Julio Piquita 2

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Introdução 
A instalação de um empreendimento mineral usualmente proporciona a comunidade localizada em sua área de influencia o aumento da oferta de emprego, renda, impostos e uma melhor qualidade de vida. Em contrapartida pode, também, significar alterações indesejáveis na paisagem e nas condições ambientais. Entre essas alterações pode-se encontrar a contaminação de corpos hídricos superficiais e subterrâneos, pélas denominadas drenagens acidas de mina (DAM). E o presente trabalho ira abordar sobre a origem, a sua formação, os impactos ambientais, como também o controle e tratamento da drenagem acida.
Drenagem Acida das Minas
Drenagem acida de mina (DAM) é um fenómeno que se inicia quando rochas contendo minerais sulfuretos são retiradas do interior da terra pélas actividades de mineração, e quando dispostas na superfície terreste, oxidam-se por reacção com agua e oxigénio atmosféricos.
As soluções acidas geradas por DAM, a medida que penetram nas rochas e nos solos, podem solubilizar alguns elementos químicos presentes, podendo contaminar águas superficiais como rios, riachos e/ou aguas subterrâneas. Alguns exemplos desses elementos são Mn, Cr, Zn, Pb, As, dentre outros. Esse fenómeno esta associado a actividades de mineração, mais especificamente etapa de retirada do minério, quando grande quantidade de rochas é exposta as condições atmosféricas, potencializando a drenagem e o risco de contaminação ambiental. 
Os minerais sulfetados responsáveis péla DAM, geralmente, estão presentes em minérios de carvão ou minérios de níquel, chumbo, zinco, cobre, urânio, ouro e prata. Entretanto, a drenagem ácida não é um problema exclusivo das actividades de mineração e pode ocorrer em qualquer operação que resulte em grande movimentação de terra e rochas que contenham minerais sulfetados como, por exemplo, em construções de estradas, túneis, barragens e aeroportos. Entretanto, as características químicas da DAM, como a concentração e espécie de contaminantes, são específicas para cada região, variando de acordo com as características do depósito mineral.
Pode-se exemplificar a ocorrência de DAM em pilha de rejeitos em que as condições físicas de disposição desses materiais – baixo teor de umidade e elevada porosidade – facilitam a entrada de oxigénio e água, “optimizando” o processo de geração de acidez.
Fig.1- Drenagem ácida em pilha de rejeito.
Enquanto que a geração de drenagem ácida numa bacia de rejeitos frequentemente ocorre após o fechamento, quando os rejeitos são drenados, permitindo a entrada de oxigénio.
 
Fig. 2- Drenagem acida em bacia de rejeito 
Os rejeitos de granulometria mais grosseira são depositados sob a forma de pilhas de estéril enquanto os rejeitos de granulometria mais fina são geralmente dispostos em barragens de rejeitos. Exemplo:
Fig.3- Bacia de rejeito de carvão. (Santa Carolina).
2.1 Princípios da equação da Pirita
A equação estequiométrica apresentada abaixo descreve o processo global de geração de acidez da pirita (FeS2), sem considerar as etapas intermediárias e o tempo envolvido no processo.
FeS2 + + H2O = Fe(OH)3 + 2S+ 4H+
Na realidade, a reacção de oxidação da pirita acontece em vários passos de acordo com as variações que vão ocorrendo no meio durante o processo e em função do tipo de agente oxidante, i) oxidação abiótica pélo O2; ii) oxidação abiótica pélo Fe(III) e iii) oxidação catalisada pélas bactérias. As reacções que representam os passos do processo são expressas por quatro equações principais:
• oxidação da pirita pélo oxigénio atmosférico
2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+
• oxidação do Fe2+ a Fe3+ (catalisada por bactérias)
2Fe2+ + O2 + 2H+ = 2Fe3+ + H2O
• precipitação do Fe(OH)3 (para pH > 3,0)
Fe3+ + 3H2O + O2 = Fe(OH)3 + 3H+
• oxidação da pirita pélo Fe3+ (para pH < 3,0)
FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O = 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+
A reacção de oxidação da pirita, assim como de outros sulfetos metálicos, é uma reacção de superfície, e sua velocidade depende, entre outros factores, da concentração de oxigénio na superfície da partícula oxidante. A água de chuva, ao atravessar os depósitos com sulfetos oxidados, lixivia os produtos da reacção dando origem à DAM, um percolado ácido, com valores de pH extremamente baixos, da ordem de 2,0 ou 3,0 ou ainda menores.
Impactos da drenagem ácida.
As drenagens ácidas causam os seguintes efeitos ao meio ambiente:
Inicialmente, a drenagem ácida de mina é clara mas assume uma forte coloração amarela alaranjada (conhecido como "yellow boy") após a neutralização. Essa coloração é devida a precipitação de óxidos/hidróxidos de ferro.
Fig. 4 – “Yellow boy” em um córrego receptor de drenagem ácida de uma mina de carvão a céu aberto.
Alem do Yellow boy, também podemos ter:
Severas ameaças à saúde para as espécies aquáticas, ao habitat nativo e a vida das plantas.
Poluição das águas subterrâneas e de superfície. 
Deterioração da qualidade do solo. 
Liberação de metais pesados. 
Lençol subterrâneo e água de superfície. 
Empobrecimento da qualidade do solo. 
Liberação de metais pesados contidos no solo.
3.1 Balanço hídrico em uma pilha de estéril
O esquema típico do balanço hídrico em uma pilha de estéril é apresentado na Figura 2. A água 
de chuva que não evapora nem escoa superficialmente, mas infiltra e percola através da pilha 
de estéril constitui-se no principal veículo de formação e transporte da acidez gerada.
Em climas úmidos, a percolação da água de chuva é um aspecto importante e deve ser 
devidamente considerada nos projetos de controle e tratamento da DAM, seja através da 
adopção de coberturas que minimizem a infiltração da água de chuva, seja através da 
incorporação de sistemas de coleta e tratamento da drenagem.
Fig.5– Balanco hídrico em uma pilha de estéril
Estratégias para minimização da geração e a remediação da DAM.
Considerando que a água, o oxigénio e os sulfetos são os principais reagentes que devem
estar simultaneamente em contacto para a geração de drenagens ácidas de mina a partir de
resíduos, uma estratégia eficiente para minimização da geração consiste em limitar este
contacto. Os métodos usuais empregados para este fim são:
• Cobertura das áreas de disposição de resíduos com uma lâmina d´água através do
alagamento das áreas de disposição. O método é conhecido como cobertura úmida (“wet
cover”) ou disposição subaquática;
• Cobertura dos resíduos reduzindo a penetração do oxigénio e da água em seu interior
através do uso de materiais sólidos. O método é conhecido como cobertura seca (“dry
cover”), cobertura de solo ou disposição subaérea.
4.1 Coberturas Húmidas
 A estratégia de uso de coberturas úmidas para a minimização da geração de DAM consiste
na inundação controlada de áreas de disposição de resíduos ou na elevação do nível d’água
dentro delas.
Uma vez que o coeficiente de difusão do oxigénio na água é cerca de 4 ordens de grandeza
menor que seu coeficiente de difusão no ar, a disposição sub-aquática de materiais geradores
de acidez pode evitar a oxidação por meio do bloqueio da entrada de oxigénio no sistema.
Para o emprego deste tipo de disposição são fundamentais os estudos sobre a geoquímica
dos resíduos, actividade biológica e o transporte dos contaminantes (MEND/CANMET, 1994).
O uso de coberturas úmidas é atraente sobretudo em locais onde o nível do lençol freático
pode ser restabelecido ou elevado de forma a submergir os rejeitos geradores de acidez.
Fig.6-Exemplo de uma wetland.
4.2 Coberturas Secas.
As coberturas secas, ou coberturas de solo são uma alternativa para os casos onde os aspectos topográficos, hidrogeológicos ou económicos tornam inviável a inundação. O seu custo pode apresentar-se vantajoso nos locais aonde ocorrem, a curta distancia, solos e outros materiais alternativos com as características necessárias.
Barreiras Capilares.
As barreiras capilares são um tipo de cobertura capaz de minimizar, simultaneamente, a entrada de oxigénio e águapara dentro do material reactivo. Devido à sua configuração relativamente simples elas têm-se apresentado como alternativa promissora no fechamento de depósitos de rejeito e pilhas de estéril.
Na sua forma mais simples, uma barreira capilar é construída por meio da colocação de uma camada de material fino sobrejacente a uma camada de material granular. Se ambos os materiais estiverem na condição não saturada, a água de chuva que infiltra através da cobertura tende a permanecer na camada de material fino.
Isso ocorre porque o efeito de capilaridade é inversamente proporcional ao tamanho dos poros: quanto mais fino o material, maior a tensão superficial e maior o efeito de sucção de água.
Fig. 7- Esquema de uma barreira Capilar típica.
4.3 Sistemas de tratamento de efluentes ácidos - DAM
As alternativas mais comuns para o tratamento dos efluentes ácidos característicos de
uma DAM envolve a neutralização da acidez e consequente precipitação e imobilização
das espécies dissolvidas.
Nestes sistemas, os agentes neutralizantes mais largamente utilizados são o calcário
(CaCO3), a cal virgem (CaO) ou a hidratada (Ca(OH)2) e a soda cáustica (hidróxido de
sódio - NaOH) às vezes de forma combinada. A principal desvantagem do método reside
no fato de que a lama resultante da precipitação tem alto teor de metais e, em caso de
redissolução, os metais anteriormente imobilizados podem ser transportados contaminando
o meio ambiente.
Conclusão
Em conclusão pode-se dizer que a drenagem acida das minas e um problema que ainda ira prevalecer por muito tempo, e diferentes abordagens são utilizadas para a mitigação do processo de geração de águas ácidas em todo o mundo. No entanto, a adopção de uma única estratégia, em geral, não garante o controle efectivo do processo com viabilidade económica. As características de cada ambiente como potencial de geração de acidez, topografia, clima, entre outras e a disponibilidade de recursos técnicos e financeiros determinam a conduta a ser utilizada.
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Bibliografia
BORMA, Laura De Simone. (2003). A drenagem ácida de minas e o uso de barreiras capilares na interface depósito de resíduos-atmosfera.
BORMA, Laura De Simone & SOARES, Paulo Sérgio M. (2003). Drenagem Ácida e Sólidos De Mineração. CETEM/MCTI.
MELLO, Jaime W. V., et al (2014). Origem e Controle do Fenómeno Drenagem Ácida de Mina.
SOUZA, Vicente Paulo, Drenagem ácida – Aspectos ambientais: uma revisão. Rio de Janeiro: CETEM/MCTI, 2015.