Reologia de depósitos de rejeitos espessados de minério de ferro para estudos de dam break.

Abstract

Este trabalho trata da reologia de depósitos de rejeitos de mineração para estudos de ruptura de barragem. O objetivo principal é mostrar como a formação de um depósito de rejeitos impacta as propriedades geotécnicas e reológicas deste material, e as consequências destes resultados nos estudos de simulação de ondas de propagação, resultantes da ruptura de estrutura de contenção destes depósitos. O material utilizado foi um rejeito fino proveniente do beneficiamento do minério de ferro. Foram estudados os fatores que influenciam a reologia deste material, principalmente a sua tensão de escoamento e a transição de comportamento do material de viscoelástico sólido para viscoelástico líquido. Para isto, foi feita a caracterização geotécnica e reológica deste rejeito. Esta última envolveu ensaios rotacionais e oscilatórios, realizados em reômetro moderno. O material apresentou comportamento de fluido viscoso ou viscoplástico, dependendo do teor de sólidos. As propriedades reológicas se mostraram dependentes do teor de sólidos do material e do tipo de preparação da amostra. Os resultados dos ensaios reológicos foram utilizados nas simulações numéricas com o programa Flow3D®. Foi simulada a ruptura de um depósito hipotético de rejeitos, em diferentes cenários, e avaliada a relação entre a distância percorrida (alcance, espalhamento), a velocidade, e o tempo de chegada da onda, com as propriedades reológicas que foram determinadas. Por último, foi explorada a influência da inclinação do depósito e da região a jusante na onda de propagação, característica que resultou em uma diferença expressiva nos resultados da simulação. Foi verificado que a dependência com o teor de sólidos e história de tensões (formação) do depósito resulta em propagações de onda num amplo espectro de caracterização desde Mud flood, passando por Mudflow, até chegar ao escorregamento.