CARTOGRAFIA APILICADA À EXTRAÇÃO MINERALEstudo de Caso

Rogério Valença Ferreira1

Lucilene Antunes Correia Marques de Sá2

1 DEPARTAMENTO NACIONAL DE PRODUÇÃO MINERAL - DNPMEstrada do Arraial, 3824 – Casa Amarela

52.070-230 – Recife – PE – BrazilTelefone: (081) 441-5477 R. 222 Fax: (081) 441-5777

e-mail: rvalenca@free.elogica.com.br

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - UFPECentro de Tecnologia e Geociências - CTG

Departamento de Engenharia Cartográfica - DECartAv. Acadêmico Hélio Ramos, s/n - Cidade Universitária

Recife - Pernambuco - Brasil50740-530

Telefone: (081) 271-8714 Telefone/Fax: (081) 271-8235e-mail: LACMS@NPD.UFPE.BR

RESUMOCom o objetivo de identificar uma nova metodologia que possibilite monitorar de forma mais eficiente a extração docalcário, e determinar as interferências desta atividade no meio ambiente próximo, esta pesquisa utilizou técnicasempregadas a partir do conhecimento existente na Engenharia Cartográfica, como a interpretação de imagens, acartografia digital e o geoprocessamento. O presente artigo apresenta a aplicação da metodologia empregada, osresultados e as conclusões obtidos no estudo. As duas áreas de concessão de lavra que foram objeto destapesquisa estão localizadas no município de Paulista, Estado de Pernambuco, região Nordeste do Brasil .

ABSTRACT

The use of the calcareous founded on the Metropolitan Region of Recife began in 1940. In the beginning of 1970, withthe increase of the civil construction, the exploration of this mineral become a serious environment problem. Thisresearch studied a new methodology in the manager of the extraction of this mineral and its interference in theenvironment. Techinics as GIS, image processing and Cartography were used. The regions studied are in Paulistacity, in Pernambuco state, Brazil's northeastern.

1. INTRODUÇÃO

A utilização da Cartografia, especialmente ogeoprocessamento, nas mais diversas aplicações, taiscomo: estudos ambientais, urbanos, uso do solo agrícola,dentre outras, são imprescindíveis já há algum tempo, dadoque, a velocidade das transformações espaciais e aquantidade de informações relativas às mesmas vêmaumentando permanentemente.

A exploração mineral é uma das atividades econômicasque mais provocam transformações de ordem ambiental.

Os impactos ambientais observados variam de acordo comas características do ambiente, o tipo de minério explotadoe a utilização de tecnologias específicas na extração e nobeneficiamento.

A demanda por novas matérias primas, vem aumentandonas últimas décadas a produção do setor mineral no Brasil,tendo como conseqüências mais áreas de exploração,fazendo com que o volume de informações deste setortenha crescido bastante do ponto de vista cartográfico.Sendo assim, necessário se faz a utilização de técnicasmais modernas para o processamento destas informações.

O presente trabalho é resultado da aplicação daCartografia, utilizando técnicas de geoprocessamento, parao monitoramento da extração mineral em frente de lavra acéu aberto. Como área teste, foi escolhida uma mina decalcário localizada no município de Paulista, estado dePernambuco.

2. OBJETIVOS

2.1 – Gerais

Estudar uma metodologia para o monitoramento daextração mineral em frente de lavra a céu aberto com baseem técnicas cartográficas aplicadas ao geoprocessamento.

2.2 – Específicos

• Diagnosticar as principais mudanças ambientaisocorridas na área de estudo com base emdocumentos cartográficos, período 1970 a 1988;

• quantificar o volume de calcário extraído na áreano período de 1975 a 1988.

3 . ÁREA DE ESTUDO

A área de estudo está localizada no município dePaulista, Região Metropolitana do Recife, estado dePernambuco, conforme mostra a Figura 1.

Figura 1 – Mapa de Localização

A geologia regional é constituída pelo embasamentocristalino, com rochas Pré-Cambrianas; FormaçãoGramame (Cretácio) composta por calcários argilosos e

detríticos; Formação Maria Farinha (Terciário) comcalcários detríticos; Grupo Barreiras (Terciário) compostopor depósitos pouco consolidados de natureza continental,formados por materiais areno-argilosos; sedimentoscenozóicos, estando identificados como terraçosholocênicos e pleistocênicos (areias de praia) e mangues(siltes e argilas orgânicas).

O clima da região é quente e úmido, com precipitaçõesem torno de 1.800 mm anuais.A cobertura vegetal éconstituída por manguezais, vegetação nativa de mataatlântica substituida por vegetação secundáriadenominada de capoeira e áreas cultivadas de coqueirais.

4. A EXTRAÇÃO DE CALCÁRIO

Os calcários são rochas constituídas, basicamente, porcarbonato de cálcio (CaCo3). A calcita e a aragonita são osprincipais minerais formadores dos calcários.Geneticamente os calcários podem ser originados peloacúmulo de restos orgânicos ou precipitação química desoluções.

Na área de estudo, os calcários são decorrentes dasFormações Gramame e Marinha Farinha, que se dispõemao longo da Bacia Sedimentar CosteiraPernambuco/Paraíba. São impuros, com elevados teoresde resíduo insolúvel.

A explotação de calcário é feita em Concessão de Lavra,dividida em duas áreas de 375,12ha e 109,60ha. Aconcessionária é a Companhia de Cimento Portland Poty,cuja unidade fabril fica localizada dentro da área deconcessão.

A explotação de calcário nestas áreas teve início nadécada de quarenta, voltada para a produção de cimentoda fábrica que abastece o mercado regional.

O método de lavra é a céu aberto, sendo totalmentemecanizado. O capeamento, material que se encontrasobre o calcário, é retirado com escavadeiras etransportado para o bota-fora, área onde é armazenado. Odesmonte do minério é feito com explosivos. Ocarregamento do material para os caminhões basculantesé feito com pás carregadeiras, sendo posteriormentetransportados até o britador primário na fábrica.

Os dados relativos a produção mineral durante o períodoestudado, 1975 a 1988, é apresentada na Tabela 1. Osvalores da produção, em toneladas, são informados pelaempresa mineradora anualmente, através do RelatórioAnual de Lavra, apresentado ao Departamento Nacional deProdução Mineral – DNPM.

Tabela 1

Produção de Calcário, Argila Calcífera e Volume de Estéril

Produção(t) Volume Relação Vol. de estéril Vol. totalANO Calcário Arg. Calcífera (m ³) Estéril/minério (m ³) estéril/minério1975 844.591 - 351.912 0,40 140.764 492.6761976 982.940 - 409.558 0,60 245.734 655.2921977 965.543 - 402.309 0,40 160.923 563.2321978 1.001.938 - 417.474 0,50 208.737 626.2111979 1.055.600 - 439.833 0,50 219.916 659.7491980 1.429.458 - 595.607 0,70 416.924 1.012.5311981 1.485.206 - 618.835 0,94 581.704 1.200.5391982 1.441.129 - 600.470 0,86 516.404 1.116.8741983 970.600 - 404.416 1,57 634.933 1.039.3491984 792.720 196.503 445.890 1,20 535.068 980.9581985 817.133 358.258 551.212 1,00 551.212 1.102.4241986 988.630 172.071 513.147 1,00 513.147 1.026.2941987 826.950 92.040 398.703 1,00 398.703 797.4061988 803.963 221.535 465.298 1,00 465.298 930.596

TOTAL 14.406.401 1.040.407 6.614.664 - 5.589.467 12.204.131

Fonte: DNPM - Relatórios Anuais de Lavra

5 . MATERIAL E MÉTODOS

5.1 - Documentos Cartográficos:

• Carta Topográfica, escala 1:25 000, ano 1970;• Ortofotocartas, escala 1:10 000, anos de 1975 e

1988.

5.2 – Processamento de Dados

A pesquisa estuda dois aspectos:

• o monitoramento de questões ambientais relacionadasa extração do minério; e

• a determinação da quantidade de minério retirada, emum determinado período de tempo, através das curvasde nível disponíveis nos documentos cartográficos.

Níveis de Informação

Carta Topográfica de1970

Ortofotocartas de 1975 e 1988

Mangue Mangue, Área Cultivada e Solo NuÁrea de Concessão Área de Concessão

Fábrica Área de LavraAeródromo Tanque de DecantaçãoHidrografia Fábrica

Sistema Viário AeródromoLimite Municipal Hidrografia

Sistema ViárioLimite Municipal

Curvas de Nível e Pontos Cotados

5.2.1 – Níveis de Informação

Os níveis de informação foram definidos com base naescala da carta, nos dados existentes na época e nasanálises a serem desenvolvidas.

As curvas de nível e os pontos cotados fazem parte deum arquivo separado, pois foram utilizados para o cálculodo volume de minério retirado.

5.2.2 – Digitalização

A digitalização é a técnica de conversão dos dadosespaciais do meio analógico para o meio magnético. Oprograma utilizado para transposição dos dados foi oMAXICAD.

Os mapas foram digitalizados em níveis definidosanteriormente. As figuras 2, 3 e 4 são resultados dadigitalização dos documentos cartográficos, e mostramcomo se encontrava a área de estudo em 1970, 1975 e1988, respectivamente.

Posteriormente, foi executada a edição do arquivosdigitalizados, e realizado a análise espacial. Como oprograma utilizado na análise espacial foi um CAD –Computer Aided Design, foi necessário o cruzamento dosníveis para a obtenção dos resultados relativos aomonitoramento.

O cálculo do volume de material extraído da mina foiobtido com base nos arquivos digitalizados, utilizando-seum programa MDT – Modelo Digital de Terreno, oTASH(Topographisches Auswerte System Der Universitaet

Hannover). O programa foi alimentado com a malha decoordenadas tridimensionais obtidas a partir das curvas de

nível e pontos cotados.

Figura 2 – Mapa da Situação da Área em 1970.

Figura 3 – Mapa da Situação da Área em 1975.

Figura 4 – Mapa da Situação da Área em 1988

5.3 – Equipamentos utilizados na Pesquisa:

• Microcomputador;

• Mesa digitalizadora;

• Plotter ; e

• Impressora.

6. RESULTADOS

Com relação às mudanças ambientais decorrentes daextração do calcário na região, observa-se, através dasFiguras 5 e 6, que houve uma redução nas áreas demangue e solo nu. Entretanto, observa-se, também, queocorreu uma ampliação na área de lavra e no tanque dedecantação, aonde são armazenados os rejeitos da fábricade cimento. Estes fatos podem ser observados através dosnúmeros apresentados na Tabela 2.

Figura 5 – Mapa com a análise do Período de 1970 a 1975.

Figura 6– Mapa com a análise do Período de 1975 a 1988.

Tabela 2 – Monitoramento da Área

Área (m2) DiferençaNíveis Observados 1970 1975 1988 % m² ha

Mangue 1.888.205 1.724.706 1.398.012 -26,0 490.193 49,0

Solo Nu - 345.606 210.568 -39,1 135.038 13,5

Área de Lavra - 368.338 839.480 56,1 471.142 47,1

Tanque de Decantação - 307.550 418.383 26,5 110.833 11,0

Fonte: Pesquisa Direta

O estudo mostrou, ainda, em outra importanteconstatação que, a empresa responsável pela exploraçãoda mina, extrapolou a área de concessão, pois, a área delavra referente ao ano de 1988 está fora do limite da áreade concessão, logo, além dos limites permitidos. Este fatopode ser observado na Figura 4.

Para o cálculo do volume foram utilizados os arquivoscontendo as curvas de nível e os pontos cotadosdigitalizados. As Figuras 7 e 8 apresentam a topografia daárea.

Figura 7 – Mapa Altimétrico do ano de 1975.

Figura 8 – Mapa Altimétrico do ano de 1988.

Com relação ao volume de calcário explotado, o cálculoé feito dividindo-se o valor da produção pela densidade dominério. A densidade do calcário é de 2,4; a da argilacalcífera é de 1,7. Para se obter o volume de estéril,material extraído que não é minério, multiplica-se pelo valorda relação estéril/minério, proporção entre volume deestéril com o volume de minério. A soma do volume de

estéril com o volume de minério irá representar o volumetotal de material extraído.

Nesta pesquisa quando é feita a comparação entre ovolume calculado e o informado pela empresa, considera-se apenas o volume de minério explotado, pois parte-se dapremissa que o material estéril foi depositado, outra vez, naprópria área de lavra. Os resultados são apresentados naTabela 3.

Tabela 3 – Volume de Minério ExplotadoPeríodo:1975 - 1988

Ano Área(m²) Volume(m³) Vol. Explotado(m³)1975 361.855 6.035.744 -1988 808.000 10.038.310 -Total - - 4.002.566

Fonte: Pesquisa Direta

O Volume calculado difere do volume informado pelaempresa mineradora. Os cálculos mostram que a diferençaé da ordem de 39,5% para menos.

Sendo:Vinf = volume informado = 6.614.664m³Vcal. = volume calculado = 4.002.566m³∆V = Vinf. - Vcal. = 6.614.664 - 4.002.566 = 2.612.098m³

7. CONCLUSÕES

O principal impacto ambiental causado pela extração decalcário na área de estudo, foi a redução da área demangue, na ordem de 50ha, motivado por dois fatores: aconstrução do tanque de decantação dos rejeitos dafábrica, ao norte da área; e os aterros feitos ao sul da áreade concessão, objetivando possibilitar a explotação dominério, pois parte do calcário está sob a área de mangue.

A explotação do minério fora da área de concessão, foioutro fato importante observado. Isto, está em desacordocom o item II do art. 37 do Código de Mineração (Decreto-Lei n° 227, de 28 de fevereiro de 1967): “a área de lavraserá adequada à condução técnico econômica dostrabalhos de extração e beneficiamento, respeitando oslimites da área de pesquisa”.

A razão da diferença entre o volume de minério extraídoe o volume calculado, deve-se, provavelmente, aoempolamento do material estéril, que uma vez revolvido,vai ocupar um volume maior do que anteriormenteocupava, motivado pela aeração sofrida nadescompactação do material. Por outro lado, o fato doperíodo observado ser muito extenso, quatorze anos (1975- 1988), dificulta a detecção de outros possíveis fatoresinterferentes. Portanto, a quantificação do material extraídode uma mina a céu aberto, necessitaria de mediçõesperiódicas, em intervalos de tempos menores e regulares,para que fosse possível obter com precisão o volume

retirado, e assim, compará-lo com o informado pelaempresa mineradora.

8. BIBLIOGRAFIA

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