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Mancha de inundação associada à ruptura hipotética de uma barragem de rejeitos: análises do tipo de fluido e diferentes modelos hidrodinâmicos
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-06-24) Nascimento, Karina Salatiel do; Santos, Hersília de Andrade e; Fernandes, Rafaela Baldi; http://lattes.cnpq.br/8112385181042309; http://lattes.cnpq.br/3618369732101367; http://lattes.cnpq.br/2968234663247864; Santos, Hersília de Andrade e; Fernandes, Rafaela Baldi; Guimarães Junior, Mario; Fineza, Adonai Gomes
As imprecisões acerca da mancha de inundação gerada nos estudos de dam break de barragens de mineração estão associadas à fatores como a classificação reológica dos fluidos e o coeficiente de rugosidade. A taxa de deformação e a tensão de cisalhamento dos rejeitos de mineração não são constantes e a viscosidade das lamas contendo esses rejeitos pode ser viscoelástica, dependente ou independente do tempo, comportamento característico de fluidos não-newtonianos. A complexidade das características geotécnicas e hidráulicas desse material, impõem aos modelos numéricos de dam break um desafio relacionado às características que se deve considerar nos softwares disponíveis para tais fins. Esse trabalho objetiva realizar uma análise estatística da influência do tipo de fluido considerado no escoamento de uma ruptura hipotética de barragem, em função do coeficiente de rugosidade (n), caracterizando suas incertezas a partir da delimitação da área de mancha de inundação, profundidade máxima, tempo de chegada e velocidade do escoamento. Para isso, uma análise descritiva entre os hidrogramas de ruptura gerados por duas ferramentas distintas, EMBREA-MUD e HEC HMS, foi produzida. A partir destes hidrogramas avaliou-se, o modelo hidrodinâmico bidimensional do fluxo de lama não-newtoniano e newtoniano, a partir do software HEC-RAS 6.3.1. Para isso, foram simulados três cenários: o primeiro, alicerçado na propagação típica de água, com cenário newtoniano e coeficiente de manning normal-médio; o segundo, embasado no aumento do coeficiente de manning para um valor alto no vale de jusante (irreal) para assemelhar as características de fluidos não-newtonianos, e, o terceiro cenário, equivale à simulação do fluido não-newtoniano, que considera seu comportamento como plástico de Bingham, com parâmetros reológicos propostos na literatura e coeficiente de manning normal-médio. Os resultados das simulações mostraram áreas de manchas de inundação e profundidades máximas semelhantes entre si, para o primeiro e terceiro cenário; entretanto o fluido não-newtoniano percorreu uma área transversal superior aos demais cenários, sendo os parâmetros velocidade e tempo de chegada, divergentes, com os dois últimos mais próximos entre os cenários 2 e 3. Além disso, o cenário 2 retratou maior propagação longitudinalmente, o que é preocupante em estudos cuja finalidade é delimitar a Zona de Autossalvamento (ZAS). Por fim, a pesquisa mostrou que em áreas de inclinação acentuada, o fluido não-newtoniano se moveu mais rápido que o fluido newtoniano, uma vez que o peso do fluxo, que atua como uma força adicional, favoreceu a aceleração.
Empilhamento de rejeito de minério de ferro: uma avaliação da contratibilidade e suscetibilidade a liquefação
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-07-12) Moura, Juliana Ester Martins; Porto, Thiago Bomjardim; http://lattes.cnpq.br/3322697650011984; http://lattes.cnpq.br/3852994948375749; Porto, Thiago Bomjardim; Guimarães Júnior, Mário; Russo, Felipe de Moraes; Portes, Andréa Mírian Costa; Dias, Marcus Vinícius Lima; Silva, Angélica dos Santos
Em resposta aos desastres globais envolvendo barragens de rejeitos, a prática de empilhamento de rejeitos a seco tem sido cada vez mais adotada como uma alternativa a essa forma de disposição. No entanto, este é um tema que ainda carece de normatização adequada em relação à sua construção (diretrizes operacionais) e às geometrias aceitáveis. Portanto, os critérios de projeto, a umidade e o grau de compactação aceitáveis devem ser estabelecidos levando em consideração as características específicas de cada rejeito, que variam de acordo com a área geológica onde a mina está localizada. Este estudo analisou as investigações geotécnicas realizadas em uma pilha de rejeitos de uma mina de ferro no estado de Minas Gerais. A estrutura em questão possuía aproximadamente 26,00 metros de altura de empilhamento de rejeito a seco, seguindo duas diretrizes operacionais distintas, e uma área em planta na ordem de 180.000 m². A primeira diretriz (até a cota 1206,00 m) estabelecia um grau de compactação mínimo de 95%, com um desvio de umidade de ±2%, utilizando um trator de esteira (D10) como equipamento de compactação. Já a segunda diretriz requeria um grau de compactação mínimo de 98%, com o mesmo desvio de umidade de ±2%, porém, o equipamento de compactação utilizado era um rolo compactador pé de carneiro. Os dados analisados incluíram os controles tecnológicos de compactação e umidade durante a operação da estrutura, realizados através de ensaios do tipo HILF (metodologia de cravação de cilindro). Além disso, foram considerados catorze ensaios de penetração de cone, dez ensaios de sondagem mista, quatro poços de inspeção para coleta de amostras deformadas (para caracterização) e indeformadas (para ensaios especiais), bem como duas amostras do tipo Denison. Em termos gerais, a pesquisa correspondeu ao esperado em relação aos resultados obtidos em relação a resistência de ponta no ensaio penetração de cone e os valores de NSPT (Índice de Resistência à Penetração do Solo) se refletissem na classificação preliminar de susceptibilidade à liquefação. Esta foi uma avaliação importante dos critérios construtivos de compactação, umidade e equipamentos utilizados. Esta pesquisa de avaliação integrada dos dados permitirá orientar futuras avaliações em estruturas de empilhamento de rejeitos.
Avaliação de adição de rejeito de magnetita como alternativa de material de reforço de camada granular de pavimento
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-10-25) Matos, Dayane Barbosa Pacheco de; Resende, Domingos Savio de; http://lattes.cnpq.br/1348684373783230; http://lattes.cnpq.br/4724529107229127; Resende, Domingos Savio de; Porto, Thiago Bomjardim; Gonçalves, Dayana Keitty Carmo; Guimarães, Lucas Martins
Visando à integração da produção mineral sustentável à necessidade de melhoria na infraestrutura do sistema viário brasileiro, este trabalho foi desenvolvido para avaliar a utilização do rejeito magnetita (obtido após o beneficiamento industrial de minério) como material para reforço de camada granular, subleito e sub-base de pavimentos. A pesquisa foi dividida em seleção e coleta de amostras de materiais (solo, rejeito e brita), realização de caracterização física dos materiais, realização ensaios de Índice de Suporte Califórnia, Expansividade e Módulo de resiliência nas misturas confeccionadas com rejeito de magnetita em proporções de 20%, 30% e 40% e brita nº 0 em 10% adicionados ao solo coletado e por fim, avaliação dos resultados obtidos dos ensaios. Na análise dos resultados obtidos das misturas 1 a 6, observou-se que, em relação à granulometria, a variação percentual de material granular nas misturas 4, 5 e 6, em comparação às misturas 1, 2 e 3, é proporcional ao percentual de brita nº 0 inserido em substituição ao solo. A mistura 6 apresentou maior valor de densidade em comparação com as demais misturas e em comparação com o solo coletado, que apresentou 1,715 g/cm³, aumento de 35%. Pôde-se verificar também a alteração na classificação TRB do material, cujo solo coletado era A-6 (solos argilosos com comportamento sofrível a mau) e, com os resultados das misturas, passou a ser A-4 (solos siltosos com comportamento sofrível a mau). Com relação aos resultados de ISC e expansão, em comparação com o solo coletado (ISC = 23,10% e expansão de 0,15%), a mistura 6 apresentou aumento de 44% no valor de ISC, chegando a 51,60% e, em compensação, redução de expansão de 73%, com valor igual a 0,04%. No que tange ao módulo de resiliência, destacam-se as misturas 3 e 6, que obtiveram: valores de Mr igual a 1072,4 kgf/cm² e 0,01 mm de deslocamento permanente; e valores de Mr igual a 952,87 kgf/cm² e 0,02 mm de deslocamento permanente, respectivamente. Através de interrelação do módulo de resiliência e a classificação MCT, classificou-se as misturas 3 e 6, com características de solos laterítico arenosos (LA’) e as misturas 1, 2, 4 e 5, com características de solos não laterítico argilosos (NG’). Diante dos resultados obtidos neste trabalho, pode-se concluir que a mistura que trouxe resultados mais significativos para camada de reforço de subleito e sub-base é a mistura 6, embora necessite de melhoria da curva granulométrica para obtenção de faixa bem graduada.
Estudo comparativo entre laje convencional e laje lisa para aplicação em uma residência
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2026-06-19) Silva, Marcelle Moreira da; Souza, Raphael Miranda de; http://lattes.cnpq.br/5184947894513659; Souza, Raphael Miranda de; Gomes, Camila Lacerda; Martins, Cláudio José
No mercado da construção civil, diversas técnicas construtivas podem ser empregadas para uso residencial. O sistema de laje maciça, embora comumente utilizado, pode se contrapor ao sistema de laje lisa no que diz respeito ao layout arquitetônico. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre os dois sistemas aplicados a um projeto de edificação residencial. O objetivo da pesquisa é explorar as vantagens e desvantagens estruturais e econômicas de ambos os métodos. A pesquisa pode ser classificada como qualitativa e exploratória, baseada em um estudo de caso que utilizou o software Cypecad para o dimensionamento. Para a apuração dos custos, foram analisados valores apenas de insumos com data-base de abril de 2026. Para a compreensão da principal limitação técnica das lajes lisas, foi realizada uma revisão sobre o fenômeno da punção, que representa a ruptura frágil na ligação laje-pilar. Os resultados indicam que a laje lisa pode se mostrar mais atrativa em alguns aspectos em comparação com a laje maciça, embora esta tenha o comportamento estrutural mais conhecido. Conclui-se que o sistema de laje convencional apresenta maiores vantagens em termos de simplicidade técnica, enquanto a laje lisa destaca-se como alternativa viável para projetos que priorizam estética e rapidez, desde que haja um dimensionamento rigoroso contra o puncionamento. Em relação ao custo de insumos, a percepção inicial de que o projeto de laje maciça seria economicamente mais vantajoso não foi confirmada, pois os valores apresentados nos dois casos não mostraram diferença expressiva.
Modelo de predição de cintilação ionosférica aplicável à otimização de operação de lavra suportada por comunicação GNSS
(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2025-12-18) Santos, Bruno Gomes dos; Resende, Domingos Savio de; Leite, Mateus Antunes Oliveira; http://lattes.cnpq.br/8855046484227166; http://lattes.cnpq.br/1348684373783230; http://lattes.cnpq.br/8713571868092108; Resende, Domingos Savio de; Leite, Mateus Antunes Oliveira; Mattioli, Leandro Resende; Barbosa, Carlos Henrique Nogueira de Resende
Esta dissertação investiga condições associadas à degradação do sinal GNSS em uma mina de nióbio situada no município de Araxá, Minas Gerais, por meio da integração entre dados observacionais, variáveis geofísicas e parâmetros ambientais. A pesquisa parte da relevância do posicionamento por satélites nas operações de lavra a céu aberto, especialmente em atividades que requerem confiabilidade nas observações para controle geométrico, monitoramento operacional e apoio ao planejamento de lavra. Nesse contexto, perturbações ionosféricas associadas à cintilação podem comprometer a estabilidade dos sinais GNSS, exigindo abordagens analíticas capazes de representar, de forma indireta, esse comportamento em condições reais de operação. O objetivo geral consistiu em analisar condições associadas à degradação do sinal GNSS na região de mineração de Araxá (MG), utilizando a variação da pseudodistância L1 como proxy observacional e modelos preditivos de aprendizado de máquina para representar indiretamente o fenômeno e comparar o desempenho das abordagens adotadas. Para isso, foram revisados os fundamentos teóricos sobre ionosfera, cintilação ionosférica, variáveis geofísicas e posicionamento GNSS; organizados e pré-processados os dados observacionais e explicativos; investigados padrões temporais presentes nas variáveis analisadas; e desenvolvidos modelos preditivos baseados nos algoritmos Random Forest e XGBoost. A metodologia foi estruturada em quatro etapas: revisão bibliográfica, coleta e pré-processamento de dados, modelagem preditiva e avaliação de desempenho. Foram utilizados dados obtidos por receptor GNSS de alta precisão, com taxa de amostragem de 1 Hz, incluindo observações das constelações GPS e GLONASS, além de variáveis geofísicas e ambientais relacionadas ao comportamento ionosférico. O desempenho dos modelos foi avaliado pelas métricas R², MSE, MAE e RMSE. Os resultados indicaram elevado desempenho preditivo para ambos os modelos, com forte aderência entre valores estimados e observados e baixos níveis de erro. O Random Forest apresentou desempenho ligeiramente superior ao XGBoost, evidenciando o potencial da abordagem proposta para representar indiretamente condições associadas à degradação do sinal GNSS na área de estudo.