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4 1 INTRODUÇÃO Este trabalho apresenta uma visão global da indústria extrativa do setor de rochas ornamentais no Brasil, com abordagem de conceitos básicos sobre as tipologias, as metodologias e as tecnologias de lavra atualmente em uso no país 5º maior produtor mundial de rochas ornamentais e de revestimento. A importância desta indústria no Brasil está vinculada à sua destacada geodiversidade, com grande disponibilidade de variedades de materiais em todo o seu território, e apoiada na expansão das exportações e do seu fabuloso mercado interno. Também são analisados os princípios básicos e gerais das atividades que compõe um projeto básico de lavra, com a descrição do conjunto de estudos técnicos e econômicos necessários a implantação de uma indústria de mineração, mostrando a importância do planejamento e gerenciamento desta atividade. 2 METODOLOGIAS DE LAVRA Considera-se metodologia o conjunto de escolhas inerentes à evolução de uma pedreira, sua configuração geométrica, a seqüência de ataque que se estabelece, os volumes a serem isolados, enfim, trata-se de “como” se realiza a extração. 2.1 LAVRA A CÉU ABERTO Como o próprio nome sugere, as atividades de extração acontecem exclusivamente em uma área aberta à luz do sol. A lavra a céu aberto de rochas ornamentais no Brasil é realizada em maciços rochosos, através de bancadas com alturas variáveis (bancadas baixas e bancadas altas), capeados e matacões. 2.1.1 Maciços rochosos Nos maciços rochosos, a localização das pedreiras, em relação ao contexto geomorfológico, se dá em flanco de encosta, em fossa ou em poço. Pedreira em flanco de encosta 5 São desenvolvidas nas vertentes dos relevos pouco ou muito íngremes, permitindo uma fácil ampliação lateral da superfície explotável, com boa possibilidade de um progressivo rebaixamento. Pedreira em encosta do granito Giallo Califórnia, da Monte Santo, no município de Dores de Guanhãs-MG. Pedreira em fossa A explotação é realizada completamente abaixo do plano do terreno, com as frentes de lavra acessadas por meio de rampas previamente construídas. Deve-se observar que o escoamento da produção é feito de maneira ascendente e a interferência com a camada freática pode limitar o aprofundamento da cava. 6 Pedreira em fossa do granito Branco Ceará, da Granistone, no município de Santa Quitéria-CE. Pedreira em poço Localizadas abaixo do nível do terreno, as pedreiras em poço são delimitadas por paredes verticais, sem presença de rampas para acesso direto às frentes de extração, tornando indispensável o uso de meios de elevação fixos, para o içamento de blocos, máquinas e equipamentos. O acesso de pessoal é feito através de escadas. 7 Pedreira de mármore em poço, da Imil, no município de Cachoeiro de Itapemirim-ES. 2.1.1.1 Lavra por bancadas A extração nas pedreiras localizadas em flanco de encosta, em fossa ou em poço é feita progressivamente através de níveis de rocha, procedendo de cima para baixo, de forma a se obter um progressivo rebaixamento da jazida. Os níveis de rocha a ser extraídos tomam a forma de degraus, cujas paredes verticais representam as frentes de lavra propriamente ditas. As atividades de extração podem acontecer em um único degrau ou em degraus múltiplos, dependendo das condições morfológicas da área da jazida e, principalmente, das exigências produtivas. Em função das condições qualitativas e estruturais da jazida e/ou das dimensões dos blocos a ser produzidos, a altura desses degraus pode variar de 1,80/3,00 m (bancadas baixas) até 12 m (bancadas altas). 8 Bancadas baixas A lavra por bancadas baixas, cuja altura não ultrapassa a uma das dimensões do bloco comercializável, permite a obtenção de blocos diretamente no próprio maciço, apresentando uma boa flexibilidade, com a orientação da frente de lavra podendo ser facilmente modificada, em função dos motivos estruturais presentes. Por outro lado, este método é pouco seletivo, sendo aplicável somente em maciços homogêneos (raros no Brasil), com pouca presença de defeitos do ponto de vista comercial. Uma situação que torna imperativo o seu emprego é quando o maciço apresenta grande incidência de fraturas sub-horizontais (estrutura cebolar), pouco espaçadas, delimitando naturalmente a altura das bancadas, que passa a ser variável, em função da própria esfoliação esferoidal presente. Pedreira do granito Verde Eucalipto, lavrado pela Itaúnas Mineração, no município de Nova Venécia-ES, através de bancas baixas, em função do sistema de fraturas existentes no maciço. Bancadas altas Os maciços rochosos caracterizados por uma grande heterogeneidade qualitativa e estrutural exigem o emprego de uma metodologia que ofereça opções de ataque, e 9 com possibilidades de selecionamento de blocos de qualidade. Para tanto, devem ser utilizadas bancadas altas com desenvolvimento lateral em forma de “L”, através do isolamento de volumes primários de rocha, de formato paralelepipédico, e o desdobramento desses volumes em painéis verticais (filões ou pranchas). A altura desses painéis é igual a um número múltiplo de uma das dimensões do bloco comercializável (6 a 12 metros) e espessura igual a uma das dimensões desse bloco. Trata-se, portanto, de um método seletivo, que favorece o aumento da recuperação das pedreiras, que é dada pela relação entre o volume líquido de blocos comercializáveis e o volume total bruto de rocha desmontada. Pedreira de mármore da Marbrasa (pedreira da Sambra), sendo explotada por bancadas altas, no município de Cachoeiro de Itapemirim-ES. 10 Um outro aspecto que deve ser analisado é a condução de pedreiras de granito com geometria em “U”, muito comum na extração de granitos, com início da frente de lavra geralmente nas cotas mais inferiores do maciço. Esta prática compromete o avanço da frente, que passa a ganhar altura muito rapidamente, dependendo da inclinação do maciço, limitando o progresso da pedreira. Pratica-se, também, na configuração em “U”, o que se pode denominar de “lavra ambiciosa”, com a extração processando-se somente no material interessante, sem a preocupação de se desenvolver lateralmente a pedreira. Tal prática favorece o estrangulamento da pedreira, comprometendo a sua vida útil. 2.1.2 Capeados Os fatores estruturais são vantajosos para este tipo de extração, aproveitando-se da estrutura cebolar existente no maciço rochoso (fraturas sub-paralelas que acompanham a morfologia do maciço). Lateralmente, esses volumes (capas) são delimitados pela presença de planos de fraturas verticais ou pela própria superfície do maciço. Normalmente, a topografia é acidentada, tornando imperativo o emprego de uma lavra por desabamento, aproveitando-se da gravidade, para o desmonte de volumes primários de rocha com uso de explosivo (pólvora negra). Nos pontos de queda (pé da encosta), o volume desmontado é desdobrado em volumes secundários (filões/pranchas), que em seguida são esquadrejados em blocos. É um método cujas condições de segurança são críticas. 11 Lavra de capeado, por desabamento, do granito Giallo Esperança, da Rocha Branca Mineração, no município de Boa Esperança-ES.. Já em topografias suaves, são isolados e tombados filões/pranchas diretamente na frente de lavra, não havendo o desabamento propriamente dito. 2.1.3 Matacões A lavra de matacão envolve tecnologias de grande simplicidade operacional e de baixo custo, além do baixo investimento inicial. Esse tipo de lavra pode apresentar problemas ligados à manutenção dos níveis produtivos e qualitativos desejados, como conseqüência das próprias condições de formação desse tipo de jazimento (intemperismos físicos e químicos). Os depósitos de matacão podem ser in situ, cujas porções individualizadas da rocha não sofreram transporte, ao longo do tempo geológico, ou essas porções podem ter sido transportadas e foram depositadas nos flancos ou vales de encostas. Normalmente, a lavra se processa com grande movimentação de solo, para desaterro desses volumesde rocha individualizados. Uma vez expostos, os matacões são desdobrados em “talhadas”, normalmente empregando-se a técnica de “fogo raiado”, 12 com uso de pólvora negra. Em função da freqüente obtenção de cortes irregulares, gradativamente esta técnica está sendo substituída pelo emprego de agente expansivo. Lavra de matacão do granito Preto Aracruz, da Marsal, no município de Aracruz-ES, com emprego de pólvora negra. 2.2 LAVRA SUBTERRÂNEA A atividade em subsolo ocorre quando se requer a remoção de grandes volumes de rocha estéril sobrejacente ao material útil, o que implicaria em vultosas despesas operacionais, além do impacto ambiental provocado sobre a paisagem. A explotação acontece, pois, num local no interior da massa rochosa, adotando-se o método de abertura de salões com preservação de pilares de sustentação, devido a importância dos problemas de controle de estabilidade, para os vazios de grande volume submetidos a grandes esforços de tensão. Geralmente esses pilares de sustentação são isolados nas zonas de baixa qualidade comercial do maciço. 13 Lavra subterrânea do quartzito Azul Imperial, da Rossittis Brasil, no município de Oliveira dos Brejinhos-BA. Observar o emprego da tecnologia do fio diamantado nos cortes realizados. 3 CICLO DE PRODUÇÃO DA PEDREIRA O principal objetivo de uma pedreira é a produção de blocos comerciais, ou seja, blocos que atendam a certos requisitos de volume, dimensão e estética. De modo geral, as operações de lavra seguem as seguintes fases: Isolamento de volumes primários (cortes primários) Tombamento de painéis verticais: filões / pranchas Esquadrejamento de blocos Movimentação Carregamento. Em algumas pedreiras esta sucessão de operações pode sofrer modificações, quando os blocos são extraídos diretamente do maciço (bancadas baixas), onde não há o tombamento de painéis verticais. 14 Os cortes primários são realizados para o isolamento de uma grande porção rochosa da jazida (volume primário comumente denominado de quadrote), que tem a forma de um grande paralelepípedo, apresentando algumas centenas de metros cúbicos. Uma vez isolado do maciço, este volume é desdobrado em fatias (painéis verticais), que serão tombadas sobre o piso das frentes de lavra. No caso de bancadas baixas, o corte primário coincide com o esquadrejamento do bloco, uma vez que a extração do bloco é feita diretamente do maciço. As fatias liberadas são derrubadas sobre uma cama de detritos, cuja função é o amortecimento da queda, de maneira que os danos do impacto sejam limitados às fraturas pré-existentes na rocha. A fase seguinte é a subdivisão dos volumes tombados em blocos, visando a maior produção possível de blocos de 1ª categoria, ou seja, sem defeitos do ponto de vista comercial, com volumes apropriados e com formas regulares. Blocos regulares, porém com largura inferior aquelas estabelecidas como padrão, também são recuperados, servindo de complemento aos blocos de volumes insuficientes para ocupação dos teares. O ciclo de produção da pedreira se completa com a movimentação dos blocos obtidos para a praça de estocagem, e o carregamento destes em caminhões apropriados. 4 TECNOLOGIAS DE EXTRAÇÃO Considera-se tecnologia o complexo de máquinas, equipamento e ferramentas utilizados nas atividades de mineração. Em outras palavras, “com o que” se realiza a extração. 4.1 CORTES PRIMÁRIOS A escolha da tecnologia de corte a ser empregada depende de fatores diversos, como: características petrográficas e estruturais da rocha; método de lavra utilizado; valor mercadológico do material; meio ambiente; e das disponibilidades financeiras da empresa. 4.1.1 Corte contínuo 15 As tecnologias de corte contínuo em uso no Brasil, para extração dos produtos lapídeos, são descritas a seguir: 4.1.1.1 Fio diamantado O fio diamantado surgiu para substituição integral da tecnologia de corte com fio helicoidal, predominante nas pedreiras de rochas carbonatadas (mármores) até o final da década de 70. Esta conversão tecnológica teve início nas pedreiras de Carrara, na Itália, proporcionando maior velocidade de corte da rocha, melhoria na recuperação de lavra, flexibilidade e versatilidade operacional e, como conseqüência geral, um reflexo de melhoria em todas as operações, que resultam das atividades de extração de blocos. A tecnologia de corte com fio diamantado tem sido largamente utilizada nas pedreiras de rochas ornamentais, sendo a solução consagrada para a lavra de rochas carbonatadas e silicatadas em maciços rochosos e, em alguns casos, em matacões, quanto estes se apresentam na forma de grandes volumes. Apesar da simplicidade de emprego, é importante ressaltar que a sua utilização exige um bom conhecimento técnico–operacional, devendo-se dar importância às condições geológicas reinantes no maciço rochoso, particularmente à presença de tensões internas, para se obter uma melhor performance da tecnologia. A ferramenta diamantada Constituição do fio O fio diamantado é constituído por um cabo de aço galvanizado, que funciona como suporte para as pérolas diamantadas, separadas ao longo do cabo por molas metálicas (fio para mármore), ou por material plástico ou borracha, utilizados nos fios para rochas silicatadas, bem como em alguns tipos de mármores ricos em sílica. Normalmente, a montagem do fio diamantado é feita obedecendo a uma freqüência de 29 a 35 pérolas/metro, para rochas carbonatadas, e 39 a 41 pérolas/metro, para rochas duras e/ou abrasivas. Para tanto, são empregados moldes específicos, que determinam este espaçamento a ser preenchido por material de revestimento do cabo de aço (plástico, borracha, ou mola). 16 Por motivo de segurança os fios com mola possuem anéis de fixação a cada intervalo constante do fio, evitando que, em caso de rompimento do cabo de aço, sejam lançadas mais pérolas que a quantidade compreendida naquele intervalo (3 ou 5 unidades). Estes anéis também permitem minimizar o deslocamento das pérolas devido à expansão / retração das molas. Fio diamantado nas versões com molas, plastificado e vulcanizado. Um item importante a ser observado é a união (emenda) do fio diamantado, que pode representar um ponto de fraqueza. A emenda deve manter o espaçamento constante entre as pérolas e pode ser de cobre ou de aço. Tipos de pérolas O elemento cortante, a pérola, é constituído de uma pasta diamantada montada sobre um suporte cilíndrico. As pérolas utilizadas para realização dos cortes nas pedreiras possuem diâmetros externos iniciais, que variam desde 11,5 mm até 10,0 mm, de acordo com o fabricante e o tipo de pérola. Com a utilização, este diâmetro vai decaindo, até atingir o anel de suporte da pasta diamantada. O anel de suporte possui diâmetro externo, que atinge até 7,0 mm, também de acordo com o fabricante e o tipo de pérola. 17 A deposição da pasta diamantada nos anéis de suporte é feita por meio de processos eletrolíticos ou por sinterização. Pérola eletrodepositada Pérola sinterizada. Pérolas eletrodepositadas O processo por eletrodeposição se dá através de banhos galvânicos, que utilizam como eletrólito um composto de sais de níquel. Assim, por eletrólise, o aro cilíndrico da pérola eletrodepositada é revestido por um extrato de colante metálico, que mantém presos os grânulos de diamante depositados sobre sua superfície, até que o desgaste seja completo. Este sistema é preferível para cortes de rochas de baixa dureza e em pequenos cortes, devido ao fato dos diamantes se apresentarem mais protuberantes e, portanto, cortam de maneira mais eficaz, mesmo que com maior desgaste. Sua velocidade de corte decresce regularmente com o tempo e, em função do tipo de aplicação, permitem a utilização de máquinas de baixa potência (25 hp). Pérolas sinterizadas O processo de sinterização consiste na homogeneização de uma poeira diamantada com poeira metálica, formatadas de forma cilíndrica desejada e submetida à alta pressão e temperatura,em equipamentos especiais denominados de sinterizadores. Este processo é mais bem indicado na fabricação de pérolas que irão atuar principalmente em rochas duras e rochas abrasivas, pelo fato de permitir uma 18 homogênea distribuição dos diamantes na pasta diamantada, que, em se consumindo, liberam novos diamantes até o esgotamento da pasta diamantada da pérola. As composições das ligas metálicas, a concentração e a granulometria dos grãos de diamantes são escolhas que dependem do tipo de aplicação, assim como acontece nos segmentos diamantados de discos e de lâminas. A velocidade de corte é praticamente constante ao longo de sua vida útil. Ao contrário das pérolas eletrolíticas, requerem máquinas com, no mínimo, 40 hp de potência. O ligante O ligante é responsável pela retenção dos diamantes nas pérolas e possui dureza definida de acordo com o tipo de material a ser cortado, o que permite o surgimento de novo diamante de maneira mais ou menos rápida. O esquema de desgaste das pérolas diamantadas sinterizadas e eletrodepositadas é apresentado na ilustração a seguir: Mecanismo de desgaste das pérolas sinterizadas e eletrodepositadas. O diamante O diamante é a parte da pérola que realmente corta. O tipo de rocha a ser cortada é que definirá a qualidade, a concentração e o tamanho dos mesmos. O diamante surgiu há milhões de anos na natureza, através da transformação química do carbono em cristal, tendo acontecido em grandes profundidades, algumas vezes 19 mais de 80 km, sob influência de temperatura e pressão muito elevadas (temperatura em torno de 1.100 - 1.300ºC e pressão maior que 70t/cm2). Os diamantes, tanto naturais como sintéticos, apresentam variedades de forma cristalina, sendo predominante, para os diamantes naturais, a forma octaédrica. É o mais duro material conhecido, apresentando dureza 10 na escala de Mohs. Os diamantes extraídos da natureza são purificados, processados e classificados de acordo com o tipo de função que desempenham. No início dos anos 50, grandes companhias passaram a produzir diamante sintético, o qual é obtido através da exposição do grafite a altas temperaturas e altas pressões de compressão. Equipamentos de corte Os primeiros equipamentos de acionamento do fio diamantado foram inspirados naqueles utilizados na tecnologia do fio helicoidal. Os estudos iniciais para construção da máquina para acionamento do fio diamantado surgiram no início da década de 70. Os primeiros protótipos começaram a operar por volta de 1977. Esses equipamentos eram totalmente hidráulicos e com baixa potência instalada. Em um período de 15 anos registrou-se um contínuo progresso nos equipamentos de acionamento do fio diamantado. O grande avanço dessas máquinas foi obtido com o advento dos equipamentos automáticos com regulagem eletrônica e instalação de motores de maior potência. Os principais dispositivos presentes são os seguintes: • Variador de velocidade linear do fio, de maneira a graduar esta velocidade, principalmente nas fases inicial e final do corte; • Controle de tensionamento automático do fio diamantado, cuja tensão aplicada sobre o fio é regulada de modo contínuo, em tempo real, variando de 1.500 N a 3.000 N, de acordo com o avanço da máquina nos trilhos; • Dispositivos de segurança, que permitem o desligamento automático, em caso de eventuais rompimentos do cabo de aço, superaquecimento do motor principal, etc. A potência dessas unidades eletromecânicas varia entre 25 hp e 60 hp, e nos equipamentos que funcionam através de motor diesel, o acionamento do volante motriz é realizado por meio de motores na faixa de 75 a 100 hp. 20 A velocidade periférica, que é a velocidade linear do fio diamantado em circuito fechado, varia de 35 m/s a 40 m/s no mármore, e nos granitos varia de 16 m/s a 28 m/s. É obtida a partir do diâmetro do volante juntamente com as revoluções do motor, ou seja: Velocidade Periférica (m/s) = comprimento circunferência (m) x rpm/60 Máquina elétrica para mármore. Os equipamentos são dotados de plataforma para abrigar a motorização e auxiliá-los no deslocamento sobre trilhos. O deslocamento da máquina é realizado através de um sistema cremalheira-pinhão, ou por patins solidários ao chassi, que deslizam sobre os trilhos. O seu acionamento é feito à distância, por meio de um painel de comando. 21 Máquina elétrica para granito. De modo geral, o volante principal possui diâmetro que varia de 500 mm a 1.000 mm, e é posicionado na máquina lateralmente aos trilhos, permitindo ser rotacionado dentro de uma revolução de 360º. O volante é responsável pelo movimento de translação (circular) do fio, cujo tensionamento é aplicado de maneira controlada, através do deslocamento para trás da unidade tracionadora. As polias, que servem como guia para o fio diamantado, apresentam diâmetro de 350 mm. Os equipamentos de última geração oferecem a possibilidade de realizar cortes paralelos, sem a necessidade de reinstalar o equipamento, uma vez que é permitido o deslocamento axial do volante. Tipo de rocha a ser cortada 22 As principais características que devem ser observadas na análise do material a ser cortado são a dureza e a abrasividade. Dureza A classificação do material segundo o mineral predominante nos indica a dureza da rocha, que em termos gerais é classificada como: dura (rochas compostas predominantemente por silício) ou branda (rochas compostas predominantemente por carbonato). Rochas carbonatadas São os materiais cuja composição química e mineralógica é essencialmente CARBONATO (CO3). Comercialmente são denominados de MÁRMORE. Nos mármores, observa-se uma utilização mais intensa do fio diamantado, que é empregado não somente nos cortes para isolamento de quadrotes (cortes primários), prática adotada nos granitos, mas também no isolamento dos painéis verticais, podendo também ser empregado no esquadrejamento de blocos. Pelo fato das rochas carbonatadas representarem aspecto de baixa dureza, os equipamentos que promovem o corte com fio diamantado desempenham seus trabalhos com maior facilidade. Desta forma, os valores médios das velocidades de corte observados estão compreendidos dentro de uma faixa de variação de 6,0 m2/h a 8,0 m2/h. Este incremento de velocidade é função de rochas como o mármore permitirem a penetração e arranque da massa com elevadas velocidades periféricas do fio. Os valores de rendimento alcançados variam atualmente de 60 m2/m a 70 m2/m. O custo operacional com esta tecnologia de corte, empregando fio com distanciadores de mola, gira em tono de US$ 10,00/m2, com a componente fio diamantado participando em cerca de 45%. Rochas silicáticas São os materiais cuja composição química e mineralógica é essencialmente SILÍCIO (SiO2). São denominados comercialmente de GRANITO. 23 A realização de cortes em granitos é mais difícil que nos mármores, ocorrendo um consumo mais rápido dos elementos diamantados, em decorrência da rocha apresentar maior dureza, forçando a redução da velocidade de corte. O mecanismo de corte é realizado pela abrasividade da pérola contra a rocha. Atualmente, os valores de velocidade areal de corte nessas rochas se apresentam numa faixa de 1,0 m2/h a 3,0 m2/h. Existem casos de rochas silicáticas de baixo conteúdo de quartzo, que permitem velocidades de corte da ordem de 5,0 m2/h. Os rendimentos alcançados variam atualmente de 8 m2/m a 12 m2/m, para rochas duras, de 14 m2/m a 20 m2/m, para rochas de média dureza, atingindo valores da ordem de 50 m2/m, em rochas brandas. De um modo geral, a componente fio diamantado representa cerca de 60% do custo total do emprego desta tecnologia, para rochas de média dureza, podendo variar para mais ou para menos, em função do tipo de rocha. Abrasividade A abrasividade é definida segundo a estrutura dominante da rocha, que por sua vez é classificada como: Estrutura aberta: estrutura não totalmente compacta, que permite a erosão do material ao ser cortado. O quartzitoé um exemplo de rocha com este tipo de estrutura. Estrutura fechada: a estrutura se apresenta totalmente compacta e não permite a erosão do material ao ser cortado. Granito e mármore são exemplos de rochas com este tipo de estrutura. Tipos de cortes Na realização de cortes com fio diamantado torna-se necessário à realização de furos coplanares na parte interna do maciço, que irão determinar a superfície a ser cortada. Para facilitar o encontro desses furos, utiliza-se normalmente uma perfuratriz denominada de down-the-hole ou fundo-furo, destinada à realização dos furos horizontais e verticais com diâmetro da ordem de 105mm. O princípio básico de corte é puxar uma alça de fio diamantado, enlaçada na rocha pelos dois furos que se interceptam, formando um circuito fechado, onde através do 24 movimento de translação (circular) do fio e da constante força de tração exercida sobre ele, promove-se o desenvolvimento do corte. Em função de sua grande flexibilidade e versatilidade, o fio diamantado pode realizar os mais diversos tipos de cortes necessários e suficientes para a extração de rochas ornamentais. Os principais cortes realizados são apresentados a seguir: Cortes verticais simples. 25 Cortes verticais ascendentes (máquinas sobre bancada). 26 Cortes verticais em “L”. 27 Corte “cego”. Desenho esquemático de corte ”cego”. 28 Corte horizontal. Vantagens O emprego da tecnologia do fio diamantado permite a organização racional dos trabalhos de lavra, através da realização do planejamento da atividade extrativa, otimizando o ciclo de produção da pedreira. Podemos citar como principais vantagens: � Regularidade e excelente acabamento das superfícies cortadas; � Manutenção da integridade física da rocha, com nenhum tipo de dano a mesma. � Espessura média de corte de apenas 10 mm, o que é insignificante quando comparado a outras tecnologias; � A partir dos três itens acima, tem-se uma maior qualidade da produção, com obtenção de um maior volume comercial de blocos, eliminando-se os tradicionais “descontos”; � Elevadas velocidades de corte (m2/h), com ganhos de produtividade; � Menor custo unitário de corte ($/m2), em relação a tecnologias tradicionais de corte; 29 � Melhor relação custo-benefício, com comprovada viabilidade econômica; � Versatilidade de uso para as mais variadas condições operacionais; � Mínimo impacto ambiental, pelo menor volume de material descartado; � Atividade silenciosa, com ausência de poeira e vibrações, contribuindo para melhoria das condições de trabalho. Vale salientar que para se obter melhores resultados com o fio diamantado é necessário o emprego de pessoal qualificado. 4.1.1.2 Fio helicoidal Empregado na realização de cortes primários para extração de mármore desde 1895, o fio helicoidal consiste de três arames de aço trançados helicoidalmente com diâmetro externo de 3 ou 5 mm, responsável pelo transporte de uma mistura abrasiva constituída por areia e água, que atritada diretamente contra a rocha provoca a penetrabilidade do fio na mesma. A areia deve ser bastante silicosa, com granulometria entre 0,5 e 1,0 mm. A polpa abrasiva deve manter uma proporção em peso de 70% de água e 30% de areia. A água age como refrigerador do fio, além de facilitar a circulação do abrasivo. O sistema de alimentação da mistura abrasiva é normalmente constituído por dois reservatórios: um com areia e água e outro onde sai apenas água em quantidade convenientemente controlada, para manter constante a percentagem de sólido da poupa e também uma boa refrigeração do fio. A vazão de água gira em torno de 3 litros / minuto, com alimentação de areia cerca de 2 kg / minuto. O fio helicoidal é mantido esticado por um equipamento denominado “carro esticador”. Este é uma vagoneta colocada sobre trilhos em um plano inclinado, com uma carga de 2 a 3 t, dotado de uma polia por onde passa o fio. O devido tensionamento do fio (150 a 250 kg) é necessário, para que este exerça uma pressão mínima sobre o abrasivo contra a rocha, e assim, com o acomodamento da areia no seu vazio helicoidal e, através do seu movimento de translação, o corte venha a ser efetuado. 30 O conjunto de acionamento do fio helicoidal é composto basicamente de um motor elétrico (10 a 15 hp) ou diesel, ligado por correias a uma polia responsável pelo seu movimento de translação, cuja velocidade é de 10-15 m/s. Após perder o contato com o corpo rochoso, ou seja, sair do corte e retornar, o fio helicoidal passa por um sistema de polias estrategicamente posicionadas, com a função de realizar a completa refrigeração do fio, em contato com o ar. Para tanto, a rede da arame normalmente possui um comprimento considerável, variando de 900 a 1.500 m, conforme a zona de corte. Esquema da operação de corte com fio helicoidal. Devido a baixa velocidade de corte apresentada pelo fio helicoidal (0,5 a 1,0 m2/h) e com o advento da tecnologia do fio diamantado, as pedreiras de mármore de todo o mundo praticamente o aboliram totalmente. No Brasil, a partir de meados da década de 90, grande parte das pedreiras de mármore, principalmente aquelas localizadas no município de Cachoeiro de Itapemirim- ES, buscaram informações tecnológicas, inclusive através de visitas técnicas a países com tradição na extração de mármore, como Itália e Portugal, e, através da análise custo x benefício, substituíram ou estão substituindo o fio helicoidal pelo fio diamantado. 4.1.1.3 Flame-jet Tecnologia utilizada para o isolamento de volumes primários de rocha granítica (cortes verticais e horizontais). O sistema de corte por flame-jet consiste na abertura de uma 31 fenda com espessura de 10 cm, largura e comprimento variável, através da chama térmica do maçarico (1.500ºC), que provoca na rocha uma dilatação diferencial dos minerais, que estão sob a ação do calor, sendo expulsos sob a forma de cavacos. O flame-jet funciona a base de ar comprimido (vazão de 250 c.f.m.) e óleo diesel (consumo de 35 litros/hora). Utiliza reservatório de óleo pressurizado e é composto de gaste e cabeça de combustão. O flame-jet requer um operador para realizar o corte de maneira contínua. Assim, a precisão do corte depende muito da habilidade do usuário. A velocidade média de corte nos granitos brasileiros varia de 0,7 a 1,0 m2/h. Obtém-se maiores sucesso com esta tecnologia em rocha com alto teor de quartzo e pequena incidência de biotita. Podemos citar o baixo investimento inicial como grande responsável pelo seu emprego até os dias de hoje. Funcionamento do “flame-jet”. O que limita o uso da chama térmica são as desvantagens que apresenta, tais como: elevado custo operacional, devido a baixa velocidade de corte e ao elevado consumo de óleo diesel; danificação na rocha, com incidência de micro fraturas em até 30 cm nas laterais do corte, dependendo do tipo de rocha, provocando numa diminuição na recuperação de blocos; restrições para utilização em alguns tipos de granito; e acentuado impacto ambiental, com geração de barulho excessivo (130 a 140 decibéis) e produção de gás e poeira. 32 Emprego do flame-jet na realização de corte horizontal. Embora esta tecnologia ainda seja largamente difundida nas pedreiras de granito, suas perspectivas futuras de utilização ficam comprometidas, pelas desvantagens apresentadas. Atualmente vem sendo substituída progressivamente pelo fio diamantado. 4.1.2 Corte em costura O corte em costura é efetuado através de perfuração, por meio de furos coplanares paralelos, podendo ser contínuos ou descontínuos. 4.1.2.1 Perfuração contínua (talho contínuo) O processo de talho contínuo consiste em dois passos: primeiramente se faz uma série de furos de 64 mm de diâmetro, com espaçamento igual ao diâmetro das furações e, em seguida, o espaço entre os furos é perfurado utilizando bit de 76 mm de diâmetro, obtendo-se uma fenda com aproximadamente 70 mm de espessura. 33 Detalhe de corte realizado com furos contínuos. Esta tecnologia utilizaum equipamento sofisticado e específico para talho contínuo, normalmente em rocha granítica, denominado de "slot drill", que através de rotação contínua e reversível e percussões sobre a broca, promove uma fenda contínua por toda a linha de furos. A rotação reversível facilita a introdução e retirada das hastes, para alongar a broca e retirá-la da perfuração concluída. 34 Slot drill empregada na realização de talho contínuo. Este tipo de perfuração utiliza brocas de extensão, que podem ter seu comprimento aumentado pela adição de hastes, bastando acrescentar uma nova haste rosqueada na última do conjunto já introduzido no furo e prosseguir com a furação. O bit é o elemento que efetivamente realiza o trabalho de quebra da rocha, sendo calçado com botões de metal duro. Durante a perfuração os botões se desgastam frontal e lateralmente, perdendo sua forma original semi-esférica. Portanto, para se manter a velocidade de penetração e a economia no processo, os botões devem ser afiados, quando o achatamento dos mesmos atingir determinados limites práticos. 35 A tecnologia com furos contínuos apresenta bons níveis de eficiência na abertura de canais, mas o seu emprego é pouco observado nas pedreiras do Brasil, por apresentar um custo x benefício pouco atrativo. 4.1.2.2 Perfuração descontínua Neste processo são realizados furos a distâncias predeterminadas, combinados para criar o corte através de: argamassa expansiva, cargas explosivas ou cunhas mecânicas. O acionamento da perfuratriz é feito principalmente por ar comprimido, também existindo no mercado perfuratrizes hidráulicas, em que o fluido de acionamento não é mais diretamente o ar comprimido, mas um fluxo de óleo sob alta pressão. Os martelos pneumáticos transmitem a broca percussão e, no intervalo entre duas percussões sucessivas, uma rotação de pequeno arco de círculo. Simultaneamente a esse dois movimentos ocorre a introdução de ar de limpeza na perfuração. Os compressores de ar destinados ao acionamento das perfuratrizes podem ser estacionários ou portáteis. São estacionários quando montados sobre bases rígidas e são portáteis quando montados sobre pneus. Podem ser movidos por motor elétrico ou diesel, porém os compressores estacionários, na maioria dos casos, são elétricos, e os compressores portáteis movidos a motor diesel. Para que ocorra um trabalho efetivo de demolição da rocha e conseqüente desenvolvimento da perfuração é necessário que seja exercido um esforço sobre a perfuratriz. É esse esforço, aliado a percussão e rotação, que faz progredir o furo. O esforço pode ser exercido fisicamente pelo operador (martelos manuais), ou mecanicamente por uma corrente ligada a perfuratriz, tracionada no sentido de provocar pressão sobre o equipamento contra a broca e desta contra a rocha (talha- blocos). O conjunto talha-bloco é montado sobre trilhos, para o deslocamento lateral do suporte, sobre o qual é instalado o martelo, e por quadro de comando, além de lubrificador coligado a tubulação de alta pressão. Este sistema permite a utilização de um ou mais martelos funcionado simultaneamente. O fluido de limpeza pode ser ar ou 36 água. O sistema talha-bloco promove a redução de custos de mão-de-obra, com aumento da produtividade e uma maior regularidade dos furos realizados. Talha-bloco com 4 martelos. Lubrificação As partes móveis da perfuratriz recebem lubrificação contínua, através da incorporação de óleo a corrente de ar comprimido, que as percorrem. O dispositivo no qual o óleo é adicionado ao ar comprimido é denominado de lubrificador de linha. Trata-se de um pequeno reservatório de óleo, atravessado pelo ar comprimido, que permite a incorporação do óleo ao ar, posicionado de 3 a 4 metros da perfuratriz. 37 Brocas São utilizadas brocas integrais, cujas partes componentes constituem uma peça única de vários comprimento. As partes componentes são: punho, colar, haste e coroa, onde se insere uma pastilha de metal duro. O punho se encaixa na bucha de rotação da perfuratriz, recebendo a rotação e a energia de percussão. Possui forma hexagonal, o que possibilita transferir os esforços de rotação. O colar limita o comprimento da broca, que penetra na perfuratriz, tendo diâmetro maior que o punho e a bucha do mandril. A haste transmite a coroa os esforços recebidos da perfuratriz, através do punho. Possui comprimentos modulados, sendo necessárias trocas de brocas, para se atingir diferentes cotas de aprofundamento. A coroa é a parte responsável pela quebra efetiva da rocha, seno, portanto calçada com pastilha de metal duro de cobalto e carboneto de tungstênio, e possui um orifício de limpeza, para saída do ar. Nas diferentes brocas de uma mesma série há uma redução gradual de diâmetro na coroa. A redução, constante, é de 1,0 mm, de uma broca para outra. Como a coroa se desgasta com o avanço da perfuração, pode-se compreender o motivo da redução. A pastilha da cora, devido aos contínuos impactos sobre a rocha, sofre desgastes. Se esses desgastes não forem corrigidos a tempo, ou seja, se a pastilha não for afiada, reduz-se grandemente a velocidade de perfuração, gerando, ainda, esforços elevados que provocarão a sua quebra. Portanto, deve-se afiar regularmente a pastilha, restituindo-lhe a sua forma original. Com o fim da vida útil da pastilha, é prática geral nas pedreiras brasileiras a utilização de cone-bit (pastilha) ou taper-bit (botão), para substituição da coroa. Assim, a coroa é seccionada, a extremidade da haste é conificada em torno mecânico, para se inserir um novo bit, prolongando a vida útil do restante dos componentes da broca integral. 4.1.2.2.1 Argamassa expansiva Em uso no mercado nacional desde o final dos anos 90, a argamassa expansiva revolucionou a extração de blocos, contribuindo significativamente para uma melhor performance operacional das pedreiras, tanto na extração em maciços rochosos, como 38 na extração de capeados e matacões, e nos mais diversos tipos de materiais, sejam granitos das mais variadas cores e texturas, sejam mármores e quartzitos. Trata-se de um produto em pó com composição química definida em função da temperatura ambiente, e que, antes do uso, deve ser misturado com água, na proporção especificada pelo fabricante. Inserida nos furos, esta argamassa irá expandir-se liberando espetaculares quantidades de energia, de modo progressivo e gradual, promovendo a ruptura da rocha ao longo da linha de furos. Para preparação do agente expansivo é necessário apenas um recipiente, com capacidade suficiente para misturar uma quantidade de 10 kg do produto com água, na proporção de 33% em peso, ou seja, 3 litros de água para cada saco de 10 kg dissolvido. O produto deve ser adicionado sempre sob agitação, alcançando-se uma pasta cremosa, fluida e homogênea, sem grumos. Óleo, graxa ou substâncias orgânicas devem estar ausentes no recipiente e na água de mistura. O carregamento deve ser realizado logo após a preparação da mistura, com os furos limpos e assoprados, livre de água e sujeiras. 39 Preparação e aplicação de argamassa expansiva. A argamassa expansiva, aplicada ao longo de furos alinhados e devidamente espaçados, exerce nas paredes dos furos uma pressão de expansão, em todas as direções, agindo como um esforço compressivo. As forças dessa compressão induzem reações de tensões trativas, no plano perpendicular àquelas forças compressivas atuantes no plano dos furos, promovendo, desta maneira, a ruptura da rocha por tração. O tempo de reação, para geração de um corte, varia em função da temperatura ambiente, do espaçamento dos furos, das características petrológicas e mecânicas da rocha, além do seu aspecto textural, e da quantidade e tipo de argamassa a ser usada. A pressão de expansão exercida pelo produto pode chegar a 800 kg/cm². A opção pelo agente expansivo deve-se pela excelente relação custo x benefício que proporciona, ou seja, aumento da produtividade, através de maiores espaçamentospraticados (distância entre furos da mesma linha), com redução dos custos operacionais, além de garantir a regularidade das superfícies cortadas e preservar a integridade físico-mecânica da rocha, obtendo-se como resultado uma maior recuperação de blocos, com diminuição da geração de rejeitos. 40 Detalhes de cortes realizados com argamassa expansiva. Nas pedreiras de maciço rochoso, a argamassa expansiva tem sido amplamente consorciada com a tecnologia do fio diamantado, sendo esta última utilizada nos cortes de isolamento de volumes primários de rocha e o agente expansivo empregado no desdobramento de filões / pranchas. A viabilidade técnica e econômica deste consórcio é notória. 41 É uma tecnologia limpa, não poluidora, e de fácil emprego, podendo ser destacada a maior segurança dos trabalhadores, comparada ao uso de material explosivo, além de não ser um produto controlado. 4.1.2.2.2 Cargas explosivas É comum nas pedreiras de granito (maciço rochoso, capeado e matacão) o largo emprego de cargas explosivas (pólvora negra ou cordel detonante imerso em água), justificado pelos baixos custos operacionais proporcionados por esses produtos. Pólvora negra O explosivo adequado para o desmonte de granito ornamental é a pólvora negra, pois é um explosivo deflagrante, ou seja, não gera onda de choque. Sua velocidade de combustão é função do seu estado de confinamento e da sua granulometria. A pólvora negra possui, portanto, ação cisalhante e de empuxo, desmontando o material em volumes pré-determinados. Sua inflamação pode se dar por choque, por elevação de temperatura ou contato com chama. Não pode ser empregada em presença de água. Os furos carregados com pólvora negra devem ser “raiados”. A operação de “raiação” consiste na abertura, no interior do furo, de dois sulcos opostos entre si, com o objetivo de se obter o direcionamento do corte. Na grande maioria das vezes, a deflagração da pólvora negra gera cortes irregulares, devido a dificuldade de dimensionamento de cargas para aplicações específicas. Neste caso, além da perda de matéria prima, que diminui a recuperação da pedreira e gera maior volume de rejeitos, existe a necessidade de se realizar nova perfuração, para obtenção de superfície regular, reduzindo a produtividade e aumentando os custos operacionais. Cordel detonante O cordel detonante é um tubo plástico com um núcleo de explosivo de alta velocidade (nitropenta), revestido por camadas têxteis, que lhe dão confinamento e resistência mecânica. Sua velocidade de detonação elevada é considerada instantânea, para fins práticos. São fabricados diferentes tipos de cordel detonante, com características e 42 aplicações distintas (NP10, NP5, NP3). NPnº significa a carga de nitropenta, em gramas, contida em 1,0 metro de cordel. Sua iniciação se faz com espoleta simples. Nas pedreiras de rochas ornamentais, o cordel detonante realiza cortes quando empregado imerso em água, ou quando em contato simultâneo com cargas de pólvora negra. Imerso em água, tem sido empregado para realização de cortes simples e cortes simultâneos de duas faces, sejam elas verticais ou uma vertical e outra horizontal. Detalhes de corte simples com cordel + água. Todavia, o cordel detonante provoca micro fraturas nas laterais dos cortes, pelas ondas de choque originadas na sua detonação. Os prejuízos podem ser grandes, pois em 43 muitos casos as micro-fraturas são evidenciadas somente na fase de polimento das placas, após o bloco ter sido transportado e serrado. Sem dúvida, os problemas expostos acima põem em cheque a continuidade do emprego desses produtos, para esses fins. 4.1.2.2.3 Cunhas mecânicas As cunhas mecânicas são utilizadas para secionar planos pré-definidos, a partir de perfuração de pequeno diâmetro, tanto no desdobramento de filões/pranchas, como no esquadrejamento de blocos. Trata-se de um conjunto constituído por duas palmetas posicionadas lateralmente a cunha propriamente dita, cuja percussão se dá manualmente, à marreta. Cunhas empregadas no esquadrejamento de blocos. O tempo de corte com essas ferramentas pode demandar alguns minutos ou demorar várias horas, dependendo de fatores como: tipo de rocha, direção de ruptura, altura do corte, espaçamento praticado. 44 Esse tipo de operação, principalmente quando realizada em cortes primários, traz como principais desvantagens: atrasos na produção, devido aos excessivos tempos de percussão; diminuição de produtividade e elevado custo com perfuração, em função dos pequenos espaçamentos demandados; desvios dos cortes, que comprometem o acabamento das superfícies cortadas; além de excessivos esforços físicos dos trabalhadores. Em termos de futuro, o emprego de cunhas deve ainda continuar a ocorrer no Brasil, pelo menos no esquadrejamento de blocos, mas a sua utilização no isolamento de filões/pranchas tende a diminuir sensivelmente, não só devido as desvantagens citadas acima, mas pela firmação da argamassa expansiva no mercado doméstico, que em função do custo x benefício que apresenta, está substituindo cada vez mais essas ferramentas. 4.2 TOMBAMENTO DE PAINÉIS VERTICAIS Uma vez isolados, os filões ou pranchas são tombados em “camas” constituídas por solo e fragmentos de rocha, previamente montadas com o objetivo de amortecer o impacto de queda, para em seguida se processar o esquadrejamento dos blocos comercializáveis. No Brasil, para o tombamento desses volumes de rocha previamente isolados do maciço, são usados dispositivos constituídos por: Macaco hidráulico Colchão inflável “Moitão” “Manobra” Máquinas robustas Braço mecânico “Boca de lobo” 4.3 ESQUADREJAMENTO DE BLOCOS Após a operação de tombamento da prancha no piso da bancada é feito o esquadrejamento dos blocos, que em linhas gerais utiliza a mesma tecnologia 45 empregada nos cortes primários, excluindo o fio helicoidal, flame-jet e perfuração contínua. O fio diamantado está em fase inicial de utilização neste tipo de operação, e o esquema de funcionamento é absolutamente idêntico ao do corte primário, não havendo, no entanto, a necessidade da perfuração preliminar. 4.4 TECNOLOGIAS DE MOVIMENTAÇÃO Após o esquadrejamento, a movimentação dos blocos até o local de embarque é feita por arraste, através de cabos de aço tracionados por guincho ou através de zorra (prancha metálica sobre a qual se coloca o bloco) puxada por pá carregadeira; por tombos sucessivos, com emprego direto de pá carregadeira, retro-escavadeira, ou mesmo trator de esteira adaptado para este fim; ou conduzidos por garfo, montado diretamente numa pá carregadeira de maior potência. 4.5 TECNOLOGIAS DE CARREGAMENTO Já o carregamento dos blocos acontece predominantemente com o emprego de “pau- de-carga”, auxiliado por guincho de arraste, pá carregadeira ou trator de esteiras. Também podem ser empurrados diretamente para cima dos caminhões, através de rampa previamente construída com esta finalidade. O uso de derrick para içamento / carregamento de blocos, muito comum em pedreiras da Europa, quase não é observado no Brasil. 5 PLANEJAMENTO DE EXPLOTAÇÃO A indústria de mineração é caracterizada por visar o aproveitamento econômico de um bem de capital exaurível e não renovável, o que a diferencia das demais indústrias. Observa-se no cenário nacional do setor de mármore e granito, que o planejamento da atividade extrativa é quase que inexistente, onde se pratica uma lavra sem o rigor técnico necessário, com abertura indiscriminada de frentes de lavra, que põe em risco o retorno do investimento, uma vez que não se avaliou o potencial produtivo da jazida. Trata-se de empresas que, com poucas exceções, falta visão de futuro e onde as próprias operações do dia a dia são desprovidas de planejamento, de padrões e de controles. 46 5.1 OS PILARES DO PLANEJAMENTO 5.1.1 Investigação geológica de detalhe A individualização de áreas mais favoráveis para a abertura de uma pedreira tem como premissa o levantamentogeológico de superfície; a análise estrutural e litológica da jazida, com recomendável realização de sondagem; o estudo petrográfico da rocha; e os ensaios físicos-mecânicos do material. O objetivo dessas informações é ter um conhecimento seguro sobre a reserva mineral, sendo a investigação geológica a base em que se apoiará todo o empreendimento. 5.1.2 Análise mercadológica Antes de se decidir pela implantação do projeto, é necessário garantir que o produto a ser produzido tem o seu consumo garantido, numa quantidade definida dentro de certos padrões, por um tempo e preço determinados. O estudo de mercado envolve conhecimentos atualizados da política mineral do setor e de mercado internacional. Deve ser verificado todos os aspectos ligados com as peculiaridades do material com relação ao mercado, seja ele interno ao país ou internacional. A futura unidade extrativa deverá ser analisada nos contextos nacional e regional, tornando claras as informações de rede viária, rede elétrica, cidades, instalações de transformação, portos, aeroportos, evidenciando a disponibilidade dos meios de transporte, serviços, comercialização do material, conexões internacionais, etc. Esses dados são determinantes para a implantação do empreendimento mineiro. 5.1.3 Análise econômica O estudo econômico tem a preocupação com os investimentos necessários e com os benefícios líquidos resultantes, de maneira que a empresa não invista em um projeto cujo retorno seja inferior ao custo de capital associado ao mesmo. Para tanto, são feitas estimativas dos investimentos iniciais previstos, custo de produção e análise de retorno do investimento. Capital de Investimento 47 Uma vez verificada a potencialidade da jazida e a inserção do material no mercado (interno ou externo), trata-se de analisar os investimentos iniciais, para aquisição dos tipos e números de máquinas e equipamentos indicados pelo planejamento. Não se deve pensar em iniciar uma pedreira com poucos recursos, pois uma tentativa de se usar técnicas ou tecnologias de corte aparentemente baratas, porém não recomendadas para aquela situação, pode comprometer ou mesmo inviabilizar todo o projeto. Os itens incluídos na determinação dos investimentos iniciais previstos são: • Aquisição de máquinas e equipamentos • Investimentos pré-operacionais: infra-estrutura e preparação da(s) área(s) de extração • Capital de giro. Custo de produção A estimativa do custo operacional deve se cercar de toda a cautela que esses cálculos exigem, de modo que os resultados previstos realmente se verifiquem, pois se baseia necessariamente nos pressupostos que poderão ser confirmados somente durante a fase de operação da pedreira. O custo de produção é função da escala de produção, variando inversamente com esta, caracterizando a economia de escala. A incidência percentual de cada item, que compõe a formação do custo operacional, varia consideravelmente em função das características da jazida e do investimento que se quer realizar. Na determinação do custo de produção são distinguidos dois tipos de custos: os custos fixos e aqueles variáveis. Os itens que os compõe estão listados a seguir: Custos fixos • Despesas indiretas • Despesas administrativas • Despesas financeiras. Custos variáveis 48 • Mão de obra • Combustíveis e lubrificantes • Manutenção mecânica • Insumos • Depreciação (contábil-fiscal) • Exaustão • Comercialização • Segurança e meio ambiente • Impostos e indenizações. Fluxo de caixa Para efeito de avaliação econômica (liquidez e rentabilidade) é fundamental a projeção de fluxo de caixa relativo ao período de implantação e de produção, com distribuição no tempo das entradas e saídas de caixa. Uma vez identificados o custo de produção, a produção da pedreira e o preço de venda do produto, é possível definir o fluxo de caixa do empreendimento, permitindo uma visão econômica e financeira global do projeto. Isto permite prever a rentabilidade sobre o lucro líquido, a partir do investimento realizado, com obtenção do ponto de equilíbrio (produção mínima sobre produção projetada), para o equilíbrio das receitas/despesas, e do período de amortização dos investimentos. 5.2 LAVRA PILOTO O desenvolvimento de uma lavra piloto ou experimental é de fundamental importância para a conclusão da pesquisa geológica de detalhe e caracterização de uma jazida. É através de uma lavra experimental, que se determina o índice de recuperação do material aproveitável e se define com maior precisão a viabilidade econômica do empreendimento mineiro. A compra de equipamentos e montagem da infra-estrutura, para a lavra sistemática, devem ser sempre precedidas por uma lavra piloto, objetivando definir a possibilidade 49 efetiva de extração de rochas com padronagem conhecida, em blocos com dimensões adequadas. Verifica-se freqüentes insucessos de pedreiras que acabam por serem abandonadas, por terem sido iniciadas, com investimentos já de certo vulto, em locais que, se um estudo mais criterioso tivesse sido feito, seriam considerados impróprios para a explotação. 5.3 FASES DO PLANEJAMENTO Planejar é escolher um curso de ação e decidir antecipadamente o que deve ser feito, em que seqüência, quando e como. O planejamento focaliza o futuro, devendo ser flexível e elástico, a fim de poder adaptar-se a situações imprevistas. A falta de planejamento conduz a empresa despender muito esforço para apagar incêndios, ao invés de prevenir, ou pelo menos prever esses incêndios, através de um planejamento efetivo. Em escala adequada (1:2000, por exemplo) devem ser evidenciados os traços físicos do local e das suas proximidades (morfologia), tipologia de eventual vegetação, visando a futura recuperação da área, e hidrografia presentes. O registro da hidrografia se dá pelo consumo significativo da água no processo extrativo, tornando- se uma condicionante da viabilidade de um projeto. 5.3.1 Localização da área de servidão da pedreira A área de servidão da pedreira compreende a jazida propriamente dita e todos os espaços nos quais se desenvolvem atividades, além dos serviços ligados ao ciclo produtivo. Portanto, no terreno e no mapa de detalhe deverão ser indicadas: • Vias de acesso • Frente(s) de lavra • Praça da pedreira • Área de estocagem e carregamento de blocos • Área de disposição de rejeito • Área de serviços (instalações operacionais: escritório, almoxarifado, refeitório, oficina mecânica, pontos de estocagem de óleo e combustível, depósitos de água, etc.) 50 • Área de construção de paióis. 5.3.2 Definição do método de lavra O planejamento de uma pedreira de rochas ornamentais deve ser elaborado para implementação mensal, trimestral e semestral, com a evolução da pedreira no espaço e no tempo, segundo um programa de produção preestabelecido, ao longo do período planejado. São calculados os volumes totais de material desmontado, recuperado (blocos) e por variedade e/ou classificação comercial produzidos no período previsto. Uma base plani-altimétrica em escala de detalhe (1:500), será a base do planejamento dos trabalhos, que será subdividido em fases sucessivas, para melhor evidenciar a sucessão das atividades. 5.3.3 Definição das tecnologias de extração É o planejamento da atividade extrativa, através da avaliação das características petrográficas e estruturais da rocha, do valor mercadológico do material e das disponibilidades financeiras da empresa, que dá condições de se definir as tecnologias a serem empregadas nessa atividade. 5.3.4 Dimensionamento de máquinas e equipamentos Os trabalhos são programados com base nos quantitativos a serem desmontados, assim, o dimensionamento das máquinas e equipamentos que serão empregados requer o conhecimento da eficiência operacional de cada um. 5.3.5 Insumos a serem utilizados Os insumos a serem utilizados estão relacionados às tecnologias de extração especificadas no planejamento, com estimativa de consumo, em função da escala de produção da pedreirae das características petrográficas da rocha. 5.3.6 Dimensionamento de pessoal Também são dimensionados a mão-de-obra necessária, com as funções específicas de cada trabalhador. 51 5.4 IMPLANTAÇÃO DO PLANO 5.4.1 Desenvolvimento mineiro O primeiro passo das fases de implementação do plano é realizar uma série de trabalhos preparatórios, com construção de estradas e rampas de acesso ao(s) ponto(s) de ataque da jazida (quota mais elevada alcançável). Tratando-se de uma jazida com cobertura de solo e rocha alterada, tais coberturas estéreis devem ser removidas. É fundamental uma correta avaliação dos tempos de operação das máquinas de terraplenagem (trator de esteira, retro-escavadeira, pá carregadeira), não só pelos custos envolvidos com essa atividade, mas também para não atrasar a entrada em produção da pedreira. 5.4.2 Lavra Concluída a fase anterior e já detalhada a metodologia de extração do maciço rochoso, realizam-se os primeiros cortes com alturas definidas, de onde a pedreira evoluirá lateralmente e será progressivamente rebaixada, com os níveis de lavra planos e paralelos e faces verticais (lavra em maciço rochoso). No caso de uma lavra de capeado, onde estão presentes sistemas de fraturas inclinados, que constituem planos de destaques naturais, os volumes primários a serem isolados serão locados seguindo o andamento dessas fragmentações (de baixo para cima), resultando em pisos e/ou faces inclinados. Tanto nos cortes primários, como na fase seguinte de desdobramento dos volumes gerados por estes cortes (filões/pranchas), cujas dimensões foram previamente definidas, serão empregadas as tecnologias de cortes especificadas e dimensionadas para essas atividades, o mesmo acontecendo nas fases posteriores de tombamento dos filões, esquadrejamento de blocos, movimentação e carregamento. 52 5.5 RECUPERÇÃO AMBIENTAL Normalmente a pedreira está inserida em zona rural, afastada de núcleos urbanos, gerando impactos ambientais relativamente pequenos, se comparados a outras atividades minerais. Entretanto, um projeto específico e criterioso, abordando todos os impactos gerados e os métodos de controle dos mesmos deve ser elaborado, evidenciando as medidas para recuperação da área lavrável, de maneira a não haver prejuízo ao ambiente natural local. As análises prévias de impacto ambiental é uma obrigação de toda atividade de mineração, para obtenção do Licenciamento Ambiental junto ao órgão estadual competente, quando são julgados os impactos positivos e negativos identificados e as propostas de mitigação e controle dos mesmos. 6 GERENCIAMENTO DA ATIVIDADE EXTRATIVA Para o gerenciamento racional e econômico da atividade extrativa valem e devem ser aplicadas as leis que regulam todos os outros setores produtivos. O rigor técnico e administrativo deve ser ainda maior, em função da natureza da atividade (extração de um material natural), que pode trazer surpresas e imprevistos. Nenhuma empresa funciona na base da improvisação, o que pode levar a desperdícios, perdas de tempo, atrasos ou antecipações desnecessários. A produção deve ser planejada e entregue no tempo e no custo esperados. 6.1 PLANO DE PRODUÇÃO O plano de produção da empresa, que é uma meta empresarial estabelecida para um determinado período, admite revisões periódicas, conforme a demanda de mercado e as particularidades da jazida, e deve sempre responder às perguntas: • Qual o nível de qualidade dos produtos exigido pelo mercado? De que maneira a qualidade de nosso produto afetará as vendas? • Qual o preço de venda praticado no mercado? 53 • A quantidade prevista do produto está além ou aquém da capacidade instalada atual? Serão necessárias expansões? E para programar com proficiência a produção, com base no plano de produção estabelecido, são necessárias informações sobre: • Equipamentos e ferramentas utilizados na produção • Seqüência de produção • Tempos padrões de cada operação • Estimativas de vendas. 6.2 ACOMPANHAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO As operações devem ser acompanhadas para a verificação do andamento da programação, de modo a permitir a pronta identificação de eventuais atrasos e problemas operacionais. O controle da produção é a etapa final do processo, encarregando-se de comparar a produção real com a produção programada e calcular as eficiências médias, que serão aplicadas nas novas programações. O controle da produção tem por finalidade: • Estabelecer padrões (de quantidade, qualidade, tempo, custos) • Monitorar e avaliar continuamente a atividade produtiva • Comparar os resultados obtidos • Detectar problemas • Ação corretiva. 7 CONCLUSÃO Observamos que a crescente aplicação mercadológica dos produtos lapídeos tem favorecido o desenvolvimento tecnológico da sua indústria extrativa no Brasil, através da aquisição de máquinas, equipamentos e insumos mais avançados tecnologicamente, com redução dos custos e obtenção de ganhos de produtividade. É fundamental a oferta estável e suficiente de blocos ao mercado consumidor com a segurança necessária, quanto ao cumprimento de prazos e padrões de qualidade 54 comercial contratados. E para isso, o desenvolvimento tecnológico deve estar aliado ao desenvolvimento lúcido das frentes de lavra, com minimização da geração de rejeitos e de todo tipo de desperdício, oferecendo melhores condições de trabalho, sob as óticas ambiental e de segurança. Podemos afirmar, ainda, que mesmo uma pequena estrutura e de condição familiar pode ser extremamente competitiva, desde que sejam realizados os investimentos exigidos pelo projeto de mineração, e que atue com capacidade gerencial, organização e profissionalismo, seguindo critérios de racionalidade. 8 REFERÊNCIAS 1 BONAMICO, E. A. Utilização do fio diamantado na extração de rochas ornamentais. Vitória: UFES, 1996. 2 BRADLEY, F. Analisi geologica, metodologica e tecnologia avanzata nella coltivazione di rocce ornamentali. Vitória: SENAI, 1994. 3 CARANASSIOS, A.; CICCU, R. Tecnologia de extração e valorização das rochas ornamentais. Rochas de Qualidade, v. 23, n. 109, 1992. 4 CHIAVENATO, I. Iniciação à organização e controle. São Paulo : McGran-Hill, 1989. 110 p. 5 CRAS. Argamassa expansiva. Kayati, Vitoria-Gasteiz, Spain (Catálogo). 6 DAMIANI, G. Simpósio da tecnologia italiana para mármores e granitos : as tecnologias de pedreira. São Paulo, 1991. 7 DUARTE, G. W. Tecnologias de extração de rochas ornamentais. Vitória: SENAI, 1994. 8 FORNARO, M.; BOSTICCO, L. Underground stone quarrying in Italy : parte 1. Marmomacchine international, v. 2, n. 6, 1994. 9 HAWKINS, A. C.; ANTENEN, A. P.; GLENN, Johnson. O fio diamantado na extração do mármore e do granito. GE Superabrasives. USA, 1990. 10 MEGGINSON, L. C.; MOSLEY, D. C.; PIETRI JR, P. H. Administração : conceitos e aplicações. São Paulo : Harper & Row, 1996. Cap. 1 : p. 105-117. 11 MUSETTI, C.; BRADLEY, F.; PISANI, R. M. Seminário itinerante sobre a gestão econômica da empresa de mármore e granito. São Paulo: ICE, novembro, 1995. 55 12 PEREIRA, G. H. Estudo da competitividade da indústria de rochas ornamentais do estado do Espírito Santo. Vitória : UFES/BANDES/SEBRAE- ES, jan. 1996. 13 PINHEIRO, J. R. O emprego da argamassa expansiva na extração de rochas ornamentais. Rochas de Qualidade, v.28, n. 145, mar./abr., 1999. 14 RAMPAZZO, J. V. Os processos gerenciais : planos e programas operacionais. Vitória : UFES/FCAA, 1995. 15 RICARDO, Hélio de Souza; CATALANI, Guilherme. Manual prático de escavação. São Paulo, 1990. 2ª ed., cap. 8-12 16 SOLGA DIAMANT. Fios diamantados. Solga Diamant, S.A., Barcelona, Spain (Catálogo). 17 SOUZA, Petain A. Avaliação econômica de projetos de mineração : análise de sensibilidade e análise de risco. Belo Horizonte : IETEC, 1995. 230 p. INTRODUÇÃO METODOLOGIAS DE LAVRA LAVRA A CÉU ABERTO Bancadas baixas Bancadas altas LAVRA SUBTERRÂNEA CICLO DE PRODUÇÃO DA PEDREIRA O principal objetivo de uma pedreira é a produç� TECNOLOGIAS DE EXTRAÇÃO CORTESPRIMÁRIOS Constituição do fio Tipos de pérolas O ligante O diamante Dureza Abrasividade TOMBAMENTO DE PAINÉIS VERTICAIS ESQUADREJAMENTO DE BLOCOS TECNOLOGIAS DE MOVIMENTAÇÃO TECNOLOGIAS DE CARREGAMENTO PLANEJAMENTO DE EXPLOTAÇÃO OS PILARES DO PLANEJAMENTO Investigação geológica de detalhe Análise mercadológica Análise econômica LAVRA PILOTO FASES DO PLANEJAMENTO Localização da área de servidão da pedreira Definição do método de lavra Definição das tecnologias de extração Dimensionamento de máquinas e equipamentos Insumos a serem utilizados Dimensionamento de pessoal IMPLANTAÇÃO DO PLANO Desenvolvimento mineiro Lavra RECUPERÇÃO AMBIENTAL GERENCIAMENTO DA ATIVIDADE EXTRATIVA PLANO DE PRODUÇÃO ACOMPANHAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO CONCLUSÃO Podemos afirmar, ainda, que mesmo uma pequena est REFERÊNCIAS
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