Rompimento de barragem de rejeitos, fluxos de lama de mineração e sobrevivência a inundações de metais pesados tóxicos¶

Ao contrário de uma barragem hidrelétrica de concreto convencional que retém a água limpa do rio atrás de uma parede de rocha reforçada, uma barragem de rejeitos (ou represamento de cinzas volantes de carvão) é um enorme aterro industrial projetado para armazenar milhões de toneladas de farinha de rocha finamente moída, reagentes de processamento químico e água carregada de metais pesados que sobram da extração de ouro, cobre, ferro, alumínio (red mud), phosphate, or coal. Como muitas barragens de rejeitos mais antigas são construídas usando o método a montante, onde diques sucessivos são construídos diretamente sobre o próprio lodo não compactado e saturado de água, chuvas fortes, galgamento, erosão por infiltração interna (piping), ou um pequeno terremoto pode fazer com que toda a face da barragem e o represamento sofram liquefação estática ou sísmica em segundos. Quando uma barragem de rejeitos rompe, ela não libera uma inundação comum. Em vez disso, ele libera uma onda de 10 a 30 metros de altura (33-to-100-foot) fluxo de lama de mineração hiperconcentrado com a densidade do concreto úmido (1,600 to 2,200 kg/m3) descendo o vale a 30 a 80 km/h (20 a 50 mph). Esta onda tóxica pulveriza pontes de betão armado, soterra cidades inteiras em minutos e deixa para trás lama cáustica, contaminada com metais pesados ​​ou misturada com cianeto, que se solidifica como cimento. Se uma sirene de rompimento de barragem soar ou você ouvir um rugido subterrâneo profundo em um vale abaixo de uma mina ou usina de energia, ligue para o seu local números de emergência imediatamente e consulte nossos guias sobre inundações de explosão de lago glacial e evacuação de falha de barragem, deslizamentos de terra e fluxos de lama, derramamentos químicose inalação de cianeto e gases industriais.

Faça isso agora¶

1. Evacuar PERPENDICULAR para o fundo do vale imediatamente (subir direto até a encosta mais próxima): Nunca tente escapar de um fluxo de lama de rejeitos correndo ou dirigindo rio abaixo ao longo da estrada no fundo do vale. Uma onda de rejeitos hiperconcentrada viaja a 30 a 80 km/h (20 a 50 mph) pelos canais do rio, enquanto subir apenas 30 a 50 metros (100 a 165 pés) verticalmente até a parede do vale leva menos de 3 a 5 minutos a pé e remove você da zona de inundação.
2. Trate qualquer sirene de mina, queda repentina ou aumento de lama na água do rio, ou ruído baixo de trem de carga como uma violação imediata: Se você mora ou trabalha em uma Zona de Autossalvamento (ZAS / dentro de 10 quilômetros ou 30 minutos a jusante de uma barragem de rejeitos), você tem 2 a 15 minutos antes do impacto. Deixe tudo para trás, não pare para fazer malas, trancar portas ou reunir gado, e corra pelo caminho de evacuação pré-marcado na encosta.
3. Abandone seu veículo imediatamente se o trânsito parar em uma estrada ou ponte de vale: As pontes são as primeiras estruturas arrancadas de seus pilares pela alta densidade de rochas e lamas na frente de uma onda de rejeitos. Salte do carro e suba o aterro adjacente mais íngreme ou a encosta da montanha.
4. Nunca pise na lama de rejeitos fresca ou seca depois que a onda passa: A lama de rejeitos se comporta como um fluido tixotrópico não newtoniano: uma crosta fina e seca se forma na parte superior ao sol, enquanto a lama de 15 centímetros (6 polegadas) abaixo permanece uma armadilha de vácuo sem fundo e de alta densidade que suga as botas e se prende na cintura como concreto.
5. Evite contato cutâneo, ocular e respiratório com lodo de mineração (cyanide, caustic alkali, arsenic, mercury, lead): Rejeitos de ouro podem conter cianeto de sódio tóxico (which releases lethal hydrogen cyanide gas if mixed with acidic water), os rejeitos de "lama vermelha" de bauxita são altamente alcalinos (pH 10 to 13, causando queimaduras químicas graves, como cimento úmido), e rejeitos metálicos de sulfeto contêm arsênico, chumbo, cádmio e mercúrio concentrados. Lave qualquer pele ou olhos respingados com água limpa corrente por 15 a 20 minutos.
6. Nunca beba, ferva ou lave com água de rio ou poço a jusante de um derramamento de rejeitos: Água fervente não remove metais pesados, arsênico ou reagentes químicos; na verdade, a fervura concentra metais pesados ​​​​não voláteis, como chumbo, mercúrio e arsênico, enquanto vaporiza toxinas voláteis no ar da cozinha. Use apenas água engarrafada selada ou água de tanques municipais.

Árvore de decisão: rompimento da barragem de rejeitos e sobrevivência do fluxo de lama tóxico¶

flowchart TD
    Alert["Sirene de rompimento de barragem de rejeitos, alerta de telefone de emergência, ruído no solo ou onda de lama a montante avistada"] --> TimeCheck{"A que distância você está a jusante da barragem?"}
    TimeCheck -->|"Na Zona de Autossalvamento (< 10 km / < 15 Minutos de Tempo de Viagem)"| FootClimb["NÃO dirija pela Valley Road; Corra a pé em linha reta até a encosta do vale mais próximo (30 a 50 m / 100 a 165 pés verticais)"]
    TimeCheck -->|"Mais a jusante (> 10 a 50 km/prazo de entrega de 15 a 90 minutos)"| EvacRoute["Siga a rota de evacuação marcada perpendicularmente fora da planície de inundação do rio até o ponto de encontro designado em terreno elevado"]
    FootClimb --> Trapped{"Impossível chegar à encosta antes da chegada da onda de lama?"}
    Trapped -->|"Sim"| VerticalRoof["Suba até o telhado do edifício de concreto armado mais alto na borda alta do vale ou suba em árvores resistentes no alto da encosta; Nunca fique em uma casa de tijolo/madeira de 1 andar"]
    Trapped -->|"Não, alcancei um terreno elevado"| StayHigh["Permaneça em terreno elevado; Quedas de barragens secundárias e ondas em reservatórios seguem por horas"]
    EvacRoute --> StayHigh
    StayHigh --> PostWave{"Alguém respingou com lama ou ficou preso na lama de rejeitos?"}
    PostWave -->|"Salpicado com lama (especialmente lama vermelha ou rejeitos de ouro/sulfeto)"| Decon["Retire imediatamente as roupas contaminadas; Escove a lama seca; Lave a pele e os olhos com água limpa por 15 a 20 minutos"]
    PostWave -->|"Pessoa Presa na Lama de Rejeitos"| NoWalk["NÃO caminhe para a crosta de lama; Ligue para 911/112/999 para guincho de helicóptero ou trenó de resgate de lama inflável/desencarceramento de prancha"]

Engenharia e reologia: Por que um fluxo de lama de rejeitos é muito mais mortal do que uma inundação de água¶

A compreensão das diferenças físicas e químicas entre uma inundação normal de um rio e uma ruptura de uma barragem de rejeitos explica por que as táticas convencionais de sobrevivência às inundações (como abrigar-se no segundo andar de uma casa de madeira ou atravessar um fluxo que chega até os joelhos) falham durante uma inundação de resíduos de mineração.

1. Densidade hiperconcentrada e impulso de impacto (2x water density)¶

• A água pura da enchente tem uma densidade de fluido de 1.000 quilogramas por metro cúbico (62.4 lb/ft3).
• A lama liquefeita de rejeitos de mineração consiste em 50% a 75% de partículas de rocha mineral finamente moídas em peso suspensas na água do processo, proporcionando uma densidade aparente de 1.600 a 2.200 quilogramas por metro cúbico (100 to 137 lb/ft3), quase a densidade do concreto líquido.
• Porque a pressão de impacto hidrodinâmico (P = 0.5 * rho * v2) escala diretamente com a densidade do fluido (rho) e o quadrado da velocidade (v2), um fluxo de lama de rejeitos movendo-se a 50 km/h (14 m/s) exerce 5 a 10 vezes mais força de cisalhamento lateral destrutiva do que uma enchente rápida de um rio. Além disso, a lama de alta densidade flutua sem esforço em rochas de várias toneladas, escavadeiras, contêineres e vigas de pontes de aço arrancadas bem na frente da onda (the boulder snout), atuando como um aríete que corta colunas de concreto armado em suas bases.

2. Projetos de barragens de rejeitos a montante vs. linha central vs.¶

Nem todas as instalações de armazenamento de rejeitos (TSFs) apresentam o mesmo risco de colapso. Padrões globais de segurança de mineração (como o Padrão Global da Indústria sobre Gestão de Rejeitos, GISTM) categorizar os aterros de acordo com a forma como o dique é elevado ao longo do tempo:

Perigos químicos e toxicológicos por tipo de mina¶

Ao contrário de um lahar vulcânico natural ou deslizamento de terra composto de solo e rocha benignos, os represamentos de mineração e industriais contêm agentes concentrados de processamento químico, níveis extremos de pH e metais pesados ​​biodisponíveis que transformam a zona de inundação em materiais perigosos (HAZMAT) local do desastre.

Sinais de alerta pré-colapso em uma barragem de rejeitos¶

Se você trabalha em uma área de mineração, usina de carvão ou mora imediatamente adjacente a um aterro de rejeitos, relate qualquer um dos seguintes sinais de alerta estruturais às autoridades de emergência e evacue as áreas a jusante imediatamente:

1. Água lamacenta ou turva vazando da face externa ou da base da barragem: Água limpa escorrendo de drenos projetados na base é normal; água lamacenta e cor de lodo borbulhando na encosta da barragem ou no solo a jusante significa erosão interna (piping) está lavando ativamente o núcleo da barragem de dentro para fora.
2. Novas manchas úmidas, desmoronamentos, abaulamentos ou rachaduras longitudinais ao longo da crista da barragem ou bancadas externas: Uma faixa úmida escura aparecendo na metade da encosta externa seca indica o lençol freático interno (phreatic surface) subiu perigosamente e está saturando a camada estrutural.
3. Redemoinhos ou depressões formadas na praia de rejeitos ou na superfície da lagoa: Indica que o material subterrâneo está drenando para um tubo de decantação enterrado rompido ou cavidade de fundação abaixo do represamento.
4. Lagoa de água invadindo próximo à crista externa da barragem: Em barragens a montante e na linha central, a lagoa de água livre deve ser mantida afastada da parede externa do aterro, separada por uma ampla "praia" de areia drenada. Se a chuva forte empurrar a água aberta contra a crista da barragem, o galgamento e a liquefação podem ocorrer em poucas horas.

Sobrevivência passo a passo durante e após uma violação¶

Fase 1: Evacuação imediata (Regra dos 90 graus na encosta)¶

1. Mova-se em um ângulo de 90 graus em relação ao eixo do rio ou vale:
2. Na Zona de Auto-resgate (ZAS), que os reguladores de mineração definem como a área dentro de 10 quilômetros (6,2 milhas) a jusante ou menos de 30 minutos do horário de chegada da enchente, os ônibus oficiais de evacuação não podem chegar até você a tempo.
3. No instante em que a sirene tocar, um alerta de transmissão por celular for acionado ou você ouvir o rugido profundo e estremecedor da onda, corra direto pela encosta do vale a pé.
4. Não atravesse pontes de um lado a outro do rio para chegar a uma estrada preferida; em vez disso, suba a encosta em qualquer lado do rio em que você esteja.
5. Quão alto subir:
6. Em estreitos desfiladeiros de montanha imediatamente abaixo de uma barragem alta (como o colapso da barragem de Stava em 1985 na Itália, onde o fluxo de lama atingiu velocidades de 90 km/h / 56 mph), a onda de lama pode subir **15 a 35 metros (50 a 115 pés) ** acima das paredes do cânion, especialmente na margem externa das curvas do rio onde a força centrífuga deposita o fluxo de lama no alto da encosta (superelevation). Procure subir pelo menos 30 a 50 metros (100 a 165 pés) acima do fundo do vale.

Fase 2: Por que você nunca deve pisar na lama de rejeitos depois que a onda parar¶

Depois que a onda principal passa, o fundo do vale é coberto por um mar plano e enganoso de lama cinza, marrom ou vermelha, variando de 1 a 15 metros (3 a 50 pés) de profundidade.

• A armadilha tixotrópica: lamas de rejeitos finos (silt and clay-sized rock flour) são tixotrópicos: quando perturbados ou pisados, eles se liquefazem em uma cola densa e viscosa com forte sucção negativa dos poros.
• Em poucas horas de luz solar, os 2 a 5 centímetros superiores (1 a 2 polegadas) secam em uma crosta rachada que parece sólida o suficiente para ser atravessada, enquanto os 3 metros abaixo permanecem lama líquida.
• Se alguém ficar preso em um telhado ou veículo no meio do campo de lama: não tente caminhar pela lama a pé para resgatá-lo; equipes de resgate sem equipamento especializado afundam no peito e se tornam vítimas presas. Espere por helicópteros de resgate de incêndio (hoist extraction) ou equipes treinadas de resgate na lama usando trenós de resgate inflados, tábuas largas de madeira e lanças de ar comprimido (que injetam ar ao redor das pernas da vítima para quebrar a sucção a vácuo antes de retirá-las).
• Se você estiver pessoalmente preso na borda externa lenta de um depósito de lama e não conseguir alcançar a terra seca: Deite-se de costas ou de barriga para baixo em uma posição horizontal de estrela do mar/natação com os braços e as pernas bem abertos para distribuir o peso do corpo pela maior área de superfície possível (reducing ground bearing pressure below the mud's yield stress) e, em seguida, rasteje lentamente ou role pela superfície em direção ao solo sólido ou detritos de madeira flutuantes, em vez de tentar ficar em pé.

Fase 3: Descontaminação química imediata para sobreviventes¶

Se alguém ficou preso na borda de um fluxo de rejeitos ou foi atingido por lodo de mineração:

1. Retire imediatamente todas as roupas e botas encharcadas de lama: Não puxe camisas cobertas de lama sobre o rosto; corte-os com uma tesoura se necessário e feche-os em sacos plásticos.
2. Escove a lama espessa e endurecida com um pano seco ou com as mãos enluvadas e, em seguida, enxágue abundantemente com água limpa por 15 a 20 minutos:
3. Se o derramamento envolver Bauxita "Lama Vermelha" (caustic sodium hydroxide, pH 11 to 13): Assim como o cimento úmido, as queimaduras alcalinas geralmente não ardem durante os primeiros 15 minutos, enquanto o pH alto dissolve silenciosamente as proteínas da pele e das córneas. Lave a pele e os olhos continuamente com água limpa corrente ou soro fisiológico por pelo menos 20 a 30 minutos e procure atendimento hospitalar imediato para queimaduras e oftalmologia. Veja nosso guia em queimaduras químicas de cimento e álcalis.
4. Se o derramamento envolver rejeitos de cianeto de ouro/prata: Monitore dores de cabeça, tonturas, confusão, respiração rápida, pele vermelho-cereja ou acidose metabólica; departamentos de emergência estocam ** hidroxocobalamina intravenosa (Cyanokit)** antídotos. Veja nosso guia em inalação de cianeto e envenenamento primeiros socorros.
5. Evite a inalação de poeira tóxica pós-inundação: assim que o sol seca a lama que cobre as ruas e as casas, cada veículo que passa levanta nuvens ofuscantes de farinha de rocha de sílica fina misturada com arsênico, chumbo, cádmio ou soda cáustica. Use um respirador de partículas N95, KN95, FFP2 ou P100 bem ajustado sempre que estiver ao ar livre na zona de impacto.

Números de emergência regionais e protocolos de agências¶

Perguntas frequentes¶

Qual a diferença entre uma barragem de rejeitos e uma barragem de água normal?¶

Uma barragem de água normal é uma barreira permanente feita de concreto armado, alvenaria ou argila compactada e rocha projetada para reter a água limpa do rio. Uma barragem de rejeitos é um aterro de resíduos industriais construído gradativamente ao longo de décadas para armazenar milhões de toneladas de farinha de rocha finamente triturada, reagentes de processamento químico e lama contaminada com metais pesados ​​que sobraram da mineração de minério. Muitas barragens de rejeitos mais antigas foram construídas usando o "método a montante", onde cada nova parede era empilhada diretamente sobre a própria lama úmida e não compactada, tornando-as suscetíveis à liquefação repentina e ao colapso total.

Por que você não consegue escapar do colapso de uma barragem de rejeitos dirigindo pela estrada do vale?¶

Quando uma barragem de rejeitos se liquefaz e rompe, a onda de lama de alta densidade que escapa normalmente explode a uma velocidade de 30 a 80 quilômetros por hora (20 a 50 milhas por hora) ao longo do canal do rio, carregando pedras e árvores arrancadas que destroem estradas do vale e cortam pontes em poucos minutos. Dirigir pelo fundo do vale mantém você diretamente dentro do caminho do fluxo de lama, onde um cruzamento bloqueado ou uma ponte destruída o prende fatalmente. Em vez disso, correr a pé num ângulo de 90 graus até à encosta do vale mais próximo ganha 30 a 50 metros (100 a 165 pés) de elevação vertical em apenas 3 a 5 minutos, colocando-o em segurança acima da onda de lama.

Por que é perigoso caminhar sobre a lama de rejeitos mesmo dias após a inundação ter parado?¶

Os rejeitos de mineração consistem em partículas minerais microscópicas do tamanho de lodo e argila ("lodos") saturadas com água. Este material é tixotrópico: enquanto os primeiros centímetros secam ao sol formando uma crosta rachada que parece terra sólida, a lama por baixo permanece líquida durante semanas ou meses. No momento em que uma pessoa atravessa a crosta fina, as vibrações liquefazem novamente a lama ao redor de suas pernas, e a alta densidade e a sucção a vácuo prendem-se em torno de suas botas e cintura como cimento úmido, tornando impossível a auto-fuga sem pranchas especializadas de resgate de lama ou guinchos de helicóptero.

Quais produtos químicos tóxicos estão dentro do lodo de rejeitos de mineração?¶

O perigo químico exato depende do mineral que está sendo extraído. Os rejeitos de ouro e prata geralmente contêm cianeto de sódio tóxico junto com arsênico e mercúrio. Os rejeitos de bauxita (alumínio), conhecidos como "lama vermelha", contêm hidróxido de sódio cáustico concentrado (`lye`) com pH de 11 a 13 que causa queimaduras químicas graves na pele e nos olhos ao entrar em contato. Rejeitos de sulfeto de cobre, ferro, chumbo e zinco freqüentemente geram lama ácida (`acid mine drainage`) carregados com arsênico, chumbo, cádmio, mercúrio e tálio dissolvidos, enquanto lagoas de cinzas volantes de carvão contêm arsênico, cromo e selênio concentrados.

Posso tornar a água do rio ou do poço segura para beber após um derramamento de rejeitos fervendo-a?¶

Não, você nunca deve beber ou cozinhar com água de rio ou água de poço raso contaminada por um derramamento de rejeitos de mineração, e ferver a água a tornará mais perigosa. A fervura mata bactérias e vírus, mas não remove metais pesados ​​como arsênico, chumbo, mercúrio, cádmio ou cromo hexavalente; em vez disso, à medida que a água ferve como vapor, a concentração de metais pesados ​​tóxicos na panela aumenta, enquanto quaisquer reagentes químicos voláteis se vaporizam no ar que você respira. Use apenas água engarrafada selada ou tanques oficiais de emergência até que as autoridades certifiquem o abastecimento de água.

O que significa a "Zona de Auto-Resgate" (ZAS) se eu moro perto de uma mina?¶

Nas regulamentações internacionais de segurança para barragens de rejeitos (como aquelas aplicadas no Brasil e sob o Padrão Global da Indústria sobre Gestão de Rejeitos), a Zona de Auto-resgate (`Zona de Autossalvamento` ou `ZAS`) é definida como a área do vale dentro de 10 quilômetros (6,2 milhas) a jusante da barragem, ou qualquer área onde a onda de lama chegaria em menos de 30 minutos. Como as equipes de emergência externas não podem chegar fisicamente a esta zona antes da onda chegar, os residentes e trabalhadores dentro da ZAS dependem de sirenes automatizadas, alertas instantâneos de transmissão celular e trilhas pré-marcadas para pedestres que sobem diretamente pelas paredes do vale até pontos de reunião em terrenos elevados.

Guias relacionados¶

• Inundações de explosão de lagos glaciais (GLOFs) e evacuação de falhas de barragens
• Deslizamentos de terra, deslizamentos de terra e sobrevivência de fluxo de detritos
• Cimento, concreto úmido, queimaduras químicas alcalinas e exposição ocular à cal
• Primeiros socorros para inalação de cianeto, sulfeto de hidrogênio e gases industriais
• Derramamentos de produtos químicos, plumas HAZMAT e descontaminação

Fontes e orientações oficiais¶

• Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), Conselho Internacional de Mineração e Metais (ICMM) e Princípios para Investimento Responsável (PRI): Padrão Global da Indústria sobre Gestão de Rejeitos (GISTM) - Requisito 13: Planos de Preparação e Resposta a Emergências.
• Comissão Internacional de Grandes Barragens (ICOLD): Boletim 121 e Boletim 194: Risco de ocorrências perigosas em barragens de rejeitos, lições aprendidas com experiências práticas e mapeamento de inundações de rupturas de barragens.
• Agência Federal de Gerenciamento de Emergências (FEMA) e Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA (USACE, Estados Unidos): Diretrizes Federais para Segurança de Barragens: Planejamento de Ações de Emergência para Falhas em Barragens e Represamentos de Rejeitos.
• Organização Mundial da Saúde (OMS): Liberações químicas causadas por eventos de risco natural e desastres tecnológicos (NATECH): falhas em barragens de rejeitos, metais pesados ​​e resposta de saúde pública ao cianeto.
• Agência Nacional de Mineração (ANM) e Defesa Civil Nacional (Brasil): Protocolos de Segurança de Barragens de Mineração, Zonas de Autossalvamento (ZAS) e Sistemas de Alerta Sonoro.