Métodos avançados para avaliação da natureza reológica de suspensões concentradas aplicados ao escoamento pós-colapso de barragens de rejeito.

• Autor(a) principal: Sakano, Victor Keniti
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-11072022-103548/
• topic: Concentrated suspension; Dam break; Escoamento; Flow; Non linear; Reologia; Rheology; Suspensão concentrada

O contínuo crescimento de demanda mineral, somado ao desenvolvimento tecnológico, vêm aumentando a produção de rejeitos de mineração e, consequentemente, o número de barragens em todo mundo. Apesar da estrutura de contenção ser projetada corretamente para armazenar grandes volumes de material, ainda assim existe o risco de falha operacional. Nos últimos anos, foram observados acidentes catastróficos relacionados à ruptura desta estrutura, trazendo para o primeiro plano os riscos relacionados a ela, ampliando a conscientização relacionada ao seu problema. No entanto, faltam estudos que analisem o processo de rompimento de barragens e a evolução do fluxo devido a sua complexidade. Assim, para um evento hipotético de colapso de uma barragem de rejeitos, o objetivo da tese é utilizar técnicas de reometria avançadas, visando mapear a evolução do comportamento reológico de uma suspensão concentrada durante o escoamento e evidenciar que a natureza reológica do material está além dos parâmetros de tensão de escoamento e viscosidade. Para este estudo, optou-se pela utilização de um micro filler como material de referência, em substituição aos rejeitos de mineração, por ser mais adequado para explorar e definir as metodologias de ensaio. Foram propostos ensaios reológicos de fluxo e oscilatório e um modelo de pequena escala para avaliar a dinâmica de escoamento. Os diferentes métodos reológicos foram capazes de representar os diferentes estágios envolvidos na evolução de uma ruptura hipotética de barragem de rejeitos. Atualmente, para a modelagem computacional, são utilizadas a tensão de escoamento e a viscosidade como input da modelagem; no entanto, ficou demonstrado que existe mais de uma forma para estimar ambos os parâmetros, dependendo do histórico de cisalhamento. Ademais, pela análise dos dados brutos da tensão e deformação nos regimes linear e não linear, foi possível avaliar os comportamentos viscoelástico e viscoplástico da suspensão e associá-la à evolução do escoamento. Em paralelo, foi preparado um modelo reduzido para avaliar a dinâmica de escoamento e estimar os parâmetros reológicos de tensão do escoamento e da viscosidade..