MINERAÇÃO E UTILIZAÇÃO DAS ROCHAS NO RIO GRANDE DO SUL

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CENTRO UNIVERSITÁRIO RITTER DOS REIS 
 
CAMPUS PORTO ALEGRE ­ ZONA SUL 
 
 
 
A MINERAÇÃO E A UTILIZAÇÃO DE ROCHAS EXTRAÍDAS NO RIO GRANDE DO SUL 
 
Autor: Mateus Ledur 
 
Professor Orientador: Luís Vedana 
 
 
 
 
 
 
 
Este trabalho tem como objetivos exercitar a             
capacidade de pesquisar os locais de extração de               
bens minerais no estado do Rio Grande do Sul para                   
fins de utilização na construção civil e demais               
processos de engenharia, bem como compreender           
os processos mineração e os riscos e desafios de                 
manejos presentes para a atividade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
02 de Maio de 2016 ­ Porto Alegre 
Para a realização deste trabalho foi utilizada a extensão em formato KMZ do SIGMINE para o                               
Google Earth. Por meio desta ferramenta foi possível obter os dados de pontos extrativistas                           
do Rio Grande do Sul, com as suas coordenadas, dados oficiais do DPNM por local de                               
extração, e devidas informações sobre as características e concessões de uso de cada ponto                           
de atividade de mineração escolhido para o desenvolvimento. 
 
SOBRE A GEOLOGIA DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL 
Alguns autores apontam o estado do Rio Grande do Sul, como contendo quatro regiões                           
geográficas de distintas características quanto a sua origem e identidade geológica. Seriam                       
estas quatro configurações a ​Planície Litorânea​, o​Planalto Dissecado de Sudeste​,​Depressão                       
Central​ e o ​Planalto Basáltico​. 
 
Planície Litorânea 
Compreende toda a fachada litorânea do estado (região leste). Constitui­se por áreas de                         
terrenos arenosos, de largura de extensão variável ao longo da costa. A formação deste tipo                             
de terreno se dá nas margens com o oceano, e também nas margens das lagoas internas,                               
como a lagoa dos patos, região hidrográfica de grande extensão, localizada na porção                         
continental do território. Os recortes geográficos observados a longa distância desses                     
limites, podem ser explicados pelas entrâncias de terrenos arenosos, perpendiculares ao                     
limite da água. 
 
Planalto Dissecado de Sudeste 
É característico por um relevo variável, de altitude média maxima de 500m. Provém de uma                             
formação geológica antiga, do período pré­cambriano. Esta região é chamada também de                       
Escudo Rio Grandense. Nos limites do escudo, estão situadas as cidades de Porto Alegre,                           
Jaguarão e Dom Pedrito. A região é internamente dividida entre as serras de Erval e de                               
Tapes, separadas pelo Vale do Rio Camaquã. 
 
Depressão Central 
Também pode ser considerada como uma planície de baixa ondulação, cuja altura máxima                         
em relação ao nível do mar não passa de 100m. A região de depressão central envolve o                                 
escudo rio grandense pelo norte, oeste e região sul. Tem sua origem datada da área                             
paleozóica. 
 
Planalto Basáltico 
Esta região tem sua formação geológica dada por sucessivos depósitos de magma basáltico,                         
intercalados entre camadas de sedimentação arenítica. A maior espessura de depósito de                       
material basáltico é registrada no nordeste do estado, na região da serra geral. 
Apresenta as maiores altitudes do estado em relação ao nível do mar, chegando a 1000m.                             
Apesar da maior proporção de sua extensão ser contida por um terreno plano, existem vales                             
e sulcos bem contrastados pelas atividades de rios.  
 
 
 
Imagem 1: Mapa do Relevo do Rio Grande do Sul 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACERCA DA MINERAÇÃO NO RIO GRANDE DO SUL 
 
 
Imagem 2: Dados do SIGMINE sobre atividade mineradora no Rio Grande do Sul. 
 
Na porção representada pelo Planalto Dissecado de Sudeste ou do Escudo Rio­Grandense,                       
existe intensa atividade de extração de carvão, minério de cobre, e outros minerais em                           
pequenas escalas. Encontraremos também mais ao norte alguns pontos de extração de                       
calcário, minérios de ouro e prata, e algumas substâncias extraídas com fins de produção de                             
fertilizantes agropecuários como o ​fosfato​. 
Perto da região metropolitana de Grande Porto Alegre e da Lagoa dos Patos, existe atividade                             
mineradora focada na extração de minerais de origens sedimentares, formados nesta                     
região. Seriam estes, areia para construção civil, argila, e arenitos.  
Já na região litorânea, existe atividade mineradora focada em minério de titânio, na porção                           
continental, e também uma grande área destinada a extração de Ilmenita, localizada dentro                         
do mar. 
Na porção norte do estado, compreendida pela região de planalto basáltico, encontramos                       
vários pontos descentralizados de extração de basalto para fabricação de brita e outras                         
utilizações na construção civil, e também pontos de extração de argila, e de água mineral. 
No extremo norte do estado encontraremos também pontos de extração de minério de                         
cobre, ao extremo oeste, e no extremo norte, na região de Ametista do Sul, encontramos                             
uma forte atividade mineradora focada na extração de ametistas, que será um dos locais                           
escolhidos para o desenvolvimento deste trabalho. O outro será o município de Vacaria, que                           
contém nos seus arredores, atividades mineradoras de basalto para construção civil. 
 
MUNICÍPIO DE AMETISTA DO SUL 
Situa­se na região de extremo norte do estado, nas coordenadas: 27°21'41" de latitude sul e                             
53°11'2" de longitude oeste. Toda a região metropolitana está inscrita em uma grande área                           
destinada para extração de ametistas e ágatas, colocando­se como uma das principais                       
regiões extrativistas de ametista do mundo. 
O uso deste recurso se dá basicamente para fins de coleção e exposição de valor visual e de                                   
raridade.  
A região teve a sua origem na mineração com processos vastos de garimpo, e hoje conta                               
com galerias de acesso que chegam a extensão de 800m. 
O setor extrativista representa a principal atividade econômica da região, com                     
representatividade de 75% da economia. Uma cooperativa de garimpeiros da região,                     
estimula a atividade sob regulamentos de segurança e de operação.  
 
 
 
Imagem 3: Região extrativista de ametistas, ao redor do município de Ametista do Sul. 
 
 
ORIGEM GEOLÓGICA 
A cidade de Ametista do Sul, localiza­se na porção extremo norte do estado, situada no                             
planalto basáltico que representa uma área maioritária na região norte do estado. Esta                         
região teve sua formação geológica dada por sucessivos derramamentos de material                     
basáltico, alternadamente com algumas camadas de sedimento arenítico. Os cristais de                     
ametista têm sua formação nas crateras de rochas ígneas quando ainda em processo de                           
resfriamento. Para a formação de uma estrutura cristalizada, são necessárias condições                     
específicas de resfriamento para que a estrutura cristalizecorretamente a nível                     
microscópico. Estas condições se dão por um resfriamento uniforme e prolongado.                     
Resfriamentos e mudanças abruptas de temperatura podem prejudicar este processo de                     
cristalização de baixa escala. Por estas condições e regiões de formação podemos                       
compreender a formação cristalina de ametistas na região de Ametista do Sul, situada no                           
planalto basáltico, como a região dentro da área de derramamento basáltico em que                         
houveram as condições apropriadas para o resfriamento das rochas ígneas cujas crateras                       
estavam em processo de formação destes cristais. 
 
NORMAS E PRÁTICAS DA MINERAÇÃO DE AMETISTAS 
O Termo de Compromisso Ambiental, acordado entre a COOGAMAI (Cooperativa dos                     
Garimpeiros do Médio Alto Uruguai) e a Fundação Estadual de Proteção Ambiental para o                           
Rio Grande do Sul, estabelece normas de adequação para a atividade mineradora desta                         
espécie. Entre elas, um dos principais assuntos tratados no termo é a saúde e a segurança                               
de trabalho do garimpeiro. Isto envolve a adequação de novos métodos de perfuração, que                           
tradicionalmente é feito a seco para o método de perfuração úmida. O método de                           
perfuração a seco é prejudicial pela alta dispersão de poeira de sílica provocada durante o                             
processo, e que somada aos problemas de circulação de ar dentro das minas, representa um                             
fator degenerativo importante para a saúde dos trabalhadores da região.  
Logo, outra adequação importante para o enquadramento nas normas estipuladas, é a                       
correta implementação de um sistema de ventilação nas regiões subterrâneas de extração.                       
Estas normas de adequação envolvem também a regulamentação de práticas para o manejo                         
e operação de blasters durante o processo e o uso correto dos equipamentos pessoais de                             
segurança.  
Também é exigida uma correta prática de manejo ambiental, que envolve a recuperação de                           
áreas degradadas pelo depósito de rejeitos e a extração propriamente dita, e também a                           
prevenção de futuros problemas, proposta como medidas compensatórias de plantios de                     
mudas nativas, além de planos de manejo dos resíduos inutilizados.  
 
 
Imagem 4: Dados do DNPM sobre a região de extração de ametistas. 
 
Conforme mostra a imagem acima, a localização da região de extração está onde a própria                             
cidade está inserida. A área denotada é de aproximadamente 1.000 hectares, e possui                         
concessão de uso no nome da COOGAMAI, para a extração de ametistas para uso como                             
ornamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MUNICÍPIO DE VACARIA 
 
 
Imagem 5: Cidade de vacaria, localizada na região nordeste do estado. 
 
O município de Vacaria possui serviços econômicos de maior importância do que a atividade                           
mineradora diretamente no município, porém é um bom exemplo de cidade situada na                         
serra geral do planalto basáltico, com 3 pontos de extração nos seus redores. 
 
Imagem 6: Local de extração de basalto para uso como brita, próximo a cidade de Vacaria. 
 
A imagem acima mostra o local de coordenadas de latitude 28°32'01" sul e longitude                           
50°57'17" oeste. A notação do DNPM mostra que existe licenciamento no local para                         
extração de basalto com finalidade de produção de brita. A imagem mostra também a área                             
concedida para a atividade que é de 18 hectares e no nome de quem está a concessão de                                   
extração. 
 
Para a produção de brita, ocorrem 3 processos sucessivos: a extração, a filtragem e a                             
britagem. 
A extração é feita por meio de perfuração de uma jazida pelo topo e então inserção de                                 
explosivos. As rochas que forem desprendidas são carregadas até os britadores. 
Nos britadores, ocorre o processo de filtragem, onde as rochas são trituradas gradualmente                         
e vão sendo separadas e/ou trituradas novamente conforme o tamanho dos fragmentos, até                         
que se atinja a fragmentação a nível de pó, e a correta separação para utilização de várias                                 
dimensões de rochas diferentes.  
Na britagem, as rochas passam por um britador de mandíbula, que mói os fragmentos de                             
rocha até que atinjam uma dimensão e forma parecidas. 
 
Origem Geológica 
O município de Vacaria localiza­se na Serra Geral, situada na região do Planalto Basáltico.                           
Toda esta região é compreendida por um vasto derramamento de material vulcânico                       
basáltico em sucessivas camadas. Este material vulcânico é o que da origem às rochas                           
ígneas, e ao basalto propriamente dito.  
O basalto pode ser encontrado em regiões de fundo oceânico, ou na forma de                           
derramamentos sedimentares como no caso do planalto rio grandense.  
A sua origem de formação é de rocha ígnea e a teoria mais aceita, é de que ela é formada                                       
por fusão parcial de rochas ainda no manto, dando origem a uma rocha de baixa granulação,                               
composta básicamente por silicatos de ferro (Fe) e magnésio (Mg), com baixa quantidade de                           
sílica em comparação a outras rochas ígneas. A matriz cristalina é muito fina e geralmente                             
não possui formação de estrutura cristalina no seu interior, apesar de existirem algumas                         
formações de basaltos vítreos. 
 
REGULAMENTAÇÃO DA ATIVIDADE DE MINERAÇÃO 
A implementação de atividade extrativista de grande porte no Brasil, se dá por meio de                             
regulamentação de órgãos responsáveis pelo setor de mineração e pelo setor de meio                         
ambiente. Ambos seguem o mesmo processo de regulamentação, licenciamento e                   
normatização sistemática implementado pelo Sistema de Licenciamento Ambiental, distinto                 
entre as etapas de Planejamento, Implantação, Operação e ainda se houver, de Fechamento                         
e Interrompimento de Atividades. 
Cada órgão se responsabiliza pela exigência de ações compreensíveis ao seu âmbito de                         
atuação, porém ambos os licenciamentos seguem objetivos de cumprimentos paralelos. 
A etapa de planejamento termina, para o DNPM com a elaboração de um plano de                             
aproveitamento econômico, feitas todas as pesquisas e apresentados os relatórios                   
necessários. Paralelamente a isso é exigido pelo órgão de regulamentação ambiental IBAMA                       
e OEMA o plano de controle ambiental, baseado nos levantamentos feitos pelas pesquisas e                           
elaboração de planos de atividade apresentados anteriormente, no âmbito da legislação                     
ambiental do EIA e do EIA/RIMA. 
Após serem apresentados e aprovados os planos mencionados acima, o projeto segue para                         
as etapas de aprovação de implementação e de operação sob o controle de relatórios, e                             
cumprimento dos acordos pré estabelecidos no processo de licenciamento. Quando houver,                     
também é de incumbência do interessado apresentar medidas de compensação ambientale/ou social, quando ainda garantir certos cuidados executivos e ou administrativos quanto a                         
sua atividade. Estando os relatórios em dia e o acordo entre as partes em vigência, a                               
concessão para o uso do local destinado para a atividade sob tutela dos responsáveis é                             
emitida e a atividade é legalmente oficializada.  
 
ENSAIOS TECNOLÓGICOS PARA UTILIZAÇÃO DOS MINERAIS 
No caso de basaltos, principalmente os de fins de construção civil subterrânea como túneis                           
e agregados para concretos, são feitos uma série de ensaios em que o resultado obtido deve                               
ser comparado a uma referência de qualidade, o que determinará a sua aplicabilidade na                           
construção de determinados projetos.  
 
Para estes casos, o minério em análise é submetido a testes de resistência a ​esforços                             
compressivos​, ​suscetibilidade a desgastes e abrasões​, ​forma geométrica resultante após o                     
processo de britagem​, ​resistência a esmagamento​,​determinação da quantidade de espaços                     
vazios​ e ​nível de resistência ao impacto​.  
 
Alguns dos ensaios que podem ser aplicados neste caso:  
 
Abrasão de Los Angeles: 
Este ensaio gera um índice que indica a resistência ao desgaste dos minerais quando                           
submetidos a determinados esforços. Os índices resultantes devem ser menores do que um                         
índice pré estabelecido da abrasão permitida. Se o resultado for inferior a quantidade                         
estipulada, o mineral em questão possui qualidades adequadas, ou seja, quanto menor o                         
índice obtido, maior a resistência dos minerais que compõe a rocha testada. 
 
Determinação da forma dos agregados: 
A forma resultante do processo de fragmentação durante a britagem, é comparado a                         
resultados de referência e então é determinado se o material é adequado ou não. O                             
resultado esperado para os testes de britagem em basalto, são de fragmentos de geometria                           
cúbica. Existe a tendência para a fragmentação em geometrias lamelares ou alongadas, mas                         
o resultado deve ser predominantemente de fragmentos de forma cúbica.  
 
Impacto Treton: 
Este teste é feito realizando a queda livre de fragmentos do mineral a ser testado em um                                 
cilindro. O ensaio visa analisar a reação do mineral a submissão de cargas concentradas,                           
impactos e choques mecânicos. O resultado do ensaio é dado em termos de % de material                               
desagregado. 
Como no teste de abrasão, a porcentagem de desagregação deve ser inferior a um critério                             
pré estabelecido para comprovar a qualidade do mineral para determinados fins. 
 
Para o uso de rochas basálticas em lastros ferroviários, a ​resistência ao esmagamento                         
torna­se um aspecto de fundamental importância.  
 
Resistência a compressão simples: 
O ensaio de compressão é um dos mais simples e mais importantes ensaios para a                             
geotecnia. Para a realização deste ensaio, um corpo de prova é submetido a uma carga                             
distribuída axialmente sobre o corpo até que aconteça a ruptura do mesmo. O valor da                             
tensão de ruptura é associado ao grau de resistência daquele corpo.  
 
Imagem 7: Representação gráfica dos resultados de testes de compressão sobre 3                       
corpos de prova. 
 
Resistência a carga pontual: 
Este ensaio, possui um grau de facilidade maior de aplicação, e pode ser realizado                           
diretamente no campo. Este teste é utilizado geralmente para verificar a resistência à                         
compressão pontual de rochas que não possuem superfícies regulares.  
 
Absorção de água: 
Esta e outras propriedades químicas e de interesses específicos para a utilização da rocha,                           
dependem de informações como a ​determinação de ​espaços vazios da rocha em questão.                         
Isto significa a descontinuidade no interior da rocha.  
A estes testes estão associadas as características de massa específica aparente da rocha em                           
estado seco, massa específica aparente em estado saturado, nível de absorção de água,                         
dado pela diferença na mensura da massa específica aparente em processo de saturação e                           
por fim ​porosidade rochosa aparente​.  
 
Concluídos estes ensaios, é obtida então a caracterização do comportamento mecânico da                       
rocha, que poderá ser apresentado ao órgão responsável para então ser autorizado o uso                           
das rochas daquela natureza para determinado objetivo na construção civil.  
 
 
Tabela 1: Resultados de uma bateria de ensaios mecânicos sobre um tipo de basalto 
extraído na região da Serra Geral. 
 
No caso das ametistas, este mesmo conjunto de ensaios de resistência mecânica não é feito                             
como procedimento de licenciamento para utilização, pois o uso destes minerais será feito                         
com objetivos decorativos apenas. Apesar disso existem dentro da área de                     
geoprocessamento de cristais, outros ensaios e determinações de características que vão                     
influir na categorização do cristal quanto ao seu nível de pureza e qualidade.  
 
Composição físico­química das ametistas 
As ametistas situam­se no grupo dos óxidos e na classe dos silicatos (mais especificamente                           
nos tectossilicatos). A sua composição química é basicamente de Dióxido de Silício (​SiO​2​),                         
mesma composição do quartzo, e apresenta densidade de 2,6578g/cm​3​. A sua coloração                       
varia do violeta ao púrpuro, como uma variação do cristal de quartzo. A composição no seu                               
estado puro é de ​46,7% de Sílica (Si) e 53,3% de Oxigênio (O). Geralmente são encontradas                               
em composições próximas a de pureza completa.  
A sua coloração é dada pela quantidade de ferro bivalente Fe2+, porém sob a incidência de                               
radiação ultravioleta e/ou aquecimento pode perder a coloração. Ao atingir                   
aproximadamente 500°C, a ametista adquire coloração amarelada, por conta da oxidação do                       
ferro presente em sua composição. 
 
 
Imagem 8: Cristais de ametistas formados na cratera de uma rocha ígnea. 
 
 
 
Origem geológica das ametistas 
Estes cristais são encontrados no norte do estado, pois é onde ficam os maiores depósitos                             
de material basáltico vulcânico, e são nas crateras de rochas ígneas, que estes minerais tem                             
as condições apropriadas para realizar a cristalização de sua estrutura. Isto é, um                         
resfriamento uniformemente prolongado que proporciona o tempo correto de cristalização                   
da estrutura a nível microscópico. 
 
Ensaios de dureza em ametistas 
A dureza pode ser interpretada para fins de entendimento dos ensaios tecnológicos que                         
visam determinar isto, como a capacidade de risco de um material sobre outro. Os materiais                             
se enquadrariam em um grau de dureza que varia de 1 a 10 em que um material de dureza 1                                       
seria algo como por exemplo, o talco, e um material de dureza 10 seria um diamante puro,                                 
que é capaz de riscar qualquer outro material. 
Nesta graduaçãode dureza, que é resultado de diferentes testes possíveis de obtenção, a                           
ametista situa­se no grau 7 na escala de Mohs, configurando uma capacidade de ser riscada                             
apenas por materiais de dureza superior ou seja topázio (grau 8), rubis e safiras (grau 9) e                                 
diamante (grau 10). 
 
 
Outras propriedades encontradas em ametistas 
As ametistas não possuem clivagem, isto é a capacidade de ruptura em planos paralelos. O                             
brilho possui um aspecto vítreo, possui baixa fluorescência, e gera um traço branco. A                           
estrutura cristalina das ametistas é trigonal, com estrutura geométrica de um prisma de seis                           
faces. 
 
CONCLUSÕES 
O estado do Rio Grande do Sul possui uma vasta riqueza para a geologia e a engenharia em                                   
geral. A vastidão dos recursos e das atividades mineradores nos mostram também uma                         
série de desafios na implementação desses processos, alguns inclusive representando danos                     
sérios para o meio ambiente e para os recursos que utilizamos indireta ou diretamente,                           
comprometendo os custos dessas atividades de grande importância econômica para o                     
estado a médio e longo prazo, e a qualidade sanitária e ecológica dos ambientes em                             
questão. Estes desafios promovem a necessidade de um melhor entendimento e uma                       
tomada de decisão estratégica acerca da utilização e exploração dos recursos disponíveis. É                         
notável a predominância da atividade mineradora por uma pequena parcela de empresas de                         
grande representatividade econômica. A fiscalização acerca destas atividades e a proposta                     
de planos de manejo e implantação de tecnologias e processos adequados é uma postura de                             
importância constante. Outra estratégia eficaz seria fazer um levantamento dos processos                     
existentes no estado, com uma proposta de logística voltada para o fortalecimento interno,                         
como a construção de ferrovias, e a utilização enxuta desses recursos e dos locais de                             
extração. Nestes sentidos as ferramentas de pesquisas disponibilizadas pelos órgãos                   
fiscalizadores que foram utilizadas neste trabalho e outras, tomam um papel fundamental. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS  
1. "Caracterização Geotécnica do Basalto da Formação Serra Geral para Utilização na                     
Construção Civil." Freitas Neto, O. Departamento de Geotecnia, Escola de                   
Engenharia de São Carlos, São Paulo.  
2. Entendendo a geologia: Quartzo. Disponível em:           
<​http://entendendoageologiaufba.blogspot.com.br/2012/03/quartzo.html​>. Acesso   
em 29/04/2016. 
3. Manual de normas e procedimentos para licenciamento ambiental no setor de                     
extração mineral. Ibama. 2001. Brasília ­ DF. Disponível em                 
<​http://www.mma.gov.br/estruturas/sqa_pnla/_arquivos/MANUAL_mineracao.pdf​>
. Acesso em: 01/05/2016. 
4. Mapa geológico do Rio Grande do Sul. Ministério de Minas e Energia. Disponível em:                           
<​http://www.cprm.gov.br/publique/media/mapa_rio_grande_sul.pdf​>. Acesso em:     
01/05/2016.