Considerações sobre o Balanço Hídrico de Barragens de Rejeitos

Conceituação

Estudos de Balanço Hídrico de Barragens de Rejeitos são uma etapa extremamente importante no projeto e na operação dessas estruturas. O objetivo é verificar o comportamento hídrico dos reservatórios, permitindo que os gestores e operadores dessas barragens entendam melhor a probabilidade de cenários de escassez ou excesso de água se desenvolverem.

Cenários de escassez hídrica podem causar prejuízos financeiros imensos. Nos últimos 5 anos, não foram raros os casos de mineradoras que tiveram suas operações interrompidas durante meses devido à falta de água para o beneficiamento de minérios. Sem beneficiamento não há produção e sem produção não há receita.

Por outro lado, cenários de excesso de água podem causar acidentes graves, principalmente por galgamento da crista da barragem e/ou vazão descontrolada. Vários acidentes ocorridos em Barragens de Rejeito entre as décadas de 70 e 90 foram resultado de um gerenciamento hídrico inadequado. Como exemplo, temos o acidente com a Barragem 3 da mina de carvão Pittston Coal Company, localizada na região de Buffalo Creek, West Virginia, EUA. Após vários dias de chuva intensa, a barragem foi galgada e rompeu, liberando uma onda de água residual escura, que matou 125 pessoas, feriu 1.121 pessoas e desabrigou outras 4.000 pessoas, além do impacto ambiental e dos prejuízos materiais.

Desta forma, avaliar a sensibilidade dos resultados do Balanço Hídrico mediante os parâmetros e variáveis usados nesses estudos é essencial para se analisar toda uma gama de situações para as quais os gestores e operadores das barragens devem se preparar, principalmente quando estamos em uma época de mudanças climáticas intensas, aliadas a uma utilização cada vez maior dos recursos hídricos.

Metodologia

O método utilizado na simulação de um Balanço Hídrico utiliza um modelo numérico baseado na Equação da Continuidade, que determina a variação positiva ou negativa do volume de um reservatório em um período em função das vazões afluentes e efluentes.

Os parâmetros e as variáveis utilizados são:

• Área da bacia hidrográfica;
• Coeficiente de escoamento superficial (“run-off”);
• Precipitação;
• Evaporação;
• Volume afluente de rejeitos;
• Volume de água bombeada para a planta;
• Volume de água que percola através do maciço;
• Outras vazões afluentes e efluentes, caso existam;
• Teor de sólidos dos rejeitos;
• Densidade aparente seca dos rejeitos;
• Densidade real dos grãos dos rejeitos.

Dentre os resultados que um estudo de balanço hídrico pode fornecer, destacam-se os seguintes:

• Variação do N.A. (nível de água do reservatório)
• Variação da área alagada;
• Variação do volume de água dentro do reservatório;
• Variação da capacidade de armazenamento disponível;
• Variação do porcentual do volume do reservatório ocupado por água e por rejeito;
• Variação do volume de água eventualmente extravasada;
• Superávit ou déficit hídrico.

Abaixo exemplos de gráficos com alguns dos resultados acima mencionados:

É importante destacar que diversos fatores podem influenciar o resultado das simulações, sendo eles:

• Precisão do levantamento topobatimétrico do reservatório;
• Acurácia da estimativa de produção futura;
• Consistência das características do rejeito (teor de sólidos e densidade);
• Disponibilidade de volume no reservatório para absorver a cheia de projeto;
• Construção de diques no interior do reservatório;
• Método de disposição dos rejeitos no reservatório;
• Localização dos pontos de lançamento do rejeito;
• Conformação da superfície e adensamento do rejeito ao longo do tempo;
• Captação adicional de água nova;
• Outros.

Conclusões

Os Estudos de Balanço Hídrico são um instrumento muito hábil para produzir previsões mensais de disponibilidade hídrica e são extremamente úteis para auxiliar os gestores no planejamento e na operação de Barragens de Rejeito. Além disso, um correto diagnóstico hídrico de uma operação minerária diminui consideravelmente os riscos de ocorrência de problemas operacionais, prejuízos financeiros e, principalmente, acidentes graves.

Hugo Rocha

Engenheiro Civil pela UFOP, Mestre em Hidráulica e Saneamento pela USP. Experiência na elaboração de projetos de novas barragens para armazenamento de água e rejeitos de mineração, estudos hidrológicos e hidráulicos, auditoria de segurança em barragens existentes, Planos de Segurança de Barragens (PSB), Planos de Ações de Emergência (PAE) e estudos de ruptura hipotética de barragens (Dam Break).