Simultaneous estimation of hydraulic and transport parameters inwaste rock from uranium mining

Este trabalho tem por objetivo a estimativa simultânea dos parâmetros hidráulicos e de transporte relacionados ao material existente em uma das pilhas de estéreis de mineração de urânio (Pilha de Estéreis 4) da Unidade Caldas das Indústrias Nucleares do Brasil (INB Caldas). Antes de realizar as estimativas, foi necessário conhecer as espécies químicas que são solubilizadas desse material pela ação das intempéries climáticas, sabendo-se que este material é rico em pirita (sulfeto de ferro, FeS2). Para isso foi montado um aparato experimental chamado de Experimento de Drenagem Ácida, no qual o processo de oxidação da pirita foi acompanhado em ambiente controlado. Foram feitas as determinações das concentrações de diversos elementos químicos estáveis e radioativos tanto no líquido ao longo dos testes, quanto no material sólido antes e depois dos testes. Foram calculadas a massa (ou atividade) total solubilizada, a taxa de solubilização e o percentual de solubilização. Os resultados mostraram quais espécies são mais facilmente solubilizadas e quais devem ser acompanhadas nos estudos de contaminação. As estimativas dos parâmetros hidráulicos e de transporte foram obtidas através da associação de um Experimento de Transporte de Solutos ao código computacional Hydrus-1D. Além da solução numérica do modelo adequado ao experimento, este código possui implementada a Técnica de Levenberg-Marquardt para estimativa de parâmetros. Foram estimados o conteúdo de água de saturação qs, a condutividade hidráulica de saturação Ks e o coeficiente de dispersão D. Os resultados mostraram que o parâmetro D é mais bem estimado, seguido por qs e KsThe present work aims to simultaneously estimate the hydraulic and transport parameters related to the material of one of the waste rock piles (Waste Rock Pile 4) from the Poços de Caldas uranium mining and milling facility. Before performing the estimation, it was necessary to study the chemical species that are dissolved from this material by the climate action, knowing a priori that the material is rich in pyrite (iron sulfide, FeS2). In order to follow the pyrite oxidation process within a controlled environment, an experimental apparatus called Acid Drainage Experiment was assembled. During tests, concentrations of various stable and radioactive chemical elements were determined in the liquid as well in the solid material before and after the tests. In addition, the total mass (or activity) dissolved, the rate of dissolution and the percentage of dissolution were calculated. Results showed which species are more easily dissolved and those that should be followed in contamination studies. The simultaneous estimation of the hydraulic and transport parameters was accomplished through the so called Solute Transport Experiment combined with the software Hydrus-1D. This software provides the numerical solution of an adequate model, using the Levenberg-Marquardt Technique for parameter estimation. The saturation water content qs, the saturation hydraulic conductivity Ks and the dispersion coefficient D were estimated. Results showed that the parameter D was well estimated, followed by qs and K