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Tipo: Dissertação
Título: Análise de processos erosivos superficiais, transporte e sedimentação de partículas de solo e rocha intemperizada na área das minas Alegria Norte e Alegria Sul
Analysis of surface erosion, transport and sedimentation of particles of soil and weathered rock in the area of mines North and South Alegria
Autor(es): Ribeiro, Fabiana Lara Costa
Abstract: A extração mineral desempenha papel fundamental na economia brasileira porém, um dos entraves ambientais deste setor está relacionado às áreas degradadas que expõem o solo ao desencadeamento de processos erosivos. Este estudo analisou alguns dos fatores determinantes para a ocorrência dos processos erosivos superficiais e a susceptibilidade dos solos à erosão hídrica nas minas Alegria Norte e Alegria Sul, em Mariana, estado de Minas Gerais. Foram estudados quatro tipos de solos residuais originados de itabirito: Itabirito Anfibolítico (IA), Itabirito Goethítico (IG), Itabirito Martítico (IM), Itabirito Especularítico (IE). Foram coletadas amostras deformadas e indeformadas do terço inferior de taludes e corte da mina. Foram realizados ensaios de caracterização geotécnica, mineralógica e química, a partir dos quais avaliou-se indiretamente a erodibilidade dos solos. Para a avaliação direta, ensaios de Inderbitzen foram realizados, para os quais foram determinadas duas vazões: vazão mínima (1 L.min -1 ) e vazão máxima (7 L.min -1 ). A avaliação indireta permitiu concluir que o IG, IM e IE, constituídos basicamente por areia fina e silte, são mais susceptíveis à erosão do que o IA, que apresentou maior quantidade de argila. Essa característica também se relacionou à maior quantidade de quartzo nos solos nos solos IG, IM e IE resultando em um menor peso específico dos grãos e, consequentemente, maior erodibilidade. Os critérios baseados na plasticidade, em sua maioria, se relacionaram bem à susceptibilidade dos itabiritos à erosão hídrica. Porém, o mesmo não se observou quanto o índice de vazios dos itabiritos. Observou-se boa correspondência ao relacionar o coeficiente de uniformidade (C u ) à erodibilidade, assim como os óxidos de ferro e alumínio. Estes, juntamente com a argila, atuam como agente cimentante das partículas, resultando na formação de agregados e estruturação do solo, refletindo diretamente no potencial erodível do solo. O grau de laterização apresentou boa correspondência com a erodibilidade dos itabiritos. Todas as amostras foram classificadas como laterizadas, sendo estabelecida a seguinte sequência crescente de resistência à erosão: IM, IG, IE e IA. O critério baseado no fator de variação da coesão (Δc ) não foi validado para os itabiritos estudados. Entretanto, admite-se a importância do estudo deste parâmetro na análise de erodibilidade dos solos. Por se tratar de materiais inconsolidados, os itabiritos apresentaram faixas de valores de coesão bem diferentes dos solos estruturados estudados por outros autores, que validaram esse critério. Foi proposta uma nova faixa de valores para a correlação entre o Δ c e a erodibilidade dos itabiritos IG, IM, IE, IA: baixa erodibilidade para Δc < 60%; média erodibilidade para 60% ≤ Δc ≤ 75% e alta erodibilidade para Δc ≥ 75%. Análises estatísticas permitiram concluir que a produção de sedimentos para a vazão máxima não difere daquela resultante da vazão mínima para o IM e o IA, mas difere para as amostras de IG e o IE. Observou-se ainda que a produção de sedimentos para as amostras IG, IM e IE não diferem entre si, mas diferem do IA. Por fim, obteve-se a seguinte sequência decrescente de erodibilidade dos materiais: IG, IM, IE e IA.
Mining plays a key role in the Brazilian economy. However, one of the environmental obstacles of this sector is related to the degraded areas that expose the soil initiating erosion. This study analyzed some determining factors that leads to the occurrence of surface erosion and the susceptibility of soils to the erosion at Alegria North and South mines, in the city of Mariana, state of Minas Gerais. Four types of itabirites residual soil were studied: Amphibolitic itabirite (IA), Goethitic itabirite (IG), Martitic itabirite (IM), Especularitic itabirite (IE). Disturbed and undisturbed samples were collected in the lower portion of mine cut slopes. Geotechnical, mineralogical and chemical characterization were performed, from which the susceptibility to the soil erosion was indirectly evaluated. To directly evaluate the erodibility, Inderbitzen tests were performed for two outflows: minimum (1 L.min-1) and maximum flow (7 L.min-1). The indirect assessment concluded that IG, IM and IE, mainly composed by fine sand and silt are more susceptible to erosion than IA, which showed more quantities of clay. This characteristic is also related to the greater amount of quartz in the soils IG, IM e IE, resulting in a lower specific weight of solids and, consequently, greater erodibility. The criteria based on plasticity, mostly correlates well with the itabirites susceptibility to hydric erosion. However, this did not happened when compared to itabirites void ratio. It was demonstrated that C u showed a good correspondence with the erosion susceptibility in a similar way that was observed for iron and aluminum oxides, which act as a cementing agent, in a similar way of clay particles, resulting in the formation of aggregates and soil structures. The laterization degree has presented good agreement with itabirites erodibility. All samples were classified as lateritic, determining the following increasing sequence of resistance to erosion: IM, IG, IE e IA. The criterion based on the cohesion variation factor (Δc ) has not been validated for the studied itabirites. Nevertheless its well known the importance to this variable for the study of soils erodibility. By dealing with unconsolidated materials, the itabirites residual soils present very different cohesion values ranges from the structured soils studied by other authors, who have validated this criterion. It was proposed a new values range to the correlation between the Δ c and the itabirites erodibility: low erodibility to Δc < 60%; average erodibility to 60% ≤ Δc ≤ 75% and high erodibility to Δc ≥ 75%. Statistical analysis have shown that the sediment yield for the maximum flow rate does not differ from that resulting from the minimum flow to IM and IA, but differs to IG and IE. It was also observed that the sediment yield of IG, IM and IE do not differ among themselves, but differ from IA. Based on these results, the erodibility decreasing sequence of the studied materials is: IG, IM, IE and IA.
Palavras-chave: Mecânica do solo
Solo - Erosão
Ensaio de Inderbitzen
CNPq: Engenharia Civil
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: RIBEIRO, Fabiana Lara Costa. Análise de processos erosivos superficiais, transporte e sedimentação de partículas de solo e rocha intemperizada na área das minas Alegria Norte e Alegria sul. 2016. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2016.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/8650
Data do documento: 26-Fev-2016
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