Dados da Submissão

Título

Automatização do Balanço Hídrico e Modelagem Geoquímica para Predição de Qualidade de Água em Enchimento de Cavas de Mineração com Rejeito Utilizando Python e Monte Carlo

Texto do resumo

Devido à exaustão de algumas cavas de mineração, pode ocorrer aberturas no espaço físico para deposição de rejeitos. Devido a eventos recentes relacionados a barragens no país, vem crescendo a prática de enchimento destas estruturas com rejeitos de mineração devido ao menor risco oferecido. Este fenômeno torna-se cada vez mais relevante, especialmente do ponto de vista geoquímico, dada a possibilidade de geração de lagos contaminados, levantando uma preocupação de sua interação com o meio ambiente. Portanto, compreender esse processo é crucial para mitigar potenciais impactos ambientais. O objetivo deste trabalho foi aplicar Python e premissas do método de Monte Carlo para automatizar os processos de balanço hídrico de enchimento de cava e modelagem geoquímica de predição da qualidade de água do lago, ano a ano, ao longo do enchimento. Desenvolveu-se uma metodologia que dispensou o uso do software GoldSim para avaliação probabilística do balanço hídrico de enchimento da cava, utilizando diretamente Python. Após o balanço, para a modelagem geoquímica no software PHREEQC, para cada variável de entrada no balanço hídrico (precipitação direta, escoamento superficial, entradas de água subterrânea em diferentes profundidades e qualidade da água presente e liberada pelo adensamento do rejeito lançado na cava) foi atribuida uma caracterização hidroquímica. Também utilizando Python e Monte Carlo devido às pequenas incertezas relacionadas a variabilidade observada na caracterização destas águas, aplicaram-se estas características acoplando-as ao código PHREEQC, elaborado pela USGS, usando a biblioteca phreeqpy e ao banco de dados MINTEQ4, permitindo assim a realização de uma predição geoquímica anual da qualidade de água da cava, acoplando-a ao balanço hídrico, com perfil liminológico dividido em duas profundidades: a porção mais rasa do lago, com caráter mais oxidante, e a porção mais profunda, com caráter mais redutor. No modelo em PHREEQC, utilizaram-se as relações de mistura, reações de precipitação e dissolução com base no equilíbrio mineral, variando conforme o ambiente, de forma automatizada, em milhares de cenários simultâneos, de forma a obter um resultado probabilístico. Entre os resultados, verificou-se a variação probabilística da qualidade do lago ao longo do tempo nos dois principais perfis liminológicos (raso e profundo), melhorando a previsibilidade das ações da mineradora quanto à mitigação e tratamento dos impactos causados pela formação do lago. Esses resultados são fundamentais para auxiliar no dimensionamento do tratamento da água do lago após sua liberação no meio ambiente ou, em um cenário pior, após bombeamento e tratamento em estações adequadas antes da sua liberação. O estudo demonstrou que é possível gerar um código acoplado de balanço hídrico e modelagem geoquímica da qualidade de lago de enchimento de cava utilizando premissas de Monte Carlo e Python, resultando em cenários probabilísticos que auxiliam na tomada de decisões mais assertivas e com maior controle das incertezas por parte da mineradora.

Palavras Chave

Balanço Hídrico; Modelagem geoquímica; Enchimento de cava; Monte Carlo; python