Dados da Submissão

Título

MODELO GEOQUÍMICO E CINÉTICO PARA AVALIAÇÃO DE POSSÍVEL COLMATAÇÃO FERRO EM DRENO DE FUNDO DE BARRAGENS

Texto do resumo

A colmatação é um problema que ocorre quando há o acúmulo de sedimentos, como ocre, nos drenos de fundo de uma barragem de rejeitos. Isso pode resultar na redução da eficiência do sistema de drenagem, comprometendo a capacidade de escoamento adequado da água e aumentando os riscos de transbordamento e instabilidade da barragem. Além disso, a colmatação pode afetar a qualidade da água, pois os sedimentos acumulados podem conter substâncias contaminantes. Portanto, a colmatação é um problema que requer atenção e medidas de controle para garantir a segurança e a eficiência da barragem. Esse processo de colmatação pode ser avaliado incialmente a partir de indícios acerca dos aspectos físicos da água na saída dos drenos de fundo da barragem de rejeito, com base em aspectos tátil-visuais, onde observa-se água avermelhada e a formação de ocre em porções mais a jusante do dreno de fundo. Após a identificação destes indícios, o seguinte escopo de trabalho foi elaborado para atender ao objetivo de avaliar se a colmatação do ferro está ocorrendo no dreno de fundo do reservatório: Avaliação e compilação dos dados geoquímicos existentes para a confecção do modelo hidrogeoquímico conceitual da estrutura, plano de amostragem e análise da água superficial da saída dos drenos de fundo, do lago do reservatório e do maciço, e modelagem numérica (1D) para estimar a precipitação química de óxidos de ferro através da avaliação das condições redox. Após a avaliação dos dados hidrogeoquímicos da água de processo e do reservatório, bem como a avaliação de dados mineralógicos do material do maciço e do rejeito depositado na estrutura, foram identificadas evidências de processos de dissolução do ferro presente no lago do reservatório e rejeito por atividade bacteriológica e condições redox. Após a confecção do modelo conceitual da estrutura, o modelo foi confirmado com os dados hidrogeoquímicos obtidos de piezômetros instalados no maciço, que indicaram a presença de condições oxidantes capazes de oxidar o ferro dissolvido na água que percola a estrutura. Para a confirmação das hipóteses, optou-se pela realização de modelagem cinética em 1D, com o software PHREEQC. Este método permite uma análise detalhada da evolução temporal das concentrações de espécies químicas e a formação de minerais em sistemas aquosos, oferecendo avaliações valiosas para a gestão e manutenção de infraestruturas hídricas e de contenção de rejeitos. O PHREEQC é uma ferramenta que utiliza equações cinéticas para descrever as taxas de reação e transformações químicas ao longo do tempo. Nesse contexto, o banco de dados MINTEQ4 foi empregado para fornecer parâmetros termodinâmicos e cinéticos precisos para uma ampla gama de espécies químicas e minerais presentes em sistemas aquosos. Essa integração permite uma modelagem das interações entre os componentes químicos da água e as estruturas da barragem, possibilitando uma avaliação da probabilidade da precipitação de compostos de ferro. A partir da modelagem, foi apontada a possibilidade de colmatação e obstrução dos poros do tapete drenante por óxidos de ferro, onde, em suma, os fatos observados sugerem que os poros são compostos principalmente por minerais como a goethita (α-FeOOH). Dada a velocidade do fluxo, não é esperado que outras formas cristalográficas, como hematita (α-Fe2O3), acaganita (β-FeOOH) e Siderita (FeCO3) sejam detectadas. Ainda, pode-se quantificar a quantidade de mols de goethita passíveis de precipitar dentro da estrutura.

Palavras Chave

Colmatação; Hidrogeoquímica; geoquímica; Modelagem geoquímica; barragens