Simulações numéricas de propagação de onda de rejeito oriunda de dam break com diferentes concentrações de finos.

Abstract

Este trabalho trata da aplicação do uso de fluido dinâmica computacional (CFD) e propriedades reológicas em simulações do escoamento de rejeito no caso de ruptura de barragem. Os objetivos principais são: avaliar os cenários de propagação de onda de rejeito, com diferentes faixas de concentração de finos; e comparar as exigências legais, e os dados apontados pela literatura com os resultados/análises encontrados/avaliadas neste estudo. Empregaram-se os dados reológicos de rejeito fino originário do tratamento de minério de ferro de uma mina do Quadrilátero Ferrífero em várias faixas de concentração obtidos por Chácara (2020) ao realizar os ensaios rotacionais com tensão de cisalhamento controlada (CSR). Os dados foram manipulados através de regressões de potências de equações exponenciais para serem usados como dados de entrada do programa Flow-3D® HYDRO. Utilizando o Flow-3D® HYDRO, simularam-se seis cenários hipotéticos. Em quatro destes cenários havia um material com concentração de finos homogênea ao longo de todo o reservatório e em três cenários houve uma mudança da concentração de finos na metade da altura do reservatório. Avaliou-se a relação entre a concentração de finos do material e a distância percorrida, a velocidade, o tempo de chegada da onda e a altura dela em vários pontos no vale a jusante. Avaliou-se também o comportamento do material nos casos discricionários, onde havia duas concentrações de finos no reservatório. Realizou-se uma revisão bibliográfica da legislação vigente quanto à segurança de barragens com foco nos Estudos de Inundação, a fim de analisar se as leis estão acompanhando a literatura científica. Verificou-se que há significativa influência da concentração de finos no comportamento da propagação da onda e ausência de exigências legais de estudos reológicos do rejeito e de simulações numéricas de propagação de onda na confecção de Estudos de Inundação de Plano de Ação Emergencial de Barragens de Mineração.