Entenda o que é a liquefação, fenômeno que pode levar barragens ao colapso

Na liquefação, um material que é rígido passa a se comportar como fluido. Ela ocorre quando o fluxo de água presente nesse material exerce uma força que anula o peso e a aderência de suas partículas, fazendo com que elas fiquem soltas.

É um processo que ocorre naturalmente no meio ambiente nas areias movediças, por exemplo. Em barragens, pode ser provocado por excesso de chuvas, excesso de carga (depositada rapidamente), abalos sísmicos ou problemas no sistema de drenagem.

“Pense em uma massa de areia fofa, mas cheia de água nos seus vazios. Se essa massa receber uma carga (força) que tende a reduzir o seu volume, ele só poderá ser reduzido se a água sair. Mas se a permeabilidade for baixa, ou a se carga for instantânea e a água não puder sair, a carga aplicada vai se transferir para água. Nesse momento, a água ganha uma fluência que o atrito entre as partículas não consegue segurar”, explica o engenheiro e consultor Joaquim Pimenta de Ávila.

A liquefação pode ocorrer no rejeito ou na própria barragem, no dique.

No primeiro caso, ao se tornar mais líquido, o rejeito escorre e empurra a estrutura do reservatório, o que pode causar o rompimento. “Ela trinca e começa a vazar. Depois de iniciado esse gatilho, aí se perde o controle, vai tudo embora”, diz Carlos Martinez, professor da Universidade Federal de Itajubá e especialista em engenharia hidráulica. Para ele, provavelmente foi isso o que aconteceu em Brumadinho.

Já o engenheiro Fernando Cantini, especialista em geotecnia, acredita que a liquefação tenha ocorrido no dique da barragem. Ele explica que, quando uma parte do barramento sofre liquefação, essa área perde totalmente a sustentação e se torna um ponto de fraqueza na estrutura, a partir do qual ela pode entrar em colapso.

Quando uma barragem recebe uma grande quantidade de rejeitos de forma repentina, a pressão sobre a estrutura cresce, o que pode provocar a liquefação. A barragem I de Córrego do Feijão, em Brumadinho, estava inativa desde 2015, o que descarta essa hipótese.

Outro evento que pode ser uma carga sobre o reservatório são as chuvas em excesso, que aumentam o volume de água (e a pressão) no rejeito, caso ele esteja saturado e a drenagem não seja eficiente.

Não chovia no momento da tragédia em Brumadinho, mas, para Pimenta de Ávila, a barragem pode ter acumulado precipitações dos meses anteriores. É como se a massa de rejeitos que está exposta na superfície fosse uma esponja: a água infiltra e vai passando das camadas de cima para as de baixo, que já estão saturadas. Segundo ele, um dos indícios de que isso pode ter acontecido é o fato de que a Vale instalou na estrutura um sistema conhecido como DHP – dreno horizontal profundo. “Só é feito quando é preciso acelerar a drenagem”, diz.

O comprometimento do sistema de drenagem e filtro pode causar dois tipos de problema. Se os drenos e filtros forem obstruídos e a água não puder seguir o seu caminho (percolação), pode haver acúmulo em algumas partes, causando a liquefação. Já se houver uma falha que permita que o rejeito chegue à barragem com partículas muito grandes, a movimentação desses grãos pode gerar canais por onde a água passa a percorrer preferencialmente (o chamado ‘piping’), o que pode provocar infiltrações e erosão na estrutura.

Para explicar o que acontece no caso de abalo sísmico, o professor Martinez dá um exemplo: “Imagine um um material granular, como argila e areia, depositado com água em um pote. Quando o material assenta, ele adquire uma característica estável: o sólido vai ao fundo e a água pode ser retirada. Se você sacode o pote e coloca uma pressão grande nesse material, ele ganha característica líquida e afunda momentaneamente”.

Os especialistas não descartam a possibilidade de um evento assim ter acometido a mina de Brumadinho. “Não é só a movimentação interplacas que provoca abalos sísmicos. Tem cavidades no solo (como pequenas cavernas) que podem cair umas sobre as outras, causando pequenos tremores”, diz Martinez. “O movimento de máquinas como esteiras ou perfuradeiras (perto da barragem) também costuma ser um gatilho”, afirma Pimenta de Ávila.

Os especialistas indicaram basicamente duas medidas para evitar a liquefação:

• afastar a linha freática (ou o caminho que o líquido percorre dentro da barragem) do barramento. Isso pode ser feito mantendo a praia de rejeitos (a porção de água que aparece na superfície) longe dos diques, mudando a posição em que o rejeito é lançado na barragem.
• garantir o funcionamento do sistema de drenagem e filtro. Feito através do monitoramento constante da estrutura, com intervenções em caso de problemas identificados. Filtros podem ser desentupidos por meio de água ou ar sob pressão ou podem ser substituídos. “São procedimentos que demandam drenagem antes, são arriscados, é muito difícil. A verdade é que barragem desse tipo (alteada a montante) não deveria mais existir”, diz Martinez.