Modelo de escoamento dos rejeitos de mineração decorrentes do rompimento de barragens baseado na hidrodinâmica de partículas suavizadas
Este repositório contém a implementação de um modelo computacional baseado no método da Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH) para simular o fluxo de rejeitos de mineração após o rompimento de barragens. O modelo foi desenvolvido como parte do Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Computação da Universidade Federal de Uberlândia.
- Autor: Leandro Barcelos Ferreira
- Orientador: Prof. Dr. Luiz Gustavo Almeida Martins
- Instituição: Faculdade de Computação (FACOM) - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
- Data de Defesa: 14/05/2025
- Link para a Monografia
Os rompimentos de barragens de rejeitos de mineração são cada vez mais uma fonte de preocupação, provocando sérios danos tanto ambientais quanto sociais. Para mitigar suas consequências, é crucial compreender a dinâmica de propagação dos rejeitos e criar ferramentas de avaliação de risco. Este estudo explora o desenvolvimento de um modelo computacional que utiliza a metodologia da Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH) para simular o fluxo de rejeitos após falhas em barragens, com o objetivo de replicar os padrões observados nos desastres de Mariana e Brumadinho. O trabalho baseia-se na implementação do método SPH com tratamento de fronteiras para topografias complexas, utilizando o modelo digital de elevação (MDE) fornecido pela Missão Topográfica de Radar Embarcado (SRTM), e na representação do comportamento não-newtoniano dos rejeitos. Resultados experimentais validam a eficiência do modelo desenvolvido, resultando em simulações que, mesmo sem alcançar sempre os valores ideais, refletem adequadamente os padrões de fluxo e a distribuição espacial dos rejeitos. A análise do desempenho do algoritmo demonstrou que o método pode ser aplicado em várias situações reais, auxiliando na formulação de planos de contingência mais eficazes.
Palavras-chave: Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas, Modelo do Fluxo de Rejeitos de Mineração, Fluidos Não-Newtonianos, Simulação do Rompimento de Barragens, Simulação Computacional.
The failures of mining tailings dams represent a growing concern, causing severe environmental and social damage. To minimize their impacts, it is essential to understand the dynamics of tailings propagation and develop tools for risk assessment. This work addresses the development of a computational model based on the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) methodology for simulating the flow of tailings resulting from dam breaks, aiming to replicate patterns observed in the Mariana and Brumadinho disasters. The study is based on the implementation of the SPH method with boundary treatment for complex topographies using the digital elevation model (DEM) from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) and the representation of the non-Newtonian behavior of the tailings. The results obtained validated the effectiveness of this model, demonstrating that, even when the optimal values were not fully achieved, the simulations maintained an accurate representation of the flow patterns and the spatial distribution of the waste. The performance analysis of the algorithm revealed that the method can be applied in various real situations, contributing to the development of more effective contingency plans.
Keywords: Smoothed Particle Hydrodynamics, Tailings Dams, Non-Newtonian Fluids, Dam Break, Computational Simulation.