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Índice Introdução .......................................................................................................................... 2 Objectivos .......................................................................................................................... 3 Objectivos gerais ............................................................................................................ 3 Objectivos específicos .................................................................................................... 3 Placeres ............................................................................................................................. 4 Definição:....................................................................................................................... 4 Génese dos placeres ........................................................................................................ 5 Métodos de prospecção e Explotação.............................................................................. 6 Prospecção .................................................................................................................. 6 Exploração .................................................................................................................. 7 Impactos ambientais associados ...................................................................................... 8 Dragagem .......................................................................................................................... 9 Definição:....................................................................................................................... 9 Equipamentos de dragagem .......................................................................................... 10 Processos mecânicos de dragagem ............................................................................ 10 Processos hidráulicos de dragagem ........................................................................... 11 Processos pneumáticos de dragagem ......................................................................... 12 A selecção dos equipamentos ....................................................................................... 13 Parâmetros essenciais no processo de panejamento de lavra ......................................... 14 Aspectos Ambientais .................................................................................................... 15 Impactos gerados pelo manejo do material dragado ................................................... 15 Conclusão ........................................................................................................................ 16 Bibliografia ...................................................................................................................... 17 ISPT – Mineracao Especifica | 2021 2 1. Introdução A diversidade mineralógica constitui valores agregados mundiais, devido a necessidade de matéria-prima industrial mantendo o sistema global activado. Entretanto distribuem – se pelo mundo na litosfera e hidrosfera respectivamente, compostas por rochas encachastes de maior ou menor dureza (ígneas, trapas) e solos submersos. São destacados em menor abundância os minerais depositados em rios de génese aluvionar, sendo crucial para a extracção técnicas específicas e produtivas. Um engenheiro russo em 1800 fez a primeira descoberta de ouro de aluvião no Alasca, dando origem ao termo “Placer” que são concentrações de minerais pesados que se formam quando os minerais são lavados, por clima ou inundação, declive em riachos. Os minerais se estabelecem em áreas onde a corrente do rio instalasse. Considerando as condições do depósito de minerais aluvionares, em lavra de placeres é empregado a extracção mecânica para maior produtividade e prevenção de incidentes e acidentes laborais, a dragagem é o principal equipamento para o manuseio e extracção aluvionar. Segundo Bray & Cohen (2010), uma dragagem é um processo de extracção de solo ou rocha, que ocorre debaixo de água. Este contempla essencialmente três etapas: escavação, transporte (vertical e horizontal) e deposição ou reutilização do material dragado. ISPT – Mineracao Especifica | 2021 3 2. Objectivos 2.1 Objectivos gerais Verificar, analisar com base em artigos científicos relacionados com a lavra de pláceres e dragagem apresentado no presente trabalho de investigação, vulgarizando os minerais aluvionares e as técnicas de extracção para leitor. 2.2 Objectivos específicos Apresentar e identificar as principais: Definições de placeres e Dragagem. A extracção de placeres e o uso da dragagem. Impactos ambientais envolvidos com extracção por dragagem. ISPT – Mineracao Especifica | 2021 4 3. Placeres 3.1.Definição: Placeres (placers) são acumulações sedimentares formadas pela concentração mecânica de minerais detríticos de valor económico, incluindo diversos bens metálicos ou pedras preciosas, originados a partir da decomposição e erosão de rochas-fonte, principalmente ígneas, mas também de rochas metamórficas e sedimentares. Estes minerais detríticos são geralmente conhecidos como “minerais pesados”, em função de sua alta gravidade específica (entre 21 e 2,9 g/cm³) superior à do quartzo (2,65 g/cm³). Segundo Emery e Noakes (1968), os placeres são compostos por minerais pesados “pesados” (gravidade específica entre 21 e 6,8 g/cm³), por minerais pesados “leves” (gravidade específica entre 5,3 e 4,2g/cm³) e por gemas (gravidade específica entre 4,1 e 2,9g/cm³). Os pesados “pesados” são transportados apenas por curtas distâncias (15 a 20 Km) e englobam principalmente o ouro, a platina e a cassiterita. Os pesados “leves” chegam mais comummente às zonas costeiras, concentrando-se em ambientes de deposição de alta energia. Eles compreendem principalmente a ilmenita, o rutilo, o zircão, a monazita e a magnetita. Entre as gemas destaca-se o diamante, que se concentra principalmente em aluviões, mas também em praias e na plataforma continental. Nas regiões costeiras e plataforma continental, os depósitos de minerais pesados têm sua génese associada aos fenómenos de erosão, transporte e deposição de sedimentos pela acção das ondas e correntes costeiras, em íntima associação com as modificações decorrentes das variações eustáticas do nível do mar que caracterizaram todo o período Quaternário. Em função destas modificações do nível marinho, muitas concentrações são também associadas a depósitos fluviais, que recobriam grande parte da plataforma continental, exposta durante fases de nível mar baixo e que foram posteriormente afogadas, pela transgressão marinha que ocorreu no final do Pleistoceno e início do Holoceno. Provavelmente, com exclusão do sal marinho, os placeres de minerais pesados foram os primeiros depósitos minerais marinhos explorados pelo homem. Existem relatos de exploração de depósitos praias de cassiterita, na região de Cornwall, Inglaterra, que eram ISPT – Mineracao Especifica | 2021 5 transportados pelos fenícios para o porto de Cadiz, Espanha, no período entre 1000 a 200 anos antes de Cristo (Lewis, 1908, apud Yim, 2000). 3.2.Génese dos placeres Os minerais pesados que compõem os placeres marinhos são oriundos de rochas fontes, ígneas, sedimentares ou metamórficas, que sofreram intemperismo e erosão, desagregando e liberando os minerais detríticos para o transporte pelos agentes superficiais (rios, vento, águas pluviais, gelo e acção da gravidade). Uma vez liberados das rochas fonte, estes minerais pesados podem ser transportados até o litoral, junto com outros minerais detríticos, onde a acção das ondas e correntes costeiras, ocasiona a retirada dos minerais mais leves e concentra aquelescujas densidades são mais elevadas, dando origem aos placeres de praias (Fig. 1). Muitos placeres marinhos, no entanto, têm sua origem relacionada às variações do nível do mar que ocasionaram períodos de exposição subaérea (regressões) e subsequente afogamento (transgressões) de extensas áreas da actual plataforma marinhas caracterizam o período Quaternário e foram modulados por mudanças climáticas, que ocasionaram o desenvolvimento das calotas polares nos períodos glaciais e seu posterior de gelos, nos períodos interglaciais. As variações no volume das geleiras, foram acompanhadas pelas mudanças eustáticas do nível do mar, ou seja, nível do mar baixo e exposição da plataforma continental em fases glaciais e afogamento durante fases interglaciais. O máximo da última fase de nível de mar baixo ocorreu há 18.000 anos, quando a linha de costa situava-se nas proximidades da quebra da plataforma continental, cuja profundidade actual ocorre em média entre 75 a 120 m. Nas fases de nível do mar baixo, em função do rebaixamento do nível de base, ocorreu o encaixamento erosivo dos canais, que em muitos locais atingiram até a borda da plataforma continental, erodindo as cabeceiras dos cânions submarinos que se estendem talude abaixo. Durante estes períodos, o fluxo de sedimentos para o mar ISPT – Mineracao Especifica | 2021 6 profundo foi feito principalmente através destes cânions, por intermédio de fluxos de detritos e correntes de turbidez. Os depósitos fluviais, formados na extensa planície costeira que se estendia por toda a plataforma continental durante as fases de nível do mar baixo do final do Pleistoceno, foram afogados pela transgressão marinha holocénico (Fig.2). Figura 2 – Génese dos depósitos de minerais pesados durante o afogamento do litoral em função da elevação do nível do mar. Depósitos fluviais e deltaicos, incluindo o canal fluvial e as barras arenosas submarinas na desembocadura do canal (A) são afogados pela transgressão marinha, permanecendo na plataforma continental como depósitos submersos (B) que por sua vez são retrabalhados pela acção das correntes costeiras e pelas ondas. 3.3.Métodos de prospecção e Explotação 3.3.1.Prospecção A prospecção das jazidas de minerais pesados na plataforma continental baseia-se principalmente em métodos geofísicos, para determinação da espessura sedimentar e para a visualização das principais superfícies de discordância e das irregularidades do fundo e sub- fundo marinho. Principalmente utilizam-se levantamentos batimétricos e sonográficos do fundo, associados a levantamentos sísmicos, com equipamentos de alta resolução, tipo boomer, sparker, ou mini air-gun. O levantamento sísmico é sucedido por campanhas de testemunhagem e sondagem, objectivando atingir os depósitos e superfícies discordantes visualizados na sísmica. Como os sedimentos contendo os minerais pesados são normalmente areias ou cascalhos, os testemunhadores a gravidade ou pistão são muito pouco efectivos. Portanto, utilizam-se equipamentos mais robustos, como os vibracores, sondas Banka, sondas rotativas ou à percussão, ou sondas por air-lift ou jet-probe. A escolha do método de amostragem, ISPT – Mineracao Especifica | 2021 7 depende do tipo de material a ser penetrado, da profundidade do objectivo e da lâmina d´água. 3.3.2.Exploração A explotação dos pesados é feita por dragagem, que pode ser hidráulica ou mecânica. Imensas dragas mecânicas, com caçambas com capacidade para 850 litros (0,85 m³) foram utilizadas na explotação de ouro no Alaska, posteriormente substituídas por um tractor submarino operado remotamente a partir de um cabo umbilical ligado ao navio. Este veículo, que pesava 25 toneladas, era equipado com uma imensa draga hidráulica com capacidade para sucção de sólidos de até 250 mm de diâmetro, accionada por uma bomba d’água com capacidade de 9690 litros/minuto. Jatos d’água sob forte pressão eram utilizados na boca da draga, para fragmentar os sedimentos semi-consolidados. A vantagem do tractor submarino sobre a draga por caçambas foi a de proporcionar maior controle e selectividade quanto ao exacto local a ser dragado, além de maior efectividade de dragagem, com taxas de 120 m³/hora em areias e 26 m³/hora em cascalho em profundidades médias de 15 metros (Garnett, 2000b). Quando em águas rasas de até 30 m, é feita de maneira seletiva por intermédio de mergulhadores que operam dragas de sucção (air-lift), exactamente nos locais de maior interesse, como irregularidades do fundo ou concavidades onde as concentrações de diamantes são mais elevadas. Em águas mais profundas, ou em condições de fundo submarino com blocos e cascalhos volumosos ou fundos endurecidos, são utilizadas sondagens rotativas de largo diâmetro (até 10 m), denominadas de “Wirth drill”. Estas sondas, operam em até 200 m de profundidade, de maneira rotativa, como uma gigantesca enceradeira, realizando furos circulares e colhendo os sedimentos, até atingir o objetivo. A exploração é realizada pela sobreposição das sondagens circulares à medida que o navio vai avançando, sendo controlada por veículos remotos e por submarinos (Fig. 3). ISPT – Mineracao Especifica | 2021 8 3.4.Impactos ambientais associados Os impactos ambientais da explotação de recursos minerais marinhos por intermédio de dragagens são imediatos em diversos níveis, incluindo: a lâmina d’água, o fundo submarino e seus organismos, a linha de costa e até mesmo sobre as comunidades costeiras que dependem do mar para sua sobrevivência, uma vez que as atividades de mineração interferem directamente com a pesca, a navegação e o turismo. Virtualmente quase todos os tipos de sedimentos do fundo submarino são habitados por assembléias de organismos bentônicos, que podem viver junto à superfície (epifauna) ou em subsuperfície (infauna), normalmente nas primeiras dezenas de centímetros abaixo do fundo marinho (Saila, 1976). Estes organismos são parte importante da cadeia alimentar, sendo o principal alimento dos peixes demersais, especialmente nas plataformas continentais. Quaisquer intervenções no fundo submarino, seja para a mineração, através de dragagens, ou para o descarte do rejeito do material após retirada do bem mineral, irão provocar alterações na quantidade, distribuição e deposição dos sedimentos, com óbvios impactos principalmente sobre a comunidade betônica. Parece evidente, que ocorrerá uma significativa redução da densidade de organismos bentônicos logo após operações de dragagens e descarte de rejeitos sob o fundo submarino. No entanto, existe ainda grande controvérsia sobre a taxa de recolonização destas áreas pelos organismos bentônicos (Saila, 1976). Certamente, estas taxas variam de local para ISPT – Mineracao Especifica | 2021 9 local, em função das características intrínsecas do ecossistema, que incluem fatores físicos e bióticos, tais como temperatura e transparência da água, quantidade de sedimentos em suspensão, hidrodinâmica das correntes de fundo e estrutura da comunidade bentônica. Os ecossistemas marinhos, na interface sedimento – lâmina d’água respondem, portanto, diferentemente em grau de sensibilidade ambiental, em função da conjugação destes diferentes fatores. Os efeitos da dragagem do fundo submarinos sobre os organismos bentônicos resultam de diferentes processos, dentre os quais: a eliminação direta dos organismos na área dragada; a mudança na turbidez da água diminuindo sua produtividade e impedindo a luminosidade de atingir o fundo; a modificação do substrato marinho; o despejo de rejeitos sobre o fundo submarino, eliminando grande parte da população bentônica que não tem condições de escapar para a superfície após o soterramento 4. Dragagem 4.1.Definição: Segundo Bray & Cohen (2010), uma dragagem é um processo de extracçãode solo ou rocha, que ocorre debaixo de água. Este contempla essencialmente três etapas: escavação, transporte (vertical e horizontal) e deposição ou reutilização do material dragado. Para quantificar a área a dragar, recorre-se frequentemente a levantamentos batimétricos executados por sondas acústicas. De modo a perceber a natureza dos materiais a dragar, são empregues métodos de exploração geológicos e geofísicos. É importante considerar diversos parâmetros no planeamento, construção e manutenção deste tipo de intervenções de engenharia, tentando sempre equilibrar os aspectos que dizem mais respeito à engenharia com os que consideram o ambiente. Por isso considera-se adequado providenciar informação acerca de potenciais benefícios ou impactes, para que a avaliação do projecto seja ponderada. ISPT – Mineracao Especifica | 2021 10 4.2.Equipamentos de dragagem Existe uma grande variedade de equipamentos de dragagem, alguns mais específicos, outros mais versáteis. Se se tiver algum cuidado ao planear e estudar os trabalhos de dragagem, consegue-se reduzir a quantidade de equipamentos utilizados, aumentando a eficiência de cada um. Conforme alguns autores e periódicos (GOES FILHO, 2004; SOARES, 2006), pode-se diferenciar, como fundamentais e mais usuais técnicas, os seguintes processos de dragagem: Processos Mecânicos de Dragagem; Processos Hidráulicos de Dragagem; Processos Pneumáticos de Dragagem. 4.2.1.Processos mecânicos de dragagem Os equipamentos mecânicos de dragagem atuam na remoção de areia, cascalho e sedimentos muito coesivos, como turfa, argila e silte altamente consistente, através da aplicação directa de uma força mecânica para escavar o material do fundo marinho. O material escavado (dragado), geralmente, é transportado para barcas ou barcaças acostadas a contrabordo das dragas, para serem posteriormente lançados até a área de deposição prevista no projecto. As dragas mecânicas podem ser propelidas ou não. As não propelidas são denominadas dragas estacionárias. Os equipamentos de dragagem que utilizam este processo são classificados nas seguintes categorias: Caçamba de Mandíbulas ou Draga de Caçamba (Grab or Clamshell Dredges);\ Escavadeiras Frontais (Dipper Dredges) ou Retroescavadeiras (Hoes); Pás de arrasto (Draglines); Dragas de Alcatruzes (Bucket Dredges). ISPT – Mineracao Especifica | 2021 11 FIGURA 4 - Dragline removendo solo marinho e fazendo deposição do material escavado em zona adjacente a operação. Fonte: www.dannaylor.com/gallery2/gal2.htm, acessado em 20/10/2010 4.2.2.Processos hidráulicos de dragagem A ferramenta principal, utilizada nos equipamentos hidráulicos, são as bombas de dragagem, que apresentam diversas funções e caracterizam este processo. As bombas de dragagem fazem a sucção e o recalque de parte do solo aspirado, que pode ser triturado tanto por ação mecânica do desagregador, quanto por ação hidráulica, devido ao contato com fortes jatos d’água. Os principais equipamentos utilizados neste processo são: Dragas Autotransportadoras de Arrasto ou AT (Hopper Trailing Suction Dredges); ISPT – Mineracao Especifica | 2021 12 Dragas de Sucção e Recalque com Desagregador ou SR (Cutter Suction Dredges). FIGURA 5 - Esquema operacional de uma draga autotransportadora Fonte: SOARES, 2006 4.2.3.Processos pneumáticos de dragagem O equipamento utilizado neste processo é a draga pneumática, que utiliza um método conhecido como Air-lift, cuja função é promover a aspiração do material dragado por ar comprimido. As dragas pneumáticas não provocam a dispersão acentuada de sedimentos na lâmina d’água durante sua operação, uma vez que não há a presença de cortes no solo por meios mecânicos. Desta forma, as dragas pneumáticas são vistas como as que menos poluem o meio ambiente. São empregadas em atividades de recuperação ambiental (retirada de produtos químicos insolúveis, ou pouco solúveis em água, e mais pesados que a água, como, por exemplo, tetracloreto de carbono e dissulfeto de carbono). ISPT – Mineracao Especifica | 2021 13 Uma característica vantajosa da dragagem pneumática em relação à hidráulica é quanto a não limitação da operação, pela profundidade a ser percorrida para a realização da aspiração do solo. FIGURA 6 - Esquema operacional de uma draga pneumática Fonte: SOARES, 2006 4.3.A selecção dos equipamentos Ao selecionar tecnologias ou a combinação de tecnologias adequadas à dragagem, o engenheiro responsável pelo projeto deve considerar as características do local onde será realizada a operação, tais como: geografia, hidrologia, geologia, ecologia, industrialização, urbanização e tipos de carga. Os principais fatores que deverão ser analisados para a seleção dos equipamentos são (GOES FILHO, 1979): As características físicas do material que será dragado; O volume do material a ser dragado; As profundidades de dragagem; ISPT – Mineracao Especifica | 2021 14 Distâncias entre os pontos da realização da dragagem e da disposição final do material dragado; As condições ambientais das áreas onde ocorrerá a dragagem e a disposição final do material dragado; O nível de contaminação detectado nos sedimentos proveniente da dragagem; Os métodos que serão utilizados na disposição dos sedimentos dragados; Os tipos de dragas disponíveis param operação. 4.4.Parâmetros essenciais no processo de panejamento de lavra A selecção dos métodos de dragagem e o de parâmetros essenciais no processo de panejamento são estabelecidos, a partir das seguintes análises (Bray et al., 1997): Avaliação metereológica para definir os padrões de vento, tanto no local onde será realizada a dragagem, quanto no posterior local de despejo do material dragado; e a incidência de outros fatores possíveis de afetarem as operações, sendo eles: fortes chuvas e nevoeiros; Avaliações hidrológicas, visando à realização de medições de marés, ondas e correntes, e também, definir a forma do leito do canal a ser dragado, assim como do sítio de despejo; Estudos geológicos e geotécnicos, para caracterizar a natureza dos sedimentos que serão dragados, de alguma forma usados, descartados ou até mesmo confinados em cápsulas apropriadas; Observações ambientais, identificando os potenciais riscos não só durante a execução da operação, mas também em sua conclusão. Através das informações obtidas poderem estabelecer meios para possíveis comparações de actividades correlatas; ISPT – Mineracao Especifica | 2021 15 4.5.Aspectos Ambientais É notório, que a dragagem tem seus devidos efeitos sobre o meio ambiente, como, por exemplo, “criação” de novas terras (construção de aterros) e mudança não só física, mas também química e biológica de canais de acesso e outras vias navegáveis. O habitat natural, de diversas espécies marinhas, irá ser modificado. Todavia, essas mudanças, com o advento de certas tecnologias, não acarretarão em uma perturbação negativa do meio a longo prazo. Como exemplo, podem ser citadas as tecnologias de confinamento de material contaminado e utilização de DGPS somado a uma dragagem de alta precisão, onde camadas muito finas do solo são aspiradas, gerando mínimas as quantidades de perturbação e os materiais dispostos livremente na lâmina d’água. Os potenciais efeitos ambientais da dragagem são, em geral, ocasionados como resultado das próprias operações da dragagem em si, ou em consequência da destinação dos sedimentos dragados, que assumem, então, restrições quanto ao uso e sua disposição. De acordo com Davis et. al. (1990) e Bray et. al (1997), estes impactos podem ser divididos nas seguintes categorias: Dispersão e deposição de sedimentos ressuspendidos; Resultados da operação batimétrica; Efeitosde mudanças na configuração de linha da costa; Perda de habitats de fundo e recursos pesqueiros; Ruído gerado pelas dragas em operação. 4.6.Impactos gerados pelo manejo do material dragado Um relatório técnico (USEPA, 1992) realizado por esta agência define três alternativas principais de manejo do material dragado, sendo: Despejo direto no rio; Despejo confinado; Alternativas de uso benéfico, como a restauração de habitats (lagoas, mangues, pântanos e ilhas). ISPT – Mineracao Especifica | 2021 16 5. Conclusão Particularmente é difícil entender o avanço extractivo mundial. A demanda de recursos minerais proporciona oportunidades de serviço social e aumenta o nível de emissão de substâncias ou agentes potencialmente prejudiciais ao meio ambiente, no quotidiano global. Em placeres, a instalação de equipamentos para extracção é viável no contexto operacional pois possibilita uma maior eficácia. Não obstante, é crucialmente importante a inspecção hidrológica em áreas de exploração ou lavra de placeres. Segundo Oliveira, U (2010).,as operações de dragagem apesar de contribuírem com a dinâmica do desenvolvimento gerado pelo “impulsionamento” econômico, ou seja, moldando e construindo portos, canais e vias de acesso, acarretam ao meio ambiente uma série de impactos, indo de pequenas perturbações nos corpos d’água, até ao extermínio de grandes biotas, nos locais onde está se efetuando determinada operação de dragagem. Desta forma, faz-se imprescindível à realização de análises, estudos e pesquisas das áreas que se deseja modificar com o auxílio das dragas; não esquecendo de considerar a experiência dos profissionais envolvidos no processo e da comparação de resultados obtidos com as devidas literaturas técnicas. ISPT – Mineracao Especifica | 2021 17 6. Bibliografia Silva, C. (2000). PLACERES MARINHOS. Brasil: Revista Brasileira de Geofísica; Conceição, R. (2016). Gestão de dragagens portuárias – alguns aspectos geotécnicos e geo - ambientais. Brasil: FCE; Oliveira, U. (2010). A DRAGAGEM E OS IMPACTOS AO MEIO AMBIENTE. Rio de Janeiro: UEZO.
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