Avaliação da recarga de aquíferos em microbacias do Alto Rio das Velhas, Minas Gerais.

A recarga é muito influenciada pelas características geológicas e geomorfológicas, que são muito variáveis na subbacia do Alto Rio das Velhas. Este trabalho objetiva explicar o comportamento hidrológico aparentemente contraditório de duas das unidades geológicas dominantes desta sub-bacia: (1) o embasamento cristalino, representado pelo Complexo Metamórfico do Bação (CMB), e (2) os xistos do Grupo Nova Lima (GNL). No CMB, os solos se mostram em média mais permeáveis, mas suas taxas de recarga são tidas como inferiores às encontradas no GNL. Para avançar nesta questão, foram selecionadas duas microbacias representativas, uma em cada unidade, que guardavam entre si geometria e características climáticas similares. Os solos de ambas foram caracterizados pedologicamente e geotecnicamente e, em cada uma, foi feito um monitoramento por um ano hidrológico da precipitação, da vazão no exutório e da variação de nível d’água do lençol freático. Para avaliaçao da recarga foram utilizados índices hidrológicos, como o fluxo de base e sua recessão, e a técnica da Variação do Nível de Água (VNA), complementados pela caracterizaçao da condutividade hidráulica dos horizontes superficiais do solo, com emprego do permeâmetro Guelph e de infiltrômetro de anéis. Confirmou-se que as taxas de recarga na microbacia do GNL foram maiores, apesar da menor condutividade hidráulica dos solos. As respostas dos hidrogramas e da variação temporal do nível d´água sugerem que o regolito, em média mais espesso no CMB, constitui em sua base um aquífero com porosidade predominantemente intergranular, com alta capacidade de armazenamento e baixa condutividade, que regula o fluxo no período de estiagem. No GNL, o fluxo de base não se sustenta da mesma forma na estiagem, por conta do predomínio de aquíferos fraturados, com maiores condutividades e menores coeficientes de armazenamento. Os valores obtidos de recarga com os métodos empregados devem ser tomados com cautela, já que podem ser influenciados pela intensidade de subida e descida da superfície freática e do fluxo de base nos canais de drenagem

Esc?ria de aciaria : caminhos para uma gest?o sustent?vel.

Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metal?rgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.A busca por alternativas tecnol?gicas sustent?veis tem sido uma premissa para os setores da siderurgia, minera??o e constru??o civil. Tendo em vista a ordem de prioridade para o gerenciamento dos res?duos s?lidos e o foco na esc?ria de aciaria gerada em convertedores, este estudo versou sobre alternativas de reutiliza??o e de tratamento, ainda na fonte, desse res?duo. A esc?ria de aciaria ? um res?duo gerado em siderurgias na etapa de refino do a?o, setor produtivo com contribui??o de destaque na emiss?o de CO2 global. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a viabilidade t?cnica e ambiental da reutiliza??o de esc?ria de aciaria como mat?ria-prima secund?ria, em substitui??o total aos agregados naturais e aos ligantes, para fabrica??o de tijolo maci?o. E tamb?m, simular a atomiza??o da esc?ria como tratamento alternativo ? cura por aspers?o de ?gua; apresentar ferramentas de gest?o de res?duos ao setor privado, contextualizadas nas caracter?sticas geogr?ficas do Quadril?tero Ferr?fero; e quantificar a emiss?o de CO2 referente ao uso do tijolo proposto. Para tal, esc?rias de aciaria com diferentes tempos de exposi??o ?s intemp?ries foram inicialmente caracterizadas. Foram feitas caracteriza??es, f?sica, qu?mica, mineral?gica e ambiental, dos res?duos utilizados e ensaios tecnol?gicos nos tijolos. Para o fabrico foram testadas duas rotas de produ??o, via queima e via cura; e diferentes concentra??es de res?duos. Os tijolos foram avaliados utilizando os seguintes testes: microestrutural, de porosidade, de absor??o de ?gua, de resist?ncia mec?nica ? flex?o e ? compress?o, de lixivia??o e de quantifica??o de emiss?o de CO2, utilizando o m?todo QE-CO2. O d?ficit habitacional do Estado de Minas Gerais foi utilizado como referencia ? simula??o do uso do tijolo na constru??o de casas populares. Para simula??o da atomiza??o da esc?ria foi utilizado uma mistura de ?gua e glicerol, nas mesmas condi??es de viscosidade da esc?ria fundida, um disco rotativo e uma c?mera de alta resolu??o. Os resultados mostraram a viabilidade t?cnica e ambiental da produ??o via cura do tijolo T2. E tamb?m que, a reutiliza??o desse res?duo na constru??o civil pode ser promissora em fun??o de sua capacidade de consumo. A avalia??o da redu??o de emiss?o de CO2 com o uso de T2, comparada com o uso de tijolos cer?micos e blocos de concreto, mostrou que as taxas de emiss?o de CO2 reduziram consideravelmente com a introdu??o desses res?duos no tijolo, atendendo a busca por tecnologias sustent?veis de produ??o. E ainda que, o investimento na produ??o do tijolo T2 pode ser compensado via cr?dito de carbono. A simula??o da atomiza??o indicou a forma??o de gr?os com di?metro m?dio de 1,22mm. De modo geral os resultados foram satisfat?rios e sugerem a viabilidade de implementa??o de ferramentas de gest?o de res?duos s?lidos no Quadril?tero Ferr?fero, alicer?adas em dados de fluxos de mat?ria e energia dos sistemas considerados, subsidiadas por instrumentos econ?micos, como medida de gerenciamento coletivo da crise ambiental.The search for sustainable technological alternatives has been a premise for the steel, mining and civil construction sectors. Considering the order of priority for the management of solid waste and the focus on the slag generated in converters, this study was about alternatives for reuse and treatment, at the source, of this residue. Steel slag is a waste generated in steel mills in the refining stage of steel, a productive sector with a prominent contribution to global CO2 emissions. The main objective of this work was to evaluate the technical and environmental feasibility of the reuse of steel slag as a secondary raw material, in total substitution of natural aggregates and binders for the manufacture of solid brick. Also, to simulate the atomization of the slag as an alternative treatment to water spray cure; to present waste management tools to the private sector, contextualized in the geographic characteristics of the Quadril?tero Ferr?fero; and to quantify the emission of CO2 referring to the use of the proposed brick. For this, steel slag with different times of exposure were initially characterized. Physical, chemical, mineralogical and environmental characterization of the residues used and technological tests on the bricks were made. For the manufacture, two production routes were tested, via burning and via cure; and different concentrations of residues. The bricks were evaluated using the following tests: microstructural, porosity, water absorption, flexural and compression strength, leaching and quantification of CO2 emission using the QE-CO2 method. The housing deficit of the State of Minas Gerais was used as a reference to the simulation of the use of brick in the construction of popular houses. For simulation of slag atomization, a mixture of water and glycerol was used, under the same viscosity conditions of the molten slag, a rotating disk and a high resolution camera. The results showed the technical and environmental feasibility of the production through curing of the brick T2. Also, the reuse of this waste in civil construction can be promising due to its consumption capacity. The evaluation of the reduction of CO2 emission with the use of T2, compared to the use of ceramic bricks and concrete blocks, showed that the CO2 emission rates reduced considerably with the introduction of these residues in the brick, taking into account the search for sustainable technologies of production. And yet, investment in the production of brick T2 can be offset via carbon credit. The simulation of the atomization indicated the formation of grains with a mean diameter of 1.22 mm. In general, the results were satisfactory and suggest the feasibility of implementing solid waste management tools in the Quadril?tero Ferr?fero, based on data of matter and energy flows of the systems considered, subsidized by economic instruments, as a measure of collective management of the environmental crisis

Aplicação e técnicas de quantificação da infiltração e da recarga de aquíferos do alto Rio das Velhas (MG)

Boas 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.Good recharge condition is fundamental to maintaining a sustainable stream flow in times of drought, and it is important for human activities and the preservation of ecosystems. In order to investigate the influence of lithology and land use and compare techniques used in determining the infiltration and aquifer recharge, four watersheds analyzed, located in the Alto Rio das Velhas sub basin, in two of the dominant geological units, the crystalline basement, represented by the Bação Metamorphic Complex (CMB) – CSV and CCV, and shales of Nova Lima Group (GNL) – FAZ and UAI. These catchments are characterized by different levels of degradation, with gully (CCV) and grasslands (FAZ). The catchments were monitored over a hydrological year with pluviometer, a pluviograph, weirs and water level indicators (INA). With the gathered data, hietograms, daily and monthly hydrographs and graphs with the temporal variation of groundwater level were plotted. It was made a pedological and geotechnical soil characterization of some points of the watersheds. The determination of hydraulic conductivity of the soil horizons was made with ring infiltrometer and Guelph permeameter. The potential recharge was determined using lysimeters and auxiliary techniques (hydraulic conductivity) and the actual recharge thorough water balance techniques, the interpretation of hydrographs and water table fluctuation (WTF). The base flow separation allows the estimation of some parameters for the recharge evaluation, such as the base flow index (BFI), the specific base flow (BFE) and maximum volume of groundwater stored in the aquifers at the beginning of the recession (Vo), from which it is estimated recharge (Ra). Laboratory tests showed that soils of the CMB have a less uniform particle size, richer in medium to coarse sand, higher porosity and lower aggregate diameter (DMP). In Nova Lima Group the soil is rich in silt and fine sand. The analysis of hydrological data showed that higher coefficients of recession were found in the watersheds of the Nova Lima Group and CCV, the watersheds CSV and UAI have lower rates of base flow (BFI). The potential recharge is higher in the CMB watersheds. The GNL watersheds have greater actual recharge than the CMB ones. The results of the WTF technique and the hydrograms show that the CMB watersheds are more sustainable, retaining water more efficiently in the system and releasing it slowly due to the greater proportion of intergranular aquifers in the regolith base, thicker, with greater storativity coefficient and lower transmissivity, resulting in bigger recession coefficients

Steel slag and iron ore tailings to produce solid brick.

The main goals of this work were to verify the potential of reuse of steel slag and iron ore tailings as secondary raw materials to produce solid brick and to evaluate whether this application can consume the amount of slag generated in Brazil. The feasibility of this application was verified through a comparative study. The mechanical behavior of concrete artifacts and pressed bricks made from residues was compared with others described in the literature. The residues were initially characterized using chemical and granulometric analysis. The bricks were produced by mixing different compositions of the residues with the addition of cement in the contents of 0 and 5%. The bricks were pressed in a manual mechanical press and sent to curing. The values of flexural strength of the bricks were higher than 2.0 MPa, and the average weight of the bricks was like those found in the ecological bricks. The simulation with the construction of houses showed that the proposed application can consume the amount of slag generated in Brazil. The generation of the income from carbon credits associated with CO2 reduction is an incentive to implement environmental management tools in Quadril?tero Ferr?fero territory, specifically, industrial symbiosis and the carbon market