Disposal of iron tailings in reservoirs: a GPR application

  • Rachel Jardim Martini Universidade do Porto (UP), Porto, Portugal Programa Doutoral em Engenharia Civil
  • Tathiana Rodrigues Caetano Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), Belo Horizonte, MG, Brasil Departamento de Engenharia Civil
  • Hersília Andrade Santos Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), Belo Horizonte, MG, Brasil Departamento de Engenharia Civil
  • Paulo Roberto Antunes Aranha Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil Instituto de Geologia
Keywords: Diogo’s reservoir, geophysics, hematite, tailing dam.

Abstract

A large volume of waste is generated by iron mining in Brazil, and the amount has been rapidly increasing. The waste is usually stored in large piles or in reservoirs formed by tailings dams, which occupy large areas in the mining complex. The limitation of natural resources and of new areas for waste disposal has led to change in paradigms. This study therefore aimed to apply a geophysical technique, known as Ground Penetrating Radar (GPR), in order to define sedimentation patterns in the subsurface reservoir created by Diogo’s tailings dam in Rio Piracicaba in Minas Gerais, Brazil. To assist the recognition of patterns captured by the GPR, subsurface material samples were collected and analyzed for mineralogical composition, moisture content, electrical conductivity, mineralogical analysis, particle size, X-Ray Diffraction and X-Ray Fluorescence. The results indicated that areas with tailings that had high concentrations of hematite (around 60% in the mineralogical analysis) altered the reflection patterns. The presence of water generated some multiple reflections, which were less significant in shallower sites with more waste and more significant in deeper sites with less waste. In general, the application of the GPR was feasible in aquatic environments with rich subsurface hematite deposits.


Author Biographies

Rachel Jardim Martini, Universidade do Porto (UP), Porto, Portugal Programa Doutoral em Engenharia Civil
Possui graduação em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (2011) e mestrado em Engenharia Civil pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (2014). Doutoranda da Universidade do Porto. Atualmente é Professora Efetiva do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - Unidade Curvelo, integrante do Departamento de Engenharia Civil e Meio Ambiente (DECMA/CEFET-MG). 
Tathiana Rodrigues Caetano, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), Belo Horizonte, MG, Brasil Departamento de Engenharia Civil
Estudante do curso de Engenharia Sanitária e Ambiental no Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, e Técnica em Edificações pela mesma instituição. Fez intercâmbio na Universidad de Buenos Aires (Argentina). Possui experiência na área de Engenharia Civil e atualmente é estagiária no Núcleo de Emergência Ambiental (NEA), pertencente à Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável (Semad).
Hersília Andrade Santos, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG), Belo Horizonte, MG, Brasil Departamento de Engenharia Civil
possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Minas Gerais (2002), mestrado (2004) e doutorado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Minas Gerais (2007) e pos-doutorado (2014) pela The University of Iowa (EUA). Atualmente é professora do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em Hidráulica, atuando principalmente nos seguintes temas: renaturalização de cursos d'água, sedimentologia e mecanismos de tranposição de peixes. Atualmente é revisora dos seguintes periódicos: Ecological Engineering, Rivers Research and Applications e Hydrobiologia.
Paulo Roberto Antunes Aranha, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil Instituto de Geologia
possui mestrado em Geofísica pela Universidade Federal da Bahia (1991) e doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais pela Universidade Federal de Ouro Preto (2002). Atualmente é professor da Universidade Federal de Minas Gerais. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geofísica Aplicada, atuando principalmente nos seguintes temas: georadar, eletrorresistividade, sísmica reflexão e refração, coberturas superficiais, arqueologia e geotecnia. 
Published
25/10/2016
Section
Papers