Brumadinho (MG): estudo espanhol aponta causas do acidente

O Ministério Público Federal (MPF) solicitou à Universitat Politécnica de Catalunya (UPC), por meio do Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingenieria (CIMNE), relatório final dos serviços de análise, modelagem e simulação computacional para esclarecer os motivos – prováveis ou determinantes e/ou concorrentes do rompimento da Barragem I, da Vale, na Mina do Córrego do Feijão, em Brumadinho (MG), em 25 de janeiro de 2019. 

O relatório final é um documento de mais de 500 páginas, desenvolvido sob a supervisão de consultores técnicos independentes e acompanhado por peritos da Polícia Federal. Em 4 de outubro, esses profissionais entregaram ao MPF a análise do relatório e referendaram a qualidade técnica do trabalho feito pelo CIMNE/UPC, que indica que a ruptura da barragem em Brumadinho aconteceu por causa do fenômeno da liquefação. “É incontroverso que o rompimento da Barragem I envolveu o fenômeno do fluxo por liquefação. A liquefação é um processo associado ao aumento da poropressão, pelo qual a resistência ao cisalhamento é reduzida à medida que a tensão efetiva no solo se aproxima de zero. Apenas materiais contráteis estão sujeitos à liquefação. A liquefação está intrinsecamente relacionada ao comportamento frágil não drenado do solo”, diz o relatório.

O CIMNE/UPC realizou diversas simulações, desenvolveu um modelo numérico o mais próximo possível da realidade e as informações disponíveis da barragem foram examinadas criticamente, o que inclui a história de construção da barragem, registros pluviométricos (com extensão de mais de 40 anos) e movimentações de superfície da barragem nos anos imediatamente anteriores ao rompimento. 

O documento revela que a maior parte dos rejeitos da barragem I de Brumadinho eram fofos, contráteis, saturados e mal drenados e, portanto, altamente suscetíveis à liquefação. A caracterização geotécnica dos rejeitos foi considerada essencial para viabilizar um modelo computacional verossímil, razão pela qual foi realizada uma nova e abrangente campanha de coleta de amostras e testes de laboratórios, cujos resultados foram considerados em conjunto com os dados obtidos anteriormente. 

O relatório também avaliou operações realizadas em 2018 – ano anterior ao acidente -, que envolveram perfuração horizontal para instalação de drenos e perfuração de furos verticais para instalação de piezômetros. O documento também cita o grave incidente ocorrido durante a instalação de um dreno, em junho de 2018, que resultou em vazamentos visíveis de lama em vários pontos da barragem, mas que foram contidos. Esse incidente provocou um aumento local e temporário nas pressões piezométricas da água e algum abatimento na barragem. Além disso, registros sismográficos sugerem que uma liquefação contida pode ter ocorrido na época. 

No relatório do CIMNE/UPC são analisados os potenciais gatilhos da liquefação. Segundo o documento, foram examinados os registros sismográficos e excluída a hipótese de um carregamento dinâmico, seja por terremotos ou atividades de mineração, como gatilho provável do rompimento. O fenômeno do creep (deformações internas contínuas, que se desenvolvem com o tempo, sob determinada carga) - apontado como um dos gatilhos para a liquefação em estudo anterior contratado pela Vale - foi analisado de forma mais aprofundada, mas não foram encontradas evidências de qualquer situação significativa de cimentação nos rejeitos. “Para avaliar o comportamento de creep, os efeitos da taxa de deformação dos rejeitos foram sistematicamente medidos em três diferentes materiais reconstituídos usando testes triaxiais de controle de taxas de deformação. A magnitude dos efeitos da taxa de deformação medidos nos rejeitos foi sempre pequena e não indicou um papel relevante do processo de creep no rompimento.”

Após a calibragem do modelo computacional, cujos parâmetros foram determinados usando todas as fontes de informação relevantes obtidas a partir dos testes in situ e testes de laboratório, um conjunto de análises numéricas foi executado para auxiliar na interpretação do rompimento. “As simulações da história da barragem não mostram sinais de colapso iminente da barragem no momento da ruptura, mesmo quando fenômenos de creep e de aumento de precipitação são incorporados na análise. Na verdade, a estabilidade também é obtida mesmo que a análise seja continuada por um período de mais 100 anos. Este resultado sugere que algum fator ou evento adicional foi necessário para que a barragem rompesse.”

Desta forma, a equipe de pesquisa examinou outras possibilidades de gatilho, como, por exemplo, a simulação da sobrepressão de água associada à perfuração do furo B1-SM-13, que, de fato, estava ocorrendo no momento da ruptura. “Sob condições de tensão e hidráulicas semelhantes às do fundo do furo B1-SM-13 durante a perfuração, as análises numéricas mostram que, usando o modelo constitutivo e os parâmetros adotados para os rejeitos, pode ocorrer à liquefação local devido à sobrepressão de água e sua propagação pela barragem.”

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Nas simulações numéricas (em 2D e 3D) da perfuração do furo B1-SM-13, constatou-se que: “As características geométricas da ruptura e o padrão de deslocamentos resultantes são consistentes com as observações visuais. Em particular, o mecanismo de colapso obtido mostra uma ruptura dentro da barragem começando na crista e se estendendo até um local logo acima do dique de partida. O padrão de deslocamentos apresenta abatimentos na crista da barragem e protuberâncias para fora na base, conforme observado no início do rompimento.”

O estudo realizou simulações em diversos pontos, mas em nenhum deles ocorreu a ruptura geral da barragem; a zona de liquefação permanece contida, apresentando apenas um progresso limitado. Segundo o relatório, “os exames de testes de CPTu perto da localização dos furos verticais mostram que o perfil do solo no local do furo B1-SM-13 era especialmente desfavorável em relação ao início e propagação da liquefação.”

O relatório constata que: “O conjunto de análises numéricas realizadas permite concluir que a perfuração do furo B1-SM-13 é um potencial gatilho da liquefação que ocasionou o rompimento da barragem. As análises realizadas não foram capazes de identificar outros gatilhos de liquefação. Em particular, os cálculos realizados incorporando apenas os efeitos de aumento da precipitação e do creep, isoladamente ou em combinação, não resultaram em um rompimento geral da barragem”. 

A contratação do CIMNE/UPC é fruto do acordo celebrado entre o MPF e a Vale, que assumiu os custos para a realização das atividades da instituição espanhola, consideradas fundamentais para a conclusão das investigações sobre as causas do rompimento da barragem. A escolha da UPC para a realização do estudo ficou a cargo exclusivo do MPF, com o auxílio da PF.

As premissas básicas para a procura de instituições com expertise internacional para o desenvolvimento dos trabalhos foram a detenção de inquestionável capacidade técnica e a ausência de potencial conflito de interesse relacionado a organizações ligadas à Vale, aspecto fundamental para a apreciação isenta a respeito das circunstâncias do evento sob investigação.