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Item Análise aeromagnetométrica e radiométrica da região de Camargos, Borda Leste do Quadrilátero Ferrífero, MG, Brasil.(2020) Cardoso, Luiz Henrique; Bacellar, Luis de Almeida PradoEste trabalho investiga os aspectos geológicos e geoeconômicos da região de Camargos, situada na borda leste do Quadrilátero Ferrífero, através de análise geofísica. Sobre a região da qual tem sido explotado minério de ouro desde o Século XVII, há poucos relatos de literatura geológica. Assim, visando contribuir ao entendimento geológico de Camargos, são apresentados o produto de processamento e a interpretação de banco de dados geofísicos aerolevantados de magnetometria e radiometria. No tocante à contextualização geológica, o embasamento que é constituído por gnaisses está exposto pelo Horst de Camargos. As serras são sustentadas pelos quartzitos do Grupo Maquiné entre os quais afloram escamas tectônicas dos xistos do Grupo Nova Lima. Sequências do Supergrupo Minas afloram na porção oeste e constituem a Homoclinal de Camargos, na qual é observada a inversão das sequências litológicas, visto a influência do domínio dos sistemas de falhas de empurrão da Água Quente e de Fundão-Cambotas. Depósitos aluvionares são observados em planície de inundação confinada. A interpretação geofísica mais importante foi a percepção de zonas de cisalhamento e atividade de hidrotermalismo, o que contribui em parte, ao entendimento das mineralizações de ouro que estão relacionadas às sequências do Supergrupo Rio das Velhas na região.Item Análise crítica da metodologia de traçadores químicos fluorescentes para estudo da influência hídrica ao entorno de cavidades ferríferas: estudo de caso Serra do Norte, Carajás/PA.(2020) Ferreira, Bruna dos Santos Cezar; Lima, Hernani Mota de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Lima, Hernani Mota de; Gomes, Guilherme José Cunha; Brandi, Iuri VianaNo Brasil, a expansão das minas de minério de ferro e a riqueza espeleológica em rochas ferruginosas chamou a atenção de pesquisadores e agências ambientais que passaram a cobrar das mineradoras investimentos em estudos para preservação e mitigação dos impactos das atividades nos ambientes cavernícolas. A Resolução CONAMA nº 347 de 2004 estabelece a área de influência mínima sobre o patrimônio espeleológico identificado. Neste contexto, o estudo de conexões hídricas no entorno das cavidades faz parte de um projeto cujo objetivo principal é o entendimento da dinâmica hídrica no entorno de 34 cavidades naturais subterrâneas em formações ferríferas bandadas e cangas lateríticas localizadas nas minas da Serra Norte, Carajás/PA. Neste projeto foram realizados procedimentos experimentais ao longo de 5 anos com aplicação de traçadores químicos fluorescentes, com diferentes espaçamentos, em regiões de operações de mina, para análise da presença dos traçadores no interior de cavidades. Os resultados apontam que cavidades menores e mais rasas tem influência hídrica local e que a presença de solo e vegetação tendem a reduzir a conexão hídrica. A velocidade de fluxo pela canga é muito influenciada pelo volume de canga entre os pontos de injeção e de amostragem em decorrência das descontinuidades cársticas e fissurais deste meio. Em adição, o cuidado durante a coleta das amostras por parte dos colaboradores de campo e a presença antrópica e de animais no interior e no entorno das cavidades são de considerável relevância.Item Análise da dinâmica hidrogeológica de diversas tipologias de canga do sudeste do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais.(2022) Oliveira, Nilciléia Cristina de Magalhães; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Leão, Lucas Pereira; Aguiar, Cibele Clauver deAs cangas são coberturas endurecidas ricas em ferro que ocorrem no Quadrilátero Ferrífero (QFe), capeando, principalmente, os itabiritos da Formação Cauê, onde situam-se intensas atividades de minerárias. Apesar da significativa porosidade, alguns pesquisadores consideram as cangas como de baixa condutividade hidráulica. Outros as classificam como muito condutivas, favorecendo a recarga dos aquíferos sotopostos, e sua supressão por atividades de mineração afetaria consequentemente a recarga dos aquíferos subjacentes. Estudos relacionados ao comportamento hídrico das cangas são ainda escassos, o que motivou o desenvolvimento deste trabalho. Para tal, selecionaram-se duas áreas (1 e 2), ambas no sudeste do Quadrilátero Ferrífero, com dois dos principais tipos de canga da região, estruturada e detrítica. Estas cangas normalmente são formadas por um horizonte superficial mais endurecido, a crosta, superposta a um horizonte de transição, mais erodível, onde se desenvolve preferencialmente feições de carstificação. Selecionou-se algumas amostras da crosta desses dois tipos de canga para caracterização mineralógica, microestrutural, química e para quantificação da porosidade aparente. Baseados nestes dados, foram medidas as taxas de infiltração com três tipos de infiltrômetros: de aspersão, modelo Cornell, de anéis duplos e de mini disco. A comparação dos resultados destes estudos com os de trabalhos prévios mostra que a porosidade e, especialmente, a condutividade hidráulica das cangas é variável, dependendo das características químico-mineralógicas, texturais e estruturais locais. Contudo, as cangas exibem porosidade aparente e condutividade hidráulica equivalente à de uma areia siltosa ou silte, com predomínio de fluxo por poros maiores que 0,5mm de diâmetro. O estudo foi complementado por acompanhamento da infiltração e percolação de solução salina traçadora por seções multitemporais de eletrorresistividade, por caminhamento elétrico com arranjo dipolo-dipolo. Este levantamento geofísico indicou o predomínio de fluxos mais verticais na área onde ocorre apenas canga detrítica, cujo relevo é mais suave, e horizontais no local onde há ocorrência dos dois tipos de canga e o relvo é mais íngreme. Em ambas constatou-se conexão com feições de carstificação mais profunda. Feições cársticas foram também identificadas em maiores profundidades e como estudos prévios indicaram que a carstificação nestes meios tem forte condicionamento geomorfológico, a recarga dos aquíferos subjacentes tende a ser significativa, mas variável no espaço.Item Análise da erodibilidade de saprolitos de gnaisse.(2004) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Sobreira, Frederico GarciaAs voçorocas são freqüentes em áreas com rochas do embasamento cristalino. A evolução destas feições é sempre fortemente condicionada pelos processos de erosão hídrica subsuperficial, embora os processos superficiais também sejam importantes. Este trabalho objetivou investigar os processos erosivos subsuperficiais atuantes nas voçorocas e compreender que fatores mineralógicos e texturais poderiam influenciar a erodibilidade dos saprolitos. Para tanto, foram realizados ensaios de caracterização e de avaliação da erodibilidade em amostras representativas, sendo o principal destes o ensaio de furo de agulha. Os resultados indicam que a erosão por carreamento não ocorre e que os saprolitos apresentam susceptibilidade variável à erosão por piping, mesmo quando derivados de uma mesma unidade litológica, mas superior à do horizonte B latossólico. Dados preliminares indicam que os saprolitos mais susceptíveis à erosão por piping são os de textura siltosa (determinados em ensaios granulométricos sem defloculante e agitação) e pobres em minerais agregadores, como os argilominerais.Item Análise da estabilidade e deformação de talude e túnel ferroviário em Liberdade/MG.(2018) Ribeiro, Renato Duque; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Almeida, Rodrigo Pereira de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Ferreira, Lucas Deleon; Napa Garcia, Gian FrancoA ampliação de um túnel, próximo ao município de Liberdade (MG), promoveu um agravamento em uma deformação pré-existente na parede lateral da estrutura. A solução adotada para continuidade do tráfego ferroviário, foi a construção de uma variante para desvio do traçado original. Houve uma escavação de 243500 m³, executada em corte no relevo, com reforço do talude em solo grampeado na região contígua ao túnel. De acordo com as investigações geotécnicas de campo e laboratório, o solo superficial, residual maduro, composto por argila arenosa, e o solo das cotas inferiores, residual jovem, é basicamente arenoso, mal graduado com silte e traços de argila. A correlação entre os valores de resistência à penetração, dos dois métodos de sondagem utilizados, SPT e DPL, indicou uma equação específica para o solo residual jovem, por meio de uma regressão linear. Através destes dados e por correlações para solos tropicais, foi possível estimar os parâmetros de resistência e deformabilidade das unidades de solo presente no entorno do túnel. A coesão obtida para solo está entre 9 e 16 kN/m² e ângulos de atrito interno em torno de 32°. A análise de estabilidade, que considerou 4 modelos conhecidos, indicou uma região localizada acima da berma da estrada com superfícies potenciais de ruptura com FS inferiores a 1,30, abaixo do exigido por norma. A aplicação do solo grampeado nos taludes entre a ferrovia e a berma da estrada promoveu um acréscimo de 20% no FS, entretanto, não houve alteração do nível de segurança nos taludes localizados acima da berma da estrada. A análise de deformação foi realizada em 5 pontos no entorno do túnel, onde foram verificadas alterações entre 3 e 33 milímetros. Estas deformações são devidas ao alívio de carga ou acomodação na nova geometria do talude. A maior variação foi medida no segundo talude acima da estrada, naquela região com FS abaixo do necessário. Tais deformações foram comparadas com o monitoramento feito por extensômetros e medição da distância entre as paredes por trena a laser, apontando diferenças de ordem centimétrica. Para todos os extensômetros, as deformações verificadas estão abaixo de 5cm.Item Análise da influência de barreiras hidráulicas no padrão do fluxo e na estabilidade de taludes de cavas a céu aberto de minas de ferro do Quadrilátero Ferrífero, MG.(Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2009) Ventura, Leonardo Carvalho; Bacellar, Luis de Almeida PradoCamadas menos permeáveis, diques e até mesmo descontinuidades podem atuar como barreiras hidráulicas, interferindo no padrão de fluxo hídrico e com reflexos deletérios na estabilidade dos taludes de mineração. Neste sentido, este trabalho objetivou analisar as possíveis influências que os filitos da formação Batatal proporcionam, atuando como barreiras hidráulicas, tanto no padrão do fluxo hídrico, como também, na estabilidade dos taludes das cavas finais das minas do Tamanduá, Pico e Capitão do Mato, situadas no Quadrilátero Ferrífero (MG). Para tanto, foram levantadas características geológicas, geotécnicas e hidrogeológicas das unidades geológicas, e realizado o modelamento matemático do padrão do fluxo e da estabilidade dos taludes globais sob diversas condições possíveis de condutividade hidráulica dos filitos. Estas análises foram realizadas através dos programas SEEP/W® e SLOPE/W®, neste caso aplicando o método de equilíbrio limite, com os procedimentos de Bishop, Janbu e Morgenstern Price. Fundamentadas nos resultados obtidos nas análises, as possíveis influências nas condições de fluxo e nos coeficientes de segurança das seções dos taludes das minas foram avaliadas e discutidas. O grande número de variáveis e incertezas dificultou o perfeito entendimento dessas influências. Mesmo com todas estas dificuldades, foi possível concluir principalmente que: a análise da condição de estabilidade acoplada com a análise de percolação se mostrou eficaz para o objetivo proposto; a utilização de curvas características de condutividade indiretamente estimadas é preferível que assumir-se recarga uniformemente distribuída por todas as unidades geológicas; as componentes verticais de fluxo são relevantes para o nível de segurança de taludes e podem condicionar rupturas locais; o emprego dos valores de permeabilidade obtidos por retro-análise (cenário 1) em modelos bidimensionais de fluxo sugere a possibilidade de ocorrer um fluxo considerável pela Formação Batatal.Item Análise de erodibilidade em taludes com horizontes resistentes e suscetíveis aos processos erosivos.(2015) Couto, Bruno de Oliveira Costa; Gomes, Romero César; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Pejon, Osni JoséA erodibilidade é considerada a propriedade mais complexa que regula o processo erosivo, devido ao grande número de variáveis que a controlam, sendo simplificadamente definida como a suscetibilidade do solo à erosão. O presente trabalho aborda a erodibilidade de solos no âmbito de taludes de corte adotando-se como padrão de referência, taludes conformados por dois horizontes tipicamente distintos em relação à ação de processos erosivos. Ao se estudar as variáveis geotécnicas que tenderiam a condicionar o comportamento distinto de ambos os horizontes, a partir de uma mesma referência espacial e ambiental, torna-se viável estabelecer correlações diretamente associadas às naturezas específicas dos solos locais. Para estabelecimento destas relações, foram coletadas amostras deformadas e indeformadas em cada um destes solos, e foram realizados ensaios de caracterização física, química, mineralógica e da metodologia MCT. As frações de areia e silte tenderam a ser dominantes, com significativa concentração de pedregulho em algumas amostras. Pode-se associar a erodibilidade dos solos a baixos valores de Índice de Plasticidade (IP). O índice de atividade (Skempton, 1953) apresentou valores elevados para os horizontes resistentes à erosão, mostrando-se importante para diferenciação de solos erodíveis. Os resultados da Metodologia MCT foram bem expressivos, confirmando o caráter mais erodível de solos NA, NA’ e NS’. As análises químicas mostram que os parâmetros CTC, pH (Δ pH), e teores de matéria orgânica são mais relevantes na distinção dos horizontes. A partir dos dados obtidos foram empregados alguns critérios propostos na literatura para avaliação do potencial de erodibilidade, porém seus resultados foram limitados e inconclusivos. Ainda foi proposto, em caráter absolutamente preliminar, um novo critério de erodibilidade, baseado na seleção de dois conjuntos de fatores: o primeiro chamado de Relação de Erodibilidade (ε), e o segundo denominado Índice de Resistência à Erosão (IRε). Estes valores foram distintos para os horizontes suscetíveis e resistentes à erosão da seguinte forma: solos erodíveis: IRε ≤ 5,0 e solos resistentes à erosão: ε ≤ 5,0 e IRε ≥ 5,0.Item Análise dos gatilhos de liquefação dinâmica e modelagem numérica da Barragem do Germano.(2017) Castilho, Breno de Matos; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Ribeiro, Saulo Gutemberg Silva; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Marques, Eduardo Antônio GomesA liquefação é um fenômeno em que uma massa de solo perde grande porcentagem de sua resistência ao cisalhamento, quando submetida a carregamento monotônico, cíclico ou brusco, e flui de maneira similar a um líquido até que as tensões cisalhantes atuantes na massa se tornem tão baixas quanto sua resistência ao cisalhamento. Na mineração, a presença de rejeitos arenosos favorece a ocorrência desse modo de falha, especialmente em estruturas alteadas pelo método de montante. Rupturas por liquefação têm causado diversos acidentes fatais, além de enormes prejuízos financeiros e significativos impactos ambientais. No entanto, o entendimento de solicitações dinâmicas que podem desencadear rupturas por liquefação em barragens ainda é incipiente no Brasil. Esta dissertação tem como objetivo a análise de potenciais gatilhos de liquefação dinâmica, além da confecção de modelos numéricos para a realização de análises de estabilidade e de tensão-deformação pós-sismo da Barragem do Germano - barragem de mineração alteada pelo método de montante e com a presença de rejeitos arenosos. Para tanto, ensaios de granulometria, índices de vazios e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), entre outros, foram realizados com o intuito de caracterizar os rejeitos presentes na estrutura. Os resultados demonstraram a grande heterogeneidade dos rejeitos, o que torna sua análise de suscetibilidade à liquefação uma tarefa significativamente mais complexa. As acelerações advindas de potenciais gatilhos de liquefação foram mensuradas com a utilização de um acelerômetro, e a resposta da estrutura a essas solicitações foi analisada por meio de outros instrumentos, tais como radares e piezômetros. Os resultados obtidos demonstraram que as acelerações monitoradas no período de estudo foram insuficientes para causar deformações na barragem, ainda que tenham sido responsáveis por pequenas elevações na poropressão, em algumas situações. A modelagem numérica foi realizada com a utilização dos módulos SIGMA/W, SLOPE/W e QUAKE/W do sistema computacional GeoStudio 2016 (GeoSlope International Ltd.) e demonstrou fatores de segurança satisfatórios para as análises estáticas e dinâmicas da Barragem do Germano, apesar da ocorrência de liquefação em determinadas regiões no reservatório. Os estudos de tensão-deformação realizados demonstraram, ainda, que pequenas deformações ocorreriam em função do sismo aplicado.Item Análise geofísica regional do controle litoestrutural em voçorocas da porção centro-sul do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasil.(2022) Cardoso, Luiz Henrique; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Martins, Ana Luísa Santos; Bragioni, Débora de OliveiraNo Complexo Bação, unidade do embasamento cristalino do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, há inúmeras ocorrências de voçorocas e o entendimento de seus mecanismos evolutivos é necessário, principalmente, para discutir medidas de controle, em prol da segurança de zonas urbanizadas ao entorno. O objetivo desta pesquisa foi preencher as lacunas no conhecimento sobre a influência de estruturas planares nas voçorocas do Complexo e, principalmente, no entorno a sul (unidade supracrustal – Formação Cercadinho). Para isso, integrou-se o processamento de dados de Gravimetria, Magnetometria e Radiometria, a outros dados remotos e de campo. Os resultados mostram estruturas planares remanescentes das rochas exercendo forte controle. O eixo maior das voçorocas associadas a gnaisses e granitoides, desenvolve-se, preferencialmente, na direção 50° a 70°NW e, subordinadamente, 40° a 50°NE e E-W, pelo condicionamento combinado da foliação e fraturas. As associadas a filitos são controladas por dobramentos, pela foliação, por falhas e fraturas (principalmente, N50°W / 70°NE e N45°E / 75°NW), por onde se desenvolvem sulcos de erosão, obliquamente e ao longo do eixo maior, e movimentos de massa, como rupturas em cunha. Acredita-se que esta pesquisa possa subsidiar campanhas de intervenções geotécnicas para o controle de voçorocas.Item Análise multicritério e aprendizado de máquina aplicados na predição do potencial espeleológico da região do Parque Nacional Serra do Gandarela, Quadrilátero Ferrífero/MG.(2022) Nola, Iraydes Tálita de Sena; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Barella, Cesar Falcão; Parizzi, Maria Giovana; Santos, Allan Erlikhman Medeiros; Barbosa, Marcelo RobertoNo Brasil, cavidades ferríferas estão geneticamente e geograficamente associadas aos depósitos minerais explotáveis de ferro. Essas cavidades possuem relevância espeleológica, arqueológica, paleontológica e biológica, sendo ambientalmente e legalmente protegidas. Assim, para um melhor planejamento da explotação e licenciamento ambiental torna-se necessário estudar a gênese e o desenvolvimento das cavidades ferríferas buscando preservá-las sem impedir o avanço da mineração. Esse tema é complexo, pouco difundido e os trabalhos que buscam alternativas para predizer a ocorrência dessas cavidades são escassos. Essa demanda justifica o desenvolvimento de pesquisas e produtos capazes de auxiliar tomadores de decisão, planejadores e autoridades competentes para suporte na definição de locais-alvo de prospecção espeleológica de campo. Nesta pesquisa foi avaliada a capacidade preditiva de técnicas utilizando lógica fuzzy e processo hierárquico analítico, além de técnicas de aprendizado de máquina na avaliação da suscetibilidade a ocorrência de cavidades ferríferas. Para isso, foram selecionadas as variáveis: razão de óxido de ferro, declividade, índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), curvatura horizontal, curvatura vertical, intensidade de lineamentos e HAND (height above nearest drainage). Para a validação dos resultados foi utilizado um inventário de cavidades previamente levantado. Essas variáveis foram produzidas a partir do processamento de dados geoespaciais de uma região da Serra do Gandarela, Minas Gerais, Brasil. A primeira técnica aplicada, utilizando lógica fuzzy e processo hierárquico analítico (AHP), foi implementada e os resultados mostraram um desempenho satisfatório do mapa produzido em predizer áreas favoráveis a ocorrência de cavidades ferríferas, apresentando AUC (the area under the curve) em torno de 0,85. Na sequência foi aplicada a técnica de aprendizado de máquina denominada Florestas Aleatórias. Esta técnica foi a que se mostrou mais eficaz no estudo da suscetibilidade a ocorrência de cavidades ferríferas, apresentando AUC igual a 0,957. De forma complementar foi utilizada a técnica de Redes Neurais Artificiais, cujos resultados indicaram que o modelo aplicado não possui capacidade de generalização, apesar de seu desempenho ter sido considerado satisfatório durante o treinamento. Espera-se que os passos metodológicos detalhados neste estudo incentivem os planejadores e tomadores de decisão de empreendimentos de mineração e agências ambientais a adotá-los com o objetivo de mapear a suscetibilidade à ocorrência de cavidades ferríferas totalmente com base na aquisição e análise de dados remotos.Item Análise por métodos hidrológicos e hidroquímicos de fatores condicionantes do potencial hídrico de bacias hidrográficas - estudo de casos no Quadrilátero Ferrífero (MG).(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2005) Costa, Fernanda Martineli; Bacellar, Luis de Almeida PradoOs meios hídricos superficiais e subterrâneos estão em dinâmica interação e, conseqüentemente, eventuais interferências em um meio são refletidas, a curto ou longo prazo, em todo o sistema, o que justifica a necessidade de gerenciamento integrado. Esta interconexão possibilita ainda a análise das condições dos aqüíferos a partir de informações hidrológicas por meio dos métodos indiretos de caracterização hidrogeológica, fundamento da presente pesquisa. Trata-se de investigações baseadas, em especial, na análise das taxas de recessão do fluxo de base, ou seja, na capacidade do aqüífero produzir água e contribuir para a vazão das drenagens superficiais. Com este método, a partir do conhecimento do regime hidrológico das bacias, é possível analisar as variáveis que participam da definição do potencial hídrico de uma região. Ressalta-se que tais variáveis, lém numerosas, atuam de forma integrada, tendo geralmente seus efeitos superimpostos. Neste trabalho, as variáveis consideradas foram: geologia, geomorfologia e uso e ocupação do solo, em especial a presença de voçorocas. Foram analisadas nove microbacias de drenagem com características preferencialmente homogêneas em toda a sua extensão e que se diferenciavam entre si por alguma particularidade pré definida. Buscou-se assim avaliar o efeito deste atributo diferencial no potencial hídrico da bacia, que foi determinado pelos métodos hidrológicos e hidroquímicos (métodos indiretos). A maioria das microbacias localiza-se no Complexo Metamórfico Bação, sendo duas estruturadas em rochas do Supergrupo Minas, ambas unidades localizadas no Quadrilátero Ferrífero – MG. No monitoramento destas microbacias, com duração de um ano hidrológico, foram utilizados pluviômetros alternativos com resultados satisfatórios. Na determinação da vazão utilizou-se vertedores portáteis de placa de metal semelhantes aos sugeridos pelo USGS, de baixo custo, altamente confiáveis e de grande praticidade. Paralelamente, foram analisadas bacias com dados fluviométricos históricos em tamanhos variados a fim de balizar os resultados. O índice hídrico “coeficiente de recessão” foi determinado por meio de técnicas pouco divulgadas em âmbito nacional e de grande utilidade por necessitar de séries fluviométricas relativamente curtas. Trata-se dos métodos da “Correlação” e “Matching Strip”, sendo que, para os dados disponíveis, o segundo apresentou melhores resultados. Para a separação dos hidrogramas, determinação do fluxo de base (utilizando-se, em especial, o índiceBFI: percentual do fluxo de base em relação ao fluxo total) e de outros índices foi aplicada a técnica “Smoothed Minima”, que gerou resultados igualmente coerentes. Foi aplicado também o tradicional método de Barnes, em especial nas bacias com dados fluviométricos históricos. A partir dos preceitos de Maillet e Rorabaugh, foi estimada, ainda, a difusividade (transmissividade/coeficiente de armazenamento) das microbacias e indicados alguns valores possíveis da transmissividade. A comparação entre as microbacias evidenciou que aquelas estruturadas em granito-gnaisse tendem a um maior potencial hídrico que aquelas estruturadas em xistos e filitos. E, sob mesmas condições geológicas, aquelas com relevo mais acentuado, apresentam menor potencial hídrico. Porém, deve-se considerar que há uma tendência do manto de intemperismo ser mais espesso em áreas de relevo mais plano nos terrenos granito-gnaissicos, o que tambémcontribui para o maior potencial hídrico das bacias. Não foi possível observar com clareza os efeitos das formas de uso e ocupação do solo sobre os recursos hídricos, sendo necessários estudos mais detalhados para interpretações definitivas. Porém, verificou-se uma significativa diminuição do fluxo de base nas microbacias afetadas por voçorocas, causando expressivo impacto sobre o regime hidrológico. Devido ao baixo custo e praticidade, a metodologia aqui empregada se mostrou adequada para analisar o potencial hídrico de regiões com deficiência de dados hidrológicos e hidrogeológicos.Item Analysis of the influence of gully erosion in the flow pattern of catchment streams, Southeastern Brazil.(2007) Costa, Fernanda Martineli; Bacellar, Luis de Almeida PradoThe baseflow of tributaries to the Velhas River in the northwest region of Ouro Preto County (São Francisco Basin, Brazil) has been declining in the last years, without a simultaneous decrease in the water input. This can only be attributed to badly planned human activities, which result in soil crusting or compaction, erosion, among other types of impact, such as groundwater overexploitation and wetland drainage. Almost all of the study area has been eroded by hundreds of large-size gullies. In order to analyze the influence of erosion in the hydrological behavior of small streams, two similar and contiguous catchments were selected. The only remarkable difference between them is a gully that occupies circa 42% of one of the catchments (“eroded catchment”). Rainfall, flow rates and chemical data were obtained throughout a hydrological year and the results showed that the eroded catchment presented smaller baseflow rates and bigger but short-lived stormflows. This contrasting flow regime is attributed to the gully, which is causing the partial withdraw of the regolith and the exposure of weathered rock. As the regolith has smaller hydraulic conductivities and higher storage coefficients, the exposure of weathered rock on the gully floor explains the odd flow behavior of the eroded catchment. Other studies in the same region confirm the impact caused by the gullies. Thus, the superposition of many gullies can cause decrease of the baseflow and increase of the stormflow. As gullies are very common erosion features in Brazil, they should be much more studied in order to better understand this and other similar types of environmental impact.Item Aplicação do método AHP para confecção de modelo de favorabilidade hídrica subterrânea de aquíferos fraturados.(2020) Olivieira, Nilcileia Cristina de Magalhães; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Fiume, Bruna; Barella, Cesar Falcão; Nola, Iraydes Tálita de SenaA locação de poços tubulares em aquíferos fraturados é complexa devido à dificuldade de se encontrar água nestes meios, de alta heterogeneidade e anisotropia. Há várias propostas metodológicas que têm como objetivo encontrar áreas mais favoráveis para a produção de água nestes aquíferos, que normalmente envolvem condicionantes geológicos e geomorfológicos. No presente trabalho, pretende-se definir um mapa de favorabilidade hídrica subterrânea para uma área a norte do Quadrilátero Ferrífero (MG) por meio da integração dos mapas litológico, de declividade, HAND (Height Above the Nearest Drainage) e densidade de lineamentos morfoestruturais, magnetométricos e radiométricos. Para tal, adotou-se o método AHP (Analytic Hierarchy Process), que possibilita a integração de vários planos de informação de forma menos subjetiva. O mapa de favorabilidade, validado com dados de capacidade específica de 361 poços tubulares, mostrou que os fatores condicionantes mais relevantes são em ordem decrescente, o HAND, declividade, densidade de lineamentos e litologia. Com os resultados, criou-se um modelo de favorabilidade hídrica subterrânea para a área de estudo, que poderá ser utilizado em outras regiões similares.Item Aplicação e técnicas de quantificação da infiltração e da recarga de aquíferos do alto Rio das Velhas (MG)(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Freitas, Suzy Magaly Alves Cabral de; Bacellar, Luis de Almeida PradoBoas condições de recarga são fundamentais para a manutenção, de forma sustentável, das vazões nas drenagens em épocas de estiagem, com importantes reflexos nas atividades humanas e na preservação dos ecossistemas. De forma a investigar a influencia da litologia e uso e ocupação do solo e comparar técnicas utilizadas na determinação da infiltração e da recarga de aqüíferos foram analisadas quatro microbacias situadas na sub-bacia do Alto Rio das Velhas, em duas das unidades geológicas dominantes, o embasamento cristalino, representado pelo Complexo Metamórfico do Bação (CMB)- microbacias CCV e CSV, e os xistos do Grupo Nova Lima (GNL)- microbacias FAZ e UAI. As microbacias se diferenciam pelo grau de degradação, com presença de voçoroca (CCV) e pastagens (FAZ). Foram monitoradas durante um ano hidrológico, quando foram instalados pluviômetros e um pluviógrafo, vertedores e indicadores de nível d`água (INA). Com os dados obtidos, foram elaborados hietogramas, hidrogramas com médias diárias e mensais e gráficos da variação temporal do nível d´água subterrâneo. Foi feita a caracterização pedológica e geotécnica dos solos em algumas dezenas de pontos representativos das microbacias. A determinação da condutividade hidráulica dos horizontes superficiais dos solos envolveu ensaios com infiltrômetro de anéis e permeâmetro Guelph. A recarga potencial foi determinada utilizando-se de lisímetros e técnicas auxiliares (condutividade hidráulica) e a recarga real, utilizando-se de técnicas de balanço hídrico, a interpretação de hidrogramas e a variação do nível d’água (VNA). A separação do fluxo de base em hidrogramas possibilitou estimar alguns índices de interesse para a avaliação da recarga, tais como o índice de fluxo de base (IFB), o fluxo de base específico (FBE) e Vo, que é teoricamente o volume máximo armazenado de água subterrânea nos aqüíferos, no início da recessão, a partir do qual se estima a recarga (Ra). Com os ensaios laboratoriais, observou-se que os solos do CMB possuem uma granulometria menos uniforme, mais rica em areia média a grossa, maior porosidade e tendência a menor diâmetro médio ponderado dos grãos (DMP). No Grupo Nova Lima o solo é rico em silte e areia fina. A análise dos dados hidrológicos evidenciou que os maiores valores de coeficiente de recessão foram encontrados nas microbacias do Grupo Nova Lima e na CCV. As microbacias CSV e UAI apresentaram menores índices de fluxo de base (IFB). A recarga potencial (infiltração) foi maior nas microbacias situadas no CMB. As microbacias situadas no Grupo Nova Lima apresentaram, de maneira geral, maior recarga real dos aqüíferos. Os resultados da técnica VNA e o padrão dos hidrogramas indicaram a tendência das microbacias situadas no CMB serem mais sustentáveis, por conservarem por mais tempo a água no sistema e a liberarem mais lentamente devido a maior proporção de aqüíferos intergranulares na base do regolito, mais espesso, com maior coeficiente de armazenamento e menor transmissividade resultando em coeficientes de recessão inferiores.Item Arquitetura de conhecimentos para a gestão ambiental da mineração de ferro em Carajás : estudo de caso depósito N1.(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2012) Morais, Maria Carolina de; Bacellar, Luis de Almeida PradoCom o volume alto e crescente de informações obtidas a partir de Estudos de Impacto Ambiental, deve-se que ter muita cautela para que o impacto inevitável das atividades de mineração seja minimizado. O reconhecimento de áreas de influência e a caracterização das regiões afetadas pelo impacto ambiental são fundamentais no contexto da instalação de uma mineração de ferro a céu aberto na Amazônia brasileira. Em projetos de mineração localizados em áreas de floresta tropical, estas questões tornam-se ainda mais relevantes quando se considera todos os aspectos envolvidos, desde aqueles relacionados com o meio físico até as partes interessadas envolvidas no processo. Neste contexto, um sistema de arquitetura de conhecimento, chamado sisORCI Tema Mineração / Meio Ambiente / Carajás, é apresentado com a função principal de agregar todos os tipos de correlações de interesse entre as questões ambientais e legais relacionadas com o planejamento ambiental no estágio de implementação da mina de ferro a céu aberto. A tecnologia do sensoriamento remoto foi utilizada nesta pesquisa, com o uso de fotografias aéreas de imagens ópticas e de radar, com resoluções espaciais distintas. O conjunto de informações extraídas dessas imagens foi armazenado na arquitetura de conhecimentos proposta, com os conhecimentos respectivos aos temas abordados, a formalização dos mesmos, a relações e os impactos entre os temas discutidos. Os resultados mostraram que a determinação de áreas influência estão diretamente relacionados à região afetada em determinada escala de observação. No depósito N1 e as zonas circundantes, esta informação pode ser verificada em escalas de 1:10.000 e 1:100.000, onde cada escala foi capaz de fornecer informações distintas sobre as condições ambientais. As imagens de radar em banda L podem ser utilizadas como uma ferramenta prática para um mapeamento preliminar e como um guia de verificação em campo. Elas foram sensíveis às pequenas áreas de vegetação e o retroespalhamento de superfície foi afetado pelo terreno abaixo desta vegetação. Para o depósito N1, as relações entre as questões que foram consideradas frágeis, como a vegetação, tornaram-se explícitas por meio de processos que permitiram a extração máximo de informações possíveis por meio de imagens de sensoriamento remoto e sua interação com outros dados. Estes relacionamentos podem levar a processos mais amplos de análises de engenharia para a execução de serviços de infraestrutura, que envolvem a supressão de vegetação e aspectos geotécnicos, por exemplo, que proporcionam agilidade para tomada de decisão. O sistema sisORCI Meio Ambiente-Mineração/ Carajás é uma ferramenta tecnológica inovadora em fase de implementação, pelo qual o estudo de impactos ambientais para depósito N1 pode ser beneficiado por dados estruturados em uma arquitetura de conhecimentos, que contemple questões ambientais, jurídicas e econômicos de uma forma que é sintetizado , ampla, integrada e incremental. Considerando a atual estrutura de estudos de impacto ambiental, realizados em um determinado espaço e tempo, o sisORCI Meio Ambiente Mineração / Carajás também pode contribuir com o acompanhamento e monitoramento dos impactos causados pela mineração, quando detectado por ele.Item Aspectos mineralógicos, micromorfológicos e texturais da pedogênese no sul do Complexo Bação, Quadrilátero Ferrífero, MG.(2004) Figueiredo, Múcio do Amaral; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino; Fabris, José Domingos; Varajão, Angélica Fortes Drummond Chicarino; Curi, Nilton; Ker, João Carlos; Varajão, César Augusto Chicarino; Bacellar, Luis de Almeida PradoAlguns aspectos dos processos de alteração superficial e seus reflexos na pedogeomorfologia Quaternária na sub-bacia do alto Ribeirão Maracujá, no Complexo Bação, Quadrilátero Ferrífero, MG, são aqui caracterizados. São investigados caracteres relativos à dinâmica evolutiva de três vertentes (topossequências 1, 2 e 3), situadas sobre gnáisses, mas com graus de erodibilidade diferenciados. Nos segmentos de alta vertente das topossequências 1 e 2, os perfis de solos são pouco desenvolvidos e autóctones. Na topossequência 3, no mesmo segmento, ocorre um latossolo com feições de aloctonia. Nos segmentos de meia vertente das três topossequências ocorrem perfis latossólicos espessos, desenvolvidos à partir de sedimentos coluviais provindos da alta vertente. Nos segmentos de baixa vertente há ruptura nos processos de transporte e deposição dos sedimentos, sendo o perfil de solo da topossequência 2 um Latossolo-câmbico autóctone e, nas topossequências 1 e 3, perfis desenvolvidos à partir de materiais alúvio-coluviais depositados sobre o saprolito gnáissico. Apesar da dinâmica evolutiva das três vertentes corroborar os modelos geomorfológicos tropicais até o segmento de meia vertente, à jusante, a ruptura do coluvionamento na baixa vertente, evidencia um recente desequilíbrio morfodinâmico. Além disso, as evidências micromorfológicas e mineralógicas não sinalizam correlação com susceptibilidade erosiva diferenciada verificada na área. Variações na porosidade de solos em diferentes estágios de intemperismo são também investigadas no presente trabalho. O material analisado em laboratório nesta fase consistiu em agregados in natura com cerca de 5 mm de diâmetro, submetidos às análises pelos métodos de sorção de nitrogênio a 77 K (N2 BET) e porosimetria por intrusão de mercúrio. A combinação dessas técnicas porosimétricas mostrou que as amostras oriundas dos horizontes de alteração mais desenvolvidos (latossolos) cujos constituintes materiais são de natureza alóctone além de deterem uma maior área de superfície apresentam maiores volumes adsorvidos e de intrusão, refletindo uma maior porosidade, e, uma ampla distribuição de classes porais na faixa de microporos, mesoporos e macroporos. As amostras de perfis menos desenvolvidos (cambissolos) mostram uma menor área poral, onde predominam os mesoporos de natureza textural. A terceira e última fase do trabalho consistiu na investigação mineralógica dos óxidos de ferro de horizontes B. Foram utilizadas três amostras, coletadas em três distintos perfis, nos segmentos de alta, meia e baixa vertente na topossequência 2 (VH). No laboratório, assim como na primeira fase, foram realizadas análises física (granulometria), química (composição dos elementos maiores por fluorescência de raios X - FRX) e mineralógica (difratometria de raios X - DRX e espectroscopia Mössbauer). Com base nos resultados analíticos de FRX e DRX, as amostras revelaram uma composição mineralógica similar semiquantitativa, constituída pela sequência quartzo >> gibbsita > caulinita > feldspatos > goethita. Os resultados Mössbauer a 4,2 K confirmaram somente a coexistência de goethita (majoritária) e hematita. Com base no conteúdo de alumínio isomorficamente substituinte estimado a partir dos campos hiperfinos, foram alocadas as fórmulas químicas para as goethitas: αFe0,79Al0,21OOH (alta vertente); αFe0,75Al0,25OOH (meia vertente) e αFe0,78Al0,22OOH (baixa vertente). Essas goethitas contém níveis distintos de substituição isomórfica por alumínio. Há evidências de que a dinâmica dos óxidos de ferro nos horizontes B dos respectivos segmentos de vertente sirva de testemunhos de paleoflutuações climáticas na área: goethitas mais aluminosas indicariam um ambiente úmido durante seu processo de formação, enquanto que as menos aluminosas indicariam um ambiente mais seco. Portanto, o presente trabalho procurou caracterizar a evolução pedogenética local, correlacionando-a com as transformações ambientais naturais ocorridas provavelmente no Neopleistoceno.Item Assessment of geoelectrical configurations using reduced physical models for the structural mapping of rock mass and fractured aquifers.(2021) Cardoso, Luiz Henrique; Bacellar, Luis de Almeida PradoThe identification of geological fractures is important for the solution of several geotechnical and hydrogeological problems. The electrical resistivity method has been used to identify fractures, and this research seeks the opti- mization of its application in characterizing rock mass and fractured aquifers. A reduced physical model consisting of marble plates buried in saturated sand was built inside an acrylic tank in order to simulate a frac- tured rock mass covered by saturated soil. The contacts between the plates represent two vertical fracture fam- ilies, named J1 and J2, which were respectively oriented in the NS and N60°E directions. In the comparison between the electrical arrays, the same parameters were considered, e.g. depth of investigation and number of survey lines, as well as internal and boundary conditions. The experiments were divided in stages E1 and E2. In stage E1, azimuthal surveys were carried out using Wenner, Equatorial Dipole-Dipole and Quadratic arrays. The Equatorial Dipole-Dipole array required the smallest area to relocate cables and electrodes and yielded the best results regarding the interpretation of apparent electrical resistivity ellipses and rock mass anisotropy. It was also accurate in the estimation of the fissural porosity. In stage E2, electrical profiling was carried out via the Dipole-Dipole and Gradient arrays. The latter yielded the best resolution regarding the electrical resistivity anomalies, which allowed the mapping of all fractures present in the surveyed area by means of 2D and 3D anal- yses. It is believed that these results be of relevance to the characterization of fractures in geotechnical studies and water exploration in fractured aquifers.Item Assessment of the debris-flow susceptibility in tropical mountains using clast distribution patterns.(2016) Lopes, Laís de Carvalho Faria Lima; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Castro, Paulo de Tarso AmorimChannel morphometric parameters and clast distribution patterns in selected basins of the Ferriferous Quadrangle tropicalmountains, Brazil, were analyzed in order to assess susceptibility to debris flows. Median bed surface clast size (D50) in the main streamchannel of these basins shows a coarsening downstream trend with drainage areas of up to 6 km2, which is attributed to debris flow dominated-channels by some authors. The composition and roundness of the bed load, clast sand, and the presence of allochthonous large boulders throughout the channels also suggest the occurrence of past debris flow in the region. Luminescence Optically Stimulated (LOE) dating points out that debris flow could have occurred as a consequence of climate changes in the Late Pleistocene and Holocene and it can nowbe triggered by deforestation or extreme rainfall events. There has not been any record of past debris flow in the study area, or in other mountainous regions of Brazil where debris flows have recently occurred. Thus, the adopted approach can be useful to assess debris flow susceptibility in this and other similar areas.Item Assessment of the groundwater favorability of fractured aquifers from the southeastern Brazil crystalline basement.(2019) Brito, Thaís Palma de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Barbosa, Maria Sílvia Carvalho; Barella, Cesar FalcãoGroundwater favorability maps can aid groundwater exploitation in fractured aquifers, such as those of the Bação and Northern Bonfim complexes (Quadrilátero Ferrífero) southeastern Brazil, bringing alternatives for water supply in regions where water availability is at risk. These maps were obtained by means of the analytic hierarchy process (AHP), using six information levels: the height above the nearest drainage (HAND) model, the declivity map, three lineament maps (morphostructural, radiometric and magnetometric), and the lithological map. The E–W strike of the lineaments was emphasized for the integration, because it is the most frequent and subparallel to the present strike of the maximum principal stress σ1. The favorability maps were validated by varying the input parameters and comparing the maps with 82 specific capacity values obtained from well tests. Although more data should be necessary to confirm this method, the results are promising and can be tested in other crystalline basement areas.Item Avaliação da dinâmica de infiltração e caracterização das cangas de Capão Xavier, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais.(2021) Dias, Jordania Cristina dos Santos; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Oliveira, Fábio Soares de; Fernandes, Rinaldo AfrânioAs cangas são crostas ferro-aluminosas ou ferruginosas que possuem um horizonte de transição sob sua superfície resistente e que se dividem em diferentes tipologias em função de sua gênese, estrutura e teor de ferro. Esse horizonte é mais friável e favorece a carstificação. As cangas de Capão Xavier, Quadrilátero Ferrífero (QFe), estão ainda indiscriminadas nos mapas e capeiam as formações ferríferas bandadas (BIF) da Formação Cauê, rochas das quais derivam e que constituem o aquífero Cauê, o mais importante do QFe. A recarga desse aquífero é influenciada pela ainda pouco conhecida dinâmica hídrica das cangas. Diante disso, esta pesquisa visou identificar e caracterizar as tipologias de canga na área de estudos e investigar sua dinâmica de infiltração por meio de ensaios com infiltrômetro de Cornell e levantamentos multitemporais de eletrorresistividade. Identificaram-se 2 tipologias de canga, detrítica e estruturada. Elas são mineralogicamente similares (hematita, goethita ± quartzo ± magnetita ± gibbsita ± moscovita) e possuem feições cársticas: cavidades, juntas alargadas e depressões, com ou sem vegetação. As cangas estruturadas possuem foliação herdada das BIF e porosidade entre 20,8% e 24,4%; autóctones, ocupam preferencialmente o platô local e são seccionadas por juntas de alívio de tensão próximo às quebras de relevo. As cangas detríticas são alóctones, recobrem majoritariamente as vertentes, apresentam localmente planos de acamamento subparalelos à declividade do terreno e podem conter camadas argilosas oclusas de até 22 m de espessura. São menos porosas (14,4% a 17,6%) e possuem estrutura brechoide sustentada por clastos subarredondados a angulosos de hematita, BIF e cangas. A alteração in situ de cangas estruturadas pode gerar uma estrutura pseudodetrítica superficial. Os ensaios de infiltração resultaram em taxa de infiltração básica (TIB) média de 2,8x10-6 m/s para as cangas detríticas e infiltração acumulada igual a 0,0138 m (13% da precipitação simulada); para as cangas estruturadas, esses valores foram, respectivamente, 8,3x10-6 m/s e 0,0234 m (31% da precipitação acumulada). A curva de escoamento superficial acumulado mostra suaves acréscimos e decréscimos na tipologia estruturada, provavelmente devido a caminhos preferenciais de fluxo. As seções de eletrorresistividade atestaram a infiltração rápida por cavidades e juntas e revelaram um sistema cárstico subparalelo à declividade das vertentes em canga detrítica e majoritariamente subvertical em canga estruturada, provavelmente condicionado por sua foliação e juntas. Verificou-se que a água infiltra nas cangas pela matriz, cavidades, descontinuidades e acumulações em depressões. A percolação interna é lenta na matriz e rápida por cavidades, juntas e condutos, apontando para uma recarga diacrônica do aquífero Cauê. A recarga na área de estudos é favorecida pelas baixas declividades, pela vegetação rupestre, que implica menor interceptação da chuva, e pela evapotranspiração reduzida (ETR) devido à baixa densidade de raízes e ao caráter maciço superficial da canga, que dificulta a evaporação da água que infiltrou pelas estruturas cársticas.