Simulação numérica do processo de alteamento de áreas de deposição de resíduos pelo método a montante.

A previsão do comportamento de resíduos constituiu-se em um desafio geotécnico, uma vez que estes materiais apresentam uma resposta distinta dos materiais usualmente encontrados em depósitos naturais. A análise dos recalques da fundação, decorrentes da sobrecarga imposta pelo alteamento, é complexa, tendo em vista que o adensamento de resíduos pressupõe grandes deformações, invalidando o uso de teorias clássicas de adensamento. Atualmente, no Brasil, a técnica de disposição de resíduos de bauxita prevê uma operação inicial de lançamento no interior de lagos artificiais, em forma de polpa. Após o esgotamento do lago e ressecamento do resíduo, inicia-se o lançamento pelo método a montante. Neste método, a polpa é lançada sobre o resíduo pré-existente, que se encontra em processo de adensamento. O presente trabalho tem como objetivo reproduzir numericamente o comportamento de áreas de resíduos durante a etapa de alteamento a montante. A pesquisa tem como enfoque 2 áreas de resíduos de bauxita. Uma delas encontra-se em fase de reabilitação e dispõe de instrumentação de campo (recalques e deslocamentos horizontais). A outra se encontra em fase de operação do alteamento e dispõe de dados experimentais. Desta forma, a metodologia consistiu na reprodução numérica do processo de alteamento da área instrumentada e comparação dos resultados com a instrumentação de campo, com objetivo de avaliar o modelo numérico e os parâmetros do resíduo. Posteriormente, realizou-se a previsão do comportamento do resíduo de fundação da área em fase de alteamento. Os parâmetros geotécnicos foram definidos a partir de um extenso programa de ensaios de campo e laboratório, executado no local em estudo, fazendo-se uso de um tratamento estatístico dos dados experimentais. Os resultados numéricos mostraram a potencialidade do programa na previsão do comportamento de áreas de resíduos durante o alteamento a montante, com previsões de recalques e deslocamentos horizontais coerentes com a instrumentação de campo.

The prediction of solid wastes behavior is a challenge for geotechnical engineers, since its response differ from the materials usually found in natural deposits. The analysis of the settlements of the foundation, due to the embankment raising is complex. Tailings undergo large settlements, which cannot be evaluated by ordinary consolidation theories. In Brazil, bauxite tailings are initially discharged into impoundment areas in a slurry form. After achieving the storage capacity of the reservoir, the tailing is allowed to dry, in order to enhance its resistance. Subsequently, the embankment is raised by the upstream method, and the mud is discharged on top of a material which is undergoing a consolidation process. The present research aims at reproducing numerically the response of bauxite tailings due to an upstream raising operation. The research focused 2 impoundment areas at same site. One area is being environmentally rehabilitated and is instrumented with vertical and horizontal gauges. The other is still in operation and an experimental investigation was carried out at this site. The methodology consisted of simulating the sequence of embankment raises and comparing the results with field instrumentation, in order to evaluate the numerical model and waste parameters. Subsequently, the behavior of the foundation of the area undergoing a raising embankment operation was evaluated. The geotechnical parameters were defined according to a statistical treatment of results of the experimental program (field and laboratory). The vertical and horizontal displacements, predicted by the numerical simulation, fitted reasonably well with field instrumentation and showed the inherent potential of the numerical modeling.