A equipe da Lundin Mining trabalhou em um projeto para otimizar o transporte do rejeito underflow para construção do talude de jusante da Barragem de Rejeitos da Mina de Chapada, localizada em Alto Horizonte, no norte de Goiás, e cuja operação consiste na lavra a céu aberto das cavas Norte, Central, Sul, SW, planta de beneficiamento e barragem para disposição de rejeitos. Foi realizada avaliação de opções com uso de caminhão basculante e rampas revestidas com geomembrana de PEAD.

 A planta de Chapada foi projetada para processar minério de sulfeto de cobre a uma taxa nominal de 65.000 toneladas por dia (tpd), totalizando 24,0 milhões de toneladas por ano (Mtpa). A Barragem de Rejeitos do Córrego Baco Pari armazena cerca de 340 Mt, e mede em extensão de crista 11,7 km e 50m de altura. A barragem é composta por três barramentos, sendo dois desses (maciço principal e dique 3) alteados por linha de centro com underflow compactado construídos e Dique 2, alteado a jusante construído em solo compactado.

No último projeto de alteamento da barragem, o talude de jusante da região central do maciço principal foi suavizado da inclinação 3,5H:1V para 6H:1V, o que gerou o aumento do comprimento do talude de jusante de 160m para 310m. Até o fim de 2025, cerca de 3 x 106 m³ de underflow devem ser compactados, o que representa expressivo desafio operacional. O rejeito gerado pela planta de beneficiamento é bombeado para a crista da barragem por cerca de 6 km, em uma concentração de sólidos de 35%.

 Ao longo da crista, são posicionados hidrociclones de 20”, responsáveis pela produção de underflow e overflow. O underflow apresenta tipicamente concentração de sólidos de 75%, numa proporção de 45%, limitado a 20% passante na peneira com abertura de 75μm. O overflow do ciclone, material mais leve, consequentemente, com granulometria mais fina, é gerado em uma proporção de 55%, sendo disposto a montante do ciclone, no reservatório da barragem.

O underflow é, então, espalhado ao longo do talude da barragem, com utilização de trator de esteira, em camadas de 40 cm de espessura. Após espalhamento, espera-se cerca de 24h para perda de umidade, e posterior compactação com rolo compactador. E após a compactação, são realizados testes para verificação do grau de compactação e liberação da camada, caso atingido 98% da densidade seca máxima.

A densidade seca foi calculada utilizando cilindro de cravação (NBR9813/2016). Com objetivo de aumentar progressivamente a segurança da estrutura de disposição de rejeitos e suportar todo material gerado pela planta de beneficiamento, foi incluído no projeto a suavização dos taludes da barragem de 3,5H:1V para 6H:1V. Tal fato proporciona taludes de jusante com maior comprimento (>200m), reduzindo a produção de underflow compactado pela frota de equipamentos da barragem. Nesta região da barragem, é necessário compactar cerca de 700.000 m³ de rejeito.

Entende-se que o transporte do underflow até o pé da barragem utilizando apenas o trator de esteira reduziria muito a produção de underflow compactado. Portanto, foi necessário avaliar outras metodologias executivas. No intuito de melhorar a produção diária de underflow compactado, foram incluídos na frota de equipamentos da barragem, caminhões basculantes, caminhão pipa e motoniveladoras.

Desse modo, o underflow começou a ser gerado em uma área de estoque, sendo carregado por escavadeira e transportado por caminhões até a área de interesse. Na área de interesse, ainda era necessário realizar o espalhamento em camadas de 40 cm, com trator de esteira, umectação, por caminhão pipa e compactação com rolo compactador. A frota total utilizada neste tipo de construção na barragem foi de 19 equipamentos ao longo de 2023, de junho a agosto.

 Foram executados cerca de 68.000 m³ de underflow compactado. Na busca de soluções que pudessem reduzir a quantidade de equipamentos utilizados nesse processo, foi avaliada a disposição de rejeito com o uso de geomembranas de PEAD instalada como revestimento do talude do barramento. O underflow foi disposto sob as rampas revestidas com geomembrana com teor de sólidos de 75%.

O material foi espalhado por trator de esteira em camadas horizontais de 40 cm e, após 24h, compactados. Os ensaios de controle de compactação realizados comprovaram que o grau de compactação mínimo foi de 98% da densidade máxima obtida no ensaio de compactação Proctor Normal. Ambas as obras foram capazes de produzir aterros compactados de underflow atendendo o grau de compactação mínimo requerido. Os ensaios de densidade seca demonstram densidades seca muito semelhantes, acima de 1,7 g/cm³.

A partir desse resultado pode ser observado que o aterro produzido com underflow transportado com uso de geomembrana (Aterro – GM) apresentou densidade seca compatível com o método convencionalmente utilizado em obras de terraplanagem (Aterro – CB). A maior variabilidade dos resultados de densidade seca da obra com uso de caminhão basculante pode ser atribuída ao maior período de operação (junho a agosto). As obras foram acompanhadas pelo Engenheiro de Registro da Barragem, sendo que tecnicamente, ambos os métodos foram aprovados pelo responsável técnico.

O custo da obra que contou com a utilização de caminhão basculante foi calculado considerando as tarifas estabelecidas em contrato de locação de equipamentos com mão de obra. Para a obra que considera a utilização de rampas de geomembrana para transporte do underflow, foram considerados os equipamentos da frota interna, adquiridos e operados pela mineradora para obras na barragem.

 Em ambas as obras, o gerenciamento é de responsabilidade da mina de Chapada. A obra de aterro compactado foi executada com utilização de caminhão basculante (transporte estoque até a obra) e teve duração de junho a agosto, sendo compactados cerca de 68.000 m³ de underflow. O custo médio de underflow compactado dessa obra foi de aproximadamente R$ 26. A obra de aterro compactado construído com underflow transportado pela rampa de geomembrana teve duração de 32 dias e volume final de 16.400 m³.

 O custo médio do metro cúbico deste aterro compactado foi de R$ 6,2. A utilização de escavadeira hidráulica ocorreu esporadicamente para instalação e manutenção da rampa de geomembrana. O rolo compactador foi considerado em 15 dias, pois a atividade foi compartilhada com outras regiões da barragem onde estavam sendo executadas compactações de underflow no talude. Estima-se que com a utilização do método de transporte de underflow através de rampas de geomembrana seria possível alcançar um custo evitado de cerca de MR$ 13,8 até o final de 2025.

Esse método seria empregado nas áreas em que seria inviável a utilização de apenas trator de esteira para transportar e espalhar o underflow até o pé do talude com comprimento igual ou maior que 200 m.

AUTORES: Henrique Oliveira Alves – engenheiro especialista e responsável técnico (RTFE) pela Barragem da mina de Chapada, Kalynne Marques Cavalcante – analista da barragem da mina de Chapada, Marcus Vinnicius dos Reis – supervisor da barragem da mina de Chapada, Rodrigo Pereira da Silva – técnico da barragem da mina de Chapada, Márcio José Rodrigues – gerente e responsável técnico (RTFE) da barragem, além de gerente de Infraestrutura e Bombeamento da mina de Chapada, Muriell Igor Marques Santos – engenheiro de barragem na mina de Chapada e Darliely Aparecida Sá – engenheira master de barragem na mina de Chapada