Liquefação dos solos: um dos grandes responsáveis pelo rompimento de barragens de rejeito

Infelizmente um tema rotineiro na mídia é o rompimentos de barragens de rejeitos, causando diversos impactos ambientais, sociais e econômicos. Mas, você sabia que uma das principais causas é a liquefação dos solos? Nesse texto, iremos entender um pouquinho mais sobre este evento.

Liquefação dos solos, do que se trata?

A liquefação é um fenômeno em que uma massa de solo passa a se comportar como um líquido. Ela ocorre devido às vibrações no terreno ou sobrecarga estática, em solos saturados – onde todos os seu poros estão preenchidos com água. Em que a faixa granulométrica presente, esta situada normalmente entre siltes grossos e areias finas.

Por que ocorre a liquefação dos solos?

Para se entender melhor este processo, devemos reconhecer as condições que existem em um depósito de solo. Que consiste em um conjuntos de partículas em contato com outras partículas vizinhas. O peso delas produz forças de contato, o que as mantêm unidas e dão ao solo sua força.

A liquefação se dá quando a estrutura do solo se rompe devido alguma carga que foi rapidamente aplicada. As partículas fracamente compactadas tendem a se mover para uma configuração mais densa (menor quantidade de poros). Entretanto, quando ocorre alguma vibração, como por exemplo um terremoto, não há tempo suficiente para que a água nos poros seja “espremida”.

Ao invés disso, a água fica “presa” e impede que as partículas do solo se aproximem. Isto é, acompanhado por um aumento na pressão da água, reduzindo as forças de contato entre as partículas e enfraquecendo o solo, fazendo com que ele se comporte mais como um líquido do que como um sólido, ou seja, não será compressível.

Além disso, o tipo de estrutura interfere na suscetibilidade à liquefação, sendo o alteamento para montante – um método construtivo de barragem – o mais disposto a sofrer liquefação.

Esse fenômeno pode ocorrer tanto no rejeito depositado quanto na estrutura da barragem (dique), como é exemplificado na imagem abaixo:

Casos Históricos de Ruptura por Liquefação

Os dois grandes desastres ambientais relacionados a rompimento de barragens no Brasil, apresentaram evidências de liquefação dos solos:

Barragem de Brumadinho, Minas Gerais – Brasil

A mina do Córrego do Feijão é composta por 7 barragens e, no dia 25 de Janeiro de 2019, ocorreu o rompimento da barragem 1, construída em 1976 pelo método de alteamento para montante.

O motivo do rompimento ainda está sendo analisado. Entretanto, uma dissertação defendida em 2010 na Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) por Washington Pirete da Silva, um funcionário da Vale, concluiu que os rejeitos presentes na estrutura constituem materiais que tendem a exibir “susceptibilidade potencial a mecanismos de liquefação”.

A dissertação pode ser acessada aqui!

Barragem de Fundão em Mariana, Minas Gerais – Brasil

No dia 5 de novembro de 2015, a Barragem de Fundão em Mariana, sendo o método construtivo de barragem o de alteamento para montante, sofreu uma ruptura por liquefação.

A barragem recebia dois tipos distintos de materiais provenientes do beneficiamento de minério de ferro:

• Os rejeitos arenosos – uma mistura de partículas de areias finas e siltes;
• As lamas – que contêm partículas muito mais finas, principalmente na fração argilosa e possuem baixa permeabilidade.

A ruptura da Barragem de Fundão ocorreu em função de uma série de eventos e condições. Incluindo abalos sísmicos que ocorreram na região no dia da ruptura que geraram o fenômeno de liquefação.

Como pode se diminuir a liquefação dos solos?

Algumas ações podem ser aplicadas afim de remediar ou avaliar a possibilidade de que o solo se liquefaça:

Evite solos suscetíveis à liquefação

Existem vários critérios para determinar a suscetibilidade à liquefação de um solo. Ao caracterizá-lo em um local de construção específico de acordo com esses critérios, pode-se decidir se é uma área suscetível à liquefação e, portanto, inadequado para a estrutura desejada.

Melhorar o solo

Outra opção envolve melhorar as características de resistência, densidade e/ou drenagem do solo. Como exemplo, a injeção de compactação pode ser uma solução, onde se injeta uma calda de cimento em fases seguidas e sucessivas com aplicação de pressões a fim de que a água migre pelos drenos verticais.

Construir Estruturas Resistentes à Liquefação

Se for necessário construir sobre solo suscetível à liquefação por causa de restrições de espaço, localização favorável ou outras razões. Pode ser possível tornar a estrutura resistente à liquefação projetando os elementos da fundação para resistir aos efeitos da liquefação. Além disso, no caso de barragens alteadas para montante, é necessário um alto grau de monitoramento e revisões e também devem ser evitadas serem construídas em áreas com sismicidade moderada ou alta.

Agora que você entende o que é o fenômeno de liquefação, que tal aprender sobre métodos alternativos para se cessar o uso de barragens na mineração?

Autora: Amanda Fuccio

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