Scielo RSS <![CDATA[Rem: Revista Escola de Minas]]> http://www.scielo.br/rss.php?pid=0370-446720150002&lang=pt vol. 68 num. 2 lang. pt <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.br/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.br <![CDATA[Editorial]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200137&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt <![CDATA[Análise não linear elastoplástica de cavidades cilíndricas em maciços rochosos usando o critério de Hoek-Brown]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200145&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract This paper aims to present an elastic, perfectly plastic, constitutive model based on the Hoek-Brown failure criterion and with non-associative plasticity. The objective is to apply the model to the non-linear analysis of geotechnical problems like excavations in rock mass. The computational implementation was carried out with a computational program called ANLOG (Non-Linear Analysis of Geotechnical Problem) system based on a displacement formulation of the finite element method. Due to the non-linear nature of the constitutive model, the study adopts an incremental iterative Newton-Raphson procedure with automatic load increments to guarantee the global level equilibrium. In addition, to guarantee the consistency condition at the local level, the study adopts, for the stress integration, an explicit algorithm with automatic sub-increments of strain. To validate the computational implementation and applicability of the numerical model, the study uses theoretical results to compare with ones obtained with the numerical simulation of cylindrical cavity in rock mass.<hr/>Resumo Esse artigo apresenta um modelo constitutivo elástico perfeitamente plástico com plasticidade associada e com base no critério de resistência de Hoek-Brown. O objetivo é aplicar esse modelo para análise não linear de problemas geotécnicos como escavações em maciços rochosos. As implementações computacionais foram realizadas no sistema ANLOG (Análise não linear de obras geotécnicas) com base na formulação em deslocamento do método dos elementos finitos. Devido à natureza não linear do modelo constitutivo, o estudo adota um procedimento incremental iterativo do tipo Newton-Raphson com incrementos automáticos de modo a garantir o equilíbrio em nível global. Além disto, para garantir a condição de consistência em nível local, o estudo adota um esquema de explicito de integração de tensão com subincrementos automáticos de deformação. Para validar as implementações computacionais e a aplicabilidade do modelo numérico gerado, o estudo usa os resultados da simulação numérica de uma cavidade cilíndrica em maciços rochosos. <![CDATA[Modelo estrutural da região de Fábrica Nova, Sinclinal Santa Rita, Quadrilátero Ferrífero: mecanismo de dobramento por flanking folds]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200153&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract This study focuses on the eastern flank of the Santa Rita syncline (Dorr 1969), with specific emphasis on the region known as Fábrica Nova. Important iron ore deposits are located on the flanks of this structure, such as Timbopeba, Alegria, São Luiz, Tamanduá, Almas and Fábrica Nova. The Santa Rita syncline is a fold with N-S axial direction and of subregional scale, with roots in the adjacent basement of the Santa Bárbara Complex and sectioned by the Água Quente thrust fault. The hypothesis of this study is that the structural framework of the region resulted from the superposition of at least three deformation phases on the Ouro Preto nappe. The Fábrica Nova mine, located in the central portion of the study area, is embedded in a synformal structure with a 100/20 trending axis named Fábrica Nova synform. The proposed model to explain the particular structural geometry of this region is based on the flanking folding mechanism (Passchier 2001). This mechanism may have been developed by E-W crustal shortening during the F4 tectonic deformation phase.<hr/>Resumo O presente trabalho se concentra na aba leste do sinclinal Santa Rita, (Dorr 1969), a partir da região conhecida como Fábrica Nova. Importantes depósitos de minérios de ferro estão localizados nos flancos dessa estrutura, como os de Timbopeba, Alegria, São Luiz, Tamanduá, Almas e Fábrica Nova. Esse sinclinal é uma dobra de escala sub-regional de direção axial N-S com raízes no embasamento adjacente do Complexo Santa Bárbara e seccionada pela falha de Água Quente. A investigação propõe a hipótese de que o arcabouço estrutural da região é resultante da superposição de pelo menos três fases de deformação sobre a nappe Ouro Preto. A mina de Fábrica Nova, localizada na porção central da área estudada, está inserida em uma estrutura sinformal de eixo 100/20, o sinforme de Fábrica Nova. Para a geometria particular dessa região, é proposto um modelo com base no mecanismo de dobramento por Flanking Folds (Passchier 2001). Esse mecanismo se daria através de um encurtamento crustal de direção E-W da fase de deformação F4. <![CDATA[Magnetometric exploration in intrusive basic with evidence of gold in northern region of the Camaquã Sedimentary Basin (RS)]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200163&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract This study involved magnetometric exploration in the region of São Sepé (RS), southern Brazil, to evaluate the potential for gold mineralization in a gabbro using evidence previously obtained from the geochemical exploration of stream sediments. The gabbro named Santa Catarina is intruded in the Metamorphic Complex Vacacaí, a metassedimentary sequence where several gold deposits were recognized. In this study, nine lines of land magnetometry were performed with 1.200m in length each, a total of 10.800m and 720 reading stations. The results suggest the presence of filonian mineralization in fractures, some of which are subject to weathering action, releasing and transporting gold by water action and depositing it along the stream sediments downstream from the gabbro. The analytical signal map outlines areas of high magnetic susceptibility within its boundaries, coinciding with structural lineaments in the NS and EW directions, associated with the last of the four stages of regional deformation, possibly responsible for both fracturing and opening of spaces in the gabbro, as by remobilization of sulfide and gold recognizably described in several gold deposits within the Vacacaí Metamorphic Complex.<hr/>Resumo Esse estudo consiste na aquisição de dados magnetométricos na região de São Sepé (RS), sul do Brasil, com o propósito de avaliar o potencial de mineralização aurífera de um gabro, a partir de indícios obtidos em prospecção geoquímica de sedimentos de corrente prévios. O gabro denominado Santa Catarina está intrudido no Complexo Metamórfico Vacacaí, uma sequência metassedimentar ,onde foram reconhecidas diversas jazidas de ouro. Nesse estudo, foram realizadas nove linhas de magnetometria terrestre, com 1.200 m de comprimento cada, num total de 10.800 m e 720 estações de leitura. Os resultados sugerem a presença de mineralizações filonianas em fraturas, algumas das quais sujeitas à ação intempérica, com liberação e transporte de ouro por ação fluvial e deposição junto a sedimentos de corrente a jusante do gabro. O mapa de sinal analítico descreve as áreas de alta susceptibilidade magnética dentro de seus limites, coincidentes com lineamentos estruturais nas direções NE e E-W, associadas a à última das quatro fases de deformação regional, possivelmente responsável, tanto por fraturamento e abertura de espaços no gabro, quanto pela remobilização de sulfeto e ouro reconhecidamente descritos em diversas jazidas de ouro no âmbito do Complexo Metamórfico Vacacaí. <![CDATA[Uso do equipamento de ultrassom para avaliação das condições físicas do Monumento a Ramos de Azevedo, São Paulo, Brasil]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200171&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract This paper presents the evaluation of the conservation of the Monument to Ramos de Azevedo through a study of the ultrasound pulse velocity. The Monument to Ramos de Azevedo is of great importance for the history of the city of São Paulo (Brazil), because it honors the architect who was fundamental in the architectural and social development of the city. This monument was built with Itaquera Granite, a stone widely used in the cultural heritage of the city, which is more specifically called biotite monzogranite. The equipment used was the V-Meter Mark III and only P waves were used with 54 kHz transducers. Several measurements were taken on the monument and on fresh stone, and the results were compared. Results showed that the stone is in good condition even after changing locations twice because the values are very close to those of the fresh sample. The low values were attributed to internal discontinuities or biotite enclaves, the latter being very common in the Itaquera Granite.<hr/>Resumo O presente artigo apresenta os resultados da análise do estado de conservação do Monumento a Ramos de Azevedo por meio do estudo da velocidade de propagação das ondas ultrassônicas. O Monumento a Ramos de Azevedo é de grande importância para a história da cidade de São Paulo - Brasil, pois homenageia o arquiteto de mesmo nome, que foi peça fundamental para o desenvolvimento arquitetônico e, consequentemente, social da cidade de São Paulo, que se encontrava estagnada. A obra foi construída em Granito Itaquera, que possui alta dureza, pequena permeabilidade e leve orientação mineral, devido a processos deformacionais. É denominado, petrograficamente, como um biotita monzogranito. O equipamento utilizado foi o V-Meter Mark III com transdutores de 54kHz. Foram realizadas diversas medidas no monumento e as mesmas foram comparadas com os resultados encontrados em rocha fresca. Observando os resultados, concluiu-se que a parte rochosa da base do monumento encontra-se em ótimas condições, mesmo após os dois transportes pelos quais ele passou, pois os valores encontrados são muito próximos dos da rocha fresca. Os valores baixos encontrados foram atribuídos a descontinuidades internas ou a enclaves biotíticos, muito comuns nessa rocha. <![CDATA[Fault condition detection for a copper flotation process based on a wavelet multi-scale binary froth image]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200177&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract Considering the difficulty of detecting the fault condition of copper flotation in real-time, a new fault condition detection method based on the wavelet multi-scale binary image is proposed. Firstly, the froth gray image is decomposed into approximation sub-images and detailed sub-images by wavelet transformation, whereby the approximation sub-images of different scales are restructured and binarized. Then a new feature that is directly related to froth morphology, namely the equivalent size feature, is obtained by calculating the white area of each binary image according to the space-frequency relationship of a two-dimensional wavelet transformation. After this, the equivalent size distribution of the froth image can be obtained through the equivalent size feature. At last, the equivalent size distributions of different froth images are compared in order to classify the froth images under different flotation conditions. Experiment results, together with the industrial field data, show that this method can simply and effectively detect fault conditions in the copper flotation process. <![CDATA[Arqueometria de peças de ferro de sítios arqueológicos luso-brasileiros localizados próximos do Rio Ipanema, Brasil]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200187&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract The present investigation analysed iron artefacts collected in two sites around Araçoaiaba Hill. A known methodology was adapted to investigate several samples collected at the Royal Iron Factory of São João do Ipanema and Sardinha sites. EDX microanalysis results of non-metallic inclusions were plotted in bivariate graphs. Linear regression (with and without the zero-intercept constraint) and line intercept significance tests were applied to interpret these results. The analysis did not allow the identification of the provenance of the production systems of Sardinha and Ipanema sites. The presence of Ti-rich inclusions was an unambiguous attribute of the samples collected at the Sardinha site.<hr/>Resumo A presente investigação analisou artefatos de ferro coletados em dois sítios arqueológicos na Montanha de Araçoaiaba. Uma metodologia conhecida foi adaptada para investigar várias amostras coletadas na Real Fábrica de Ferro de São João do Ipanema e no sítio de Sardinha. Resultados de microanálise EDX de inclusões não metálicas foram inseridos em gráficos bivariantes. Regressão linear (com e sem a restrição de intersecção pela origem) e testes de significância do intercepto da reta foram usados para interpretar esses resultados. Essa análise não permitiu identificar a assinatura dos sistemas produtivos de Sardinha e Ipanema. A presença de inclusões ricas em Ti foi uma característica típica dos artefatos coletados no sítio de Sardinha. <![CDATA[Estudo do comportamento termomecânico do aço API 5L X80 microligado ao Nb-Ti através de ensaios de torção a quente]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200195&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract The controlled rolling of high strength low alloy steel has been widely used in the production of large diameter pipes for the oil and gas industry. The thermo-mechanical control process (TMCP) is used to maximize grain refinement and achieve both higher strength and toughness in the steels. In this sense, API 5L X80 micro-alloyed Nb-Ti steel was submitted to hot torsion tests to evaluate its hot deformation behavior. The critical temperatures (Tnr, Ar3 and Ar1) were obtained by testing with multiple strains in continuous cooling. From the flow stress curves generated in the isothermal tests, it was possible to obtain a critical strain that starts dynamic recrystallization, the peak strain for temperatures ranging from 1150ºC to 850ºC, and the strain rates at 0.2; 0.4 and 0.8s-1. The results showed that peak and critical stress values increase as the temperature decreases and strain rate increases. <![CDATA[Efeito do revenido na corrosão localizada dos aços 13Cr4Ni0.02C e 13Cr1Ni0.15C em ambiente marinho sintético]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200201&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract Primarily, tempering is used in martensitic stainless steels with low carbon in order to change their mechanical properties. However, it also modifies the corrosion properties; usually depending on the temperature and duration of the heat treatment. This work investigated the impact of tempering on the corrosion of 13Cr4Ni0.02C and 13Cr1Ni0.15C (% weight) steels. Samples were tempered at 650º, 700º and 750ºC, characterized by optical microscopy and cyclic anodic polarization tests in a synthetic marine environment. The results showed differences in the microstructure of the 13Cr4Ni0.02C tempered samples, which changed from lath to lamellar with precipitates in the prior austenite grain boundaries. On the other hand, tempering did not affect the 13Cr1Ni0.15C microstructure. The anodic polarization tests showed that the pitting potential of the 13Cr4Ni0.02C samples decreased with the tempering temperature increasing. Similar values of pitting potential were found with the 13Cr1Ni0.15C tempered samples, which were lower than the 13Cr4Ni0.02C samples after tempering. It shows that even though the corrosion resistance of the 13Cr4Ni0.02C reduces when the tempering temperature was increased, it is better than that presented by 13Cr1Ni0.15C. <![CDATA[Determinação da Curva de Retenção de Água em Solos Utilizando a Bomba de Fluxo]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200207&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract Reliable measurements of the Soil Water Retention Curve, SWRC, are necessary for solving unsaturated flow problems. In this sense, a method to obtain the SWRC of a silty sand using a flow pump, as well as details about procedures and some results, are herein presented. The overall conclusion is that the new method is very convenient, fully automated, and produces reliable results in a fast and easy way, making the technique very promising.<hr/>Resumo A curva de retenção de água no solo é uma função característica do solo necessária para a resolução de problemas geotécnicos com fluxo em solos não saturados. Os ensaios, para determinação direta dessa propriedade, são, em geral, custosos e demorados, fazendo com que seja muito difundido o uso de bancos de dados de curvas de retenção para diferentes tipos de solos, classificadas a partir de propriedades- -índice, tais como granulometria e densidades. Esse expediente, ainda que possível para estudos preliminares, não se apresenta suficiente para um problema específico. Nesse sentido, apresenta-se um método para obtenção da curva de retenção em laboratório com o auxílio da bomba de fluxo. Foi feita a implantação de um sistema para a realização desse ensaio, que, juntamente com procedimentos e alguns resultados, tem os detalhes descritos no artigo. A avaliação geral da técnica foi a mais positiva possível, fazendo crer aos autores que o uso a bomba de fluxo, nessa aplicação, seja bastante promissor. <![CDATA[Mineração como ferramenta para Recuperação de uma Área Degradada]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200215&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract Any human activity causes environmental degradation, resulting in a continu ous deterioration of environmental quality (water, air or soil). While mining is also an activity that causes degradation of the environment, it is essential for the continuity of life as it is known. On the other hand, paradoxically, by keeping life in this way, we are contributing to its cessation. This leads us to look for alternatives to reduce the impact of mining activities. The Reclamation of degraded areas may be an alternative, as it can mitigate the current picture of continuous environmental degradation. However, Degraded Areas not always follow a mining operation. This article presents a case where mining is the tool used to technically and financially allow the Reclamation of a degraded area.<hr/>Resumo Qualquer atividade humana provoca degradação ambiental, resultando em contínua deterioração da qualidade ambiental (da água, do ar ou do solo). A mineração é, também, uma atividade que provoca a degradação do meio ambiente, no entanto, é essencial para a continuidade da vida como a conhecemos. Por outro lado, paradoxalmente, mantendo a vida dessa forma, estamos colaborando para que ela deixe de existir, o que nos leva a buscar alternativas para diminuir os impactos das atividades de mineração. A recuperação de áreas degradadas pode ser uma alternativa, pois pode atenuar o quadro atual de contínua degradação ambiental. Áreas degradadas nem sempre vêm depois da mineração. O presente artigo apresenta um caso em que a mineração é a ferramenta que tornou possível técnica e financeiramente a recuperação de uma área degradada. <![CDATA[Integração de dados de diferentes qualidades no planejamento de curto prazo]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200221&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract Decisions, from mineral exploration to mining operations, are based on grade block models obtained from samples. This study evaluates the impact of using imprecise data in short-term planning. The exhaustive Walker Lake dataset is used and is considered as the source for obtaining the true grades. Initially, samples are obtained from the exhaustive dataset at regularly spaced grids of 20 × 20 m and 5 × 5 m. A relative error (imprecision) of ±25% and a 10% bias are added to the data spaced at 5 × 5 m (short-term geological data) in different scenarios. To combine these different types of data, two methodologies are investigated: cokriging and ordinary kriging. Both types of data are used to estimate blocks with the two methodologies. The grade tonnage curves and swath plots are used to compare the results against the true block grade distribution. In addition, the block misclassification is evaluated. The results show that standardized ordinary cokriging is a better methodology for imprecise and biased data and produces estimates closer to the true grade block distribution, reducing block misclassification.<hr/>Resumo Decisões relacionadas à exploração mineral e à operação da mina estão subordinadas aos modelos de blocos obtidos a partir das amostras. Esse estudo avalia o impacto do uso de dados imprecisos no planejamento de curto prazo. O banco de dados exaustivo Walker Lake foi usado e considerado como o teor real do depósito. Inicialmente, as amostras foram obtidas de banco de dados com espaçamento regular de 20 × 20 m e 5 × 5 m. O erro relativo de ±25% (imprecisão) e 10% de viés foram adicionados aos dados espaçados a 5 × 5 m (dados geológicos curto prazo) em diferentes cenários. Para combinar esses diferentes dados (precisos e exatos em 20 × 20 m e imprecisos e enviesados em 5 × 5 m), duas metodologias foram investigadas: cokrigagem e krigagem ordinária. As curvas teor tonelagem e análise de deriva foram utilizadas para comparar os resultados com a distribuição de real dos blocos. Além disso, a classificação errônea dos blocos foi avaliada. Os resultados mostraram que o uso da cokrigagem ordinária estandarizada é a melhor metodologia em situações que existem dados imprecisos e enviesados e as estimativas produzidas são mais próximas da distribuição real dos blocos, reduzindo o erro de classificação dos blocos. <![CDATA[Retificação do aço AISI 4340 usando corte interrompido com rebolo convencional]]> http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672015000200229&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt Abstract There has been a great advance in the grinding process by the development of dressing, lubri-refrigeration and other methods. Nevertheless, all of these advances were gained only for continuous cutting; in other words, the ground workpiece profile remains unchanged. Hence, it becomes necessary to study grinding process using intermittent cutting (grooved workpiece – discontinuous cutting), as little or no knowledge and studies have been developed for this purpose, since there is nothing found in formal literature, except for grooved grinding wheels. During the grinding process, heat generated in the cutting zone is extremely high. Therefore, plenty of cutting fluids are essential to cool not only the workpiece but also the grinding wheel, improving the grinding process. In this paper, grinding trials were performed using a conventional aluminum oxide grinding wheel, testing samples made of AISI 4340 steel quenched and tempered with 2, 6, and 12 grooves. The cylindrical plunge grinding was performed by rotating the workpiece on the grinding wheel. This plunge movement was made at three different speeds. From the obtained results, it can be observed that roughness tended to increase for testing sample with the same number of grooves, as rotation speed increased. Roundness error also tended to increase as the speed rotation process got higher for testing the sample with the same number of grooves. Grinding wheel wear enhanced as rotation speed and number of grooves increased. Power consumed by the grinding machine was inversely proportional to the number of grooves. Subsuperficial microhardness had no significant change. Micrographs reveal an optimal machining operation as there was no significant damage on the machined surface.<hr/>Resumo No processo de retificação, muito já se avançou com o desenvolvimento de métodos de dressagem de rebolos, de lubrirefrigeração e de outros mais. Todavia, todos esses progressos foram conseguidos apenas no que diz respeito ao corte contínuo, ou seja, o perfil da peça retificada não sofre descontinuidade alguma. Nesse sentido, torna-se necessário o estudo do processo de retificação por corte intermitente (peça com ranhuras – corte descontínuo), pois pouco ou, mesmo, nenhum conhecimento e/ou estudo foi desenvolvido com esse enfoque, visto que não é encontrado material algum na literatura formal, salvo aqueles em que o rebolo é o detentor das ranhuras. Na retificação, o calor gerado na zona de corte é extremamente elevado. Dessa forma, o uso de fluidos de corte é indispensável para que seja possível refrigerar, tanto a peça, quanto o rebolo e propiciar melhorias na operação de corte, sendo o mais comum a utilização de fluido em abundância, tendo em vista que os agentes de arrefecimento e lubrificação são capazes de proporcionar uma retificação mais eficiente. Os ensaios foram realizados com um rebolo convencional de óxido de alúmínio, retificando corpos-de-prova confeccionados com aço ABNT 4340 temperado e revenido com 2, 6 e 12 ranhuras. A operação cilíndrica utilizada foi de mergulho, ou seja, o rebolo avança sobre a peça em movimento de rotação. Esse avanço é realizado com três velocidades distintas. Dos resultados obtidos, pode-se observar que a rugosidade tendeu a aumentar, para CP's com mesmo número de ranhuras, conforme foi aumentada a velocidade de mergulho. Os erros de circularidade, assim como a rugosidade, também tenderam a aumentar com o aumento da velocidade de mergulho, para CP's com mesmo número de ranhuras. O desgaste do rebolo tendeu a aumentar conforme aumentados a velocidade de mergulho e o número de ranhuras. A potência consumida pela retificadora foi inversamente proporcional ao número de ranhuras. A microdureza subsuperficial não provocou alteração significativa. E as micrografias revelaram que a usinagem foi satisfatória, pois não houve danos significativos à superficie usinada.