Modelagem hidrodinâmica e análise geoespacial aplicadas à avaliação do risco de ruptura de barragens: estudo de caso da barragem de Galego, Sabará - MG

dc.creatorHeuryson Ferreira Araújo
dc.date.accessioned2026-03-04T12:09:19Z
dc.date.issued2025-06-10
dc.description.abstractThe growing urban expansion in areas adjacent to mining tailings dams creates a critical scenario, in which challenges related to structural safety, socio-environmental vulnerabilities and territorial planning converge. This is because the disorderly occupation in such areas intensifies the exposure of populations and infrastructures to high-risk zones, compromising the capacity to respond to rupture events and socio-environmental resilience. Based on this, this research has as its object of study the Galego dam, located in the municipality of Sabará, Minas Gerais, and aims to evaluate in an integrated manner the risks associated with a possible rupture of the tailings containment structure, as well as the implications of the eventual catastrophe for the sustainable urban territorial planning of the region. For this purpose, high-resolution hydrological and hydrodynamic modeling was used, using the HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System) software, developed by the United States Army, in conjunction with Geographic Information Systems (GIS) and public databases. Based on simulations of failure scenarios, critical parameters such as arrival time of flood mud, maximum depth, flow velocity and extent of the impacted area were analyzed, with special attention to densely populated areas and critical infrastructure, including the BR-381 highway. The results indicate that, in the event of collapse of the containment structure, the consequences would be severe and immediate, with high potential for human, material and environmental losses. This research also included a multitemporal analysis of the dynamics of land use and coverage in the vicinity of the dam between 2012 and 2021, with calculation of the Kappa index to measure the accuracy of the data. In addition, information from the Mapbiomas project for the year 2023 was incorporated, enabling a detailed assessment of recent urban expansion and degradation of native vegetation in the area of influence of the dam under study. The evidence found in this study reveals disorderly urban growth, insufficient land use regulation and the absence of early warning systems for dam failure. Thus, it is concluded that the management of territories under the influence of dams requires a technical and multidisciplinary approach, which integrates predictive modeling tools, geotechnologies and participatory territorial planning. The adoption of preventive measures, such as continuous monitoring systems, definition of buffer zones, strengthening of safety standards and environmental education programs, is imperative to guarantee water security, ecological integrity and the quality of life of exposed populations. In view of all this, scientific research reaffirms the urgency of effective and evidence-based public policies that promote resilience and sustainability in at-risk territories. This study is aligned with the United Nations (UN) 20230 Agenda for Sustainable Development, with a specific focus on the following objectives: SDG 06 (Clean Water and Sanitation), SDG 11 (Sustainable Cities and Communities), SDG 14 (Life Below Water) and SDG 15 (Life on Land), highlighting the relevance of disaster risk management in the context of the 2030 Agenda.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/1908
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso aberto
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectModelagem de dados – Aspectos ambientais – Teses
dc.subjectFalhas em barragens – Santa Bárbara (MG) – Teses
dc.subjectAvaliação de riscos – Teses
dc.subjectAnálise espacial (Estatística) – Teses
dc.subjectHidrodinâmica – Teses
dc.subject.otherRuptura de barragens
dc.subject.otherModelagem preditiva
dc.subject.otherRisco socioambiental
dc.titleModelagem hidrodinâmica e análise geoespacial aplicadas à avaliação do risco de ruptura de barragens: estudo de caso da barragem de Galego, Sabará - MG
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor-co1Bráulio Magalhães Fonseca
local.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/8551916275030169
local.contributor.advisor1Marcelo Antônio Nero
local.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/9273397846584540
local.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/6925752580071414
local.description.resumoA crescente expansão urbana em áreas adjacentes a barragens de rejeitos de mineração, configura um cenário crítico, no qual convergem desafios relacionados à segurança estrutural, vulnerabilidades socioambientais e ordenamento territorial. Isso porque, a ocupação desordenada em tais áreas intensifica a exposição de populações e infraestruturas a zonas de alto risco, comprometendo a capacidade de resposta a eventos de ruptura e a resiliência socioambiental. Partindo disso, essa pesquisa tem como objeto de estudo, a barragem do Galego, localizada no município de Sabará, Minas Gerais e visa avaliar de forma integrada, os riscos associados a um eventual rompimento da estrutura de contenção de rejeitos, bem como as implicações da eventual catástrofe para o planejamento territorial urbano sustentável da região. Para tal, foram empregadas modelagem hidrológicas e hidrodinâmicas de alta resolução, utilizando o software HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System), desenvolvido pelo Exército dos Estados Unidos, em conjunto com Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e bases de dados públicas. A partir de simulações de cenários de ruptura, foram analisados parâmetros críticos como tempo de chegada da lama de inundação, profundidade máxima, velocidade do fluxo e extensão da área impactada, com especial atenção às zonas densamente povoadas e à infraestrutura crítica, incluindo a rodovia BR-381. Os resultados indicam que, em caso de colapso da estrutura de contenção, as consequências seriam severas e imediatas, com elevado potencial de perdas humanas, materiais e ambientais. A presente investigação também contemplou a análise multitemporal da dinâmica de uso e cobertura da terra no entorno da barragem entre os anos de 2012 e 2021, com cálculo do índice Kappa para aferição da acurácia dos dados. Além disso, foram incorporadas informações do projeto Mapbiomas para o ano de 2023, possibilitando uma avaliação detalhada da expansão urbana recente e da degradação da vegetação nativa na zona de influência da barragem em estudo. As evidências encontradas neste estudo, revelam um crescimento urbano desordenado, insuficiência de regulamentação do uso do solo e inexistência de sistemas de alerta precoce de rompimento da barragem. Assim, conclui-se que a gestão de territórios sob influência de barragens requer uma abordagem técnica e multidisciplinar, que integre ferramentas de modelagem preditiva, geotecnologias e planejamento territorial participativo. A adoção de medidas preventivas, tais como o sistema de monitoramento contínuo, definição de zonas de amortecimento, fortalecimento das normas de segurança e programas de educação ambiental, é imperativa para garantir a segurança hídrica, a integridade ecológica e a qualidade de vida das populações expostas. Em face de tudo, apresenta investigação científica reafirma a urgência de políticas públicas eficazes e baseadas em evidências, que promovam resiliência e sustentabilidade nos territórios de risco. Este estudo alinha-se à Agenda 20230 para o desenvolvimento sustentável da Organização da Nações Unidas (ONU), com enfoque especificamente nos seguintes objetivos: ODS 06 (Água Potável e Saneamento), ODS 11 (Cidades e Comunidades Sustentáveis), ODS 14 (Vida na Água) e ODS 15 (Vida Terrestre), destacando a relevância da gestão de riscos de desastres no contexto da Agenda 2030.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0009-0003-5783-7602
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentIGC - DEPARTAMENTO DE CARTOGRAFIA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Análise e Modelagem de Sistemas Ambientais
local.subject.cnpqENGENHARIAS

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