[pt] No presente trabalho, é desenvolvido um modelo matemático para a simulação do processo de liquefação de gás natural APCI C3MR com dois estágios. O primeiro estagio consta de um ciclo de pré-resfriamento por compressão de vapor, com propano como refrigerante, o qual reduz aproximadamente até -35 ºC a temperatura do gás natural, em quatro níveis de pressão. No segundo estagio para a liquefação de gás natural o ciclo de compressão de vapor tem como refrigerante uma mistura composta de nitrogênio, metano, etano e propano. Nos dois estágios os evaporadores trabalham em três diferentes níveis de pressão. Os evaporadores do ciclo de pré-resfriamento são usados como condensadores para o ciclo de liquefação. Para os dados de entrada da simulação foi considerado o projeto da Planta de Liquefação de Gás Natural Pampa Melchorita, no departamento de Ica, ao sul de Lima, Peru, com produção prevista de 4,7 MTPA. As propriedades da mistura de refrigerante e do gás natural foram calculadas a partir do programa REFPROP, desenvolvido no NIST, EUA. Dos valores obtidos das propriedades termodinâmicas construírem-se equações de ajustes que foram utilizadas no modelo matemático. O sistema de equações algébricas não-lineares foi resolvido em plataforma EES. / [en] In the present work a mathematical model for the simulation the APCI C3MR process for natural gas liquefaction, in two vapor compression refrigeration stages, is presented. In the first stage, with propane as the working fluid, the temperature of natural gas is reduced to -35 ºC. The second stage uses a mixture of nytrogen, methane, ethane and propane as refrigerant. The evaporators of the pré-cooled cycle are used as condensers for the liquefaction cycle. The mathematical model is formed by the mass and energy conservation equations, applied to adequate control volumes, and by the thermodynamic properties equations, from the computational package REFPROP, developed by NIST, USA. A computational program was developed in platform EES, to solve the resulting non-linear system of algebraic equations. As input for the program, data from an existing NG liquefaction plant in Pampa Mechorita, south of Lima, Peru, were used.

[pt] Historicamente é sabido que muitas das rupturas ocorridas em barragens ou taludes naturais podem ser atribuídas ao fenômeno da liquefação de solos arenosos, causada pela ação de carregamentos dinâmicos gerados por explosão ou, mais freqüentemente, por terremotos. Quando liquefação ocorre, um súbito aumento da poropressão faz decrescer a resistência ao cisalhamento do solo e sua capacidade de suportar pontes e edifícios é significativamente reduzida. Solo liquefeito também pode exercer altas pressões sobre estruturas de contenção, causando inclinações da mesma e movimentos do solo que, por sua vez, originam recalques e destruição de estruturas localizadas sobre a superfície do terreno. O termo liquefação tem sido empregado para descrever fenômenos relacionados, que produzem efeitos similares, mas cujos mecanismos de formação são bastante diferentes. Estes fenômenos são modernamente descritos como fluxo por liquefação e mobilidade cíclica. Fluxo por liquefação é o fenômeno no qual o equilíbrio estático é destruído por carregamentos estáticos ou dinâmicos em um depósito de solo com baixa resistência residual. Colapsos causados por fluxo por liquefação são freqüentemente caracterizados por movimentos rápidos e de grande extensão. Mobilidade cíclica, por outro lado, é causada por carregamentos cíclicos em solos sob tensões cisalhantes estáticas inferiores à resistência ao cisalhamento do material, com as deformações desenvolvendo-se gradualmente. A execução de barragens de rejeito usando a técnica de construção à montante pode levar à ocorrência de liquefação estática se a velocidade de construção for suficientemente alta para causar o desenvolvimento de excessos de poropressão. A resposta de liquefação pode ser observada em amostras de solo fofo quando as tensões de cisalhamento atingem um pico seguido por uma fase de amolecimento aparente que, no caso de carregamento não drenado, é associado com a tendência do material em contrair de volume. Para alguns estados iniciais, a parte descendente da resposta do material pode ser seguida por uma fase crescente que se atenua à medida que o estado permanente ou crítico for atingido. Nesta dissertação, a modelagem da resposta de liquefação por carregamento estático, foi feita considerando-se modelos propostos na literatura por Juárez-Badillo (1999b) e Gutierrez e Verdugo (1995). Este último, principalmente após modificação introduzida pela dependência de alguns parâmetros em relação à tensão de confinamento, levou a resultados bastante satisfatórios nas retroanálises consideradas, apesar da relativa simplicidade da formulação. / [en] Historically it is known that many failures in earth dams and natural slopes can be attributed to the phenomenon of sand liquefaction, caused by dynamic loads generated by earthquake shaking or other rapid loading, such as blasts. When liquefaction occurs, the strength of the soil decreases and its ability to support foundations for buildings and bridges is significantly reduced. Liquefied soil can also exerts higher pressure on retaining walls, which can cause them to tilt or slide, yielding settlement of the retained soil with risks of destruction of structures on the ground surface. The term liquefaction has actually been used to describe a number of related phenomena, which produce similar effects but whose mechanisms are quite different in nature. These phenomena can be divided into two main categories: flow liquefaction and cyclic mobility. Flow liquefaction is a phenomenon in which the static equilibrium is destroyed by static or dynamic loads in a soil deposit with low residual strength. Failures caused by flow liquefaction are often characterized by large and rapid movements. Cyclic mobility, on the other hand, is a liquefaction phenomenon triggered by cyclic loading, occurring in soil deposits with static shear stresses lower than the soil strength. Deformations due to cyclic mobility develop incrementally because of static and dynamic stresses that exist during an earthquake. The rising of tailing dams using the upstream construction technique can lead to static liquefaction failure if the rate of construction is sufficiently high to cause excess pore pressure to develop in the tailings. The liquefaction response is observed for loose specimens when the shear stress exhibits a peak followed by a phase of apparent softening that, in undrained loading, is associated with the tendency of the material to contract (densify). For some initial loading states, the descending part of the response is followed by an increasing part, leveling-off eventually when the material reaches the final, critical (steady) state. In this thesis, the modeling of the phenomenon of static liquefaction is carried out considering the constitutive models proposed in the literature by Juárez-Badillo (1999b) and Gutierrez & Verdugo (1995). The latter, mainly after introducing the assumption that some material parameters are stress dependent and not simple constants, as in the original version, produced good matching between experimental and predicted results, in spite the simplicity of the mathematical formulation.

[pt] A disposição de rejeitos tem sido uma preocupação muito importante nas empresas de mineração de todo o mundo, tendo como principal motivo a proteção do meio ambiente. Diariamente geram-se grandes quantidades de rejeitos nas plantas de beneficiamento de minérios, sendo necessário dispor de estruturas de armazenamento adequadas (barragem de rejeito) que, dependendo da produção industrial, devem ser alteadas para aumentar a capacidade de armazenamento destas estruturas. Três métodos de alteamento de barragens podem ser utilizados: o método à montante, o método à jusante e o método da linha de centro. O método à montante, discutido nesta dissertação, começa com a construção de um dique de partida. Terminada esta etapa, os rejeitos são depositados à montante, formando uma praia que adensará com o tempo, aumentando gradualmente a resistência ao cisalhamento do rejeito e servindo de fundação para futuros diques de alteamento. Este procedimento continua sucessivamente, até atingir a cota prevista de projeto. É um método de construção simples e de baixo custo, mas sua principal desvantagem é que velocidades de alteamento excessivas podem induzir a liquefação estática, causa principal do colapso de várias barragens de rejeito construídas no mundo. Neste trabalho é investigado o potencial de liquefação de uma barragem de rejeito de cobre, situada no Peru, com auxílio do método empírico de Olson, baseado em correlações com resultados de ensaios de campo SPT, e do método de elementos finitos, com utilização do modelo constitutivo elastoplástico UBCSand para previsão de liquefação. / [en] The disposal of tailings has been a very important concern in mining companies around the world, with the main objective to protect the environment. Large quantities of tailings are generated daily in the ore processing plants, being necessary the availability of specific storage structures (tailings dam) which, depending on the industrial production, must be successively raised in their lifetime to provide higher storage capacity. Three methods of dam raising can be used: the upstream method, the downstream method and the centerline method. The upstream method, discussed in this thesis, begins with the construction of a starting dyke. After this step, the tailings are deposited upstream, forming a beach which will consolidate over time, gradually increasing the shear resistance of the waste and serving as a foundation for future raising dikes. This procedure continues until the final dam elevation is reached. This method is of simple construction and low cost, but its main disadvantage is that the raising speeds can be excessive and they may induce static liquefaction, a major cause of failure of tailing dams around the world. This dissertation investigates the liquefaction potential of a copper tailing dam, situated in Peru, making use of the empirical method proposed by Olson, based on correlations with data from SPT field tests, and the finite element method, considering the elastoplastic constitutive model UBCSand.

[pt] Apresenta-se, neste trabalho, resultados de um extenso estudo experimental de laboratório, cujos objetivos eram: obter informações do comportamento tensão-deformação em condições não drenadas, e verificar a susceptibilidade à liquefação de um resíduo oriundo da lavra do itabirito silicoso da Mina de Fernandinho, que situa-se no Quadrilátero Ferrífero (Minas Gerais ), região com grande concentração de minério de ferro. Para realizar o estudo de susceptibilidade à liquefação do resíduo, foi necessário projetar e construir um equipamento que é constituído de: uma célual triaxial, servo-motores, válvulas para regulagem de pressão, um microcomputador AT486, conversor D/A, um sistema de aquisição de dados da National Instruments e alguns acessórios que foram desenvolvidos para facilitar a execução dos ensaios. Durante a fase de projeto e montagem deste equipamento foi implementado um programa na linguagem de programação C para gerenciar os ensaios. Este equipamento possibilitou a execução dos ensaios triaxiais cíclicos e monotônicos com trajetórias de tensões servo controladas. Na primeira fase deste estudo foram realizados ensaios de caracterização completa, análise mineralógica e de microscopia eletrônica. Após a caracterização física do material, passou-se ao estudo do comportamento tensão- deformação e resistência com a execução de ensaios triaxiais. Nesta fase foram executados ensaios monotônicos e cíclicos em corpos de prova adensados isotropicamente e anisotropicamente. Com as análises dos resultados e entendimento do comportamento tensão deformação deste material em condições de laboratório, concluiu-se que este é susceptível à liquefação devido ao comportamento colapsível e desenvolvimento elevado de poropressões. Finalmente, propõe-se uma nova metodologia experimental para estudar os mecanismos que levam o solo a desenvolver o fenômeno de liquefação, tendo em vista que as metodologias apresentadas na literatura corrente não são adequadas para estudar este fenômeno. / [en] This work presents results of na experimental research programme executed in the laboratory at PUC-Rio, Brazil. The aim of this research was investigated the stress-strain behaviour and the evaluation of the susceptibility of fine grained tailing material from Fernandinho Mine to liquefaction. This mine is at Quadrilatero Ferrífero (Minas Gerais - Brazil), region with one of the largest sources of iron ore in Brazil.In order to study the susceptibility to liquefaction of tailing material an servocontrolled triaxial device was developed. This device were composed by: triaxial cell, servo-motors,pressure regulators, microcomputer, one digital analogy convert of, one analogy digital convert developed in the laboratory at PUC-Rio and other accessories. During the development of the device, one software to control all the trajetories was implemented. Using this device some cyclic and monotonic triaxial tests were carried out.Complete characterization, mineralogical and eletronic microscope analysis were carried out in the preliminary steps of this research. After this, an extensive programme of triaxial tests were carried out in order to determine the failure envelope, stress-strain behaviour and liquifiction resitance of the tailing material.A colapsive behavior of the tested material was observed at small strain and stress conditions. Another important observation was the high level of poropressure development,suggesting that this material is susceptible to liquefaction in special conditions.Finally, based on the test results, a new methodology is proposed to investigate soils when submitted to undrained conditions.

[pt] Mudanças das propriedades dos solos devido à ação de carregamentos dinâmicos são responsáveis por danos significativos em geo-estruturas, tais como: barragens, estruturas de concentração, fundações, taludes, etc. A ocorrência do fenômeno da liquefação, em materiais suscetíveis como areias fofas saturadas, representa um tipo de resposta desastrosa de solos. O termo liquefação tem sido empregado para descrever uma variedade de fenômenos no qual tem em comum o desenvolvimento de altas poropressões em materiais saturados sem coesão devido a carregamentos monotônicos , transientes ou ciclios. A previsão da liquefação depende de uma adequada análise do comportamento não-drenado do material, em termos do incremento de poropressões e da perda da rigidez da mistura sólido-fluido, durante e após o período de movimento. O estabelecimento das equações governantes é essencial para elaboração de um modelo matemático realista para descrever o comportamento físico deste fenômeno. As equações a srem consideradas são: equação de movimento da fase sólida, a equação do movimento da mistura sólido-fluido , a equação de continuidade da fase fluida, as equações de acoplamento das fases e as equações constitutivas desses materiais. Nesta tese a resposta dinâmica do solo foi investigada numericamente mediante a técnica dos elementos finitos. A discretização espacial das equações governantes foi feita através de método de Galerkin e a discretização temporal pelo método de Newmark Generalizado. Um modelo constitutivo elasto-plástico foi considerado para descrever o comportamento mecânico da fase sólida, desenvolvido a partir de conceitos da generealização da teoria da plasticidade, que apresenta algumas vantagens em relação aos outros modelos baseados na teoria da plasticidade clássica. A implementação computacional foi escrito em fortran 90. Exemplos numéricos analisados nesta tese comprovam tanto a eficiência do modelo constitutivo na predição do comportamento do solo sobre liquefação como a confiabilidade do programa computacional elaborado nesta pesquisa, em termos da rapidez de processamento e da boa precisão dos resultados, quando comparados com soluções analíticas e outros valores numéricos obtidos por vários autores e diferentes modelos constitutivos. / [en] Changes in soil properties due to the action of dynamic loads are responsible for significant damage of geo-structures such as dams, retaining structures,building foundations, slopes, etc. The occurrence of liquefaction phenomena in susceptible materials, such as loose saturated, represents a type of disastrous response of soil, the term liquefaction has been used to refer to a group of phenomena wich have in common the development of high pore pressures in saturated cohesionless mterial due to monotonic, transient, or cyclic loads. The prediction of soil liquefaction depends of an adequate analysis of the behavior of undrained materials, in terms of increase of pore water pressure and weakening of the solid-fluid mixture, during and after the periodic motion. The establishment of the governing equations is essential to provide a realistic mathematical model to describe the physical behavior of this phenomenon. The system of equations to be considered are: the equilibrium equation of the solid phase, the equilibrium equation of the solid-fluid mixture, the conservation mass of the fluid phase, the coupling equation of phases, and the conservation equations of materials. In this thesis the soil dynamic response was numerically investigated by the finite element method. To obtain the spatial discretization in time was the Generalized Newmark method. An elastic-plastic constitutive model was used to describe the mechanical behavior of the solid phase. This model was developed in the framework of the generalized theory of plasticity, wich has some advantages when compared with other models based on the classical plasticity theory. The computacional implementation was written in fortran 90. Numerical examples considered in this thesis demonstrate the efficiency of the constitutive model to simulated the predicted behavior of soil under liquefaction as well as the reliability of the software developed in this research, in terms of computational effort and good accuracy of the results, when compared with some analytical solutions and other numerical values obtained by various authors and different constitutive models.

[pt] Com aumento da preocupação político-ambiental, torna-se imperativo desenvolver processos eficientes em termos econômicos e energéticos para a produção sustentável de combustíveis e produtos químicos. A liquefação hidrotérmica (HTL) é um processo para a transformação de materiais orgânicos, tais como bio-resíduos ou biomassa, em óleo bruto, em temperaturas usualmente inferiores a 400 graus Celsius sob altas pressões na presença de água, e, dependendo do processo, de um catalisador. Nesse contexto, é importante entender o comportamento de degradação térmica do material em atmosfera inerte, no sentido de se investigar a possibilidade de quebra das cadeias poliméricas inicias em moléculas menores, que, mediante pressão, poderão ser convertidas em novos produtos. Assim sendo, os objetivos do presente trabalho estão associados ao estudo termogravimétrico (TG) da degradação térmica da fibra do coco verde na presença de ferrita de cobalto (Fe2CoO4), utilizada no intuito de gerar um efeito catalítico, acelerando a degradação térmica das estruturas poliméricas presentes, e, que possa ser usada posteriormente em uma rota HTL. Os catalisadores foram produzidos a 1000 graus Celsius em diferentes tempos de calcinação (3h, 6h e 9h), sendo, nas misturas com a fibra, a fração mássica de óxido igual a 50 por cento. As amostras de interesse para a pesquisa foram caracterizadas mediante diferentes técnicas, tais como, a microscopia eletrônica de varredura, para o estudo da morfologia e composição elementar, difração de raios X, para a quantificação das fases presentes nas amostras de ferrita, e espectroscopia de infravermelho, visando à identificação das principais ligações químicas nas fibras, tanto antes quanto durante o tratamento térmico. Dentre todos os ensaios de TG realizados, os experimentos com o catalisador calcinado durante 9h homogeneizado com gral de ágata foi o que mostrou uma melhor resposta com relação à degradação térmica das fibras. Os resultados sugerem ainda que, tanto o tempo de calcinação, quanto a natureza do processo de mistura apresentam efeitos significativos sobre a cinética de degradação. / [en] With increasing political-environmental concern, it becomes imperative to develop efficient processes in economic and energy terms for the sustainable production of fuels and chemical products. Hydrothermal liquefaction (HTL) is a process for the transformation of organic materials such as bio-waste or biomass into crude oil at temperatures usually below 400 degrees Celsius under high pressures in the presence of water and, depending on the process, of a catalyst. In this context, it is important to understand the behavior of thermal degradation of the material under inert atmosphere, in order to investigate the possibility of breaking the initial polymer chains into smaller molecules, which, under pressure, can be converted into new products. The objectives of the present work are associated to the thermogravimetric study (TG) in the thermal degradation of the green coconut fiber in the presence of a cobalt ferrite (Fe2CoO4), used to generate a catalytic effect, accelerating the thermal degradation of the polymeric structures present, and which can be used later on an HTL route. The catalysts were produced at 1000 degrees Celsius at different calcination times (3h, 6h and 9h) and in the fiber mixtures, the oxide mass fraction was equal to 50 percent. The samples of interest for the research were characterized by different techniques, such as scanning electron microscopy, for the study of the morphology and elemental composition, X-ray diffraction, for the quantification of the phases present in the ferrite samples, and spectroscopy of Infrared, in order to identify the main chemical bonds in the fibers, both before and during the heat treatment. Among all the TG assays performed, the experiments with the catalyst calcined for 9h homogenized with mortar and pestle showed the best to the thermal degradation of the fibers. The results further suggest that both the calcination time and the nature of the blending process have significant effects on the degradation kinetics.

[pt] O estudo do comportamento de solos sob carregamento sísmico é de grande importância para o projeto de geoestruturas situadas em regiões de alta atividade sísmica, como nos países andinos ao longo da borda da placa tectônica sul-americana. No Brasil, localizado no interior desta placa, onde eventos sísmicos são menos frequentes e de menor magnitude, um projeto dísmico detalhado é necessário para algumas obras de engenharia de alta importância como centrais nucleares. O objetivo principal desta dissertação é investigar o comportamento sísmico de geoestruturas, descrevendo e discutindo os vários pontos que devem ser cuidadosamente considerados pelos projetistas sob ponto de vista da engenharia geotécnica. Em particular, o comportamento de um cais para submarinos nucleares, projetado para ser construído no litoral do estado do Rio de Janeiro - Brasil, é analisado considerando aspectos relacionados com o potencial de liquefação dinâmica e a resposta sísmica dos solos em termos de histórias de aceleração, espectros de resposta e deslocamentos permanentes. O modelo constitutivo UBCSAND foi usado para representar a resposta de liquefação de areais saturas sob carregamento cíclico e alguns programs computationais (FLAC, SHAKE2000) foram empregados para calcular as respostas esperadas das geoestruturas. / [en] The study of the soil behaviour under seismic loading is of great importance for the design of geostructures situated in regions of high seismic activity such as in the Andean countries along the border of the South American tectonic plate. In Brazil, situated in the interior of this plate, where seismic events are less frequent and of the smaller magnitude, a detailed seismic design is necessary for some engineering works of high importance such as nuclear power plants. The main objective of this thesis is to investigate the seismic behaviour of geostructures, describing and discussing the several points that should be carefully considered by the designers under the geotechnical engineering standpoint. In particular, the behavior of a nuclear wharf planned to be built on the seashore of the state of Rio de Janeiro - Brazil, is analyzed considering aspects related to the potential of dynamic soil liquefaction and the seismic response of soils in terms of accelerations histories, response spectra and permanent displacements. The UBCSAND constitutive model was used to represent the liquefaction response of saturated sands under cyclic loading and some computational programs (FLAC, SHAKE2000) were used in order to calculate the expected response of the geostrucures.

[pt] O Peru se localiza na região denominada cinturão de fogo do Pacífico, onde se registra aproximadamente 85 porcento da atividade sísmica mundial. Como grande produtor de minérios, importantes estruturas são construídas no país para desenvolvimento de projetos de mineração, incluindo barragens de rejeitos. Nesta dissertação é investigado o potencial de liquefação dinâmica de uma barragem de rejeitos localizada na região central do Peru, que atualmente passa por uma etapa de alteamento pelo método construtivo da linha de centro. A liquefação dos solos é um fenômeno caracterizado pela perda de rigidez e resistência durante curto intervalo de tempo, mas suficiente para causar instabilidades e, em casos extremos, o colapso da estrutura. Análises numéricas foram realizadas para verificar o potencial de liquefação dinâmica da barragem, representando o comportamento cíclico dos materiais suscetíveis à liquefação pelo modelo constitutivo UBCSand e de Byrne, considerando terremotos de magnitude 8,2, 7,8 e 8,1. Resultados numéricos obtidos foram comparados com formulações simplificadas, utilizadas na prática de engenharia para determinação do fator de segurança contra liquefação dinâmica. As análises indicaram que rejeitos finos, abaixo do nível de lençol freático, apresentam potencial de liquefação, conforme valores do parâmetro de razão de poropressão (ru) computados, porém sem provocar risco à estabilidade geral da estrutura. São também apresentados resultados de deslocamentos permanentes em alguns pontos da barragem e dos rejeitos. / [en] Peru is located in the region called the Pacific fire belt, where approximately 85 percent of the world seismic activity is recorded. As a major ore producer, important structures are built in the country to develop mining projects, including tailings dam. The dissertation investigates the potential for dynamic liquefaction of a tailings dam located in the central region of Peru, whose height is currently being raised by the center line construction method. Liquefaction of soils is a phenomenon characterized by loss of stiffness and resistance over a short period of time, but sufficient to cause instability and, in extreme cases, the collapse of the structure. Numerical analyses were carried out to verify the dynamic liquefaction potential of the dam, representing the cyclical behavior of the materials susceptible to liquefaction by the constitutive model UBCSand and Byrne, considering an earthquakes of magnitude 8,2, 7,8 and 8,1. Numerical results obtained were compared with simplified formulations used in the practice of engineering in order to determine the safety factor against dynamic liquefaction. The analyses indicated that fine tailings, below the water table level, have potential for liquefaction, according to the values of the poropression parameter (ru) computed, but without risk to the general stability of the structure. Results are also presented in terms of permanent displacements at some points of the dam and tailings.

[pt] O Peru está localizado em uma área de alta atividade sísmica conhecida como cinturão de fogo. Os terremotos registrados com diferentes mecanismos de falha resultam da interação entre as placas tectônicas de Nazca e Sul-americana. É nesta região onde acontecem atividades de mineração no país, juntamente com a construção de grandes estruturas civis, como barragens de rejeitos, projetadas para armazenar grande quantidade de material na menor área possível. Neste trabalho, foi avaliado o comportamento sísmico de uma barragem de rejeitos localizada em Arequipa, Peru, construída com o método a montante. Em evento sísmico ocorrido em 2013, a barragem sofreu trincas no seu corpo, recalques na crista e pequenos vulcões de areia, indicando a redução dos parâmetros de resistência no rejeito devido a possível fenômeno de liquefação. Nesta pesquisa, a estimativa da ameaça sísmica foi feita por métodos probabilísticos, com o terremoto artificial de projeto obtido por método de ajuste espectral. Foram feitas análises pseudo-estáticas de estabilidade dos taludes, bem como estimados deslocamentos permanentes e o potencial de liquefação dinâmica por métodos simplificados. A análise global da barragem de rejeitos foi executada pelo método dos elementos finitos, considerando o modelo constituivo UBC3D-PLM para simular o comportamento mecânico dos rejeitos sob carregamento cíclico. / [en] Peru is located in an area of high seismic activity known as the fire belt. Earthquakes recorded with different failure mechanisms result from the interaction between the Nazca and South-American tectonic plates. It is in this region where mining activities take place in the country, along with the construction of large civil structures, such as tailings dams, designed to store large amounts of material in the smallest possible area. In this work, the seismic behavior of a tailings dam located in Arequipa, Peru, built with the upstream method, was evaluated. In a seismic event that occurred in 2013, the dam suffered cracks in its body, settlement in the crest and small sand boils, indicating the reduction of the tailings resistance parameters due to possible dynamic liquefaction. In this research, the seismic hazard assessment was made by probabilistic methods, with the artificial design earthquake obtained by the spectral adjustment method. Pseudo-static analyzes of slope stability were performed, as well as the estimated permanent displacements and the potential of dynamic liquefaction were obtainded by simplified methods. The global seismic analysis of the tailings dam was carried out through the finite element method, considering the UBC3D-PLM constitutive model to simulate the mechanical behavior of tailings under cyclic loading.

[pt] A ocorrência de dois acidentes de proporções inaceitáveis no Brasil, num período de 4 anos, resultou em problemas de confiança nos projetos e na operação de barragens de rejeitos, em especial as construídas pelo método de montante. Esse trabalho tem o objetivo de auxiliar no entendimento dos riscos de barragens de rejeitos, propondo uma metodologia para estimativa desses riscos e indicação de valores para limites de aceitabilidade e tolerabilidade. A metodologia proposta foi aplicada em duas barragens que romperam recentemente, Barragem de Fundão (Mariana/MG) e Barragem de Feijão (Brumadinho/MG), e uma barragem existente, a Barragem do Germano. A aplicação do método probabilístico FOSM em conjunto com a análise de equilíbrio limite por Spencer foi sugerida para estimar a probabilidade de ruptura por liquefação. Adicionalmente, a probabilidade de ocorrência dos gatilhos foi estimada de acordo com as características e operação da barragem. Nos casos estudados nesse trabalho, as probabilidades de ruptura determinadas pela metodologia desenvolvida são iguais a 36 por cento no caso de Fundão, 47 por cento no caso de Feijão e 3 por cento no caso de Germano. Os resultados mostraram que o risco associado às barragens que romperam era incompatível com qualquer obra de engenharia e muito acima dos limites normativos considerando as consequências da ruptura. / [en] Two accidents in tailings dams occurred in the last few years in Brazil and they resulted in the lack of trust in their design and performance. The aim of this work is to provide a better understanding of the risks on existing tailings dams, presenting a methodology for risk estimate and recommendation of values for acceptability and tolerability limits. The combination of the Spencer’s limit equilibrium method and the first-order second-moment (FOSM) probabilistic method (Christian et al., 1992) were chosen to be applied in the Fundão Dam (collapsed in 2015 in Mariana/MG), Feijão Dam (collapsed in 2019 in Brumadinho/MG), and Germano Dam. There is also a methodology suggested for trigger probability evaluation according to the dam s characteristics and operation. The probabilities of rupture through liquefaction during the time of the accidents are 36 per cent in case of Fundão Dam, 47 per cent in case of Feijão Dam and 3 per cent in case of Germano Dam. The results shows that the risk associated with the collapsed structures was much higher than the tolerable level of the standards.