Diagnóstico e monitoramento dos tecnossolos de rejeito de mineração de ferro da barragem de Fundão por meio de técnicas remotas e proximais de inspeção do solo

Abstract

O rompimento da barragem de Fundão em novembro de 2015, levantou importantes questões ambientais, principalmente aquelas ligadas à recuperação das planícies fluviais onde foi depositado uma quantidade considerável de rejeito de minério de ferro interferindo severamente na biodiversidade. A recuperação das áreas afetadas precedem análises criteriosas da evolução da gênese dos Tecnossolos, abordando aspectos que sirvam de parâmetros para melhoria de suas condições químicas, físicas e biológicas. Avaliar a espacialização do rejeito nos terraços também torna-se de fundamental importância pois pode fornecer informações cruciais no emprego de técnicas de recuperação. Diante disso, este estudo foi dividido em 4 capítulos sendo que o primeiro capítulo teve como objetivo avaliar as mudanças das condições pedogenéticas dos Tecnossolos depositados nas planícies fluviais a partir de suas propriedades físicas, químicas e mineralógicas após três anos da ocorrência do desastre. O segundo capítulo teve como objetivo estimar o volume e a espessura a camada de rejeito, por meio da tecnologia Laser Scanner Aéreo (LSA) e Laser Scanner Terrestre (LST) comparando a microtopografia em alta resolução, utilizando base de dados de nuvem de pontos interpolada anterior (LSA) e posterior (LST) ao desastre de parte do Rio Gualaxo do Norte. O terceiro capítulo teve como objetivo mensurar a camada e o volume de rejeito de um trecho do Rio Gualaxo do Norte por meio de tecnologia LiDAR e utilização dos instrumentos Laser Scanner Terrestre (LST) e Laser Scanner Aéreo (LSA) através de base de dados LSA anterior ao desastre e duas bases LST escaneadas em 2016 e 2018 sem realizar interpolações. Por fim, o quarto capítulo teve como objetivo avaliar a eficiência do Radar de Penetração no Solo (GPR) para detectar a profundidade dos rejeitos de minério de ferro bem como estimar valores de umidade e compará-los com técnicas laboratoriais. Como resultado foi possível avaliar que os Tecnossolos de forma geral obtiveram melhoras nas condições químicas e apesentam potencial para o emprego de técnicas de recuperação. As características físicas e mineralógicas não sofreram grandes alterações entre os dois tempos. O uso do Laser Scanner nos capítulos 2 e 3 mostrou-se promissor para avaliar o volume e a espessura da camada de rejeito depositados nos terraços do Rio Gualaxo do Norte indicando que houve deposição de uma camada média de 1,17 metros e 0,72 m3 de rejeito na maior parte do terraço (32%). Após 3 anos do desastre, foi possível avaliar com a topografia de alta resolução que houve adição de topsoil no local, o que foi demostrando pela subtração da nuvem de pontos. Em ambos os capítulos foi possível avaliar que houve remoção de meterial pela empresa responsável pelas técnias de recurperação. O Radar de Penetração do Solo mostrou-se eficaz para medição de umidade não diferenciando estatisticamente dos valores obtidos em laboratório sendo a antena de 200 MHz mais adequada para medição de profundidade e umidade de rejeito em detrimento da antena de 400 e 900 MHz.The disruption of the Fundão dam in November 2015 raised important environmental issues, particularly those related to the recovery of river plains where a considerable amount of iron ore tailings was deposited, severely interfering with biodiversity. The recovery of the affected areas precedes careful analysis of the evolution of the genesis of the Technosols, addressing aspects that serve as parameters for the improvement of their chemical, physical and biological conditions. Assessing the spatialization of tailings on terraces is ALS o critical because it can provide crucial information in the use of recovery techniques. Therefore, this study was divided in 4 chapters and the first chapter had as objective to evaluate the evolution of the pedogenetic conditions of the Tecnossolos deposited in the fluvial plains from their physical, chemical and mineralogical properties after three years of the occurrence of the disaster. The second chapter aimed to evaluate the efficiency of the Soil Penetration Radar (GPR) to detect the depth of iron ore tailings as well as to estimate moisture values and to compare them with laboratory techniques. The third chapter aimed to estimate the volume and thickness of the tailings layer using the Airbone Laser Scanner (ALS) and Terrestrial Laser Scanner (TLS) technology, comparing the high resolution microtopography using a previous interpolated cloud point data base (ALS) and later (TLS) to the disaster of part of the Rio Gualaxo do Norte. Finally, the fourth chapter had the objective of measuring the layer and the tailings volume of a section of the Rio Gualaxo do Norte using LiDAR technology and using Terrestrial Laser Scanner (TLS) and Airbone Laser Scanner (ALS) of pre-disaster LSA data and two TLS databases scanned in 2016 and 2018 without performing interpolations. As a result, it was possible to evaluate that the Technosols in general obtained improvements in the chemical conditions and show potential for the use of recovery techniques. Physical and mineralogical characteristics did not change significantly. The Soil Penetration Radar showed to be effective for the measurement of moisture, not statistically different from the values obtained in the laboratory, and the antenna of 200MHz is more adequate for measuring depth and humidity of tailings. The use of the Laser Scanner in chapters 3 and 4 was promising to evaluate the volume and thickness of the tailings layer deposited on the terraces of the Rio Gualaxo do Norte indicating that there was deposition of a mean layer of 1.17 meters and 0.72 m 3 /m 2 of tailings on most of the terrace (32%). After 3 years of the disaster, it was possible to evaluate with the high-resolution topography that there was addition of topsoil in the place, which was demonstrated by the subtraction of the cloud of points. In both chapters it was possible to evaluate that there was removal of material by the company responsible for the techniques of recurrence.