Scielo RSS <![CDATA[Rem: Revista Escola de Minas]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=0370-446720130004&lang=en vol. 66 num. 4 lang. en <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400001&lng=en&nrm=iso&tlng=en http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400002&lng=en&nrm=iso&tlng=en <![CDATA[<b>Stability and nonlinear vibration of industrial pitched-roof steel frames</b>: <b>parametric analysis</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400003&lng=en&nrm=iso&tlng=en Esse trabalho apresenta um estudo referente à análise da estabilidade e vibração não linear de pórticos de aço planos do tipo galpão. Especial atenção é voltada à influência do pré-carregamento estático nas frequências naturais e nos modos de vibração dessas estruturas. Nesse sentido, foi utilizada uma formulação não linear de elementos finitos de viga-coluna que permite considerar as ligações entre os membros estruturais como semirrígidas. Para resolver o problema de equilíbrio estático não linear, um processo incremental e iterativo do tipo Newton acoplado ao método do comprimento de arco é adotado. Uma vez obtida convergência em cada passo de carga, emprega-se o método de Jacobi, para se determinarem as frequências naturais e os modos de vibração da estrutura pré-carregada. Todo o processo de solução não linear adotado é detalhado em um algoritmo. A influência de um parâmetro geométrico (altura da tesoura) e outro físico (rigidez dos apoios) no comportamento do pórtico tipo galpão é destacada nas análises. Objetiva-se, assim, obter uma melhor compreensão de alguns fenômenos de instabilidade e sensibilidade estrutural e mostrar a importância desses parâmetros e do pré-carregamento estático na flambagem e na vibração dessa estrutura de grande aplicação prática.<hr/>This paper presents a study on the stability and nonlinear vibration analysis of planar pitched-roof frames. Special attention is dedicated to the influence of static preloading in natural frequencies and vibration modes of these structures. For this, used was a nonlinear beam-column element formulation that considers connection flexibility between the structural members. The global nonlinear static equilibrium problem is solved using an incremental-iterative procedure, where in each load increment, the Newton-type iteration scheme is coupled to an arc-length strategy. At convergence in each load step, the Jacobi method determines the natural frequencies and vibration modes of the preloaded structure. The complete nonlinear solution strategy adopted is detailed in an algorithm. The influence of a geometric parameter (scissors' height) and other physical (support's stiffness) in the pitched-roof frame behavior is highlighted in the analysis. The goal is thus to have a better understanding of some instability phenomena and structural sensitivity, and to show the importance of these parameters and static preloading on the buckling and vibration of these frames, which have great practical application. <![CDATA[<b>Numerical modeling of reinforced concrete structures</b>: <b>static and dynamic analysis</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400004&lng=en&nrm=iso&tlng=en A numerical model using the Finite Element Method (FEM) for the nonlinear static and dynamic analysis of reinforced concrete (RC) beams, plates and shells is presented in this work. For this purpose, computer programs based on plasticity theory and with crack monitoring capabilities are developed. The static analysis of RC shells up to failure load is carried out using 9-node degenerated shell finite elements while 20-node brick finite elements are used for dynamic applications. The elasto-plastic constitutive law for concrete is coupled with a strain-rate sensitive model in order to take into account high loading rate effect when transient loading is intended. The implicit Newmark scheme with predictor and corrector phases is used for time integration of the nonlinear system of equations. In both cases, the steel reinforcement is considered to be smeared and represented by membrane finite elements. Various benchmark examples are solved with the present numerical model and comparisons with other published data are performed. For all examples, the path failure, collapse loads and failure mechanism is reproduced with great accuracy.<hr/>Nesse trabalho, apresenta-se um modelo numérico para a análise não-linear estática e dinâmica de vigas, placas e cascas de concreto reforçado. Sendo assim, procedimentos de análise, baseados na teoria da plasticidade e com monitoramento de fissuração, são desenvolvidos. Elementos finitos de casca degenerada de 9 nós são usados na análise estática, enquanto elementos finitos de 20 nós são considerados para a análise dinâmica. A lei constitutiva do concreto é acoplada a um modelo sensível à velocidade de deformação, para se terem em conta os efeitos produzidos para altas velocidades de deformação. O procedimento de Newmark é adotado para a integração no tempo do sistema não-linear de equações. Considera-se que o aço de reforço está perfeitamente distribuído e aderido ao concreto, sendo esse representado por elementos finitos de membrana. Vários exemplos são solucionados com o presente modelo numérico e os resultados obtidos são conferidos com os resultados de outros autores. Para todos os casos, o caminho de falha, o carregamento de colapso e o mecanismo de falha são reproduzidos com suficiente precisão. <![CDATA[<b>Composite hollow truss with multiple vierendeel panels</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400005&lng=en&nrm=iso&tlng=en The aim of this study was to evaluate through analytical calculation, two-dimensional elastic modeling, and three-dimensional plastic modeling, the bearing capacity and failure modes of composite hollow trusses bi-supported with a 15 meter span, varying the number of central Vierendeel panels. The study found the proportion span/3 - span/3 - span/3, as the ideal relationship for the truss - Vierendeel - truss lengths, because by increasing the proportion of the length occupied by the central Vierendeel panels, the new system loses stiffness and no longer supports the load stipulated in the project. Furthermore, they can start presenting excessive vertical displacements and insufficient resistance to external shear forces acting on the panels.<hr/>O objetivo desse trabalho foi avaliar, através de cálculo analítico e modelagens elástica bidimensional e plástica tridimensional, a capacidade resistente e o modo de ruptura de treliças tubulares mistas biapoiadas com 15 metros de vão, variando-se o número de painéis Vierendeel centrais. O estudo apontou a proporção vão/3 - vão/3 - vão/3 como a ideal para a relação entre trechos treliçado - Vierendeel - treliçado, pois, ao se aumentar a proporção do trecho central, ocupado pelos painéis Vierendeel, os novos sistemas perdem muita rigidez, passando a não suportar mais a carga estipulada em projeto. Além disso, podem passar a apresentar deslocamentos verticais excessivos e resistência às forças cortantes externas atuantes sobre os painéis insuficiente. <![CDATA[<b>Experimental and numerical analysis of foundation pilings partially embedded in rock</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400006&lng=en&nrm=iso&tlng=en The behaviours of four foundation pilings (ϕ=0.41 m) constructed in Foz do Iguaçu, Paraná (PR), Brazil and subjected to slow loading tests were analysed. The results were compared with results from three-dimensional numerical modelling using the finite element method, which facilitates simulation of the elasto-plastic behaviour of soil. The local subsoil comprises varied stratigraphies; it is composed of a residual soil surface layer followed by weathered rock and bedrock, which are a few meters deep. The massif geotechnical parameters were determined through correlations obtained from field tests, whereby the values for cohesion, angle of friction, modulus of deformability and uniaxial compressive strength in the different subsoil layers were estimated. The load tests were interrupted at 3000 kN and displaced by less than 5 mm in the working load (1500 kN). The pilings were subjected to lateral friction work with an average stress of approximately 70 kPa for the surface portion (residual soil) and greater than 150 kPa for the weathered rock portions. The estimated geotechnical parameters provided values that were an exact match with the numerical analyses. Thus, given the analyses and load transfer method, the piling lengths can be reduced, which will facilitate the optimisation of the geotechnical design.<hr/>Analisa-se o comportamento de quatro estacas-raiz (ϕ=0,41m) executadas na cidade de Foz do Iguaçu/PR, as quais foram submetidas a provas de carga com carregamento lento. Os resultados foram confrontados com aqueles obtidos por meio de modelagem numérica tridimensional pelo método dos elementos finitos, o qual permite simular o comportamento elásto-plástico do solo. O subsolo local apresenta variada estratigrafia, composto por uma camada superficial de solo residual, seguida por alteração de rocha e rocha sã em poucos metros de profundidade. Os parâmetros geotécnicos do maciço foram determinados por meio de correlações obtidas a partir de ensaios de campo, estimando-se os valores de coesão, ângulo de atrito, módulo de deformabilidade e resistência à compressão uniaxial das diferentes camadas do subsolo. As provas de cargas foram interrompidas quando alcançaram 3000 kN, apresentando deslocamentos inferiores a 5mm na carga de trabalho (1500 kN). Verificou-se que as estacas trabalharam por atrito lateral com tensões médias da ordem de 70 kPa, para o trecho superficial (solo residual), e superiores a 150 kPa, nos trechos em alteração de rocha. Os parâmetros geotécnicos estimados forneceram valores que se adequaram perfeitamente às análises numéricas. Nesse sentido, pôde-se verificar, através das análises realizadas e pelo modelo de transferência de carga, que seus comprimentos poderiam ser reduzidos, possibilitando otimizar o projeto geotécnico. <![CDATA[<b>Evolution of arc magmatism in the Carmópolis de Minas Layered Suite, Minas Gerais, Brazil</b>: <b>Sm-Nd and Rb-Sr isotope geochemistry</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400007&lng=en&nrm=iso&tlng=en The Carmópolis de Minas Layered Suite (CMLS) is a Neoarchean Unit metamorphosed at amphibolite- to granulite-facies conditions, comprised of metaultramafic rocks, amphibolites and metarhyolites. The CMLS is marked by two distinct phases of tholeiitic and calc-alkaline magmatism. Previous geochemical data and regional constraints suggest that the CMLS is possibly a metamorphosed arc-tholeiitic suite of the type boninite-basalt-andesite-rhyolite, interpreted in this study as a dismembered remnant of the juvenile oceanic arc. The rocks of tholeiitic affinity record a signature of depleted to enriched mantle with positive to weakly negative εNd(t) and predominantly positive εSr(t) values, indicating some degree of crustal assimilation. The rocks of calc-alkaline affinity present a signature of juvenile crust with εNd(t) close to the CHUR and weakly positive εSr(t) values. The Sm-Nd isochron age of 2736 ± 300 Ma obtained with εNd(i) = +0.4, suggests the edification of an intra-oceanic arc during the late phases of the Rio das Velhas Tectonothermal Event. The arc evolution involved tholeiitic magmatism in the early stages in association with calc-alkaline magmatism, of probably anatectic character, in the tardy-orogenic stages.<hr/>A Suíte Acamadada Carmópolis de Minas (SACM) é uma unidade neoarqueana, metamorfisada em condições de fácies anfibolito a granulito, composta por rochas metaultramáficas, anfibolitos e metarriolitos. A SACM é marcada por duas fases distintas de magmatismo tholeiítico e calcio-alcalino. A geologia regional e suas características litogeoquímicas apontam a SACM como suíte arco-tholeiítica metamorfizada, do tipo boninito-basalto-andesito-riolito, interpretada como um remanescente de arco oceânico juvenil desmembrado. As rochas de afinidade tholeiítica apresentam assinatura de manto empobrecido a enriquecido, com εNd(t) positivo a fracamente negativo e εSr(t) predominantemente positivo, indicando assimilação crustal. As rochas de afinidade cálcio-alcalina apresentam assinatura de crosta juvenil com εNd(t) próximos ao CHUR e εSr(t) fracamente positivo. A idade isocrônica (Sm-Nd) de 2736±300 Ma, obtida com εNd(i) = +0,4, sugere a edificação de um arco intraoceânico durante as etapas tardias do Evento Tectonotermal Rio das Velhas. A evolução do arco envolveu magmatismo tholeiítico nos estágios iniciais em associação de magmatismo cálcio-alcalino, de caráter provavelmente anatético, nos estágios tardi-orogênicos. <![CDATA[<b>Evaluating the impact of titanium or equivalent carbon on the hot ductility of medium carbon steels</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400008&lng=en&nrm=iso&tlng=en In this work were evaluated the titanium and carbon effects on the hot ductility of medium carbon steels. In order to achieve this, used were the thermomechanical simulator Gleeble® 3500, for the hot tensile tests, and Scanning Electron Microscope (SEM) to analyze the aspect of the fracture. Microstructure analysis was done by an optical microscope. Five types of steel were studied. Two of them contained 0.02% of titanium and the others contained only residual amounts of this element. The results indicated that the Ti/N ratio between 3 and 5 regards lower loss of ductility at temperatures between 700ºC and 800ºC and at these temperatures the fractures are non-ductile. Steels containing titanium also show lower austenitic grain size at temperatures near to the austenite to ferrite transformation (Ar3). Moreover, the low ductility temperature was found to be inversely proportional to the equivalent carbon content.<hr/>O objetivo desse trabalho é avaliar o impacto do titânio e carbono na ductilidade a quente de aços médio carbono com e sem a presença de titânio. Para isto, foi utilizado o simulador termomecânico Gleeble® 3500, na realização dos ensaios de ductilidade a quente e o Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), para análise do aspecto da fratura. Para análise microestrutural, foi utilizado microscópio ótico. Foram estudados cinco tipos de aço. Dois destes aços contêm 0,02% de titânio em sua composição e os demais contêm apenas valores residuais desse elemento. Os resultados indicaram que a relação Ti/N entre 3 e 5 apresenta menores perdas de ductilidade nas temperaturas entre 700ºC e 800ºC, além disso, verificou-se que os aspectos das fraturas mostraram-se não dúctil. Os aços contendo titânio em sua composição também apresentaram menores tamanhos de grãos austeníticos nas temperaturas próximas à de transformação da austenita para ferrita (Ar3). Foi observado que a temperatura de aparecimento de fragilização do aço é inversamente proporcional ao aumento do teor de carbono equivalente, nas temperaturas entre 700ºC e 800ºC. <![CDATA[<b>Analysis of pig iron desulfurization with mixtures from the CaO-Fluorspar and CaO-Sodalite system with the use of computational thermodynamics</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400009&lng=en&nrm=iso&tlng=en This work aims at the use of computational thermodynamics in the study of desulfurization of pig iron through CaO-Fluorspar and CaO-Sodalite mixtures. Experiments were performed with the addition of different mixtures from these systems in molten pig iron at a temperature of 1,400ºC. The test results were analyzed and compared with those obtained by the computational thermodynamics software program THERMOCALC. Through this software, were calculated the equilibrium sulfur content in the metal, solid phases, and the amount of liquid in each desulfurizing mixture used in the process at a temperature of 1,400ºC. The computational thermodynamics proved to be an effective tool in predicting the desulfurization capacity of the mixtures.<hr/>Esse trabalho tem como objetivo o uso da termodinâmica computacional no estudo de dessulfuração de ferro-gusa com misturas de CaO-Fluorita e CaO-Sodalita. As experiências foram realizadas com a adição de diferentes misturas a partir desses sistemas em ferro-gusa a uma temperatura de 1,400ºC. Os resultados do teste foram analisados e comparados com os obtidos pelo programa de termodinâmica computacional THERMOCALC. Através deste software, foi calculado o teor de equilíbrio de enxofre do metal, as fases sólidas presentes e a quantidade de líquido em cada uma das misturas dessulfurantes utilizadas no processo na temperatura de 1,400ºC. A termodinâmica computacional provou ser uma ferramenta eficaz para estimar a capacidade de dessulfuração das misturas. <![CDATA[<b>Austenitic-ferritic stainless steel containing niobium</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400010&lng=en&nrm=iso&tlng=en The austenitic-ferritic stainless steels present a better combination of mechanical properties and stress corrosion resistance than the ferritic or austenitic ones. The microstructures of these steels depend on the chemical compositions and heat treatments. In these steels, solidification starts at about 1450ºC with the formation of ferrite, austenite at about 1300ºC and sigma phase in the range of 600 to 950ºC.The latter undertakes the corrosion resistance and the toughness of these steels. According to literature, niobium has a great influence in the transformation phase of austenitic-ferritic stainless steels. This study evaluated the effect of niobium in the microstructure, microhardness and charge transfer resistance of one austenitic-ferritic stainless steel. The samples were annealed at 1050ºC and aged at 850ºC to promote formation of the sigma phase. The corrosion testes were carried out in artificial saliva solution. The addition of 0.5% Nb in the steel led to the formation of the Laves phase.This phase, associated with the sigma phase, increases the hardness of the steel, although with a reduction in the values of the charge transfer resistance.<hr/>Os aços inoxidáveis austeno-ferríticos apresentam melhor combinação de propriedades mecânicas e resistência à corrosão que os inoxidáveis austeníticos e ferríticos. A microestrutura desses aços depende da composição química e tratamentos térmicos. Nos aços inoxidáveis austeno-ferríticos, a solidificação inicia a 1450ºC com a formação de ferrita, austenita a 1300ºC e fase sigma na faixa de 600 a 950ºC. Esta última compromete a resistência à corrosão e a tenacidade desses aços. Conforme a literatura, o nióbio tem grande influência na transformação de fases dos aços inoxidáveis austeno-ferríticos. Essa pesquisa avaliou o efeito do nióbio na microestrutura, dureza e resistência de transferência de carga de um aço inoxidável austeno-ferrítico. As amostras foram solubilizadas a 1050ºC e envelhecidas a 850ºC, para promover a formação da fase sigma. Os ensaios de corrosão foram realizados em meio de saliva artificial. Os resultados mostram que a adição de 0.5% Nb no aço provoca a formação da fase de Laves. Essa fase, associada à fase sigma, aumenta a dureza do aço, reduzindo, porém, os valores da resistência de transferência de carga. <![CDATA[<b>Simulation of a ball mill operating with a low ball charge level and a balanced ball size distribution</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400011&lng=en&nrm=iso&tlng=en The optimization of industrial grinding circuits has been successfully performed using mathematical models that describe the industrial scale data from breakage parameters determined in laboratory grinding tests. The test material studied here is a gold ore ground in a closed ball mill circuit with hydrocyclone classification. Several sampling campaigns were carried out aiming to produce mass balances and provide material for laboratory tests. The parameters determined in the laboratory tests were used to predict, by simulation, the circuit behavior with a low ball charge level and a balanced ball size distribution.<hr/>A otimização de circuitos industriais de moagem tem sido realizada com sucesso, utilizando-se modelos matemáticos que relacionam dados industriais com parâmetros de quebra determinados através de testes de moagem em escala de laboratório. O material estudado é um minério de ouro moído através de um circuito fechado de moagem de bolas. A classificação foi realizada por hidrociclones. Várias campanhas de amostragens foram realizadas com o objetivo de fechar um balanço de massas e fornecer material para os testes em laboratório. Os parâmetros determinados nos testes em laboratório, foram utilizados para prever, por simulação, o comportamento do circuito operado com baixo enchimento de bolas e com distribuição balanceada de tamanhos de bolas. <![CDATA[<b>Silicon refining by a metallurgical processing route</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400012&lng=en&nrm=iso&tlng=en Directional solidification experiments were carried out in a Bridgman furnace to remove carbon and metallic impurities from silicon. For carbon removal, solidification was achieved by extracting the mold from the hot into the cold zone of the furnace, while for the removal of metallic impurities, solidification occurred by cooling the furnace with a motionless mold. In the experiments of carbon removal, a mold extraction rate of 5 µm/s results in an ingot with columnar grain structure aligned in the ingot axial direction and a macrosegregation of carbon and SiC particles to the ingot top regions. However, at a mold extraction rate of 80 µm/s, the grain structure consisted of columnar grains aligned in the radial direction and SiC particles were observed throughout the ingot, showing lower macrosegregation with a carbon concentration still larger at the ingot top. In the metallic impurities removal experiment, an ingot with a columnar grain structure aligned in the ingot axial direction was obtained and the concentration profiles showed significant metallic impurities macrosegregation to the ingot top.<hr/>Experimentos de solidificação direcional foram realizados em um forno do tipo Bridgman para remoção de carbono e impurezas metálicas contidas no silício. Para remoção de carbono, a solidificação se deu pela extração do molde da zona quente para a zona fria do forno, enquanto que, para remoção de impurezas metálicas, a solidificação foi conduzida pelo resfriamento do forno sem a movimentação do molde. Nos experimentos para remoção de carbono, uma velocidade de extração do molde de 5 µm/s resultou em lingote com macroestrutura colunar de grãos alinhados ao seu eixo central e macrossegregação de carbono e partículas de SiC para o topo do lingote. No entanto, na velocidade de 80 µm/s, a macroestrutura consistiu de grãos colunares e alinhados na direção radial com partículas de SiC encontradas em todo o lingote, mesmo havendo maiores concentrações de carbono no topo do lingote, o que mostra uma macrossegregação menos severa. No experimento de remoção de impurezas metálicas, uma macroestrutura de grãos colunares alinhados ao eixo central do lingote foi obtida e os perfis de concentração de impurezas mostraram que houve macrossegregação para o topo do lingote <![CDATA[<b>Studies of new occurrences of bentonite clays in the State of Paraíba for use in water based drilling fluids</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400013&lng=en&nrm=iso&tlng=en New bentonite clay deposits have recently been discovered in the state of Paraíba, mainly in the municipalities of Cubati and Pedra Lavrada, creating great expectations in view of the possibility of expanding industrial production using these new reserves. The aim of this study was to study the new occurrences of bentonite clay in Paraíba, particularly in the municipality of Pedra Lavrada, for use in water based drilling fluids. The mineralogical properties of the clays were characterized by particle size analysis using laser diffraction, and thermogravimetric and differential thermal analysis, and its chemical composition was analyzed by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, cation exchange capacity and specific surface area. The bentonite clays were treated with sodium carbonate at concentrations of 75, 100, 125, 150 and 175mEq/100g of dry clay, to transform them from polycationic to sodium form. For the technological characterization, drilling fluids were prepared according to the standards of Petrobras. The results indicated that the mineralogical composition of the samples consisted of montmorillonite, kaolinite and quartz. As for their rheological properties, the samples were found to partially meet the rheological requirements of the Petrobras standard.<hr/>Recentemente foram descobertos novos depósitos de argilas bentoníticas no Estado da Paraíba principalmente nos municípios de Cubati e Pedra Lavrada, criando uma grande expectativa pela possibilidade de ampliação das novas reservas para produção industrial. O objetivo desse trabalho foi estudar as novas ocorrências de argilas bentoníticas da Paraíba, principalmente do município de Pedra Lavrada, para uso em fluidos de perfuração base água. A caracterização mineralógica foi efetuada através da análise granulométrica por difração de laser, análises termogravimétrica e térmica diferencial, composição química por fluorescência de raios X, difração de raios X, capacidade de troca de cátions e área específica. As argilas bentoníticas foram tratadas com carbonato de sódio nas concentrações de 75, 100,125,150 e 175meq/100g de argila seca, para sua transformação da forma policatiônica para forma sódica. Para caracterização tecnológica, foram confeccionados fluidos de perfuração de acordo com as normas da Petrobras. Os resultados obtidos evidenciaram que as amostras estudadas apresentaram, na sua composição mineralógica, montmorilonita, caulinita e quartzo. Em relação às propriedades reológicas, verificou-se que as amostras estudadas atendem parcialmente aos requisitos reológicos da norma da Petrobras. <![CDATA[<b>Use of the DCP test for compaction control of staged dikes in mining tailings dams</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400014&lng=en&nrm=iso&tlng=en An alternative method for quality control of earthworks in mining tailing dams is described in this article. It is composed by a penetrometer, known by the acronym DCP (Dynamic Cone Penetrometer), and is used primarily in road construction (quality assessment of pavement layers). With this apparatus, strength measurement of superficial layers of natural and compacted soils can be performed, including mine sand tailings, in a fast and efficient manner. The instrument was successfully used in the construction control of an iron ore mining tailings staged dam in the Quadrilatero Ferrifero, in Minas Gerais State, and the results showed distinctly effective densification of the embankment compacted layers, but with a sort of irregularity in their spatial distribution. In addition, field control using the traditional core-cutter method was also performed for comparison between both techniques.<hr/>Esse artigo descreve a utilização de um método alternativo de controle de qualidade na compactação de aterros em barragens de rejeitos de mineração. O procedimento faz uso de um penetrômetro, conhecido pela sigla DCP (Dynamic Cone Penetrometer), de maior emprego na construção de estradas (avaliação da qualidade de camadas de pavimento). Com esse aparelho, pode ser feita a medição de resistência das camadas superficiais de solos naturais ou compactados, incluindo os rejeitos arenosos de mineração, de forma rápida e eficaz. O instrumento foi utilizado com sucesso no acompanhamento do alteamento de uma barragem de rejeitos de minério de ferro no Quadrilátero Ferrífero, Estado de Minas Gerais, e os resultados mostraram uma efetiva densificação das camadas compactadas, porém de forma irregular no que tange à distribuição espacial no corpo da barragem. Além disso, o controle da compactação também foi feito com método tradicional do cilindro biselado, permitindo a comparação das duas técnicas. <![CDATA[<b>Magnetic scavenging of ultrafine hematite from itabirites</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400015&lng=en&nrm=iso&tlng=en Magnetic separation has gained force with the advent of high gradient and field intensity continuous machines. A comparative pilot study was realized in order to magnetically recover hematite from a typical slime thickener underflow of a mill plant from Quadrilátero Ferrífero (Minas Gerais, Brazil). Two rotor (carrousel) high gradient magnetic separators (tagged as W1 and W2) and one vertical ring and pulsating high gradient magnetic separator (tagged as V) were tested. The best option was the machine W2 with field of 1.2 T, feed mass concentration of 35 %, and middlings flush water of 300 kPa. The more indicated for the cleaner step is the use of a magnetic field of 1.2 T, generating a concentrate with 5.48% of SiO2 and 62.75% of mass recovery. So, the relevance of this research also stems from the fact that it can subsidize other studies in order to face analogous problems in this context of intense mining activities in a region of such vast mineral resources.<hr/>A separação magnética industrial tem ganhado força com o advento de equipamento contínuo com alto gradiente de campo. A recuperação magnética de hematita contida em lamas espessadas é aqui discutida, a partir de ensaios comparativos em escala-piloto com três separadores de alto gradiente, simulando a adoção de um circuito de esgotamento (seguido de limpeza do concentrado). Dois separadores magnéticos de rotor em anel horizontal (tipo carrossel) - rotulados como W1 e W2 - e um de rotor em anel vertical e pulsante (marcado como V) foram testados em cotejo, separadamente. Rejeito típico de lama de usina de beneficiamento no Quadrilátero Ferrífero (Minas Gerais, Brasil) foi empregado como alimentação do circuito. O melhor desempenho foi a máquina W2, com intensidade de campo magnético de 1,2 T, sob concentração mássica de 35% na alimentação e pressão de água de lavagem dos médios igual a 300 kPa. O mais indicado para a subsequente etapa de limpeza foi o emprego de campo de 1,2 T, gerando concentrado contendo 5,48% de SiO2, com 62,75% de recuperação mássica. Como se vê, os resultados mostraram-se promissores, acenando para o detalhamento de novos estudos, a fim de se enfrentarem desafios análogos ocorrentes na prática industrial, num contexto de intensa atividade de mineração em região sabidamente de recursos minerais tão vastos, resultando em ganhos no aproveitamento econômico e na minoração de impactos ambientais decorrentes de operações de baixa recuperação metalúrgica. <![CDATA[<b>Electroflotation of cassiterite fines using a hydrophobic bacterium strain</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400016&lng=en&nrm=iso&tlng=en In this work, the electroflotation of cassiterite fine ranges using Rhodococcus opacus (R. opacus) as bioreagent has been carried out. The interaction between R. opacus and mineral surface was valued through the zeta potential, contact angles measurements and adsorption studies. Furthermore, studies were attempted to check the effect of current density and microorganism concentration on mean bubble size (Sauter). After the interaction, the resulting particles exhibited hydrophobic characters, as verified by the increase of the contact angle. Also, the electrophoretic mobilities of cassiterite particles showed a mean value close to zero after interaction with R. opacus. The measurement of bubble size by laser diffraction showed a mean bubble size of 26µm. Current density and bacterial concentration seem to be the main parameters affecting the mean diameter of the bubbles. An electroflotation test reported recovery of around 64.5% at pH 5, concentration of 2.87x10¹² cells/ml (50 mg/L) and current density of 51.4 mA/cm².<hr/>Nesse trabalho, é apresentada a eletroflotação de finos de cassiterita, utilizando-se o Rhodococcus opacus (R. opacus) como biorreagente. A avaliação da interação desse micro-organismo com a superfície do mineral foi realizada através de experimentos envolvendo medidas de potencial zeta, ângulo de contato e ensaios de adsorção. Adicionalmente, os efeitos da densidade de corrente e concentração de micro-organismo no tamanho médio de bolhas (Sauter) foram também avaliados. Após a interação, foi observado um caráter hidrofóbico nas partículas, como verificado pela medida de ângulo de contato. Além disso, foram observadas mudanças na mobilidade eletroforética das partículas de cassiterita, para valores próximos de zero. O tamanho médio de bolhas, obtido através da técnica de difração laser, foi de 26 µm. A densidade de corrente e a concentração de bactérias mostraram-se como os parâmetros de maior influência no tamanho de bolhas. Os ensaios de eletroflotação constataram uma recuperação máxima em torno de 64,5%, para uma concentração de bactéria de 2,87x10¹² células/mL (50 mg cells/L); densidade de corrente de 51,4 mA/cm² e pH 5,0. <![CDATA[<b>A new stemming application for blasting</b>: <b>a case study</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400017&lng=en&nrm=iso&tlng=en Drill cuttings are generally used in open pits and quarries as the most common stemming material, since these are most readily available at blast sites. The plaster stemming method has been found to be better than the drill cuttings stemming method, due to increased confinement inside the hole and better utilization of blast explosive energy in the rock. The main advantage of the new stemming method is the reduction in the cost of blasting. At a limestone quarry, blasting costs per unit volume of rock were reduced by 7%. This is obtained by increasing burden and spacing distances. In addition, better fragmentation was obtained by using the plaster stemming method. Blast trials showed that plaster stemming produced finer material than the conventional methods. In the same blast tests, +20 cm size fragments reduced to 42.6% of the total, compared to 48.7% in the conventional method of drill cuttings stemming.<hr/>Aparas e pó de perfuração são, geralmente, utilizados em pedreiras e minas a céu aberto, como o material de tamponamento mais comum, uma vez que são mais facilmente disponíveis nas frentes de desmonte. O tamponamento com gesso mostrou-se de melhor uso do que o com detritos de perfuração, devido ao aumento do confinamento dentro dos furos e melhor utilização da energia explosiva no desmonte do maciço. A principal vantagem do novo método é a redução do custo do desmonte. Em uma pedreira de calcário, os custos de detonação por unidade de volume de rocha desmontada foram reduzidos em 7%. Isto foi obtido através do aumento da carga e distâncias de espaçamento. Além disso, a melhor fragmentação foi obtida, usando-se o método de tamponamento com gesso. Ensaios de detonação mostraram que o uso do gesso produziu material mais fino do que os métodos convencionais. Em ensaios sob mesmas condições, a geração de matacões acima de 20 cm de tamanho foi de 42,6% do total, comparado com 48,7% no método convencional, usando-se espaçadores e tamponamento de aparas de perfuração. <![CDATA[<b>Modeling and planning of bentonite clay mining</b>: <b>a case study at Bañado de Medina, Melo, Uruguay</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400018&lng=en&nrm=iso&tlng=en Mining planning and its correct sequencing are essential to facilitate the exploitation of minerals both economically and environmentally, thus ensuring the feasibility of the mining in operational and economic terms. The small geological complexity or the low aggregate value of a mineral deposit tends to result in the planning stages being neglected, so the mining begins without the necessary detailing or it is only scheduled for a short period of time. Thus, in order to ensure a sustainable sequence of operations, and to predict the environmental impacts caused by mining activities and suggest options that would allow the establishment of mitigation measures for these impacts, the feasibility of the technical and economic utilization was evaluated for an occurrence of bentonite in the Bañado de Medina deposit located in the Department of Cerro Largo, Uruguay, respecting the local environment in the process so as to give the project a strong character of sustainability.<hr/>O planejamento de lavra e seu correto sequenciamento são essenciais para viabilizar econômica e ambientalmente a explotação de bens minerais, assegurando a exequibilidade da lavra, tanto em termos operacionais, quanto econômicos. A pequena complexidade geológica ou o baixo valor agregado de um depósito mineral tendem a fazer com que as etapas de planejamentos sejam menosprezadas, iniciando-se a lavra sem o detalhamento necessário ou executando-o apenas para o curto prazo. Nesse sentido, de maneira a assegurar uma sequência de operações sustentável, bem como a previsão dos impactos ambientais provocados pelas atividades de extração, sugerindo opções que permitam o estabelecimento de medidas mitigatórias para os mesmos, avaliou-se a viabilidade do aproveitamento técnico e econômico, respeitando-se o meio ambiente local e dando ao projeto um forte caráter de sustentabilidade, de uma ocorrência de bentonita na jazida de Bañado de Medina, localizada no Departamento de Cerro Largo, Uruguai, verificando-se seu potencial para exploração comercial. <![CDATA[<b>New mega-sized wet high intensity magnetic separator</b>: <b>a cost-effective solution to reclaim iron ore fines from tailing dams</b>]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672013000400019&lng=en&nrm=iso&tlng=en Ten years of continuous research and development have led to a major improvement in the field of iron ore Wet High Intensity Magnetic Separation - WHIMS. With this cutting-edge technology, Gaustec has established a new world record in this class of Magnetic Separators, by providing a sheer feed rate of up to 1400 tph for iron ore fines. Although low-grade iron ore mines will benefit from this new technology, focused on herein is the reclaiming of low-grade iron ore tailing from ponds, having in mind its huge positive environment impact and business opportunity. Based on this newly developed technology, the construction in Brazil of a Concentration Plant started in 2012 for dressing iron ore tailings at 45% Fe grade, at Itaminas Mine. This plant went into operation this year. Based on the good performance of this first unit, the construction of a second Concentration Plant of the same type, to further reduce to 18% Fe in the tailings, is under way, scheduled to be started-up in 2014.<hr/>Dez anos de pesquisa e estudos levaram a um importante desenvolvimento no campo da separação magnética de alta intensidade - WHIMS. Com essa tecnologia de ponta, a Gaustec estabeleceu um novo recorde mundial nessa classe de separadores magnéticos, alcançando a capacidade de até 1400 tph de alimentaçao de finos de minério de ferro com o novo GHX-1400. Embora minas com baixo teor de ferro sejam beneficiadas com essa tecnologia, o foco aqui é centrado na recuperação de barragens de rejeitos de minério de ferro de baixo teor, considerando o seu impacto positivo no meio ambiente e em função de tal tecnologia permitir a sua viabilização comercial. Com base na nova tecnologia desenvolvida, a construção, na Itaminas Mineração/Brazil, de uma planta de concentração foi iniciada em 2012 para tratar rejeitos com 45% de ferro. Essa planta entrou em operação no corrente ano. Em função dos bons resultados obtidos com essa primeira unidade, foi iniciado o projeto de construção de uma segunda planta do mesmo tipo, com o objetivo de reduzir o rejeito para 18% de ferro, com operação prevista para 2014.