Dissertação de Mestrado - Universidade Federal do Rio de Janeiro

GEOFÍSICA APLICADA À CARACTERIZAÇÃO DA BARRAGEM DE REJEITO DE MINERAÇÃO B1, CAJATI, SÃO PAULO

Roberto Albuquerque e Silva e Marco Antonio Braga

Abstract

Tailings dams are used in mining for the disposal of ore beneficiation residues.
These structures are monitored by instruments such as piezometers, topographic
landmarks and water level indicators. Some geophysical methods have been used as
a complement to this monitoring, either to observe the structure of the dam or to
assess some identified water upwelling. In Brazil, the use of geophysics for
evaluation and monitoring of mining dams is not a usual practice. The present work
aims to discuss the results of the application of geophysics in the B1 dam of the
Cajati Mineral Chemistry Complex in SP, as well as to analyze the applicability of the
geophysical methods as a way to evaluate the internal conditions of the dam
structure. Different methods were tested: Bathymetry, Ground Penetrating Radar
(GPR), Spontaneous Potential, Induced Polarization and Eletroresistivity. The
terrestrial geophysical data were modeled in 3D, together with the topography,
instrumentation and internal structure of the dam. The results of each method were
discussed, showing that, in addition to complementing each other, the data of the
Spontaneous Potential and Eletroresistivity methods were highlighted. For the latter,
zones of low resistivity (ZBR <84 ohm.m) were observed that coincided with
structures and water percolation sites. In the reject dam B1 there are 15 water level
indicators distributed by the dam structure and 6 electric piezometers implanted next
to its foot. Geophysical data showed what is occurring between the implanted
instruments, showing a broad view on the distribution of moisture in the massif in
stretches that were not covered by the instrumentation. It is recommended the use of
periodic surveys of near-surface geophysics, combining Eletroresistivity,
Spontaneous Potential and GPR.

Resumo

Barragens de rejeito são usadas em Mineração para a disposição dos resíduos
do beneficiamento do minério. Estas estruturas são monitoradas por instrumentos
como: piezômetros, marcos topográficos e medidores de nível d'água. Alguns
métodos geofísicos têm sido usados como complemento desse monitoramento, seja
para observação da estrutura do maciço da barragem, seja para avaliar alguma
surgência de água identificada. No Brasil, a utilização de geofísica para avaliação e
monitoramento de barragens de mineração não é uma prática usual. O presente
trabalho visa discutir os resultados da aplicação de geofísica na barragem B1 do
Complexo Mineroquímico de Cajati em SP, assim como analisar a aplicabilidade dos
métodos geofísicos como forma de avaliar as condições internas do maciço da
barragem. Foram testados diferentes métodos: Batimetria, Ground Penetrating Radar
(GPR), Potencial Espontâneo, Polarização Induzida e Eletrorresistividade. Os dados
de geofísica terrestre foram modelados em 3D, junto com a topografia, a
instrumentação e a estrutura interna da barragem. Foram discutidos os resultados de
cada método, mostrando que, além dos mesmos se complementarem, os dados dos
métodos Potencial Espontâneo e Eletrorresistividade obtiveram destaque. Para este
último, observaram-se zonas de baixa resistividade (ZBR < 84 ohm.m) que
coincidiram com estruturas e com locais de percolação de água. Na barragem de
rejeitos B1 existem 15 indicadores de nível d'água distribuídos pelo maciço da
barragem e 6 piezômetros elétricos implantados junto ao seu pé. Dados de geofísica
mostraram o que está ocorrendo entre os instrumentos implantados, demonstrando
uma visão ampla sobre a distribuição de umidade no maciço em trechos que não
estavam cobertos pela instrumentação. Recomenda-se o uso de levantamentos
periódicos de geofísica rasa, combinando Eletrorresistividade, Potencial Espontâneo
e GPR.