Quais os impactos de um rompimento de uma barragem?

Rompimentos de barragens são desastres que buscamos sempre evitar. Mesmo com extensivos estudos, o fenômeno da ruptura ainda é pouco compreendido, sendo que diferentes modelos são utilizados para tentar simular tais situações.

Não faz muito tempo que os noticiários nos bombardeavam com imagens do estrago que a barragem de rejeito da Samarco fez em Mariana (e região).

Embora esse tenha sido o rompimento de barragem que mais chamou atenção do público (e isso não é por nada), podemos nos perguntar qual é o tamanho do impacto ambiental desses rompimentos? Podemos prever e nos precaver desses impactos? Se sim, como isso é realizado?

Impactos Ambientais de Rejeitos da Mineração

Quando falamos de barragens, podemos nos referir a barramentos de água, e nesse sentido, os impactos estão somente associados à propagação da onda.

Estruturas urbanas, tais como residências, pontes e estradas podem ser danificadas pela força de impacto da onda. Entretanto, em situações onde não houver evacuação, a população poderá correr o risco de vida, sendo este o maior impacto de um rompimento de barragem de água.

Como exemplo, podemos falar da represa de Oroville (California – EUA), onde autoridades locais emitiram ordem de retirada para 188 mil pessoas em função do alto risco de ruptura do barramento. Neste caso, não houve colapso da estrutura, mas quando lidamos com este tipo de barramento, o impacto seria tão grande que, independente do resultado, as ações emergenciais foram tomadas.

Imagem aérea e perfil do Google Earth da represa de Oroville.
Imagem aérea e perfil do Google Earth da represa de Oroville.

Até o momento falamos de barragens de água, porém, temos ainda as barragens de rejeitos, as quais – além dos impactos já citados – apresentam mais um agravante.

Os rejeitos possuem características que podem comprometer diferentes compartimentos ambientais, seja alterando sua estrutura física, química ou biológica.

Vejamos as características do rejeito da mineração de carvão.

Após a extração do run-of-mine (ROM), material bruto minerado, ele é submetido a um processo de beneficiamento, o qual irá aumentar a concentração de carvão mineral no produto final. Tudo aquilo que não for minério de interesse, será referido como rejeito.

Esse rejeito é então disposto em barragens.

Além do problema da onda de propagação, o rejeito da mineração de carvão impacta a qualidade da água e do solo. Isso em função do alto teor de sulfato de ferro (pirita) que acaba sendo concentrado nele.

A pirita, quando em contato com o ar e água (mais precisamente, com oxigênio), reage gerando acidez, sulfatos e ferro aquoso.

Reação química de oxidação da pirita, na presença de água.
Reação química de oxidação da pirita, na presença de água.

Numa situação de um rompimento de uma barragem de rejeito da mineração de carvão, o impacto ambiental estaria relacionado ao dano da onda, incluindo a degradação de ambientes aquáticos, com a redução de pH (à valores próximos de 2), aumento de sulfato e ferro (valores podem ser superiores a 2.000 mg/L e 1.000 mg/L, respectivamente).

Outros rejeitos poderão ter impactos diferentes, como os rejeitos da mineração de ouro, que além da drenagem ácida gerada, também pode ser radioativo.

Por que barragens se rompem?

As barragens são inerentes às atividades que exigem o beneficiamento de um certo minério. E por mais que elas sejam construídas seguindo todos os preceitos da engenharia, elas podem se rompem.

Mas quais são os motivos desses rompimentos?

As barragens podem se romper por diversos motivos, mas três deles são os principais:

  • Galgamento (“overtopping”);
  • Erosão interna (“piping”); e
  • Falhas na fundação.

Galgamento é quando a lâmina de água passa por cima do barramento, enquanto erosão interna é o fluxo de água por um caminho preferencial (interno) da barragem, acarretando na remoção de material e consequentemente na ruptura da barragem.

Outros fenômenos também estão associados a ruptura de barragens, tais como sismos (terremotos), erros de projeto e manutenção precária.

Por essa razão que as inspeções rotineiras são essenciais, quanto antes o funcionário localizar a falha no barramento (seja água transbordando ou água surgindo no meio do pátio), mais rápido as providencias serão tomadas para corrigir tais problemas.

O vídeo abaixo demonstra uma simulação de uma barragem em escala piloto rompendo por galgamento.

Tais informações são baseadas em casos reais, porém, como simulamos casos futuros? Situações que ainda não aconteceram?

Mesmo com extensivos estudos, a definição de quando uma barragem irá romper e as características do rompimento é tarefa árdua. Existem vários autores que apresentam equações, obtidas a partir de regressões, para estabelecer tais parâmetros.

Essas equações são então utilizadas em softwares para modelagem matemática desses rompimentos.

Modelagem matemática para ruptura de barragens

A modelagem matemática é utilizada em situações que são muito custosas para tornarem-se realidade, ou ainda, em cenários que não ocorreram ou são indesejados.

Esse é o caso dos rompimentos de barragens.Existem vários softwares para simular tais desastres, sendo alguns deles pagos, outros gratuitos.

O software HEC-RAS talvez seja o primeiro que vem em mente dos modeladores, possivelmente pelo fato dele ser gratuito. Ele modela o fluxo de água em rios e outros tipos de canais, sendo desenvolvido pelo corpo de engenheiros do exército norte-americano, podendo ser aplicado na modelagem de ruptura de barragens.

Outros modelo (isto é, software) é o NWS FLDWAV, desenvolvido pelo Serviço Meteorológico norte-americano, também é gratuito.

Mike11, software desenvolvido pelo grupo DHI, modela rios e sua qualidade, mapeando áreas alagáveis e simulando rompimento de barragens.

DAMBRK™, da empresa Boss, é um software pago utilizado para rompimento de barragens e delimitação de áreas alagadas. O nome é um arranjo das palavras em inglês “Dam” (que significa barragem) e “Break” (quebra, falha).

Outro software pago é o SMPDBK, da empresa Aquaveo. O software apresenta diversas ferramentas, entre elas, a possibilidade de delimitar áreas alagadas.

Prevenção é a melhor solução

Embora existam técnicas para reduzir a quantidade de rejeitos que serão dispostos em barragens, muitas empresas desconhecem ou não aplicam elas, tornando as barragens um instrumento operacional necessário.

Considerando que ainda teremos barragens para serem gerenciadas, mesmo aplicando modelos computacionais para determinarmos cenários de rompimento, atividades de manutenção serão a chave para manter tais barragens em boas condições e operacionais.

Portanto, manutenções e inspeções devem ser rotineiras (conforme a legislação já estabelece) e treinamentos para atuar em situações de emergências – rompimento de barragens – devem ser sempre realizados.



Clique na figura abaixo e responda nosso questionário para receber nosso ebook "Como criar mapas de localização com ArcGIS 10.x".


Author: Fernando BS

Engenheiro Ambiental e de Segurança do Trabalho. Atua nas áreas de recuperação ambiental, geoprocessamento e ciência do solo. Busca soluções utilizando softwares como ArcGIS, R e MATLAB.

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *