7 de fevereiro de 2019

Barragens de rejeitos: aprendendo do jeito mais doloroso

Por Marco Gonzalez

A indústria de mineração, essencial para o funcionamento da sociedade moderna, produz enormes volumes de resíduos. O principal fluxo desses resíduos formam rejeitos cuja armazenagem pode acarretar condições de riscos, com consequentes impactos para as pessoas e para o meio-ambiente.

Parte de prédio no distrito de Bento Rodrigues, na cidade de Mariana, em Minas Gerais, atingida pelo rompimento da barragem de rejeitos de Fundão, da mineradora Samarco, em 05/11/2015 (Foto: Rogério Alvez / TVSenado, de 19/11/2015)

Os rejeitos de mineração produzidos no mundo, na maior parte, são colocados em grandes depósitos de superfície conhecidos como barragens de rejeitos. Existem mais de 3.500 destas estruturas, estando algumas entre as maiores obras construídas pelo homem. São encontradas no mundo todo e constituem uma experiência relativamente nova para a sociedade e para a mineração. A experiência mostra que seus rompimentos podem ser catastróficos e esta é uma boa razão para lembrar que os limites da tecnologia e da ciência exigem condutas e posturas que construam outro tipo de barragem, aquela que represa incentivos econômicos que podem distorcer as estimativas sobre a magnitude dos riscos.

Definições e disposições

Enquanto os resíduos sólidos da mineração, resultantes da atividade de extração, constituem o estéril, aqueles, provenientes das atividades de tratamento / beneficiamento do minério, formam o que se chama de rejeito. A lei federal que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (Nº 12.305, de 2 de agosto de 2010) define:
  • Rejeito é o resíduo sólido que, depois de esgotadas todas as possibilidades de tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis, não apresenta outra possibilidade que não a disposição final ambientalmente adequada.
A lei federal Nº 12.334 de 20/09/2010 define:
  • Barragem é qualquer estrutura em um curso permanente ou temporário de água para fins de contenção ou acumulação de substâncias líquidas ou de misturas de líquidos e sólidos, compreendendo o barramento e as estruturas associadas.
Barragens de rejeito são estruturas que têm a finalidade de reter os resíduos sólidos e água dos processos de beneficiamento de minério. 

Tipos de barragens de rejeito

As barragens de rejeito podem ser de três tipos:
  • Alteamento a montante (upstream). Inicialmente é construído um dique de partida, geralmente com materiais argilosos ou enrocamento compactado. Após, os rejeitos são depositados a partir da crista do dique de partida, formando uma praia de rejeitos. Esta praia, quando adensada, servirá de fundação para futuros diques de alteamento, constituídos pelo próprio material de rejeito. O processo é repetido até que se alcance a cota de ampliação prevista. 

Alteamento a montante (Fonte: IBRAM)

  • Alteamento a jusante (downstream). Como no caso anterior, inicialmente é construído um dique de partida normalmente de solo ou enrocamento compactado. Os alteamentos subsequentes são realizados para jusante do dique de partida e o processo continua sucessivamente até que seja alcançada a cota final prevista no projeto. Pode incorporar zonas de menor permeabilidade nas áreas a montante do aterro e/ou usar permeabilidade mais alta em zonas a jusante (normalmente utilizando zonas de drenagem interna).

Alteamento a jusante (Fonte: IBRAM)

  • Alteamento por linha de centro (centerline). Este tipo apresenta uma disposição intermediária entre os dois anteriores. O alteamento da crista é realizado verticalmente, obedecendo a vertical do eixo do dique de partida. Como no método a jusante, zonas de drenagem podem ser incorporadas na construção.

Alteamento por linha de centro (Fonte: IBRAM)

As represas para água são comparadas a seguir com os três tipos de barragens de rejeito.

item
Represas para retenção de água
Barragens de rejeito
Alteamento a montante
Alteamento a jusante
Alteamento por linha de centro
Rejeito
Qualquer tipo
>40-60% de areia. Desejável: polpa de baixa densidade
Qualquer tipo
Areia ou lama de baixa plasticidade
Descarga
Qualquer procedimento
Descarga periférica e praia bem controlada
Varia com o projeto
Descarga periférica de pelo menos praia nominal
Armaze-namento de água
Adequada
Para pequeno volume de água
Adequada
Apenas temporariamente
Resis-tência sísmica
Boa
Pobre em altas áreas sísmicas
Boa
Aceitável
Taxa de elevação
Parede da barragem totalmente construída inicialmente
Desejável: Menos de 4,5-9 m/ano. Grande risco: >15 m/ano
Nenhuma restrição
Restrições de altura para aumentos individuais
Dique
da barra-gem
Concreto ou material impermeável similar
Solo natural, rejeitos de areia ou resíduos da mina
Rejeitos de areia ou resíduos da mina, se as taxas de produção forem suficientes, ou solo natural
Rejeitos de areia ou resíduos da mina, se as taxas de produção forem suficientes, ou solo natural
Custo relativo
Alto
Baixo
Alto
Moderado
Tabela com a comparação entre represas de água e barragens de rejeito (Fonte: Wise)

Rompimentos

As falhas em barragens de rejeitos estão usualmente relacionadas:
  • ao balanço hídrico nessas estruturas,
  • ao método construtivo e/ou
  • à gestão de segurança da operação.
Principais modos de falhas em barragens de rejeito são:
  • Deslizamento rotacional: Pode ser local ou se estender a toda a estrutura. As suas causas podem incluir mudanças no lençol freático, mudanças na permeabilidade dos materiais de fundação, distúrbios no aterro causados por vibração ou carga de impacto, assentamento dos materiais de fundação, etc.
  • Defeito na fundação: Não são incomuns. As causas incluem a existência de uma camada fraca de solo ou rocha a pouca profundidade na fundação abaixo da estrutura.
  • Overtopping (transbordamento): As causas incluem desvios impróprios de fluxos de água superficiais ou fluxo excessivo de águas pluviais que excede a capacidade do represamento.
  • Erosão: A principal causa é a forte intensidade das chuvas.
  • Piping (erosão subsuperficial dentro ou abaixo do aterro): A causa principal é a existência de região de baixa pressão no aterro ou na fundação.
  • Liquefação: Os rejeitos liquefeitos podem se comportar como um fluido viscoso. As principais causas incluem (i) material de tamanho de grão uniforme (principalmente tamanho areia fina), (ii) material de baixa compactação ou baixa densidade, (iii) intensidade e duração de um tremor do solo e (iv) nível freático elevado.
Mesmo com a exigência óbvia de estabilidade a longo prazo, a quantidade de rompimentos em barragens de rejeitos desde 1970 excedeu significativamente as falhas em barragens usadas para represamento de água.

Veja neste link


desde 1961 até 2019, no mundo, com informações sobre data, local, empresa, tipo de minério, tipo de incidente, volume de rejeito vazado e impacto. São listadas 122 ocorrências de rompimentos em barragens de rejeito, desde a mina de carvão de Tymawr, no Reino Unido, em 1961, até a mina de minério de ferro Córrego do Feijão, em Brumadinho, no Brasil, em 25 de janeiro de 2019. O gráfico a seguir mostra o número de rompimentos listados nesta cronologia em cada década.

Gráfico dos principais rompimentos em barragens de rejeito, no mundo, de 1961 a janeiro de 2019 (Dados de Wise)

Considerando as principais ocorrências, em 58 anos (1961 a 2018), houve 2,1 rompimentos por ano em média em barragens de rejeito no mundo.

Alternativas

O modo como os rejeitos de mineração são dispostos depende:
  • da natureza do processo de mineração,
  • das condições geológicas e topográficas da região,
  • das propriedades mecânicas dos materiais,
  • do poder de impacto ambiental de contaminantes dos rejeitos e
  • das condições climáticas da região.
Como principais alternativas às barragens de rejeitos, dependendo das condições acima, os rejeitos podem ser dispostos:
  • em minas subterrâneas,
  • em cavas exauridas de minas,
  • em pilhas,
  • por disposição em pasta e
  • por empilhamento a seco (“dry stacking”).
A disposição conjunta também é uma alternativa. Consiste no armazenamento de rejeitos e estéreis num mesmo espaço físico, com melhorias nas características de resistência e deformabilidade e com reaproveitamento de áreas já utilizadas.

O espessamento é uma técnica que objetiva reaproveitar a água do processo e aumentar a porcentagem de sólidos no rejeito para o posterior descarte. Tem a vantagem principal de armazenar os resíduos em uma forma mais estável e inerte, até mesmo em pilhas diretamente na superfície do terreno.

A primeira mina de diamantes em fonte primária da América do Sul, de propriedade da Lipari Mineração, localizada em Nordestina (BA), utiliza um sistema que permite dispor rejeitos finos em pilha e reciclar mais de 95% da água utilizada no processo de beneficiamento de minério.

Atualmente, o mercado dispõe de algumas tecnologias para desaguamento de rejeito que incluem:
  • espessadores de alta densidade ou de geração de pasta;
  • filtragem a vácuo para rejeitos mais grossos;
  • filtragem sob pressão para rejeitos mais finos (lamas/ultrafinos);
  • desenvolvimento de floculantes poderosos capazes de oferecer importante desaguamento dos rejeitos e
  • centrifugação.
O método de empilhamento a seco é antigo e muito utilizado pelas empresas de alumínio para disposição econômica de rejeitos oriundos da produção de alumina. Neste método o rejeito fino 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%.

A mina de minério de ferro de Pau Branco, no Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais, usa o empilhamento a seco implementado em uma planta inovadora de desaguamento de minério.

Uma alternativa importante a considerar é o reaproveitamento do rejeito em diversos usos como preenchimento de cavas exauridas ou ainda nas indústrias da cerâmica, do vidro, metalúrgica, química, na agricultura, no artesanato, na confecção de pavimentos e na construção civil, dentre outros. Também não se deve esquecer que o rejeito pode ser um futuro bem mineral ("rejeito de hoje pode ser o minério de amanhã").

A Universidade Federal de Minas Gerais mantém várias linhas de pesquisa relacionadas ao reaproveitamento de rejeitos. O Grupo de Pesquisa em Resíduos Sólidos RECICLOS, na Universidade Federal de Ouro Preto também estuda reutilização de rejeitos na construção civil.

Boas práticas

O International Concil on Mining & Metals (ICMM) estabeleceu seis elementos principais para a governança de instalações de armazenamento de rejeitos:
  • prestação de contas (accountability), responsabilidade e competência;
  • planejamento e recursos;
  • gerenciamento de riscos;
  • mudança de gestão;
  • preparação e resposta a emergências e
  • revisão e garantia
E apresentou dez princípios de particular relevância para a prevenção de falhas catastróficas em instalações de armazenamento de rejeitos:
  • Princípio 1: Aplicar práticas empresariais éticas e sistemas sólidos de governança corporativa e transparência para apoiar o desenvolvimento sustentável.
  • Princípio 2: Integrar o desenvolvimento sustentável na estratégia corporativa e nos processos de tomada de decisão.
  • Princípio 4: Implementar estratégias e sistemas eficazes de gestão de risco com base em ciência sólida e que respondam às percepções dos riscos das partes interessadas.
  • Princípio 5: Prosseguir a melhoria contínua do desempenho de saúde e segurança com o objetivo final de zero danos.
  • Princípio 6: Buscar a melhoria contínua em questões de desempenho ambiental, como administração de recursos hídricos, uso de energia e mudanças climáticas.
  • Princípio 7: Contribuir para a conservação da biodiversidade e abordagens integradas para o planejamento do uso da terra.
  • Princípio 10: Engajar as principais partes interessadas de forma proativa sobre desafios e oportunidades de desenvolvimento sustentável de maneira aberta e transparente. Relatar e verificar de forma independente o progresso e o desempenho.
A ICMM também apresentou uma revisão das diretrizes de gestão de resíduos e recomendações de melhoramento.

Instituições

Estas são algumas instituições nacionais e internacionais relacionadas a monitoramento e diretrizes sobre segurança de barragens:
  • Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Nacionais (CEMADEN) - link
  • Centro Nacional de Gerenciamento de Riscos e Desastres (CENAD) - link
  • Comitê Brasileiro de Barragens (CDBD) - link
  • Association of State Dam Safety Officials (ASDSO) - link
  • Awareness and Preparedness for Emergencies at Local Level (APELL) - link
  • Canadian Dam Association (CDA) - link
  • International Commission on Large Dams (ICOLD) - link
  • International Council on Mining & Metals (ICMM) - link
  • International Finance Corporation (IFC) - link
  • Mining Association of Canada (MAC) - link
  • US Army Corps of Engineers - link
Quando aprenderemos as lições?

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