de minério, com reaproveitamento da água no processo industrial.

O maciço inicial (dique de partida) é constituído por aterro homogêneo de material drenante. A barragem inicial, com 18,00 m de altura máxima, teve coroamente na elevação 874,00 m, contando com uma berma na elevação 864,00 m, no talude de jusante. 216

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 19.3 – Vista aérea da Barragem I

Os aterros do 4º ao 9º alteamento foram construídos pelo método de montante, com maciço compactado, constituído de materiais provenientens da praia de rejeitos e das escavações obrigatórias. O dique do 9º alteamento com crista na elevação 937,00 m, foi contruído com solos argilo-siltosos compactados. Os taludes de jusante foram protegidos por uma camada de solo argiloso adubado, propício para o desenvolvimento de grama. A crista e os taludes de montante foram protegidos por uma camada de cerca de 0,20 m de canga laterita.

O sistema de drenagem interna é composto por filtro vertical associado a um tapete drenante lançado diretamente sobre a praia de rejeitos. Na extremidade de jusante, o tapete está conectado a uma trincheira drenante, no fundo da qual existem tubos tipo PVC perfurados e posicionados longitudinalmente, com saídas a cada 20,00 m, de forma a conduzir a água para as canaletas de superfície. O sistema de drenagem superficial é composto por canaletas de concreto e descidas em degraus, implantadas nas bermas e nos taludes. As Figuras a seguir apresentam planta e seção típica da Barragem I, da Mina Córrego do Feijão. 217

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 19.4 – Planta da Barragem I – Mina Córrego do Feijão (set/2005)

Figura 19.5 – Seção Típica da Barragem I – (referente ao 7º alteamento da barragem)

19.3.2 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da barragem estão resumidos na tabela a seguir. 218

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 19-1 - Características da Barragem I (Set/2010) DADOS GERAIS Finalidade

Contenção de rejeitos, com reaproveitamento da água no processo industrial. 8ª Etapa: Tecnosolo , 9ª Etapa: Geoconsultoria Início 9ª Etapa: 2007 937,00 m 81,00 m 610,00 m 0,24 km² 10.000.000,0 m³ Homogênea Filtro vertical associado a tapete drenante.

Empresas Projetistas Construção – Etapa Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume Atual do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas nas fases de projeto. Parâmetros dos Materiais Aterro (Rejeito Compactado): c’ = 5,00 kPa / φ’ = 37° HIDROLOGIA / HIDRÁULICA* Área da Bacia 0,88 km2 Tempo de Concentração 22,9 minutos Cheia de Projeto 10.000 anos de tempo de retorno Vazão Máxima Afluente 2,61 m³/s Vazão de Projeto 1,77 m³/s NA Máximo Operacional 935,00 m NA Máximo Maximorum 935,69 m Borda Livre (NA máx Max) 1,31 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Estrutura em torre, com galeria de fundo e canal a jusante que deságua na Barragem VI

19.3.3 - Etapas de Construção

Foram complementadas as obras do 9º alteamento pelo método de montante, com maciço de rejeito compactado sobre a praia de rejeitos, atingindo a elevação 937,00 m e altura máxima de 81,00 m.

A barragem foi inicialmente implantada em 1976, com crista na elevação 874,00 m, sofrendo cinco alteamentos sucessivos de 3,00 m de altura cada, atingindo coroamento na elevação 889,00 m. Posteriormente, teve sua crista alteada até a elevação 894,00 m, com envelopamento do maciço associado a alteamentos de 5,00 m. A partir do 4º alteamento, o eixo da barragem foi deslocado para montante do eixo inicial.

19.3.4 - Geologia e Fundações Resumidamente, na região da barragem, o maciço rochoso é representado por gnaisses bandados, sendo a área do barramento capeada por 219

Barragens de Rejeitos no Brasil

horizonte de material terroso, constituído de solos saprolitos/ residual/ coluvionar. Esses solos apresentam boa capacidade de suporte e permeabilidade baixa. Em geral, os diques dos alteamentos foram assentados em terreno constituído por solo residual/ saprolito, nas ombreiras, e pela praia de rejeito e aterro do dique subjacente, no trecho central. Nas fases de tratamento da fundação dos aterros, a camada de solo superficial de baixa consistência/ compacidade e/ ou contaminada foi removida. Em todas as fases de alteamento, foram efetuadas campanhas de sondagens com ensaios SPT e de infiltração, e ensaios de laboratório, para a investigação da fundação. Recentemente, para análise das condições de estabilidade física do maciço, foram executadas campanhas de investigações de campo e laboratório visando pesquisar as características dos maciços de alteamentos, maciço inicial,

especialmente quanto ao terreno de fundação e ao sistema de drenagem interna. 19.3.5 - Monitoramento A instrumentação da Barragem I é basicamente composta de piezômetros tipo Casagrande, indicadores de nível d’água, inclinômetros, marcos topográficos e medidores de vazão de percolação pelos tubos de drenagem dos tapetes horizontais. O monitoramento é feito por meio de leituras periódicas dos instrumentos. Para o controle dos resultados, as leituras são lançadas em tabelas e gráficos e comparadas em conjunto e individualmente com três níveis de segurança: atenção, alerta e emergência, conforme premissas estabelecidas em projeto. Na tabela 19-2, apresenta-se um resumo da instrumentação instalada na barragem até a elevação 930,00.

Tabela 19-2 - Resumo da instrumentação instalada na Barragem I Instrumento 1 Marco Superficial

Qtde. 18

2 Inclinômetro

2

3 Piezômetro Casagrande

78

4 Indicador de nível d’água

20

5 Drenos controlados com medição de vazão

53

6 Régua de medição de 1 nível d’água no reservatório 7 Pluviômetro 1

Objetivo Medir deformações horizontais e verticais (recalques) Medir deformações em profundidade na barragem e detectar possíveis superfícies de ruptura Medir pressões neutras (poropressões) Medir pressões neutras hidrostáticas Medir a vazão dos drenos e consequentemente a vazão percolada pela Barragem I Medir o nível d’água do reservatório Medir o índice pluviométrico da região

220

Local Sobre as bermas dos diques Fixo na fundação; seções principais; parte central da barragem. Fundação dos diques; no aterro de rejeito e nos maciços dos diques. Aterro de rejeito e nos maciços dos diques iniciais Taludes de jusante dos diques da barragem Próximo ao talude esquerdo do reservatório Região de Córrego do Feijão - Barragem I

Barragens de Rejeitos no Brasil

- Canal a céu aberto, de seção retangular, com 1,00 m de largura e 1,50 m de altura, com um trecho inicial contínuo e outro, final, em degraus, descarregando a vazão extravasada no reservatório da barragem VI.

19.3.6 - Sistema Extravasor O atual sistema extravasor, implantado na ombreira direita, é um vertedor do tipo torre, com galeria de fundo, soleira variável, por meio de “stop-logs”, e um canal a jusante, para adução da água extravasada até a Barragem VI. Para o dimensionamento hidráulico do extravasor, foram desenvolvidos estudos hidrológicos, considerando-se a vazão de cheia para chuva com tempo de retorno decamilenar, tendo em vista o porte da barragem e seu potencial de dano à jusante, em caso de ruptura. Com base nesses estudos, o sistema extravasor foi dimensionado conforme características descritas a seguir:

19.4 - Barragem VI O Projeto Executivo da Barragem VI foi elaborado pela Tecnosolo em Março de 1998. A barragem destinava-se à contenção de rejeitos finos provenientes da Indústria de Transformação Mineral (ITM), com reaproveitamento d’água industrial. A Barragem VI opera exclusivamente como reservatório de água para o fornecimento à planta de tratamento de minério e para receber a água industrial descartada da Barragem I. A barragem também recebe descargas eventuais de rejeitos durante o alteamento da barragem I ou emergências operacionais, como manutenção das tubulações.

- 3 torres, em seção retangular, com aberturas de 1,40 m de largura e 1,00 m de profundidade, com 5,00 m de altura máxima, aberta em um dos lados, onde são instalados os “stop-logs”; - Galeria de fundo, com seção retangular, com 1,00 m de lado e 1,40 m de altura, com extensão de cerca de 310,00 m;

19.4.1 - Dados Gerais O maciço da barragem é composto por aterro homogêneo de solo silto-argiloso

Figura 19.6 – Vista aérea da Barragem VI 221

Barragens de Rejeitos no Brasil

compactado, com dique de partida a jusante, em enrocamento de rochas sã e alterada. O dique de partida tem crista na elevação 866,00 m e taludes de montante e jusante com inclinação 1V:1,5H. O maciço principal foi construído com crista na elevação 894,50 m, atingindo a elevação 895,00 m após regularização, o que corresponde a uma altura máxima de cerca de 40,00 m. A inclinação dos taludes de jusante é de 1V:2,3H, com bermas de 3,00 m de largura nas elevações 866,00 m, 876,00 m e 886,00 m. O sistema de drenagem interna é composto por um filtro vertical associado a um tapete drenante tipo sanduíche. O filtro vertical é de sinter feed, com 0,80 m de largura.

O tapete drenante, tipo “sanduíche”, apresenta dois tipos de seções: a das ombreiras – constituída por duas camadas de sinter feed, com espessura de 0,20 m cada, envolvendo camada de 0,30 m de “hematitinha” – e a do fundo do talvegue, constituída por duas camadas de areia com 0,20 m de espessura envolvendo camada de brita 1, com 0,80 m de espessura. O sistema de drenagem superficial é composto por canaletas de concreto e descidas d’água em degraus nas bermas e nos taludes. O talude de jusante foi protegido com grama, e o talude de montante e a crista, por material laterítico e canga. As Figuras seguintes apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem VI.

Figura 19.7 - Planta geral da Barragem VI

Figura 19.8 Seção típica da Barragem VI 222

Barragens de Rejeitos no Brasil

19.4.2- Ficha Técnica As principais características da Barragem VI estão resumidas na Tabela a seguir.

Tabela 19-3 - Características da Barragem VI (Set/2010) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa Data de construção Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Volume Reservatório – 2006 Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Parâmetros dos Materiais

Reservaçãode água e contenção de rejeitos finos (eventual) Tecnosolo Maciço Inicial 1999 895,05 m 40,00 m 350,00 m 1.000.000 m³ Homogênea Filtro vertical associado a tapete drenante Piezômetros e medidor de vazão Realizadas na Etapa de Projeto. Aterro: c’ = 10,00 kPa / φ’ = 30º Fundação: c’ = 5,00 kPa / φ’ = 30º

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 2,74 km2 Tempo de Concentração 37,90 minutos Precipitação Máxima Provável Cheia de Projeto Decamilenar Vazão Máxima Afluente 18,10 m³/s Vazão de Projeto 13,70 m³/s NA Máximo Operacional 892,50 m NA Máximo Maximorum 894,05 m Borda Livre (NA máx Max) 1,00 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Canal de superfície em concreto armado de seção retangular. Soleira na El. 892,50m

223

Barragens de Rejeitos no Brasil

19.4.3 - Etapas de Construção

Além dos instrumentos supracitados, também foi instalado um pluviômetro na crista da barragem.

O Projeto Executivo da Barragem VI foi elaborado pela Tecnosolo em Março de 1998.

19.4.6 - Sistema Extravasor

Em setembro de 2010, a barragem apresentava crista na elevação 894,50 m, contudo, está previsto um alteamento de mais 5,00 m, para jusante.

O sistema extravasor em operação, implantado na ombreira direita, é basicamente composto de: · Canal de aproximação com seção trapezoidal, protegido por pedra argamassada;

19.4.4 - Geologia e Fundações Na área de implantação da Barragem VI, a constituição do maciço terroso/ rochoso de fundação está distribuída da seguinte forma:

· Trecho do extravasor com cerca de 40,00 m, soleira em concreto armado e seção retangular;

- Nas ombreiras direita e esquerda ocorre solo residual de filito, com textura siltoargilosa, de consistência média a muito rija, com espessura de cerca de 3,00 a 4,00 m. Sobrejacentemente a este horizonte, ocorre solo coluvionar argilo-silto-arenoso de consistência mole à média e espessura variável de 2,00 a 3,00 m, na ombreira esquerda, e 3,00 a 5,00 m, na ombreira direita.

· Canal de descarga em degraus, com seção retangular, em concreto armado. Para os estudos hidrológicos foi considerada cheia com 10.000 anos de tempo de retorno, aplicando-se a severidade necessária à análise. 19.5 - Aspectos Operacionais

- No fundo do vale, o terreno de fundação é constituído por solo aluvionar/ coluvionar argilosilto-arenoso, de baixa consistência, com blocos e com espessura variável de 0,50 a 2,10 m.

A planta de beneficiamento da Mina Córrrego do Feijão é composta pelas etapas de britagem, classificação e concentração magnética, processando minério de itabirito e hematita e gerando os produtos: granulado, sinter feed e pelled feed. Os rejeitos da ITM seguem para a Barragem I. A água proveniente do rejeito escoa, por gravidade, por meio do extravasor da Barragem I, para o reservatório da Barragem VI. Apesar de a Barragem VI ter sido projetada para contenção de rejeitos, por questões de segurança, sua finalidade passou a ser somente a contenção de água. Os rejeitos são dispostos na Barragem I, sendo somente a água resultante direcionada para a Barragem VI. A água recuperada no reservatório da Barragem I é captada por meio de uma bomba com tubulação de 12", sendo conduzida por gravidade até a Barragem VI. Após o alteamento da Barragem I, foi previsto que a água escoasse pelo extravasor direto para o reservatório da Barragem VI.

Os solos de baixa consistência, encontrados no vale e nas ombreiras, foram removidos. Para a investigação do terreno de fundação, foram executadas sondagens com ensaios SPT e de infiltração, trados e poços com coleta de amostras para ensaios de laboratório. 19.4.5- Monitoramento O monitoramento é realizado por meio de leituras dos piezômetros e inspeções visuais mensais, gerando relatórios (mensais) de acompanhamento. As anomalias eventualmente detectadas são classificadas quanto ao seu grau de importância, em três níveis distintos, e, em seguida, são elaborados planos de ação para correção e manutenção. O sistema de instrumentação é composto por 14 piezômetros, instalados no aterro e na fundação, além de um medidor de vazão, instalado na saída do dreno de pé. 224

Barragens de Rejeitos no Brasil

Na Barragem VI, a água é recuperada por meio de quatro bombas, com tubulação de 12", sendo três para a usina e uma exclusiva para a concentração de finos.

- Manual de Operação - Barragem VI. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008; - RE.2182/03-Rev1. 8º Alteamento da Barragem I – Mina Córrego do Feijão – Projeto Executivo – Relatório do Projeto Executivo. Volumes 1 e 2. Elaborado pela Tecnosolo em Janeiro de 2004;

19.6 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte.

- RE.2186/03. 8º Alteamento da Barragem I – Mina Córrego do Feijão – Projeto Executivo – Análises de Estabilidade. Elaborado pela Tecnosolo, em Dezembro de 2003;

O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

- RE.2178/03. 8º Alteamento da Barragem I – Mina Córrego do Feijão – Projeto Executivo – Plano de Contingência. Elaborado pela Tecnosolo, em Agosto de 2003;

19.7 - Referências - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem I. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em setembro de 2010; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem VI. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2010; - Manual de Operação - Barragem VI. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008;

- BCV-B-B1-RE-001-B – Avaliação de Performance/ Parecer Técnico, Barragem I, Mina Córrego do Feijão. Elaborado pela DF Consultoria e pela DAM Projetos de Engenharia; - Desenho RD-501-DS-7311-00. Elaborado pela Pimenta de Avila em setembro de 2005.

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Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

20 - VALE - MINA DE ÁGUA LIMPA BARRAGEM DO DIOGO

Figura 20.1 – Vista aérea da Barragem do Diogo (maio de 2006) Fonte: Vale

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Barragens de Rejeitos no Brasil

20.1 - Apresentação

de seu reservatório, captação de água para o processo de beneficiamento e disposição de rejeitos do mesmo processo. Seu projeto inicial foi elaborado em Agosto de 1991 e executado no mesmo ano. A partir de Agosto de 2005 foi iniciado o lançamento de lama do processo de beneficiamento no reservatório da barragem.

A Barragem do Diogo faz parte do Complexo Minerador Minas Centrais, Mina de Água Limpa, de propriedade da Vale. Tem como finalidade receber os sedimentos das cavas de Morro Agudo, Espigão do Pico, pilhas de estéril de Morro Agudo, sedimentos do entorno

Figura 20.2 – Vista aérea da Barragem do Diogo (Fonte: Google Earth)

20.2 - Localização da Barragem A Barragem do Diogo está localizada na Mina de Água Limpa, município de Rio Piracicaba-MG, fazendo parte do Complexo Minerador Minas Centrais e com coordenadas UTM 688.804,59; 7.795.274,65.

A barragem se encontra a 137 km da capital Belo Horizonte. As figuras seguintes mostram os mapas de localização e acessos para a Mina de Água Limpa e a Barragem do Diogo. 228

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 20.3 - Mapa de Localização e Acessos da Mina de Água Limpa

A altura da estrutura em novembro de 2009 era de 25,00 m. Os taludes possuem inclinação 1V:2H, sendo que nos de jusante foram implantadas bermas a cada 10 m de desnível. Prevêse que os próximos alteamentos sejam executados com os mesmos materiais utilizados na etapa inicial. A drenagem interna é composta por um filtro vertical de rejeito fino com 0,80 m de espessura, interligado ao tapete horizontal, de rejeito grosso de 2 m de espessura. A saída do sistema é feita no fundo do vale, por meio de um dreno de pé de enrocamento com topo na cota 640,00 m, com duas transições em pedra britada de 0,20 m de espessura. Para a drenagem superficial, foram construídas escadas de concreto com seção trapezoidal no contato do maciço da barragem com as ombreiras. As Figuras seguintes apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem do Diogo.

20.3 - Descrição Geral 20.3.1- Dados Gerais Como mencionado anteriormente, a Barragem do Diogo foi concebida com a finalidade de reservar água industrial, conter rejeitos finos provenientes das instalações de concentração e sedimentos do entorno do reservatório. A partir de agosto de 2005, foi iniciado o lançamento de lama do processo de beneficiamento no reservatório da barragem. Este lançamento no reservatório é feito por gravidade, por meio de tubulação do tipo PEAD, localizada a montante. Executado no início da década de 90, o dique inicial teve seu aterro contruído por solo argiloso homogêneo compactado na porção de montante do filtro. 229

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 20.5 - Planta Geral da Barragem do Diogo

Figura 20.6 - Seção típica da Barragem do Diogo

20.3.2 - Ficha Técnica As principais características da Barragem do Diogo estão resumidas na Tabela a seguir. 230

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 20-1 – Características da Barragem do Diogo (2006) DADOS GERAIS Finalidade Contenção de rejeitos e sedimentos, acúmulo de água Empresas Projetistas Dam Projetos de Engenharia Construção – Etapa 1ª Etapa Data de construção 1991 Cota da Crista 660,00 m Altura da Barragem 25,00 m Comprimento da Crista 83,00 m Área do Reservatório 435.000,00 m² Volume do Reservatório 2.400.000,00 m³ Tipo de Seção Maciço homogêneo de solo argiloso compactado Drenagem Interna Filtro vertical de rejeito fino e tapete drenante de rejeito grosso. Instrumentação 3 piezômetros e 1 indicador de nível d’água ESTUDOS GEOTÉCNICOS Fundação Estudos foram realizados na época do projeto da barragem. HIDROLOGIA / HIDRÁULICA * Área da Bacia 21,20 km2 Tempo de Concentração 2,10 horas Cheia de Projeto 100 anos Vazão Máxima Afluente 149,00 m³/s NA Máximo Operacional 657,00 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Canal lateral com soleira livre, escavado em rocha, com largura de 7,00 m e muro guia de concreto no trecho final. Crista do vertedouro na El. 657,00 m.

a junção dos córregos do Elefante e Misael, formando o córrego do Diogo. A região se estabelece em um flanco de um dobramento denominado de Anticlinal do Elefante, bem próximo ao fechamento da dobra, que tem seu caimento para nordeste. As ombreiras são constituídas de um biotita quartzo gnaisse da Formação Elefante, membro Bicas, da unidade superior do Super Grupo Minas, de idade Pré-Cambriana. O gnaisse está no meio de uma sequência que tem sotoposto o quartzito Cauê e sobreposto o quartzito Pantame, também da Formação Elefante.

20.3.3 - Etapas de Construção Inicialmente a barragem foi projetada para ter nove alteamentos, com a crista final na elevação 700,00 m. Em um segundo estudo, em 2004, a cota final da barragem foi estabelecida para a elevação 692,00 m. Quando da elaboração da documentação fonte dessas informações, a Barragem do Diogo estava em obras do 1º alteamento, para a elevação 667,50 m. 20.3.4 - Geologia e Fundações A barragem está localizada numa “garganta topográfica” entalhada em rocha gnáissica, após 231

Barragens de Rejeitos no Brasil

A ombreira esquerda é formada por um paredão quase vertical, com aproximadamente 18 m de altura no local do eixo, formado por rocha maciça, pouco fraturada, com juntas de alívio subverticais. Foram realizadas investigações na fundação da barragem, na fase de projeto executivo, que constaram em 18 sondagens mistas, 15 sondagens à percussão e 3 poços de inspeção. Anteriormente à execução do maciço, foram removidos da fundação os colúvios, aluviões e solos residuais de baixa resistência.

produtos produzidos no Complexo de Água Limpa são sinter feed (-10,00 mm) e pellet feed (0,15 mm). A planta de beneficiamento do Complexo de Água Limpa produz rejeitos de três tipos de origem distintos: jigue, espiral e lama. A alimentação da planta é realizada por duas adutoras que conduzem água de processo e água nova para os reservatórios A captação da Barragem do Diogo é constituída de: -Três conjuntos moto-bomba instalados em paralelo, com vazão nominal de 410 m³/h, potência nominal de 400 CV e 1775 rpm, adutoras de sucção e recalque em aço-carbono, com diâmetros externos de 14" e 16", respectivamente.

20.3.5 - Monitoramento A instrumentação da barragem é composta por três piezômetros e um medidor de nível de água, instalados na crista e nas bermas do talude de jusante. São realizados monitoramentos da qualidade da água em alguns pontos da Mina de Água Limpa.

-Instalação intermediária tipo Booster, composta de três conjuntos idênticos aos instalados na captação, funcionando em série na adutora de recalque.

20.3.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor, denominado com referência à 1ª etapa (de implantação), é constituído por um vertedouro do tipo superfície livre, com 7,00 m de largura, escavado na ombreira esquerda, em rocha, sem revestimento, com um muro guia de concreto no trecho final. A capacidade do vertedouro é para cheia centenária, com borda livre igual a 1,00 m. Com os alteamentos, está prevista a substituição do vertedouro existente por outro na mesma ombreira, dimensionado para cheia decamilenar.

20.4 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto. 20.5 - Referências

20.3.7 - Aspectos Operacionais

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem do Diogo. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2008;

O Complexo de Água Limpa tem previsão de vida útil até o ano de 2013.

- Manual de Operação – Barragem do Diogo. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em março de 2008;

A Usina do Complexo de Água Limpa possui dois estágios de tratamento, sendo elas, a Instalação de Concentração (IC) e a Instalação de Britagem (IB), onde o minério itabirito passa pelas peneiras vibratórias e é encaminhado a equipamentos de tratamento, tais como britadores, jigues e espirais concentradoras. Os

- Figura “Arranjo Geral da Mina” – Vale e Golder Associates. Elaborado em março de 2005.

232

Barragens de Rejeitos no Brasil

21 - VALE - MINA DE GONGO SOCO

Figura 21.1 - Vista aérea das Barragens Sul Inferior e Superior (Foto cedida pela Vale em Maio/2006)

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Barragens de Rejeitos no Brasil

21.1 - Apresentação

liberada dos rejeitos dispostos na Barragem Sul Superior.

O arranjo geral da Mina de Gongo Soco é composto pelos seguintes elementos principais:

21.2 - Localização

1. Cava – local de onde se extrai o minério de ferro;

A Mina de Gongo Soco está localizada na sub-bacia do Córrego Capim Gordura, afluente do Rio São João, bacia do Rio Doce, no município de Barão de Cocais no estado de Minas Gerais e está inserida aproximadamente entre as coordenadas geográficas de 19º57’ e 19º59’ de latitude sul e 43º35’ e 43º37’ de longitude oeste. As Barragem estão localizadas a 119 km de Belo Horizonte. A figura seguinte mostra o mapa de acesso e localização da Mina de Gongo Soco.

2. Área Industrial (Usina) – local onde é realizado o beneficiamento do minério de ferro extraído da cava; 3. Barragem Sul Superior – esta barragem tem por finalidade básica a disposição dos rejeitos gerados na usina, além de possibilitar a drenagem e recuperação de água para recirculação; 4. Barragem Sul Inferior – esta barragem tem por finalidade básica o armazenamento da água

Figura 21.2 - Mapa de acesso e localização da Mina de Gongo Soco

sentada a seguir, são encaminhados para a Barragem Sul Superior os efluentes (underflow) do hidrociclone e dos espessadores. O volume de água utilizado no processo de beneficiamento do minério de ferro é obtido de duas fontes: captação do volume proveniente do rebaixamento do N.A no interior da cava e captação no reservatório da Barragem Sul Inferior. Caso ocorra paralisação no sistema de bombea-

21.3 - Aspectos Operacionais do Sistema Gongo Soco A Barragem Sul Superior, antiga Canta Galo, está em operação há vários anos, e a estrutura inicial, destina-se à contenção de rejeitos do beneficiamento do minério de ferro da Mina de Gongo Soco. Conforme pode ser observado na Erro: Origem da referência não encontrada figura apre234

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 21.3 - Fluxograma do caminhamento do rejeito

mento da barragem ou da cava, existe uma captação no córrego doVieira, também chamada de captação Fazendinha. Esta captação é a fio d’água, existindo apenas uma pequena soleira para elevação do nível de água, no local da tomada de água. Atualmente, essa captação encontra-se desativada. A água para recirculação é captada na Barragem Sul Inferior, próximo à ombreira direita da barragem, onde existe uma estação flutuante de captação de água que realimenta as instalações

de beneficiamento de minério da planta atual de Gongo Soco, com vazão média de 397,00 m³/h. A água proveniente dos rejeitos dispostos no reservatório da Barragem Sul Superior é extravasada para o da Sul Inferior, onde é captada para recuperação e reaproveitamento. Além da água reaproveitada dos rejeitos é captada água nova dos poços instalados na mina. Nas figuras seguintes estão apresentadas as características do sistema de reaproveitamento de água.

Figura 21.4 Captações da Unidade de Gongo Sogo – Água Nova 235

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 21.5 - Captações da Unidade de Gongo Sogo – Água Recuperada

Figura 21.6 Balanço Hídrico da Unidade Insdustrial

Figura 21.7 Fluxograma do Balanço Hídrico 236

Barragens de Rejeitos no Brasil

implantação da barragem, modificando o conceito dos estudos da Pimenta de Avila Consultoria. Em 2003, a Rdiz Projetos elaborou um Projeto Executivo para a barragem. O maciço da barragem foi alteado, sendo também ampliado o sistema de drenagem e monitoramento, incluindo implantação do extravasor. A barragem foi construída fechando o vale do Córrego Canta Galo. A partir daí, até a cota 925,00 m, ela manteve-se encostada na ombreira esquerda em terreno natural, e na ombreira direita foi alteada com uma inflexão paralela ao vale, completando 90º com o eixo principal, tendo como ombreira o morrote a montante, ocorrendo assim, uma ramificação do dique, o que levou à formação de 3 reservatórios: o maior deles, identificado como R1, localizado no vale principal; o R2 no vale tributário do lado direito, e a jusante do R2 e na lateral direita do R1, denominado R3, representando o menor volume que os anteriores. A localização de todos os reservatórios está explicitada nas próximas figuras.

21.4 - Barragem Sul Superior (antiga Canta Galo) 21.4.1 - Dados Gerais A Barragem Sul Superior, antiga Canta Galo, está em operação há vários anos, e a estrutura inicial, destina-se à contenção de rejeitos do beneficiamento do minério de ferro da Mina de Gongo Soco. Ela foi construída em alteamentos para montante com diques de itabirito friável, proveniente da mina e adensado com o tráfego do próprio equipamento de lançamento. Os diques são apoiados sobre a praia de rejeitos, proveniente do lançamento hidráulico (informações referentes ao mês de agosto do ano de 2008). Os projetos originais referentes à implantação da barragem foram elaborados pela DAM Projetos, antes de 2001. Em 2001 foi elaborado um projeto conceitual do sistema de disposição de rejeitos pela Pimenta de Ávila Consultoria. Posteriormente, em 2002, a Geoconsultoria elaborou novos estudos, considerando premissas diferentes de produção de rejeito e sequência de

Figura 21.8 – Posição dos reservatórios da Barragem Sul Superior

237

Barragens de Rejeitos no Brasil

As Figuras seguintes apresentam a planta geral e a seção típica da Barragem Sul Superior.

Figura 21.9 - Planta Geral da Barragem Sul Superior (elevação 960,00 m).

Figura 21.10 - Seção Típica da Barragem Sul Superior (elevação 960,00 m).

21.4.2 - Ficha Técnica As principais características da Barragem Sul Superior estão na Tabela a seguir. 238

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 21-1 – Características da Barragem Sul Superior (Nov/2008) DADOS GERAIS (1) Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa

Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Ensaios

Contenção de rejeitos DAM Engenharia (até El. 930,0m) / Geoconsultoria (até El. 940,0m) / Rdiz Projetos (até El. 960,0m) 1ª Etapa: DAM Engenharia (até 2001) 2ª Etapa: Geoconsultoria (2002 até 2003) 3ª Etapa: Rdiz Projetos (até atual) 955,0 m 85,0 m 320,00 m 117.000,00 m² 3.200.000,00 m³ Diques de itabirito compactado sobre a praia de rejeitos Tapete drenante/ filtro vertical 21 (vinte e um) piezômetros e 8 (oito) marcos superficiais Realizadas em 2001 na etapa de estudos conceituais e posteriormente em 2003 para o projeto executivo. Realizados em 2001 na etapa de estudos conceituais e posteriormente em 2003 para o projeto executivo. -

Parâmetros dos Materiais HIDROLOGIA / HIDRÁULICA (1) Área da Bacia 1,20 km2 Tempo de Concentração 0,33 horas Precipitação de Projeto 305,2 mm, com duração de 24 horas Cheia de Projeto PMP Vazão Máxima Afluente 9,97 m3/s Vazão de Projeto (2) 5,68 m3/s NA Máximo Operacional Variável NA Máximo Maximorum 1,15m acima do NA Operacional ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Tomada d’água em torre de queda, galeria em ARMCO e canal de concreto com descida em escada. Notas: (1) Dados obtidos do documento RDIZ (2003); (2) Vazão máxima defluente pelo sistema extravasor, decorrente da propagação da cheia de projeto ao longo do reservatório.

239

Barragens de Rejeitos no Brasil

21.4.3 - Etapas de Construção

21.4.4 - Geologia e Fundações

A Barragem Sul Superior é uma estrutura projetada para quatroa alteamentos por montante, sendo que em cada etapa são construídos diques em aterro de 5,00 metros de altura em itabirito, compactado a 95% do “Proctor Normal”, com controle tecnológico de campo e de laboratório. Para o controle das percolações existe um sistema de drenagem interna, sendo filtros constituídos por areia média a grossa lavada e tapete completo tipo “sanduíche” constituído por areia lavada envelopando uma camada de brita 1 e 2. O aterro da elevação 945,00 foi apoiado sobre uma base de partida constituída por uma camada de itabirito implantada diretamente sobre a praia de rejeitos saturada. Essa camada somente será adensada com o tráfego dos equipamentos de transporte e de espalhamento, e acabada com rolo vibro. Para proteção da base de partida à jusante, foi concebida uma proteção com itabirito para confinamento da praia de rejeitos aparente devido ao afastamento (berma) de 40,00m. O projeto de alteamento da barragem de rejeito pelo método de montante envolve a construção de diques de pequena altura (cerca de 5,00m), construídos sobre a praia de rejeitos e alteados sistematicamente à necessidade de área para disposição de rejeitos. O rejeito é lançado perimetralmente, a partir da crista dos diques e ombreira, formando a praia de rejeitos, se tornando esta praia a fundação do próximo dique de alteamento. Desta forma, a fundação dos alteamentos será sempre o rejeito lançado na praia, com comportamento geotécnico diretamente relacionado às variáveis que controlam esse lançamento hidráulico (vazão, concentração, altura de queda, distância entre os canhões, granulometria, densidade real dos grãos e composição química). A barragem está programada para alteamentos sucessivos, de 5,00 m (nas El. 945, 950, 955 e 960) até atingir a altura máxima especificada em projeto (El.960,00) e limite em decorrência das descargas dos drenos da Pilha Sudeste, a montante da barragem sul.

A fundação da barragem foi investigada, em 2001, sendo executadas investigações geológica/ geotécnica para os estudos conceituais desenvolvidos no documento Pimenta de Ávila Consultoria, 2001. Em março de 2002 a Geoconsultoria elaborou novos estudos indicando as sondagens executadas até a data (Geoconsultoria, 2002). Mais recentemente, no relatório elaborado pela RDIZ Projetos (Rdiz Projetos, 2003), indicase que não há informações sobre o tratamento dado à fundação da barragem na época de implantação da mesma. 21.4.5 - Monitoramento Para a avaliação da segurança operativa foi concebida a implantação de piezômetros, com a finalidade de monitorar o desenvolvimento das pressões hidrostáticas na fundação, tapete drenante e corpo da barragem. 21.4.6 - Sistema Extravasor O sistema extravasor tem tomada d’água em torre de queda retangular e pequeno segmento de galeria em bloco retangular conectada a uma tubulação em Armco, implantada na ombreira direita, com escavação em terreno natural, e passando sob o maciço dos diques alteáveis. Segue em canal de concreto, com descida em escada. Extravasor Operacional: Este extravasor foi concebido como uma estrutura provisória para manter o reservatório deplecionado com o desvio das vazões afluentes provenientes da decantação da polpa de rejeitos e das cheias mais freqüentes, para operar durante a fase construtiva e durante a vida útil da bacia, estimada em aproximadamente 4 anos. A área da bacia da barragem corresponde a 1,20 km², e o vertedouro foi dimensionado para uma PMP de 24 horas. O extravasor operacional foi concebido para permitir a implantação de etapas de alteamento da barragem, caso a Vale julgue necessário continuar com a disposição de rejeitos nesta bacia. 240

Barragens de Rejeitos no Brasil

b) “Stop - Logs” Para o fechamento das janelas da torre de queda são utilizados “stop-logs” de madeira de lei, com peso específico superior a 1,10 tf/m³, compostos de diversas lâminas para cada célula, utilizando-se o sistema estrutural de placa apoiada nas suas extremidades. Esse sistema constitui uma ótima opção para se evitar fugas d’água e de rejeito, visto que apresenta encaixes para melhor vedação.

O extravasor operacional é composto pelos elementos a seguir: a) Torre de Queda É uma estrutura vertical de concreto armado, monocelular, apresentando como sistema estrutural em quadro fechado com tomadas de água e comportas tipo “stop logs”. As tomadas de água consistem da abertura frontal da torre, com elementos de apoio e travamento dos “stop-logs” que, após serem posicionados, efetuam a interrupção do fluxo d’água. Esta operação somente é executada quando da necessidade de alteamento do nível de água decorrente do avanço das frentes de assoreamento. A soleira da primeira janela ou comporta da torre de queda foi posicionada na EL 940,50. Na última janela, ou comporta, a soleira foi fixada na EL 958,00, não havendo elementos estruturais para a fixação dos “stop logs” de fechamento. Desta forma, evita-ser que a borda seja comprometida pelo avanço do rejeito no reservatório. A torre é conectada ao tubo galeria armco através de um bloco de concreto, vinculado a uma junta elástica de vedação tipo FUNGENBAND, para absorver prováveis recalques diferenciais entre a torre e o tubo galeria armco.

c) Tubo de Descarga – Galeria Circular Para a descarga das vazões vertidas pela torre foi instalado um tubo metálico Armco MP152 Circular com diâmetro de 2,15m e chapa corrugada com 4,7 mm de espessura, que atenderá, conforme memória de cálculo, ao carregamento máximo previsto quando dos alteamentos da barragem. A galeria em tubo armco está implantada com declividade de 0,5%. d) Canal Trapezoidal de Transição Para regularizar e dirigir o fluxo para o extravasor de abandono foi concebido, na saída do tubo galeria Armco, um trecho de transição em canal trapezoidal armado em concreto fck = 20 MPa, para conduzir e descarregar as vazões efluentes (ver esquema a seguir).

Figura 21.11 Esquema do Vertedouro Torre 241

Barragens de Rejeitos no Brasil

21.5 - Barragem Sul Inferior

Para o controle das percolações foi concebido um sistema de drenagem interna, constituído por um filtro inclinado (areia média lavada) de 1,00 m de espessura no contato com o maciço inicial e, junto ao pé da atual barragem, um tapete drenante tipo sanduíche com areia média lavada envelopando uma camada de 0,2 m de brita 1 e 2. As figuras seguintes apresentam a planta geral e seção típica com detalhes com instrumentação da Barragem Sul Inferior.

21.5.1 - Dados Gerais A Barragem Sul Inferior apresenta crista na El. 881,0m (nov/08) e foi implantada pela Socoimex. Em 2001 foi adquirida pela Vale e passou por um processo de avaliação de segurança (Pimenta de Ávila Consultoria, 2002). A adequação obedeceu ao projeto elaborado pela RDIZ Projetos. Nessa ocasião foram executados reforço de jusante e novo extravasor.

Figura 21.12 - Planta e Detalhes da Barragem Sul Inferior

Figura 21.13 - Seção Típica da Barragem Sul Superior.

242

Barragens de Rejeitos no Brasil

21.5.2 - Ficha Técnica As principais informações da barragem estão inseridas na ficha técnica da Barragem Sul Inferior, apresentada na tabela a seguir.

Tabela 21-2 - Ficha Técnica da Barragem Sul Inferior (Nov/2008) DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área do Reservatório Volume do Reservatório Tipo de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens

Captação de água e retenção de sedimentos Reforço Jusante: Rdiz Projetos Reforço Jusante: 2004 881,0 m 35,0 m 200,0 m 46.000 m² 170.000 m³ Heterogênea Filtro inclinado / Tapete Drenante / Dreno de Pé 8 (oito) piezômetros; 3 (três) marcos superficiais Realizadas em 2002 na avaliação de desempenho e em 2003 para o projeto do reforço. Realizados ensaios de infiltração em 2003

Ensaios HIDROLOGIA / HIDRÁULICA (1) Área da Bacia 2,0 km2 Tempo de Concentração 0,33 h Precipitação de Projeto 128,2 mm, com duração de 1 hora Cheia de Projeto PMP Vazão Máxima Afluente 86,0 m³/s Vazão de Projeto 86,0 m³/s NA Máximo Operacional 877,00 m NA Máximo Maximorum 880,93 m Borda Livre (NA máx Max) 0m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação Vertedouro de superfície livre em concreto armado, com calha em degraus e bacia de dissipação a jusante.

243

Barragens de Rejeitos no Brasil

O novo vertedouro, construído na ombreira esquerda, possui canal de aproximação (9,0 x 4,0 m) escavado em terreno natural e protegido com pedra de mão, seguido por canal retangular (6,5 m x var.) em degraus de concreto armado, dissipador (8,5 x 3,5 m), também em concreto armado e pedras de mão, e canal de restituição escavado e revestido com enrocamento.

21.5.3 - Etapas de Construção A Barragem Sul Inferior com crista na cota 881,00 m apresenta o talude de jusante com inclinação de 1,5H:1,0V e bermas a cada 10,00 metros de altura. Passou por adequações em 2004, especialmente por reforço de jusante. Não estão previstos alteamentos para esta barragem. 21.5.4 - Geologia e Fundações

21.6 - Agradecimentos

A Barragem Sul Inferior possui seu corpo assentado principalmente sobre os quartzitos e filitos da Formação Cercadinho, em condições geomecânicas variáveis, predominando os saprolitos. Ocorre ainda em meio aos quartzitos e filitos um nível de rocha metamórfica saprolitizada em produto argilo-siltoso mole, estando situado na fundação da barragem.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Marcos de Ávila Pimenta Filho, pela elaboração do texto.

21.5.5 - Monitoramento

21.7 - Referências

Em novembro de 2008 os dados de piezometria indicaram que encontram-se em operação 08 (oito) piezômetros. Além de piezômetros, o sistema de monitoramento conta com 3 (três) marcos superficiais para medidas de deslocamento. O monitoramento da Barragem Sul Inferior é feito por meio de inspeções de campo e da realização de leituras mensais dos piezômetros operantes.

- Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Sul Superior. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2008; - Laudo Técnico de Segurança de Barragem – Barragem Sul Inferior. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em novembro de 2008; - Manual de Operação – Barragem Sul Superior. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em agosto de 2008;

21.5.6 - Sistema Extravasor Juntamente com o reforço de jusante em 2004, foi implantado um novo extravasor, concebido como de fechamento, permitindo o escoamento das cheias decorrentes da PMP.

- Manual de Operação – Barragem Sul Inferior. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em março de 2008.

244

Barragens de Rejeitos no Brasil

22 - VALE – MINA DO SOSSEGO BARRAGEM DO SOSSEGO

Figura 22.1 – Imagem Aérea da Barragem de Rejeitos.

245

Barragens de Rejeitos no Brasil

22.1 - Apresentação

22.2 - Localização da Barragem

A Barragem de Rejeitos da Mina do Sossego é de propriedade da empresa VALE e tem como finalidade a disposição dos rejeitos provenientes do beneficiamento do minério de cobre. Esta estrutura foi construída nos anos de 2002/2003. Salienta-se que as informações apresentadas nos itens seguintes referem-se à primeira etapa de construção da barragem em consonância com os documentos referenciados ao final deste capítulo.

A barragem está situada no município de Canaã dos Carajás – PA, distante cerca de 180 km da cidade de Marabá e 760 km da capital Belém. Na Figura 22.2 abaixo, está indicada a localização do município de Canaã de Carajás. 22.3 - Descrição Geral 22.3.1- Dados Gerais A Barragem de Rejeitos da Mina do Sossego está situada a sudoeste da cava, conforme indicado na Figura 3. A barragem foi implantada no vale do córrego Sequeirinho e na etapa final de construção apresentará altura máxima de aproximadamente 50 m. O arranjo geral da estrutura é composto pela barragem principal, um extravasor de superfície posicionado na margem esquerda e uma tomada d’água situada na margem direita, cruzando sob a barragem. O projeto da barragem prevê três etapas construtivas, sendo os alteamentos executados pelo método de jusante em maciço misto (terra e enrocamento). Os rejeitos são lançados na cabeceira do reservatório, formando o lago próximo à crista

Figura 22.2 – Localização do Município de Canaã dos Carajás no Estado do Pará.

Figura 22.3 – Localização da Barragem. Fonte: Google Earth. 246

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 22.4 – Seção Típica da Barragem de Rejeitos. Fonte: Golder Associates.

da barragem. A adução de água para planta de beneficiamento é atualmente realizada por sistema de balsa, com bomba. A estrutura tipo flauta, existente no projeto original, encontra-se atualmente desativada. Na Figura 22.4 está apresentada esquematicamente a seção típica da barragem.

Para as zonas de transição-filtro previu-se a execução segundo a mesma concepção e alinhamento das existentes. As principais características geométricas da barragem, em sua primeira etapa de construção, são: · Crista na El. 241,8 m (atualmente, a crista da barragem encontra-se em elevação variável entre as cotas 251,90 m e 266,60 m); · Comprimento da Crista: 4770 m; · Altura máxima: 32,0 m; · Inclinação do talude de montante: 1V:3H; · Inclinação do talude de jusante: 1V:1,3H.

- Zona 1 – Enrocamento Compactado proveniente das escavações obrigatórias; - Zona 1A – Enrocamento fino diâmetro < 30 cm proveniente das escavações obrigatórias; - Zona 2 – Solo Compactado proveniente das escavações obrigatórias;

- Zona 6 – Transição para Rip-rap – Material processado;

O talude de montante é protegido contra erosão superficial e contra a ação de ondas durante a fase de operação por uma camada de rip rap com 0,50 m de espessura colocada sobre uma camada de transição de 0,20 m de espessura. A crista apresenta proteção com solo silto arenoso com 0,30 m de espessura.

- Zona 7 – Rip-rap – Blocos de rocha selecionados nas escavações obrigatórias;

22.3.2 - Etapas de Construção

- Zona 3 – Filtro de Areia; - Zona 5 – Enrocamento Lançado proveniente das escavações obrigatórias;

O maciço inicial da barragem foi executado nos anos de 2002/2003. Conforme relatório de projeto, a barragem está prevista para ser executada em 3 etapas, sendo os alteamentos implantados seção mista por jusante. A primeira etapa de alteamento foi implantada no ano de 2006.

- Zona 10 – Transição – material passado no grizzly.

O núcleo impermeável se apóia sobre o maciço de solo compactado existente, enquanto que o enrocamento se apóia sobre a estrutura existente (parte sobre o maciço e o restante sobre o enrocamento simplesmente lançado). 247

Barragens de Rejeitos no Brasil

22.3.3 - Geologia e Fundações

22.3.5 - Sistema Extravasor

A fundação na área da barragem é constituída de uma camada delgada de colúvio (cerca de 1,0m) na superfície, sobrejacente a uma camada mais espessa de solo residual que transiciona-se gradualmente para um saprolito que se estende até profundidades maiores de 20m. A camada de solo residual apresenta características heterogêneas de consistência com o número de golpes SPT variando entre 3 e 15. O saprolito apresenta maior resistência à penetração. No centro do vale do Córrego Sequeirinho existe uma camada de solo aluvião com espessura aproximada de 7,0 m e N.A próximo à superfície.

Conforme informação do projeto de alteamento da Golder Associates previu-se um vertedouro em seção trapezoidal (largura de 12 m, altura de 2,0 m e comprimento de 517 m) com declividade de 0,3% e taludes com: 1,5H:1,0V, para os trechos escavados em solo e 0,3H: 1,0V, para os trechos em rocha. 22.4 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Daniel Claudino Ramos Penna, pela elaboração do texto, e aos Engos Marcelo Zacarias e Lucas Brasil, pela revisão do mesmo.

22.3.4 - Monitoramento A instrumentação prevista para o monitoramento geotécnico da barragem consiste de: -3 unidades de Marcos Topográficos superficiais amarrados a marcos de referência, para medidas de deslocamentos horizontais e verticais;

22.5 - Referências

-3 unidades de Escala Limnimétrica - instaladas próximo ao vertedouro, para medida do nível do reservatório.

- RD-571-RL-9924. Complexo Carajás – Mina Sossego – Barragem de Rejeitos – Laudo Técnico de Segurança de Barragem. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria., em dezembro de 2006.

O sistema de monitoramento piezométrico é atualmente realizado por meio de três seções instrumentadas (seções 54, 127 e 154), sendo que em cada uma encontram-se 9 piezômetros instalados.

- RL-528S-17-00016. Projeto Executivo para Implantação do 1º Alteamento da Barragem para Contenção de Rejeitos. Elaborado pela Golder Associates, em setembro de 2005.

248

Barragens de Rejeitos no Brasil

23 - VALE - COMPLEXO MINERADOR DE CARAJÁS - BARRAGEM DO GELADO

Figura 23.1 - Vista aérea da Barragem do Gelado (Fonte: Google Earth)

249

Barragens de Rejeitos no Brasil

23.1 - Apresentação

(utilizado como barramento de uma sela topográfica existente em um dos braços do reservatório), sistema extravasor de superfície localizado na ombreira direita e sistema de captação / adução de água. O sistema de drenagem interna da barragem inicial era composto por um filtro vertical de areia com continuidade em um tapete horizontal de areia, passando a “sanduíche” no fundo do vale, apoiado nas fundações do talude de jusante. No primeiro alteamento foi executado outro filtro de areia a jusante, que se inicia vertical, até encontrar o talude de jusante da barragem inicial, ponto a partir do qual se desenvolve apoiado na superfície deste talude até se interligar com o tapete horizontal, prolongado sobre as fundações do talude de jusante do alteamento. No 2º alteamento, foi executado um prolongamento do filtro vertical do alteamento da 1º etapa, com espessura de 0,60 m e inclinado para jusante, com topo na El. 214,0 m. O tapete “sanduíche” foi prolongado para jusante em areia, com 1,0 m de espessura, outro trecho em “sanduíche”, formado por três camadas de 0,20 m cada, sendo a central de brita 0 envolvida por duas de areia. Na extremidade do tapete foi executado um dreno de pé de enrocamento com duas camadas de transição. O talude de montante é protegido por enrocamento com 0,35 m de espessura sobre uma camada de pedrisco com 0,25 m. O talude de jusante é protegido por cobertura vegetal. A drenagem superficial é constituída por canaletas de concreto implantadas nas bermas, associadas a descidas d’água de concreto nos taludes. Os rejeitos são dispostos a partir dos diversos braços existentes no reservatório da barragem, os quais são gradativamente ocupados pelos rejeitos. Na margem direita (próxima à crista da barragem), está implantada uma estrutura para captação / adução de água para a planta de beneficiamento. O maciço da Barragem do Gelado é do tipo homogêneo de terra, constituído basicamente de material argiloso compactado com material proveniente da área de empréstimo.

A Barragem do Gelado é de propriedade da empresa VALE e tem como finalidade a disposição dos rejeitos provenientes do processo de beneficiamento do minério de ferro, bem como reservação de água para abastecimento da planta. Esta barragem teve projeto inicial elaborado pela Milderkaiser e os projetos do 1º e 2º alteamentos foram desenvolvidos pela empresa Ismar Ferrari Consultoria Geotécnica. 23.2 - Localização da Barragem A Barragem do Gelado está situada no município de Parauabepas-PA, distante aproximadamente 170 km de Marabá e 750 km da capital Belém. Na Figura 23.2 está indicada a localização do município de Parauapebas-PA.

Figura 23.2 – Localização do Município de Parauapebas no estado do Pará.

23.3 - Descrição Geral 23.3.1- Dados Gerais A Barragem do Gelado está localizada ao norte da planta de beneficiamento. O arranjo geral da barragem consiste basicamente dos seguintes elementos: barragem principal, Dique Sela 6 250

Barragens de Rejeitos no Brasil

Nas figuras seguintes são mostrados o arranjo geral da barragem e a seção típica, cabe lembrar que essas figuras não representam o ultimo alteamento da barragem.

Figura 23.3 – Planta da Barragem do Gelado (1º etapa de alteamento).

Figura 23.4 – Seção Típica da Barragem da Barragem do Gelado (seção típica da 1ª etapa de alteamento).

23.3.2 - Etapas de Construção

As principais características geométricas da barragem são: · Crista na El. 217,5 m, com 6,0 m de largura e 920,0 m de comprimento; · Altura máxima de 34,0 m; · Inclinação do talude montante variável (1V:2H a 1V:3H); · Inclinação do talude de jusante de 1V:2,2H; · Bermas com 3,0 m de largura nas El 208,0 m e 198,0 m.

A Barragem do Gelado entrou em operação em 1986 e foi concebida para ser implantada em 3 etapas. Na 1ª etapa, a crista teve coroamento na El. 208 m. Em 1995 foi executada a 1ª etapa de alteamento da barragem, o qual consistiu no alteamento do maciço por jusante em 4,5 m e crista com coroamento na El. 212,5 m. A 2ª etapa de alteamento ocorreu no ano de 2003 a partir do alteamento da crista da barragem para a El. 217,5 m. 251

Barragens de Rejeitos no Brasil

23.3.3 - Geologia e Fundações

23.4 - Agradecimentos

As regiões de fundo do vale apresentam planície aluvionar quaternária sobreposta ao solo residual ou ao saprolito da rocha metamórfica, estendendo-se por uma faixa marginal do antigo leito do igarapé com largura da ordem de 60 m na região da barragem. Nesta região não existem afloramentos do gnaisse que forma o principal embasamento rochoso local. O depósito aluvionar, que compreende terrenos com superfície abaixo da cota (aproximada) 195 m, apresenta espessura relativamente delgada com cerca de 2 m à jusante e 3 m à montante do eixo da barragem e é constituído de extratos arenosos, às vezes areias argilosas, com bolsões localizados de matéria orgânica, contendo na base horizontal de seixos rolados misturados com areia grossa. Sotoposto aos sedimentos aprece o solo residual de gnaisse que se estende até o topo da rocha sã, a profundidade variável de 10 a 15 metros.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Daniel Claudino Ramos Penna, pela elaboração do texto, e ao Engº Ednelson Presotti, pela revisão do mesmo. 23.5 - Referências - RD-431-LT-13644. Complexo Carajás – Mina de Ferro – Barragem do Gelado – Laudo Técnico de Segurança de Barragem / 2008. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, em dezembro de 2008. - RL-183k-01-6082.Avaliação das Condições de Segurança da Barragem, elaborado pela ISMAR FERRARI Consultoria Geotécnica SCL em Junho de 2003;

23.3.4 - Monitoramento

- MO-183K-02-6088. Manual de Operação da Barragem, elaborado pela ISMAIR FERRARI Consultoria Geotécnica SCL em Julho de 2004.

O monitoramento da Barragem do Gelado é realizado por meio de 10 indicadores de nível d’água, 16 piezômetros, 6 marcos superficiais e 2 medidores de vazão.

- RL-183k-17-11000.Revisão do Plano Diretor de Disposição de Rejeitos, elaborado pela ISMAR FERRARI Consultoria Geotécnica SCL em agosto de 2005.

23.3.5 - Sistema Extravasor O sistema extravasor está implantado na ombreira direita da barragem e é composto basicamente pelos seguintes elementos: · Vertedouro do tipo soleira livre, com 15 m de largura; · Canal de aproximação na El. 212,5 m revestido em concreto; · Soleira vertente na El. 214,0 m; · Calha com inclinação de 3,0V:10,0H, com muros laterais de concreto armado e altura variável que se interliga na El.209,0 m com a estrutura existente.

252

Barragens de Rejeitos no Brasil

24 - VALE - COMPLEXO MINERADOR DE CARAJÁS BARRAGEM DO AZUL

Figura 24.1 - Vista aérea da Barragem do Azul (Fonte: Google Earth)

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Barragens de Rejeitos no Brasil

24.1 - Apresentação A Barragem do Azul é de propriedade da empresa VALE e tem como finalidade a disposição dos rejeitos provenientes do processo de beneficiamento do minério de manganês, bem como reservação de água para abastecimento da planta. Esta barragem foi prevista para ser executada em três etapas: um dique inicial e dois alteamentos pelo método de jusante. O projeto da referida barragem foi desenvolvido pela empresa EPC. 24.2 - Localização da Barragem A Barragem do Azul está situada no município de Parauabepas-PA, distante aproximadamente 170 km de Marabá e 750 km da capital Belém. Na figura ao lado está indicada a localização do município de Parauapebas-PA.

Figura 24.2 – Localização do Município de Parauapebas no estado do Pará.

zontal, tipo “sanduíche e um dreno de pé feito com enrocamento interligado ao tapete. Os rejeitos são dispostos a partir da cabeceira e braços do reservatório. Desta forma, ocorre formação de praia na região de montante da barragem e formação do lago na região próxima a crista da barragem. O maciço da Barragem do Azul é do tipo homogêneo de terra, constituído basicamente de material argiloso compactado com material proveniente da área de empréstimo. Nas figuras seguintes são mostrados o arranjo geral da barragem e a seção típica. As principais características geométricas da barragem são: · Crista na El. 501 m, com 6,0 m de largura; · Altura máxima de 30,0 m; · Inclinação do talude montante de 1V:2,5H; · Inclinação do talude de jusante de 1V:2H.

24.3 - Descrição Geral 24.3.1- Dados Gerais A Barragem do Azul está localizada ao norte da planta de beneficiamento. O arranjo geral da barragem consiste basicamente de: barragem principal de terra fechando o vale, sistema extravasor posicionado na ombreira direita e sistema de captação / adução de água. Conforme mencionado anteriormente, a Barragem do Azul foi prevista para ser executada em três etapas. A barragem inicial é do tipo homogênea de terra, constituída de maciço de solo argiloso compactado, com 25,0 m de altura máxima, 230 m de comprimento e com a crista na El. 496,0 m com largura de 6,0 m. O talude de montante apresenta inclinação de 1V: 2,5H. O talude de jusante tem inclinação de 1V:2H com bermas intermediárias de 3,0 m de largura a cada 10 m de desnível. Destaca-se que os taludes de jusante são protegidos por cobertura vegetal. O sistema de drenagem interno da barragem principal é constituído por dois dispositivos, um filtro inclinado interligado ao tapete hori-

24.3.2 - Etapas de Construção A Barragem do Azul entrou em operação em 1996 e foi concebida para ser implantada em 3 etapas. Na etapa inicial a crista teve coroamento na El. 496 m. O primeiro alteamento da barragem 254

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 24.3 – Arranjo Geral da Barragem do Azul (2ª etapa de implantação).

Figura 24.4 – Seção Típica da Barragem da Barragem do Azul (seção típica da 3ª etapa de implantação).

consistiu na elevação da crista em 5 m (crista com coroamento na El. 501 m) a partir do método de jusante. Para a terceira etapa foi previsto um coroamento da crista na EL. 506 m.

existente de argila orgânica de cor preta e areia média a grossa; - Embasamento local: formado pelo solo residual/saprolítico que ocorre na profundidade de 10 a 20 m na ombreira esquerda e mais superficialmente na direita.

24.3.3 - Geologia e Fundações Basicamente, a fundação da barragem é composta por três tipos de solos sobrejacentes ao embasamento local, conforme indicado a seguir:

24.3.4 - Monitoramento O monitoramento da Barragem do Azul é realizado através de 17 piezômetros, 7 marcos superficiais e 1 medidor de vazão.

- Solos colúvio-lateríticos: natureza siltoargilosa com fragmentos lateríticos que recobrem os solos residuais;

24.3.5 - Sistema Extravasor

- Solos colúvio-aluvionares: em geral arenosiltosos podendo ocorrer com características argilosas;

O sistema extravasor encontra-se implantado na ombreira direita e é constituído basicamente pelos seguintes elementos:

- Solos aluvionares: possuem espessura máxima de 6,0 m, sobreposta por camada

· Vertedouro do tipo superfície livre com 5,0 m de largura, soleira na El. 498,0 m, escavado 255

Barragens de Rejeitos no Brasil

em solo na ombreira direita, com muros laterais de 2,5 m de altura; · Canal de aproximação em seção trapezoidal de 6,0 m de largura na base, revestido em concreto, soleira vertente, com taludes naturais de 1V:1H, com muros laterais em concreto armado com 2,5 m de altura, que interliga o reservatório com o vertedouro; · Bacia de dissipação na extremidade inferior com largura de 5,0 m, extensão de 22,0 m e muros laterais com 6,1 m de altura. 24.4 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Vale, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e ao Engº. Daniel Claudino Ramos Penna, pela elaboração do texto, e ao Engo. Ednelson Presotti, pela revisão do mesmo. 24.5 - Referências - RD-431-LT-13643. Complexo Carajás – Mina do Azul – Barragem do Azul – Laudo Técnico de Segurança de Barragem / 2008. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, em dezembro de 2008; - RT-0210R1/04. Barragem de Rejeito do Azul – Análise de Comportamento da Barragem e “AS BUILT” – Relatório Técnico Final. Elaborado pela GEOLABOR, em Dezembro de 2004; - MD-583M-00-6200. Complexo Minerador de Carajás – Barragem de Rejeitos: Manganês Azul – 1º Alteamento – Memorial Descritivo. Elaborado pela ISMAR FERRARI, em Março de 2005.

256

Barragens de Rejeitos no Brasil

25 - VOTORANTIM – UNIDADE VAZANTE BARRAGEM AROEIRA

Figura 25.1 – Imagem aérea da Barragem Aroeira. (Fonte Google Earth)

257

Barragens de Rejeitos no Brasil

25.1 - Apresentação

25.3 - Descrição Geral

A Votorantim Metais – Unidade Vazante está localizada no município de Vazante-MG e tem como finalidade a extração e o beneficiamento do zinco. Os rejeitos gerados durante os processos de beneficiamento são dispostos na barragem denominada Aroeira. A Barragem Aroeira foi construída em 2001 com a finalidade de conter os rejeitos gerados na usina, bem como recuperação / captação de água.

25.3.1 - Dados Gerais Atualmente a barragem se encontra na elevação 620,5m, com previsão de mais um alteamento de 5m, atingindo a cota 625,50, totalizando 50m de altura. A sua execução consistiu na implantação de um dique de partida de solo compactado, atingindo a cota 603,0m, em seguida foram realizados dois alteamentos sucessivos com solo compactado de 5,0m atingindo a cota 608m e outro de 2,5 atingindo a cota 610,5m. Em seguida foi realizado o alteamento com rejeito ciclonado (underflow) para a cota 613m, com septo de argila no

25.2 - Localização da Barragem A Barragem Aroeira está localizada na Unidade da Votorantim Metais, no Município de Vazante.

Figura 25.2 – Localização do Município de Vazante Fonte: IGA (Instituto de Geociência Aplicada)

sucessivos, nas respectivas elevações: 608; 610,50; 613; 615,50; 618; 620,50 e 625 que é a cota final prevista no projeto.

fechamento do maciço e com deslocamento do eixo para jusante. Os alteamentos posteriores, cota 615,50, 618,0 e 620,50m também foram realizados com rejeito ciclonado. O sistema de drenagem interna é constituído por filtro vertical de areia e tapete drenante de areia e brita.

25.3.3 - Geologia e Fundações Segundo o relatório projeto executivo elaborado pela Geoconsultoria foram realizadas investigações para subsidiar o projeto da barragem, sendo realizadas nos horizontes mais superficiais (sondagem mais profunda atingiu 20,78m), penetrando apenas no solo residual, com algumas

25.3.2. Etapas de Construção A barragem foi projetada para ser construída por um dique de partida e alteamentos 258

Barragens de Rejeitos no Brasil

A instrumentação / monitoramento da barragem consiste basicamente de: - Piezômetros e INAs: leituras quinzenais; - Marcos superficiais: leituras mensais; - Medidores de vazão e régua do reservatório: diário.

intercalações mais endurecidas na base. A rocha pouco alterada a sã não foi atingida, estando provavelmente a profundidades maiores. Assim, os metassedimentos muito alterados possuem composição silto-argilosa a argilo-siltosa e são sempre bem estruturados. Recobrindo o solo residual nos altos topográficos e encostas ocorrem sedimentos coluvionares, argilosos, com muitos pedregulhos. Nos talvegues ocorrem sedimentos aluvionares argilosos. Por causa da resisteência muito baixa, conforme resultados das sondagens a percussão, foi realizada a remoção do solo aluvionar na região da várzea na área sob o dique inicial e na zona a jusante do maciço principal. No caso do solo residual subjacente, além de ser bastante resistente, sua condição de estanqueidade não demandou tratamentos subsequentes. Na região das ombreiras o terreno apresenta capacidade de suporte elevada, sendo necessário, na época somente a limpeza superficial.

25.3.5 - Sistema Extravasor O sistema extravasor está localizado na ombreira esquerda, sendo constituído de galeria de encosta, caixa de controle, galeria sob a barragem, canal rápido e o trecho final de bacia de dissipação. A galeria de encosta foi executada em concreto armado. Devido às sucessivas etapas de alteamento, os vários emboques da galeria entrarão em operação e em seguida serão tamponados. A caixa de controle faz a ligação da galeria de encosta com a galeria de fundo, tendo como finalidade regularizar a vazão efluente pelo sistema extravasor. O canal rápido situa-se após a galeria de fundo, sendo também executado em concreto armado. E por último a bacia de dissipação, com a finalidade de dissipar a energia, devido ao escoamento da água em alta velocidade.

25.3.4 - Monitoramento A Votorantim possui um sistema de gestão composto por inspeções periódicas/ rotineiras e monitoramento com a leitura dos instrumentos instalados (INA’s, PZ’s medidor de vazão, marcos superficiais e nível do reservatório). As inspeções periódicas são realizadas com frequência mensal e as inspeções rotineiras com frequência semanal. Na realização das inspeções são preenchidos os check list de inspeção, descrevendo as anomalias encontradas. A leitura dos PZ’s e INA’s são realizados com frequência quinzenal, os marcos superficiais com frequência mensal, o medido de vazão e o NA do reservatório com frequência diária. É prática da empresa realizar batimetria de 2 em 2 anos, geralmente acontecendo em agosto ou setembro.

25.4 - Aspectos Operacionais Na barragem são lançados rejeitos provenientes de flotação sendo 70% de willemita e 30% de calamina. Os rejeitos da willemita são mais grosseiros. Os rejeitos são lançados na cabeceira do reservatório, com teor de sólidos variando de 22 a 28%, com vazão em torno de 220m3/h. Durante as fases que antecedem o alteamento da barragem, os rejeitos são lançados a partir da crista para formação de praia e posterior alteamento com os rejeitos ciclonados. No reservatório da barragem há uma estação de bombeamento flutuante, que realiza a captação e recirculação da água clarificada para a usina (aproximadamente 1.000 a 1.200 m3/h). 259

Barragens de Rejeitos no Brasil

25.5 - Ficha Técnica Tabela 25-1 – Dados da Barragem DADOS GERAIS Finalidade Empresa Projetista Construção Cota atual da Crista Altura atual Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Ensaios de Laboratório Parâmetros da Barragem Principal

HIDROLOGIA/HIDRÁULICA Área da Bacia Tempo de retorno ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação

Contenção de rejeitos e clarificação e recirculação de água Geoconsultoria Penúltima etapa de alteamento 620,50 m 45,0 m Filtro vertical de areia associado a tapete drenate PZs, INAs, marcos superficiais e medidor de vazão Realizadas na fase de projeto executivo Realizada na fase de projeto executivo Rejeitos: γ = 20,0 kN/m³; c’ = 0 kPa; φ’ = 35º; Aterro Não Saturado: γ = 20 kN/m³; c’ = 14kPa; φ’ = 30,6º; Aterro Saturado: γ’= 21 kN/m³; c’ = 0 kPa; φ’ = 26º; Fundação: γ’= 20 kN/m³; c’ = 20 kPa; φ’ = 30º. 3,3 km2 100 anos para as etapas intermediárias, e 1.000 anos para etapa final. Tomada d’água tipo flauta, com galeria e trecho em canal aberto.

25.6 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte.

- CM08-RT-01 – Relatório Técnico de Projeto Executivo de Alteamento para a cota 610,50m. Elaborado pela Geoconsultoria de Novembro de 2003. - CM08-RV-14 – Relatório de Visita de Alteamento para a cota 615,5m, Assessoria Técnica. Elaborado pela Geoconsultoria de Novembro de 2006. - CM36-RT-01 – Relatório Técnico de Projeto Executivo do Alteamento para a cota 618,0m. Elaborado pela Geoconsultoria em Outubro de 2006. - IB-101-RV-22922-0A - Relatório de Visita Técnica a Barragem Aroeira, Unidade Votorantim Vazante. Elaborado pela Pimenta de Ávila Consultoria em janeiro/2011.

O CBDB agradece à Votorantim Metais, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e à Engª. Giani Aparecida Santana Aragão, pela elaboração do texto. 25.7 - Referências - CM01-RT-04 - Relatório Projeto Executivo da Nova Barragem de Rejeitos, Obras Iniciais. Elaborado pela Geoconsultoria em julho de 2000. - CM05-RT-03 – Relatório Técnico de Avaliação de Segurança. Elaborado pela Geoconsultoria em fevereiro de 2002. 260

Barragens de Rejeitos no Brasil

26 - VOTORANTIM/ CBA – UNIDADE MIRAÍ BARRAGEM MIRAÍ

Figura 26.6 - Imagem aérea da barragem. (Fonte: Google Earth)

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Barragens de Rejeitos no Brasil

26.1 - Apresentação

ocorreu em 2005 e no segundo semestre de 2008 a estrutura se encontrava em operação. A finalidade da barragem é de contenção dos rejeitos gerados pela planta de beneficiamento de bauxita, bem como recirculação de água.

A Barragem Miraí de propriedade da CBA – Companhia Brasileira de Alumínio/Votorantim Metais foi projetada pela PCE Engenharia Ltda no ano de 2004. O início da construção da mesma

Figura 26.2 - Croqui da Barragem de Rejeitos Miraí

26.3 - Descrição Geral

26.2 - Localização da Unidade Miraí A Barragem Miraí situa-se no distrito de Santo Antônio do Rio Preto, município de Miraí – MG, ficando a 310km de Belo Horizonte. O acesso a partir de Belo Horizonte se dá através da BR-356 sentido Ouro Preto/Mariana, tomando a MG-262 até o trevo para Ponte Nova, percorrendo cerca de 50km pela BR-120 até o município de Coimbra, passando por Viçosa. A partir de Coimbra, toma-se a BR-356 até o município de Ervália, e daí percorre-se, aproximadamente, 15km de estrada de terra até a Fazenda Chorona, local do empreendimento. A figura seguinte apresenta o mapa de localização do empreendimento.

26.3.1- Dados Gerais O sistema escolhido para a disposição do rejeito proveniente do processo é composto por uma barragem principal e dois diques (1 e 2) de terra projetados para aumentar a capacidade de contenção de rejeito do conjunto. A altura da barragem é de 52m com uma crista de 428m de comprimento e o volume do seu reservatório é de 37 milhões de metros cúbicos. Os diques 1 e 2 têm alturas de 10 e 15m respectivamente. O talude de montante do maciço executado, tem inclinação de 1V:2,5H com bermas de 3,0 m 262

Barragens de Rejeitos no Brasil

aterro e corte, localizadas a meia encosta das ombreiras da barragem, além de descidas d’água em degraus localizadas nos taludes de montante e jusante.A condução de toda a água de origem pluvial captada pelas estruturas descritas acima converge para um bueiro à jusante do dreno de pé. O Dique 1 é formado por um aterro de solo executado para preenchimento de uma sela topográfica existente na área do reservatório com aproximadamente 10m de profundidade abaixo da cota da crista da barramento principal. O dique é constituído de sistema de drenagem interna composto por filtro vertical de areia e de um tapete drenante horizontal. O Dique 2 é formado por um aterro em solo executado para preenchimento de uma sela topográfica existente na área do reservatório com aproximadamente 15m de profundidade abaixo da cota da crista do barramento principal. O dique é constituído de sistema de drenagem interna composto por filtro vertical de areia, de um tapete drenante horizontal e de um dreno de pé.

de largura a cada 10,0 m de desnível. O talude de jusante apresenta inclinação de 1V:2,0H com bermas também de 3,0 m de largura e com desnível de 10,0 m. O maciço da barragem principal foi desenvolvido utilizando solo de características silto-argiloso, conforme previsto em projeto.Além disso, foram também utilizados materiais de características diferentes, tanto a montante, como a jusante do eixo. A barragem encontra-se com coroamento na cota 690,00m. A barragem é dotada de um sistema de drenagem interna que é constituído por um filtro de areia tipo “chaminé”, posicionado a jusante do eixo da barragem, com continuidade através de tapete horizontal, também de areia, dotado de dreno de pé em enrocamento na extremidade de jusante e de duas trincheiras drenantes implantadas respectivamente em cada ombreira. O sistema de drenagem superficial é dotado de canaletas de concreto posicionadas ao longo das bermas. Existem também valetas de proteção de

Figura 26.3 Localização do Empreendimento (Fonte: MIRAÍ-B-20-402-RE-0) 263

Barragens de Rejeitos no Brasil

26.3.2 - Etapas de Construção

ombreiras, apresentou espessuras maiores para jusante, cerca de 23 m e menor, cerca de 5 m para montante. O maciço rochoso de fundação, detectado nas sondagens é constituído de rocha granulítica de textura fina a grosseira, de coloração cinza, com partes maciças e partes ligeiramente orientadas. Na área de implantação do Dique 1 foi detectado solo residual, de textura silto-argiloarenosa a silte com pouca argila e areia, apresentando espessura variável: de 0,70 m a 15,81 m, com consistência variando de média a rija. Na área do Dique 2 foi encontrada uma camada superficial de espessura variando de 4 a 6 m de solo argilo-siltoso com frações variáveis de areia e pedregulhos (tabatinga), de plasticidade média a alta e coloração cinza e amareloesbranquiçada e de consistência muito mole a média (SPT de 1 a 5).Abaixo desta camada ocorre o solo residual de granulito de granulometria predominantemente siltosa com baixos percentuais de argila e areia, apresentando valores de SPT crescentes com a profundidade.

A construção do maciço da barragem principal foi projetada para construção em etapas distintas. Na 1ª etapa, foi executado um maciço de solo homogêneo, com 52,0 m de altura máxima, com crista na El. 690,00 m. Na 2ª etapa, o maciço será alteado pelo método construtivo de jusante com crista na El. 707,50 m. 26.3.3 - Geologia e Fundações A investigação da fundação da barragem detectou a presença de solo residual granulítico muito desenvolvido, chegando a 46m localizado na ombreira esquerda. O perfil desse solo revela, a partir da superfície, uma camada de espessura média de 4 metros de solo colúvio/ residual de granulometria de argila e silte com pequena fração de areia, de coloração amarelo-avermelhada e de consistência média (SPT variando de 4 a 7). Esta camada é praticamente impermeável e de características texturais e de resistência suficientes para proteger a superfície do terreno contra a erosão. Os primeiros sete metros apresentam consistência e/ou compacidade de rija e/ou medianamente compacta (SPT de 8 a 15) e a partir dessa profundidade, de muito rija a dura e/ou medianamente a muito compacta (SPT>15). A permeabilidade, em comparação com solos de mesmas características, é considerada baixa. O solo residual possui as mesmas características dos solos já descritos para as

26.3.4 - Monitoramento Basicamente, o monitoramento geotécnico da barragem e suas estruturas auxiliares (Dique 1 e Dique 2) é feito a partir dos seguintes instrumentos, conforme indicado na Tabela abaixo.

Tabela 26.1 – Instrumentação da barragem. Instrumentação

Quantidade Barragem Dique 1 Piezômetros 9 1 Indicadores de nível d’água 17 3 Marcos Superficiais 12 2 Régua do N.A do reservatório* 1 Pluviômetro* 1

Periodicidade Dique 2 1 3 2

*Monitoramento realizado diariamente por empresa terceirizada – Brascon. 264

Semanal Semanal Trimestral Diário Diário

Barragens de Rejeitos no Brasil

Os piezômetros, indicadores de nível d’água e marcos superficiais foram instalados recentemente. Os dados de chuva são obtidos a partir de uma estação meteorológica instalada na unidade da CBA/Votorantim. Segundo informação local, está prevista a instalação de um evaporímetro o qual terá leituras diárias. As inspeções de rotina são realizadas semanalmente pela empresa terceirizada Brascon. As observações das inspeções são assinaladas na Ficha de Inspeção de Barragens de Rejeito as quais são entregues à supervisão para análise e programação das medidas corretivas que se fizerem necessárias.

Ø1000 mm, e de duas alas laterais, para arremate do aterro. A jusante da parede da caixa de transição 1 se inicia uma galeria de concreto armado, de dimensões internas de 2,0 x 2,0 m, destinada a proteger a tubulação do vertedouro no trecho em que esta se encontra sob a ombreira da barragem, além de permitir visitas de inspeção a este trecho da tubulação. Ao final da tubulação, logo após outra deflexão horizontal, foi executada a caixa de transição 2. Esta caixa se destina a recolher o fluxo da tubulação e lançá-lo no trecho do vertedouro em degraus. O trecho do vertedouro em degraus, nesta etapa, possui 228,0 m de extensão e foi executado em concreto armado moldado no local, com seção retangular de 4,0 m de largura e 2,0 m de altura. Posteriormente será complementado para montante, até a cota de implantação da soleira da barragem na 2ª Etapa na cota 705,00 m. Este vertedouro está projetado em 8 trechos, com aproximadamente 30,0 m de extensão cada um, e com juntas de dilatação entre eles. No trecho inicial desta estrutura, aproximadamente até 50,0 m a jusante da caixa de transição 2, o terreno apresenta uma declividade acentuada, diminuindo para jusante até a bacia de dissipação. A bacia de dissipação está na cota 643,60 m e terá 20,0 m de laje nivelada, terminando em uma parede de 1,0 m de altura, de maneira a criar um colchão de água para o amortecimento final da energia do fluxo. Após a bacia de dissipação existe um canal de restituição de 20,0 m de extensão, de seção trapezoidal, com fundo de 4,0 m de largura, com 2,0 m de altura e taludes com declividade 1V:1.5H, revestidos, fundo e taludes, com colchão Reno de 30,0 cm de espessura. Ao final deste canal há um enrocamento de pedras de mão para proteção dos taludes do canal e do terreno no entorno, incluindo a calha do córrego existente.

26.3.5 - Sistema Extravasor O vertedouro é constituído por uma galeria em concreto armado para abrigar uma tubulação de aço. No início da galeria há uma pequena bacia de aproximação e uma caixa para captação da água. Após percorrer a tubulação, a água é lançada numa estrutura em degraus de concreto armado, passando a bacia de dissipação. Finalmente, há um canal de restituição trapezoidal, revestido em Colchão Reno que repõe a água em seu curso natural. O trecho em canal fechado é constituído por uma tubulação de aço Ø1000 mm, com 151,0 m de extensão e declividade de 0,03 m/m, envolvida nos seus 85,0 m iniciais por uma galeria de concreto armado. O fluxo extravasor se inicia numa bacia de aproximação de forma trapezoidal (em planta), com fundo em gabião tipo colchão Reno, com 30,0 cm de espessura, na cota 687,50 m, e taludes sem revestimento. Na face menor deste trapézio, a jusante da bacia, existe uma estrutura de concreto armado moldado no local, denominada Caixa de Transição 1, composta de uma caixa retangular, destinada a fazer a captação de água e seu encaminhamento à tubulação de

265

Barragens de Rejeitos no Brasil

26.3.6 - Ficha Técnica Tabela 26-2 – Ficha Técnica da Barragem da Unidade de Miraí DADOS GERAIS Finalidade Empresas Projetistas Construção – Etapa Cota da Crista Altura da Barragem Comprimento da Crista Área do Reservatório Tipos de Seção Drenagem Interna Instrumentação ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Ensaios de Laboratório Parâmetros da Barragem Principal

HIDROLOGIA / HIDRÁULICA* Área da Bacia (km2) Tempo de Concentração (min) Precipitação de Projeto (mm) Tempo de Retorno (anos) Etapas de Construção da Barragem Cota da Crista da Barragem (m) Vazão Máxima Afluente (m³/s) Vazão Máxima Defluente (m³/s) NA Máximo Operacional (m) NA Máximo Maximorum (m) Borda Livre (NA máx Max) (m) ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação

Contenção de rejeito e recirculação de água PCE Engenharia 1a 690,0m 52m 428m 1.306.814m2 Heterogênea Filtro de areia tipo chaminé (tapete horizontal e dreno de pé) Não possui instrumentação. Realizadas na fase de projeto executivo Realizada na fase de projeto executivo Solo argiloso compactado: γ = 19,0 kN/m³; c’ = 12,0 kPa; φ’ = 30º; Fundação (solo residual): γ = 18 kN/m³; c’ = 0 kPa; φ’ = 30º; Fundação (aluvião): γ’ = 16 kN/m³; c’ = 0 kPa; φ’= 26º 3,01 20 282,57 (24 horas) 10.000 1ª Etapa 690,00 79,10 14,30 687,50 689,14 0,86 1ª Etapa: O sistema extravasor compõem-se de um trecho em tubo de aço (Ø1000 mm) sob a ombreira, o qual deságua num trecho em degraus, seguido de uma bacia de dissipação e, finalmente, de um canal de restituição, devolvendo o fluxo de água ao córrego existente.

*Os dados referentes à Hidrologia/Hidráulica foram extraídos do relatório “Miraí-G-28-801-RE-1” elaborado pela PCE em fevereiro de 2004 e dos relatórios “CL-300-RL-11346-0A” e CL-302-RL-12322-00, elaborados pela Pimenta de Ávila em agosto e novembro de 2007, respectivamente. 266

Barragens de Rejeitos no Brasil

26.4 - Aspectos Operacionais

26.5 - Agradecimentos

O principal objetivo do Projeto Mirai Fazenda Chorona é o beneficiamento de bauxita, constituído de britagem, seguida de um desagregamento em “scrubers”. Posteriormente acontecem 2 estágios de peneiramento e um sistema de recuperação de finos, constituído por 2 estágios de ciclonagem e peneiramento em alta freqüência, onde se dará a deslamagem e o desagüamento do minério. A lama proveniente do beneficiamento do minério é espessado formando uma pasta, que posteriormente é disposta na Barragem de Rejeito, localizada próxima a Planta. Há dois sistemas de captação de água na planta. O Sistema Água Nova é responsável pela captação e condução de água do rio (adução do rio Preto), manancial que banha a área de implantação do empreendimento, localizado a aproximadamente 740 m a jusante da planta de beneficiamento. O segundo, que constitui o Sistema de Bombeamento, foi projetado para atuar com cinco bombas (sendo uma de reserva) implantadas em uma estrutura de concreto executada na margem direita deste rio. Deve-se observar que parte desta água é proveniente do aproveitamento do processo de lavagem do minério, recuperada por intermédio de espessadores. O sistema projetado é composto por uma Captação Flutuante, executada em estrutura metálica, implantada na área do reservatório, abriga cinco bombas, sendo uma reserva. Tem capacidade para aduzir uma vazão de 800 m³/h. O sistema adutor é dotado de uma linha de recalque com tubulação de Polietileno de Alta Densidade PEAD, com diâmetro em 450 mm com aproximadamente 762 metros de extensão e uma altura manométrica de 79 metros.

O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Votorantim Metais, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, e à Engª. Giani Aparecida Santana Aragão, pela elaboração do texto. 26.6 - Referências - MIRAÍ-B-20-402-RE-0. Relatório de Projeto Executivo da Barragem e Diques. Elaborado pela PCE Engenharia, em setembro de 2004. - MIRAÍ-E-16-002-RE-0. Relatório do Projeto Executivo do Vertedouro e Galeria de Desvio. Elaborado pela PCE Engenharia, em 2004. - Relatório de “Como Construído”. Elaborado pela PCE Engenharia em novembro de 2007. - CL-300-RL-11346-00. Relatório de Consolidação de Dados do Plano de Ações Emergenciais da Barragem de Miraí. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, em agosto/ 2007. - CL-420-LT-21460-00. Laudo Técnico de Segurança da Barragem de Miraí. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em Abril/ 2010. - CL-420-DL-21461-00. Declaração de Estabilidade da Barragem de Miraí. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em Abril/ 2010. - IB-101-RV-22928-0A. Relatório de Visita Técnica a Barragem de Miraí, Unidade de Miraí. Elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria em fevereiro/2011.

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Barragens de Rejeitos no Brasil

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Barragens de Rejeitos no Brasil

27 - VOTORANTIM METAIS – UNIDADE ITAMARATI DE MINAS - BARRAGEM SÃO LOURENÇO

Figura 27.1 - Imagem da Barragem de São Lourenço (Fonte: Google Earth)

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Barragens de Rejeitos no Brasil

27.1 - Apresentação

A figura no início do capítulo apresenta uma imagem aérea, tendo a montante o reservatório da Barragem de Captação de Água em concreto gravidade, as instalações da CBA – Companhia Brasileira de Alumínio e a calha de lançamento dos rejeitos no reservatório da Barragem de São Lourenço.

A Barragem de São Lourenço é parte integrante dos Sistemas de Captação de Água e Acumulação de Rejeitos da Planta de Beneficiamento de minério de bauxita da CBA – Companhia Brasileira de Alumínio/ Votorantim Metais. O reservatório situa-se a jusante da Barragem de Captação de Água do referido sistema. O projeto da barragem é de autoria da Geotécnica S/A. A construção esteve ao encargo da Construtora Minas Sul, concluída em 1991 e o objetivo do reservatório da barragem é a acumulação de todos os rejeitos produzidos no processo de beneficiamento de minério de bauxita.

27.2 - Localização A Barragem de São Lourenço localiza-se no km 12 da estrada que liga as localidades de Itamarati de Minas a Descoberto, no município de Itamarati de Minas, barrando o ribeirão São Lourenço, pertencente à bacia hidrográfica do Rio Paraíba do Sul, sub-bacia do rio Pomba, Minas Gerais.

Figura 27.2 – Localização do Município de Itamarati de Minas

27.3 - Descrição da Barragem

Os taludes da barragem têm inclinação de 1 V : 3 H a montante, em toda sua extensão e de 1 V: 2, 5H a jusante, com duas bermas de 3 m de largura nas elevações 380,00 e 370.00 m. O sistema de drenagem interna é constituído por um filtro de areia tipo chaminé, posicionado a jusante do eixo da barragem, com continuidade através de tapete horizontal também

27.3.1 - Dados Gerais A seção tipo da barragem em toda a sua extensão é homogênea de terra. O maciço possui altura máxima de 38 m sobre as fundações e comprimento de 421,50 m pelo coroamento.A crista fica posicionada na El. 395,00 m, com 10 m de largura. 270

Barragens de Rejeitos no Brasil

de areia, dotado de dreno de pé em enrocamento na extremidade de jusante. O sistema de drenagem superficial aplicado sobre o talude de jusante é constituído por canaletas pré-moldadas de concreto, posicionadas ao longo das bermas, que descarregam em canaletas de pedra argamassada, que se desenvolvem no contato com as ombreiras. A proteção superficial dos taludes de montante e de jusante é feita através de cobertura vegetal. O controle de percolação pela fundação em solo, na ombreira direita é feito por uma trincheira trapezoidal de solo compactado, que intercepta os horizontes superficiais de solo, de maior permeabilidade.

A CBA promoveu em 2005 a desativação destes instrumentos e a instalação de novos instrumentos, compostos por um medidor de nível de água (MN-01) e 5 (cinco) piezômetros do tipo Casagrande (PZ-02 a 06) nas mesmas seções transversais. Após sua instalação, foram feitas leituras que serviram de referência na definição das poropressões atuantes, utilizadas como dado de entrada na realização de verificações de estabilidade dos taludes da barragem para as condições existentes nesta ocasião. Nesta oportunidade, foram realizadas análises para definição dos níveis de “Atenção” e “Alerta” destes instrumentos, que nortearam o monitoramento das condições de segurança do maciço.

27.3.2 - Etapas de Construção 27.3.5 - Sistema Extravasor

A Barragem de São Lourenço é do tipo convencional, homogênea de terra, tendo sido executada em etapa única.

O extravasor fica posicionado na ombreira esquerda, conformado por cortes e rocha gnáissica com até 30 m de altura. É composto por um canal de aproximação, estrutura de controle em concreto armado, rápido e canal de restituição. À exceção da estrutura de controle, todo o sistema é conformado em rocha, tirando partido da rocha gnáissica sã, próxima da superfície. A soleira foi dimensionada para a cheia milenar, possui 20 m de largura na El. 390,00 m e o nível máximo no reservatório nestas condições corresponde à El. 392,50 m, o que conduz a uma borda livre de 2,50 m em relação à crista da barragem de terra. A estrutura foi verificada para a cheia decamilenar, chegando-se a um valor do nível d’ água próximo à elevação da crista do aterro.

27.3.3 - Geologia e Fundações O maciço da barragem é fundado em rocha gnáissica sã e / ou pouco alterada na ombreira esquerda e fundo do vale, numa extensão de cerca de 227,50 m. Nos 185,00 m restantes em direção à ombreira direita, onde o topo rochoso encontrase a grande profundidade, as fundações são constituídas por solo coluvionar de características argilo arenosas. 27.3.4 - Monitoramento Na época da construção da barragem foram instalados os seguintes instrumentos para as finalidades descritas a seguir: · Marcos superficiais ao longo da crista, para medir os deslocamentos superficiais do aterro. · Piezômetros pneumáticos para medição das poropressões na fase construtiva, estabelecer correlações com a umidade de colocação do material do aterro e medir o desenvolvimento das poropressões na fundação da ombreira direita.

27.4 - Ficha Técnica Os principais dados de interesse da Barragem São Lourenço estão resumidos na Tabela a seguir.

271

Barragens de Rejeitos no Brasil

Tabela 27-1 – Características da Barragem São Lourenço DADOS GERAIS Finalidade Contenção de rejeitos de bauxita. Empresa Projetista GEOTÉCNICA S/A Empresa Construtora Minas Sul - CMS Construção – Etapa Única Ano de construção 1991 Data de Início Operação 01/02/1992 Cota da Crista 395,00 m Altura da Barragem 38,00 m Comprimento da Crista 412,50 m Área do Reservatório 646.000 m2 Capacidade Final do Reservatório 13.820.000 m3 Tipo de Seção Homogênea de Aterro Argiloso Compactado Drenagem Interna Filtro vertical e tapete horizontal de areia. Instrumentação Piezômetros Casagrande (5), Indicador de NA (1), Marcos Superficiais (3). ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens Realizadas na fase de projeto. Parâmetros dos Materiais Fundação:− Solo Coluvionar: γ = 18 KN/m3 ; c’ = 3 kPa; φ’ = 25º − Solo Saprolítico: γ = 18 KN/m3 ; c’ = 0; φ’ = 30º Aterro: γ = 20 KN/m3 ; c’ = 13 kPa; φ’ = 28º HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia 16.250.000 km2 Cheia de Projeto TR igual a 1.000 anos; verificado para 10.000 anos NA Máximo Operacional 390,00 m NA Máximo Maximorum 392,50 m Borda Livre 2,50 m ESTRUTURAS VERTENTES Vertedouro de Operação ECN (Estrutura de Controle de Nível Vertedouro de Operação / Fechamento Soleira Livre na El. 390,00 m; canal de restituição escavado em rocha.

O sistema operacional da barragem é dotado dos seguintes componentes: - Estrutua de Controle de Níveis (ECN) - Sistema de Recirculação - Sistema de Desvio - Estação de Tratamento de Água

27.5 - Aspectos Operacionais do Sistema Os rejeitos são lançados no reservatório a montante, em calha, na forma de lama, com descarga imediatamente a jusante da Barragem de Captação de Água. 272

Barragens de Rejeitos no Brasil

de isolar o lago desestratificado e de atender aos parâmetros de quantidade e qualidade de descarte da água, estabelecidos na legislação ambiental. O Sistema de Desvio foi construído em conduto forçado pela ombreira direita, constituído por tubos PEAD de diâmetro externo de 355 mm e diâmetro interno de 332,8 mm, numa extensão de 2550 m. Como Sistema de Recirculação, foi construída uma estação de bombeamento flutuante com 3 bombas horizontais, atingindo uma demanda total de 504 m3/h. Este sistema foi complementado por uma linha adutora com extensão de 2016m, constituída por tubos PEAD com diâmetro externo de 355 mm e interno de 302 mm. A construção dos Sistemas de Recirculação e Desvio resultou num conjunto de benefícios operacionais, que cabem ser explicitados a seguir:

Apresenta-se a seguir uma descrição destes componentes, definindo suas funções. A. ESTRUTURA DE CONTROLE DE NÍVEIS A estrutura de controle de níveis tem a função de controlar a concentração de sólidos das descargas liberadas pelo sistema para jusante da barragem. A estrutura em concreto armado é composta por uma torre de 35 m de altura e galeria de 190 m de comprimento sob o aterro da barragem de terra, fundadas em rocha sã. B. SISTEMAS DE RECIRCULAÇÃO E DE DESVIO No ano de 1999, na época mais fria (junho a setembro), a água do reservatório apresentou muitas variações em relação ao aspecto de turbidez, ocorrendo repentinamente valores da turbidez fora dos padrões.Tratava-se do fenômeno de “desestratificação” ou de destruição da estratificação, cujo aparecimento relaciona-se com o aspecto climático e com a mudança na granulometria do rejeito, devido à recuperação das partículas até #42 para o minério gnáissico e até # 250 para o minério anfibolítico.As partículas sedimentadas passaram a sere atingidas por correntes ascendentes, que acontecem na época fria decorrente da inversão do perfil térmico e da densidade do lago antes estratificado. Diante deste fato, a CBA foi obrigada a fechar a estrutura de controle de nível para evitar que esta água com excessiva turbidez fluísse para jusante, onde passa a ser utilizada pelos proprietários rurais e/ou moradores ribeirinhos. No ano de 1999 a estrutura de controle de nível ficou fechada durante três meses, quando então, a água do reservatório de rejeitos começou a clarear e voltou a atender aos padrões de turbidez exigidos pela legislação ambiental. A partir de então, o fenômeno passou a se repetir anualmente. Diante do fato, a CBA implantou o “Sistema de Recirculação e de Desvio”, que pode ser visto como upgrade do sistema global, que assim passou a ter condições

- Respeito às determinações do IGAM e em especial a outorga concedida de 110 l/s, Potaria 02058/2009; - Atendimento com prioridade, na qualidade e quantidade requeridas, a demanda total de jusante; - Atendimento integral à demanda hídrica da Planta de Beneficiamento, atual e futura, em boas condições operacionais. C. ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA No período de estiagem de 2004, entre os meses de abril a setembro, ocorreram precipitações pluviométricas bem acima das médias registradas, juntamente com o fenômeno da desestratificação, gerando a necessidade de fechamento da Estrutura de Controle de Níveis em função dos altos níveis de turbidez de até 1600 UNT, verificados na água do reservatório. Para solucionar o problema, foi implantada a Estação de Tratamento de Efluente com capacidade de tratar vazões superiores a MLT (vazão média de longo termo). O sistema de tratamento é composto das seguintes unidades: 273

Barragens de Rejeitos no Brasil

- Unidade de preparo e dosagem dos produtos químicos (Casa de Química); - Unidade de mistura rápida do coagulante químico e medição de vazão (Calha Parshall); - Unidade de mistura lenta (Floculador); - Unidade de decantação (Decantador).

27.6 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Votorantim Metais/ CBA, pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Octavio Vilas Boas Machado Filho, pela elaboração do texto, e ao Engº. Jonas Machado Pires, pela revisão do mesmo.

O processo de tratamento utilizado é a precipitação química através da adição de cal, polímero sólido ou emulsão e floculante a base de sais férricos, fornecendo no processo, uma quantidade de energia capaz de promover a mistura de eletrólito e posteriormente a aglutinação das partículas. Numa primeira fase ocorre a coagulação das partículas com a quebra das forças de repulsão entre elas, seguido da floculação através do gradiente hidráulico ao qual o líquido será submetido. A formação do floco o torna mais denso e pesado, sujeito a decantação em ambiente favorável. O overflow do reservatório da Barragem de Rejeitos é bombeado para o Sistema de Tratamento através de uma estação de bombeamento flutuante com capacidade de bombear uma vazão de até 1000 m3/h.

27.7 - Referências - 109/GEO/9/004/0 - Projeto Bauxita – Cataguases – Sistemas de Captação de Água e Acumulação de Rejeitos – Relatório de Projeto Básico – Vol. 1 – Memorial Descritivo – Junho / 87 – Geotécnica. - ITAM-DNA-RE-002 – Reavaliação dos Níveis Piezométricos de “Atenção” e “Alerta” – PCE Engenharia - Maio/2009. - ITAM-LVT-RE-012 – Planta de Lavagem de Bauxita - Itamarati De Minas - Barragem de Rejeitos - Laudo Técnico – PCE Engenharia – Abril / 2011.

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Barragens de Rejeitos no Brasil

28 - YAMANA GOLD – MINA DE JACOBINA BARRAGEM DE JACOBINA

Figura 28.1 - Imagem aérea da Barragem de Rejeitos de Jacobina (Fonte: Google Earth)

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Barragens de Rejeitos no Brasil

Este sistema, bem como todo o sistema de drenagem do pé da barragem tem sido progressivamente ampliado pela JMC acompanhando o crescimento do maciço e o nível do reservatório.

28.1 - Apresentação A Barragem de Rejeitos de Jacobina foi projetada pela Milder Kaiser em 1982 e operou até o final de 1998, quando a atividade da mina foi paralisada. A Jacobina Mineração estimou que, durante este período, foram armazenados em seu reservatório cerca de 11.000.000 toneladas de rejeitos. Durante a década de 80 e início da década de 90, o barramento foi sucessivamente alteado por linha de centro com utilização de rejeitos ciclonados. Estima-se que o último alteamento por linha de centro atingiu a elevação 636,0m. A partir da década de 90, o eixo da barragem foi deslocado para montante, em função de alteamentos também para montante. Ainda na fase inicial foi implantado um sistema de captação da água percolada pelo maciço da barragem, através de bombeamento, permitindo que estes efluentes retornem ao lago.

28.2 - Localização da Barragem A Barragem de Rejeitos de Jacobina localiza-se no riacho Santo Antônio, que é afluente do rio Itapicuru Mirim1, com coordenadas geográficas UTM: 8.756.643 Norte e 333.438 Sul, Fuso 24 - Datum SAD 69, no município de Jacobina, estado da Bahia, em zona rural, a cerca de 17 km da cidade. O acesso ao empreendimento pode ser feito por rodovia federal, a partir de Salvador, que se situa a aproximadamente 330 km de distância. As Figuras 28.2 e 28.3 apresentam o mapa de acesso à Mina de Jacobina e um croqui indicando a localização da barragem.

Figura 28.2 - Mapa de localização de Jacobina (Fonte: SC.24-Y-C – Programa de Levantamentos Geológicos do Brasil/ Projeto RADAM)

Nomenclatura baseada na cartografia do IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, em escala 1:100.000. Folhas de Jacobina e Caldeirão Grande 1

276

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 28.3 Croqui de localização das Barragens Atual e Nova

28.3 - Descrição da Barragem 28.3.1- Dados Gerais A barragem de rejeitos de Jacobina atualmente encontra-se com reservatório na cota 644,69 m e crista na cota média 654,55 m. Nessa mesma época a praia da barragem encontra-se com aproximadamente 468,40 m, a partir do ponto médio do eixo da crista. O talude de jusante é constituído por bermas irregulares, com inclinação e altura variáveis. Além disso, dois diques de sela foram também projetados e construídos na região periférica do reservatório. O dique de sela norte encontra-se adjacente à barragem principal, a nordeste desta. Já o dique de sela sul encontra-se adjacente à barragem principal e a sudeste desta. A fundação da barragem principal é composta por solos residuais de granito, em sua maioria silto-argilosos ou argilo-siltosos, além de camadas de rochas alteradas e rocha sã a pouco alterada.

Com relação aos diques de sela, o solo de fundação é caracterizado por uma camada de solo coluvionar argilo-siltoso ou silto-arenoso. A barragem, atualmente, apresenta um sistema de drenagem interna que consiste em drenos lineares ligados a drenos coletores desenvolvidos ao longo do pé do aterro que encaminham a água coletada para um sistema de bombeamento e recirculação. No caso dos diques de sela norte e sul a drenagem interna dos maciços é composta por filtro vertical de areia e um tapete drenante de areia e brita associados. Atualmente a empresa também tem um contrato para sistema de gestão da operação e segurança junto a própria Pimenta de Ávila, visando o cumprimento dos requisitos técnicos operacionais e de segurança das duas barragens, além do próprio SIGBAR, sistema corporativo, que também dá suporte à gestão da segurança. 277

Barragens de Rejeitos no Brasil

As Figuras 28.4 e 28.5 representam a planta, a seção típica da Barragem de Rejeitos de Jacobina.

Figura 28.4 - Planta da Barragem de Rejeitos de Jacobina

Figura 28.5 - Seção típica da Barragem de Rejeitos de Jacobina 278

Barragens de Rejeitos no Brasil

28.3.2 - Geologia e Fundações

do nível de água, estando esses níveis correlacionados a fatores de segurança.

A geologia local é composta por rochas graníticas (granulometria média a grossa) e rochas básicas, que são recobertos por solos coluvionares e pelo manto de alteração. Os quartzitos ocorrem na região à montante da barragem em escarpas rochosas e com pouca cobertura de solo no contato com os granitos. No canal periférico ocorrem depósitos aluvionares e colúvio-aluvionares. A jusante e a montante, ocorrem blocos de rocha de granitos e quartzitos. As estruturas geológicas referem-se às falhas normais de cunho regional com direção NE-SW a NW-SE e a falha de empurrão N-S a leste, no contato das unidades geológicas. Aspectos de foliação não são bem marcados com a textura das rochas apresentando padrão relativamente isotrópico (granítico). O vale onde se encaixa a barragem possui direção geral NWSE desde a foz até a área do eixo, e, no final do reservatório, inflexiona para a direção geral E-W até a área do interflúvios (a leste) nos afloramentos da serra, demonstrando o controle estrutural da drenagem.

28.3.4 - Sistema Extravasor O antigo sistema extravasor da barragem era constituído, basicamente, de uma tulipa localizada no interior do reservatório de rejeitos conectada a uma galeria de fundo de concreto armado. Esse sistema extravasor não se encontra mais em funcionamento. A galeria de fundo foi plugada em meados de 2006. Atualmente, a cota de emboque plugada encontra-se com aproximadamente 4,00m de coluna de água sobre seu ponto mais elevado. O reservatório da barragem foi projetado para operar em sistema fechado, ou seja, sem o vertimento da água do processo para o meio ambiente, visto que toda a agua é consumida no processo de beneficiamento. Por esse motivo, a barragem conta com uma estrutura de desvio da drenagem periférica, denominada corta-rio, implantada em grande parte do contorno do reservatório. O corta-rio tem a função de evitar que a água pluvial proveniente da bacia de contribuição chegue ao reservatório e se contamine. Dessa forma, a área de contribuição de drenagem pluvial da barragem fica reduzida, praticamente, à área do reservatório. Ainda com o objetivo de permitir a operação no sistema fechado, foi implantado o sistema de captação de água percolada pelo maciço da barragem, através de bombeamento, na fase inicial de operação. Este sistema, situado a jusante da barragem, também capta a água proveniente da drenagem do pé da barragem e tem sido progressivamente ampliado, acompanhando o crescimento do maciço e a elevação do nível d’água do reservatório. O efluente e o percolado coletados retornam ao lago por bombeamento. Atualmente, o sistema de recirculação bombeia para o reservatório da barragem aproximadamente 1.300m3 de água percolada por dia. Do reservatório, são captados cerca de 7.200m3 por dia para alimentação de água do processo de beneficiamento da planta industrial.

28.3.3 - Monitoramento A Barragem de Rejeitos de jacobina encontra-se instrumentada com 6 piezômetros de tubo aberto tipo Casagrande, 10 medidores de nível d’água e um sistema de medição de vazões de drenagem interna à jusante da barragem, composto por tubulações que captam a água dos drenos principais e secundários. Os piezômetros tiveram suas células instaladas em diferentes profundidades e camadas de matérias diversos, de acordo com o relatório RS-068/04 emitido pela ETS. A frequência das leituras dos medidores de vazão, piezômetros e dos medidores de nível d’água é quinzenal. No período chuvoso, as leituras são realizadas semanalmente. Os níveis de controle são baseados na carta de risco apresentada no Apêndice B. Os valores de cada uma das faixas dos níveis representam a estabilidade geotécnica da barragem frente às possíveis elevações do nível de água interno no talude de jusante. Os instrumentos instalados na barragem têm por finalidade detectar elevações 279

Barragens de Rejeitos no Brasil

28.3.5 - Ficha Técnica Tabela 2 - Ficha técnica da Barragem de Rejeitos de Jacobina (Fonte: JM-110-LT-15653-0A)

IDENTIFICAÇÃO Barragem de Rejeitos de Jacobina Proprietário: YAMANA GOLD INC. Finalidade: Contenção de Rejeitos Empresas Projetistas: Milder Kaiser (1982) / Pimenta de Avila (alteamento, 2007) Ano de Elaboração do Projeto: 1982 LOCALIZAÇÃO Coordenadas UTM: N: 8.756.643 E: 333.438 Datum SAD69 INFORMAÇÕES GERAIS DA BARRAGEM PRINCIPAL Cota Média da Crista: 654,55m Altura Máxima do Maciço: 61,00m Comprimento da crista: 606,76m Cota da Soleira do Sistema Extravasor – Dique Norte: 645,80m NA Máximo: 645,00m Tipo de Seção: Heterogênea Drenagem Interna: Drenos lineares ligados a drenos coletores Etapa Atual de Construção: Concluída DIQUE NORTE Comprimento da Crista do Dique: 120,66m Altura do Maciço: 12,00m Cota da Crista do Dique: 647,9m NA Máximo: 645,00m Cota da Soleira do Sistema Extravasor: 645,80m DIQUE SUL Comprimento da Crista do Dique: 53,65m Altura do Maciço: 6,00m Cota da Crista do Dique: 647,6m NA Máximo: 645,00m INFORMAÇÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO Área do Reservatório para a Elevação 647,00: 290.259m² Volume Útil até o NA Máximo : 868.842m3 INSTRUMENTAÇÃO Seis medidores de nível de água, dez piezômetros e dez poços de monitoramento HIDROLOGIA / HIDRÁULICA Área da Bacia: 0,525km2 (com corta rio) / 1,345km2 (sem corta rio) Tempo de Concentração: 24 horas Tempo de retorno: 10.000 anos Precipitação de Projeto: 285mm Vazão Máxima Afluente: 3,39m3/s Vazão de Projeto: 1,11m3/s NA Máximo Operacional: 646,00m NA Máximo Maximorum: 646,49m Borda Livre (NA máx Max): 0,51m SISTEMA EXTRAVASOR Tipo: Canal retangular associado à descida d’água em canal trapezoidal.

280

Barragens de Rejeitos no Brasil

definido de acordo com um planejamento prévio ao longo do tempo e espaço, procurando sempre utilizar métodos comparáveis e padronizados. O Programa de Monitoramento implantado incluiu sete (7) pontos de coleta de água superficial e de sedimentos de corrente, ficando distribuído da seguinte forma: um ponto à montante da barragem de rejeitos (Branco), um no dique de sela norte, um no dique de sela sul e os demais pontos à jusante da barragem. Os cursos d’água que foram contemplados com a rede de monitoramento são: rio da Barra com dois pontos de monitoramento, riacho Santo Antônio com quatro pontos e o afluente do rio Itapicuruzinho com um ponto.

28.4 - Aspectos Operacionais Do ponto de vista operacional e de gestão da segurança, a barragem de rejeitos1 atende a padrões internacionais. A barragem foi projetada e é acompanhada por empresa especializada, possui manual de operação e possui um plano de ações em caso de situações emergenciais. Com relação a sua operação, a barragem possui acompanhamento especializado por meio de engenheiro geotécnico residente, que acompanha sistematicamente o desempenho da estrutura, bem como orienta as atividades operacionais. Além disso, a Yamana ainda conta com um sistema de gestão de segurança de barragens denominado SYGBAR, que fornece todas as bases para o monitoramento geotécnico das barragens, bem como fornece periodicamente declarações de estabilidade da estrutura. Atualmente, em virtude do início de operação da nova barragem, o lançamento de rejeitos na barragem 1 se resume na ocupação de underflow na praia, com fins de reconformação topográfica.

28.6 - Plano de Fechamento As diretrizes para o fechamento da Barragem de Rejeitos de Jacobina e áreas de entorno estão sendo voltadas, principalmente, para a estabilização por longo prazo das condições físicas e químicas das áreas impactadas pela disposição dos rejeitos. O conjunto dessas medidas abrange quatro momentos: o final da operação, o descomissionamento da barragem, a reabilitação e o monitoramento da área, garantindo, assim, o sucesso do fechamento.

28.5 - Aspectos Ambientais O monitoramento hidrogeoquímico, também denominado monitoramento ambiental, visa avaliar as condições no entorno do empreendimento e atender o que é estabelecido através da Legislação Ambiental, onde as diretrizes e solicitações exigidas são apresentadas na Licença de Operação – LO, esse monitoramento é uma importante ferramenta para a administração dos recursos naturais. Conforme estabelecido na Licença de Operação – LO concedida pelo Centro de Recursos Ambientais – CRA, em 2006, referente à Condicionante V que trata do estudo técnico científico e do meio ambiente, foi implantada a rede de monitoramento em toda a área da Barragem de Rejeitos. O monitoramento consiste em repetidas avaliações do meio, procurando avaliar as substâncias químicas e físico-químicas presentes ou mudanças biológicas, com um propósito

O Plano de Fechamento, elaborado pela Pimenta de Avila Consultoria, inclui as medidas apresentadas a seguir. 9 Medidas de controle de geração de drenagem ácida (reconformação topográfica, cobertura e, sistema de drenagem pluvial, incluindo o corta-rio); 9 Remediação da área a jusante da barragem (sistema de interceptação, coleta e tratamento do efluente); 9 Estabilização dos taludes; 9 Medidas de controle de erosão; 9 Desmontagem tubulações; 9 Monitoramento.

281

de

equipamento

e

Barragens de Rejeitos no Brasil

A Figura 28.10 ilustra uma perspectiva do reservatório após a reconformação, que propiciará a implantação da cobertura de isolamento do rejeito.

Figura 28.10 – Projeção final do reservatório de rejeitos da barragem 1, já reconformado, com a implantação da cobertura.

28.7 - Agradecimentos O texto apresentado neste capítulo foi elaborado com base nas referências indicadas no item seguinte. O CBDB agradece à Yamana Gold Inc., pela autorização concedida na divulgação dos dados, à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos, ao Engº. Rafael Jabur Bittar, pela elaboração do texto, e ao Engº Edvaldo Amaral, pela revisão do mesmo.

- JM-100-EP-9435 - Programa de Monitoramento de Água na Área de Influência da Barragem de Contenção de Rejeitos. Pimenta de Avila Consultoria, 2006. - JM-111-RL-16214-0A – Nota Técnica, Procedimentos e Recomendações Operacionais para a Barragem de Rejeitos. Pimenta de Avila Consultoria, 2009. - JM-112-RL-18256-0A – Plano Conceitual de Fechamento da Barragem de Rejeitos de Jacobina. Pimenta de Avila Consultoria, 2009. - JM-100-NT-15127-0A - Barragem de Rejeito - Relatório de Visita de Inspeção, Pimenta de Avila Consultoria, 2008. - JM-113-RL-18506-0A– Manual de Operação – Barragem de Rejeitos 1 - Pimenta de Avila Consultoria, 2009.

28.8 - Referências - BLH-E-J3-MA-001-0 JMC02-390-C-MO0001 Manual de Operação e Construção da Barragem 2 - JM-100-MD-11841 - Projeto Executivo do Alteamento da Barragem Principal até a EL. 650,00 m, Memorial Descritivo da Obra. Pimenta de Avila Consultoria, 2007. 282

Barragens de Rejeitos no Brasil

Parte I I I RELATO DE ACIDENTE E FECHAMENTO DE BARRAGEM Por: Marta Sawaya

283

Barragens de Rejeitos no Brasil

284

Barragens de Rejeitos no Brasil

BARRAGENS DE REJEITOS NO BRASIL

SUMÁRIO Parte III 1-

BARRAGEM SÃO FRANCISCO – MINERAÇÃO RIO POMBA

287

1.1

Apresentação

288

1.2

Localização da Barragem

288

1.3

Descrição Geral

289

1.4

Acidentes

292

1.5

Fechamento do Maciço

303

1.6

Agradecimentos

306

1.7

Referências

306

285

Barragens de Rejeitos no Brasil

286

Barragens de Rejeitos no Brasil

1 - BARRAGEM SÃO FRANCISCO – MINERAÇÃO RIO POMBA CATAGUASES

Figura 1.1 - Imagem aérea da área da barragem Fonte: GoogleEarth, 2008

287

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.1

Apresentação

A figura 1.2 apresenta foto de parte do reservatório em fase fechamento.

A barragem de rejeitos denominada São Francisco entrou em operação em 1995, fazendo parte das instalações de extração e beneficiamento de bauxita da Mineração Rio Pomba Cataguases Ltda. (MRPC). Após dois acidentes, o primeiro em março de 2006 e o segundo em janeiro de 2007, com ruptura de parte do maciço de terra, a barragem foi fechada.

1.2 Localização da Barragem A barragem São Francisco localiza-se no córrego Bom Jardim, na Fazenda São Francisco, distante 7km da cidade de Mirai, Estado de Minas Gerais (Figura 1.3).

Figura 1.2 - Parte do antigo reservatório da barragem na fase de fechamento.

Figura 1.3 - Mapa de situação do município de Miraí, local da barragem São Francisco Fonte: IGA (Instituto de Geociência Aplicada) 288

Barragens de Rejeitos no Brasil

1.3 - Descrição Geral

pelo consultor da FEAM na ocasião da ruptura da barragem. A barragem foi construída em aterro compactado, de solo argilo-arenoso, amplamente disponível na superfície das encostas adjacentes aos vales dos córregos do Fubá e Bom Jardim. Seu sistema de drenagem interna incluiu um filtro de areia, em chaminé vertical, combinado a um tapete drenante sub horizontal, construído no interior do aterro em elevação acima da superfície de fundação (Figura 1.4).

1.3.1- Dados Gerais As informações sobre as características da barragem antes do acidente, apresentadas a seguir, foram obtidas a partir dos Laudos de Vistoria do Ministério Público do Estado de Minas Gerais, dos Autos de Fiscalização da Fundação Estadual de Meio Ambiente – FEAM, do Relatório Técnico do Consórcio Mineiro de Engenheiros Consultores – CMEC e do Relatório Sobre Ruptura da Barragem elaborado

Figura 1.4 - Seção típica da barragem São Francisco Fonte: Pimenta de Ávila, 2007

1.3.2 - Monitoramento

Este tipo de vertedouro é normalmente utilizado para descarga da água, após a decantação de frações sólidas dentro do reservatório. A cota de descarga é aumentada gradualmente, ao longo da vida útil do reservatório, através da colocação de placas de concreto, em ranhuras da estrutura principal, à medida que sobe o nível dos rejeitos. Normalmente, a colocação das placas é requerida de modo a manter uma profundidade mínima de água, acima da superfície submersa dos rejeitos, para promover a decantação dos sólidos e eliminar água clarificada. Após o acidente de 2006, foi implantada uma modificação na estrutura do trecho inclinado do vertedouro diminuindo a capacidade de vazão. O auditor da barragem recomendou a implantação

De acordo com laudo do Ministério Público, em 2005, a barragem contava com três piezômetros, para o monitoramento da barragem. 1.3.3 - Sistema Extravasor Para descarga do fluxo normal, proveniente da água não reaproveitada dos rejeitos e das cheias, a barragem possuía um vertedouro em torre inclinada (denominado de “tulipa” nos documentos de projeto) formado por galeria horizontal conectada à torre inclinada. Esta torre, em concreto, possuía duas células abertas no lado do reservatório para drenagem da água. As aberturas eram fechadas na medida da subida do nível dos rejeitos. 289

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 1.5 - Vertedouro de Emergência implantado na ombreira direita Fonte: Ministério Público, 2006

de jusante foram revestidas com placas de concreto pré-moldado.

do novo vertedouro de superfície, que foi construído em concreto. Fazendo parte do sistema extravasor, existia também um vertedouro, situado na margem direita na junção da barragem com a ombreira, denominado “vertedouro de emergência”. Este vertedouro foi construído com o objetivo de aumentar a segurança para passagem do fluxo, no caso de cheias excepcionais. O vertedouro de emergência (Figura 1.5) foi construído por escavação de um canal em solo, parcialmente revestido com concreto sem armadura, no piso. As paredes laterais não foram revestidas no trecho de montante e, no trecho

1.3.4 - Etapas de Construção O barramento foi construído em três etapas distintas de alteamento, atingindo uma altura de 30 metros. Em 2005, a barragem encontrava-se na fase final de operação, com previsão de desativação da estrutura até o final do referido ano. Devido ao atraso no licenciamento de outra área para a implantação de uma nova barragem, a empresa decidiu pelo prolongamento da vida útil da barragem, alteando-a em cerca de 2m (Figuras 1.6 e 1.7). 290

Barragens de Rejeitos no Brasil

Figura 1.6 - Vista da crista da barragem após alteamento de aproximadamente 2m Fonte: Ministério Público, 2006

1.3.5 - Aspectos Operacionais A barragem São Francisco recebia o efluente gerado no processo de beneficiamento da bauxita. No local, produzia-se aproximadamente 20.000 t/ mês de minério beneficiado e a capacidade de armazenamento do reservatório da barragem era de aproximadamente 3,5 milhões de m3 do rejeito proveniente da lavagem da bauxita.

Figura 1.7 - Vista do talude de jusante da barragem após alteamento Fonte: Ministério Público, 2006

291

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A Figura 1.8 apresenta uma vista da unidade de tratamento da Fazenda São Francisco.

Figura 1.8 - Vista geral da planta de beneficiamento da Fazenda São Francisco Fonte: Ministério Público, 2005

O rejeito era lançado por bombeamento diretamente no reservatório, sendo então adicionada a cal (para corrigir o pH), o sulfato de alumínio (como coagulante) e o polímero (como floculante).Após um tempo de retenção na barragem, ocorria a decantação das partículas. Parte da água era bombeada para a planta de beneficiamento, sendo reutilizada no processo. Outra parte da água era lançada no leito do córrego, dando continuidade ao curso d’água a jusante do local.

último alteamento, quando ocorreu rotação de uma placa do vertedouro “tulipa”, posicionada cerca de 10m de profundidade.A abertura de uma brecha entre placas já submersas, situadas na base da torre inclinada, deixou vazar lama para o córrego Bom Jardim e cursos d’água subsequentes (Figura 1.9). Os principais danos ambientais observados foram (Figuras 1.10 e 1.11): - Destruição dos ecossistemas ribeirinhos; - Eliminação da fauna aquática devido à falta de oxigenação da água; - Inundação de áreas com utilização antrópica (pastagem e cultivos) e dessedentação bovina; - Alteração da qualidade das águas dos recursos hídricos locais com elevados índices de turbidez.

1.4

Acidentes

1.4.1- Acidente de 2006 A barragem São Francisco passou por dois acidentes em menos de um ano. O primeiro ocorreu em março de 2006, dois meses após o 292

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Figura 1.9 - Saída do vertedouro “tulipa” com vazamento de lama. Fonte: Ministério Público, 2006

Figuras 1.10 e 1.11 - Fotos mostrando impactos ambientais decorrentes do vazamento de lama em março de 2006 Fonte: FEAM, 2006

- Propagação da turbidez da água pelo Córrego Bom Jardim, Rio Fubá e Rio Muriaé, causando a mortandade de peixes devido à falta de oxigenação e comprometendo a qualidade das águas destinadas ao abastecimento público nas cidades de Lages de Muriaé e Itaperuna, no Estado do Rio de Janeiro.

O tamponamento do vertedouro, para conter a saída da lama, foi feito com o lançamento de materiais vedantes no reservatório, a montante da estrutura. Após o estancamento do vazamento, foi iniciada a construção de uma laje de concreto no interior do vertedouro, na região do desloca293

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Figura 1.12- Reforço da placa de concreto do vertedouro “tulipa” Fonte: CMEC, 2006

Figura 1.13 - Vista da parte superior da torre do vertedouro “tulipa”, com duas aberturas Fonte: Pimenta de Ávila, 2006

mento das placas (Figura 1.12). Em seguida, a abertura foi preenchida com areia, com exceção dos tubos por onde a água passava livremente (Figura 1.13). Em decorrência desse acidente, foi firmado um Termo de Ajustamento de Conduta –TAC entre MRP e Ministério Público do Estado de Minas

Gerais, no qual foi prevista a contratação de um especialista para avaliação completa das condições de segurança da barragem e implantação das medidas necessárias à melhoria destas condições de segurança, além de medidas emergenciais de atendimento às populações afetadas e recuperação dos danos ambientais ocorridos. 294

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Dentre as medidas para melhoria da segurança da barragem, cita-se: - Reforço da barragem, com a construção de uma berma no pé do talude de jusante; - Construção de um novo vertedouro (de superfície) na crista da barragem (figuras 1.14). O vertedouro “tulipa” foi mantido durante as obras, para passagem de água.

Outras cláusulas do TAC referiam-se às medidas emergenciais para garantir o abastecimento de água das populações a jusante da barragem (incluindo as localidades prejudicadas no Estado do Rio de Janeiro) e recuperação das áreas impactadas pelo vazamento de lama.

Figura 1.14 Vertedouro de superfície construído após o acidente de 2006 Fonte: Ministério Público, 2007

1.4.2 - Acidente de 2007 Na madrugada de 10 de janeiro de 2007, rompeu maciço da barragem São Francisco, provocando o vazamento de aproximadamente 2 milhões de m3 de lama no córrego Bom Jardim, que deságua no ribeirão Fubá, afluente do rio Muriaé. O rio Muria, por sua vez, é contribuinte da Bacia do Paraíba do Sul. De acordo com os depoimentos das pessoas que presenciaram o episódio, depois de algumas horas de chuva forte, o nível d’água do reservatório foi se elevando rapidamente, até a água atingir a soleira vertedouro de superfície

recém-construído. A água começou a passar pelo vertedouro de superfície ao mesmo tempo que começou a passar no contato do maciço com a ombreira direita da barragem, no local do antigo vertedouro de emergência e da estrada de acesso (Figura 1.15). Devido ao volume considerável e à velocidade da água, iniciou-se um rápido processo erosivo próximo à ombreira direita, que culminou no colapso da estrutura. As figuras a seguir apresentam fotos da barragem após a ruptura. 295

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Figura 1.15 - Vista da estrada de acesso à barragem, local por onde a água começou a passar, na madrugada de 10 de janeiro de 2007 Fonte: Ministério Público, 2005

Figura 1.16 - Vista do maciço (de jusante para montante) após a ruptura Fonte: Ministério Público, 2007

296

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Figura 1.17 - Descida do vertedouro de emergência após a ruptura da barragem Fonte: Pimenta de Ávila, 2007

Figura 1.18 - Vista da parte do maciço que permaneceu intacta após a ruptura da barragem Fonte: Ministério Público, 2007

O sinistro envolveu dois estados, Minas Gerais e Rio de Janeiro e teve uma grande repercussão na imprensa.A empresa proprietária da barragem teve a licença ambiental da Fazenda São Francisco cassada definitivamente e foi impedida de lavrar nos outros locais por vários meses.Com essa medida, a empresa precisou recorrer a outras mineradoras

para manter a produção de sulfato de alumínio.Além disso, foi multada em 75 milhões de Reais, pelo órgão ambiental. Os danos ambientais decorridos da ruptura da barragem prolongaram-se a jusante da mesma, ultrapassando as fronteiras do Estado de Minas Gerais. 297

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- Destruição de ecossistemas ribierinhos, soterrando vegetação com camada de rejeito (Figuras 1.19 e 1.20) - Isolamento de comunidades pela destruição de vias de acesso, estradas, pontes e edificações (Figura 1.21). - Inundação dos municípios de Miraí, Muriaé e Lage do Muriaé.com a passagem da lama. Somente em Miraí foram atingidas cerca de quatrocentas moradias, deixando desabrigadas mais de duas mil pessoas. A lama de rejeito invadiu ruas, casas, estabelecimentos comerciais e industriais (Figura 1.22). - Formação de Áreas de Risco nas Encostas das Margens do Córrego devido ao potencial erosivo da onda de lama que ocasionou o solapamento da base das encostas marginais instalando áreas de risco na margem esquerda do córrego Bom Jardim (Figura 1.23). - Perda de terreno de terceiros, com o estabelecimento de áreas de risco, em virtude da formação de cunhas de ruptura sucessivas, que foram aparecendo ao longo do tempo, ocorrendo sucessivos deslizamentos.

Um novo TAC foi firmado com a empresa, agora envolvendo não só o Ministério Público do Estado de Minas Gerais, como também os Ministérios Públicos Federal e do Estado do Rio de Janeiro, com interveniência dos órgãos ambientais dos dois estados envolvidos. O objeto do TAC consistiu em obrigações com ações emergenciais, recuperação de áreas degradas, fechamento da mina, cassação da licença das atividades minerárias na Fazenda São Francisco, paralisação de todas as atividades minerárias da empresa, no estado de Minas Gerais, indenização dos cidadãos diretamente prejudicados com a enchente causada pela lama, além do depósito de caução de dois milhões de reais. Os principais danos ambientais identificados foram: - Destruição da biota aquática dos cursos d’água a jusante, com a propagação da turbidez da água pelo córrego Bom Jardim, rio Fubá e rio Muriaé, causando a mortandade de peixes e de outras espécies devido à falta de oxigenação.

Figura 1.19 Inundação de áreas ribeirinhas, atingindo casas isoladas Fonte: Ministério Público, 2007 298

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Figura 1.20 Inundação de áreas ribeirinhas, atingindo casas isoladas. Fonte: Ministério Público, 2007

Figura 1.21 - Destruição de vias de acesso e pontes isolando comunidades Fonte: Ministério Público, 2007

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Figura 1.22 - Área inundada na cidade de Miraí Fonte Ministério Público, 2007

Figura 1.23 - Solapamento da base das encostas marginais, instalando áreas de risco com deslizamentos em cunhas sucessivas Ministério Público, 2007 300

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- A ruptura da barragem ocorreu, por erosão do solo, na área do vertedouro de emergência em sua extremidade de montante, na junção com a estrada de acesso existente. - As erosões intensas que foram observadas na parte remanescente da estrada demonstraram que o fluxo passou pela estrada e pelo antigo vertedouro de emergência antes da ocorrência da ruptura da barragem (Figuras 1.25 a 1.27). - Se o vertedouro de emergência tivesse sido desativado e a área de sua junção com a estrada de acesso tivesse sido aterrada, igualando à cota da crista da barragem (elevação 477m), muito provavelmente não teria havido a ruptura da barragem, com a cheia ocorrida. - Qualquer que tenha sido o caminho do fluxo, para o leito da estrada, este fluxo teria sido evitado se o vertedouro de emergência tivesse sido desativado e seu canal de aproximação de montante tivesse sido bloqueado, ou se a estrutura do vertedouro de emergência tivesse sido remodelada para ser dotada de segurança para a passagem de fluxo.

Os relatórios apresentados pela FEAM e pelo Ministério Público de Minas Gerais apresentaram as seguintes conclusões sobre a ruptutra da barragem: - O levantamento topográfico da área da barragem antes da ruptura, fornecido pela mineradora, indicava uma estrada de acesso, construída ao longo do talude de jusante, seguindo pela ombreira direita. Esta estrada atingia a crista da barragem (Figuras 1.15 e 1.24), continuando para montante, indo em direção às instalações de beneficiamento de minério. - Havia um rebaixamento na crista da barragem, coincidindo com a plataforma do vertedouro de emergência. Este último fazia junção com a estrada de acesso. - A chuva ocorrida em cerca de 4 horas, correspondeu a um tempo de recorrência de 180 anos, sendo menor que a chuva de projeto do vertedouro da barragem. - O nível d’água do reservatório não atingiu a cota máxima da barragem.

Figura 1.24 - Vista geral (de jusante) da área da barragem após a ruptura Fonte: Pimenta de Ávila, 2007 301

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Figura 1.25 – Vista da erosão no trecho a jusante no nível inferior do vertedouro de emergência (15/02/ 2007)Fonte: Pimenta de Ávila, 2007

Figura 1.26 – Estrada de acesso: presença de erosão no leito ao lado das canaletas de drenagem, na bifurcação da estrada (15/02/2007) Fonte: Pimenta de Ávila, 2007

Figura 1.27 – Vista de erosão até o topo do vertedouro (15/02/2007) Fonte: Pimenta de Ávila, 2007 302

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1.4.3 - Plano de Ações Emergenciais

- Fornecer reforço da segurança; - Dar assistência na prevenção de doenças e orientar quanto a insalubridade dos locais atingidos; - Organizar a limpeza dos locais por onde a onda já havia passado; - Registrar todas as ocorrências de perdas materiais, para facilitar futuras indenizações, entre outras medidas.

Um aspecto notável deste episódio foi a ação emergencial coordenada, no início, pela empresa mineradora e pela Prefeitura de Miraí e, em seguida, pela Defesa Civil do Estado de Minas Gerais. As ações eficientes e bem coordenadas evitaram muitas vítimas, a começar pela chegada da onda gerada com a ruptura nos municípios próximos à barragem, em particular em Miraí. Miraí localiza-se a 7 km a jusante da barragem e o tempo entre a ruptura do maciço e a chegada da onda foi muito curto (pouco mais de duas horas). No início da madrugada de 10 de janeiro, ao ver o nível da barragem elevando-se rapidamente, o vigia responsável avisou a direção da empresa sobre o risco de ruptura. Imediatamente a empresa fez contato com a Prefeitura e as duas iniciaram uma campanha de avisar a população com carros de som e outros recursos, de tal forma que por volta das cinco horas da manhã, quando a cheia alcançou a cidade, as áreas baixas haviam sido evacuadas e ninguém se feriu. Estima-se que aproximadamente duas mil pessoas ficaram desabrigadas, em Miraí. Algumas horas depois, no mesmo dia, a Defesa Civil já estava posicionada no local e passou a coordenar as seguintes ações: - avisar as localidades a jusante de Miraí sobre a chegada da cheia e orientar as ações; - promover o abastecimento de água para todas as localidades a jusante, à medida que iam sendo atingidas pela enchente;

1.5 - Fechamento da Barragem Após a ruptura da barragem, com a cassação da licença ambiental e as exigências do TAC, a empresa promoveu o fechamento da barragem de rejeitos. O uso futuro da área da barragem foi definido de forma a integrar a área à atividade econômica predominante no local, transformando-a em área em pastagem. O plano de fechamento integrou as seguintes atividades: - Reconformação da área seguindo a modelagem natural do relevo; - Estabilização da parte remanescente do maciço de terra; - Redefinição do leito do córrego Bom Jardim na área do reservatório e adjacências atingidas; - Recuperação das áreas de risco imediatamente a jusante do barramento; - Revegetação; - Recuperação das áreas ribeirinhas atingidas. As figuras a seguir demonstram o sucesso da implementação do plano de fechamento.

Legenda: A- Planta de beneficiamento B e C- Reservatório Figura 1.28 - Vista aérea da área de beneficiamento, da barragem e do reservatório, logo após o rompimento da barragem. Fonte: Ministério Público, 2008

D1- Ombreira direita D2- Barramento remanescente

303

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1.5.1- Área B - Reservatório Figura 1.29 – Área B logo após o acidente

Figura 1.30 – Área B em reconformação

Figura 1.31 – Área B após fechamento, 2008

Figura 1.32 – Área B após fechamento, 2009 304

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1.5.2 - Área D2 - Maciço

Figura 1.33 – Vista do maciço logo após a ruptura

Figura 1.34 - Maciço em reconformação

As ações para o fechamento da mina e recuperação das áreas degradadas pela passagem da onda de ruptura se tornou um caso clássico de recuperação ambiental.

Figura 1.35 - Vista do Maciço após fechamento Ministério Público, 2008 305

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1.6 Agradecimentos O CBDB agradece à Pimenta de Avila Consultoria, pela disponibilização dos recursos e à Geóloga Marta Sawaya, pela elaboração do texto. 1.7 Referências - Consórcio Mineiro de Engenheiros Consultores – CMEC. Medidas Emergenciais: Relatório Técnico, março de 2006. - Fundação Estadual de Meio Ambiente – FEAM. Autos de Fiscalização (período de 2006 e 2007), Belo Horizonte. - Ministério Público do Estado de Minas Gerais. Laudo de Vistoria No 321798. Belo Horizonte, setembro de 2005. - Ministério Público do Estado de Minas Gerais. Laudo de Vistoria No 453354. Belo Horizonte, fevereiro de 2006. - Ministério Público do Estado de Minas Gerais. Laudo de Vistoria No 700045. Belo Horizonte, janeiro de 2007. - Ministério Público do Estado de Minas Gerais. Laudo de Vistoria No 885830. Belo Horizonte, novembro 2007. - Ministério Público do Estado de Minas Gerais. Laudo de Vistoria No 1.028.203. Belo Horizonte, junho 2008. - Pimenta de Avila Consultoria. Relatório Sobre a Ruptura da Barragem São Francisco. Belo Horizonte, março de 2007.

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dados da gráfica

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