A importância da revegetação
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A importância da revegetação
14 de maio de 2013 – Belo Horizonte (MG) Empresa: ArcelorMittal Mineração Trabalho premiado: A importância da revegetação na estabilidade de taludes na mineração: Estudo de caso e alternativas para a Mina do Andrade (MG) Categoria: Meio Ambiente Autoras: Kellen Poliana Mendes de Medeiros Tássia Camila Amorim Bicalho Revista Minérios & Minerales [email protected] [email protected] www.revistaminerios.com.br Tel.: (11) 3788-5500 1 KELLEN POLIANA MENDES DE MEDEIROS TÁSSIA CAMILA AMORIM BICALHO A IMPORTÂNCIA DA REVEGETAÇÃO NA ESTABILIDADE DE TALUDES NA MINERAÇÃO: Estudo de caso e alternativa para a Mina do Andrade (MG) Trabalho de pesquisa apresentado ao 15º Prêmio de Excelência da Indústria Minerometalúrgica Brasileira. Categoria: Meio Ambiente JOÃO MONLEVADE MINAS GERAIS – BRASIL 2013 5 AGRADECIMENTOS Agradecemos à ArcelorMittal Mineração e seus representantes, Aércio Januzzi e Paulo Ribeiro pela receptividade e disponibilidade em contribuir para o desenvolvimento do projeto. À Vegetar, que esteve presente de forma ativa na execução dos experimentos. Ao Veríssimo Gibran, não só pela excelente orientação, mas também pela paciência, compreensão e amizade. À Gleicia e Elton pelo apoio. Aos demais professores que durante a graduação contribuíram para nosso crescimento profissional e pessoal. Agradecemos também a todos que de forma indireta contribuíram para a efetivação do nosso projeto. Muito obrigada! vii7 RESUMO BICALHO, Tássia Camila Amorim; MEDEIROS, Kellen Poliana Mendes de. A IMPORTÂNCIA DA REVEGETAÇÃO NA ESTABILIDADE DE TALUDES NA MINERAÇÃO: Estudo de caso e alternativa para a Mina do Andrade. Orientador: Veríssimo Gibran Mendes de Sá. A revegetação de taludes apresenta-se como importante fator para a proteção e a integridade dos mesmos. A Mina do Andrade – ArcelorMittal, localizada no município de Bela Vista de Minas/MG, e atualmente em processo de expansão, realizou a revegetação dos taludes gerados por suas obras utilizando o método e de hidrossemeadura. Entretanto, a técnica não foi eficiente para promover a cobertura vegetal do talude. Os objetivos do presente trabalho são investigar as causas desse insucesso na cobertura do talude, uma vez que o método aplicado é considerado eficaz e o capital investido no projeto foi de elevado valor, e propor uma possível solução para o problema. Para essa investigação foram avaliados a geologia, a hidrogeologia, a topografia, o clima da mina bem com o substrato do talude, fatores que influenciam no plantio e que poderiam ser responsáveis pela causa do insucesso da revegetação. Como alternativa para solucionar o problema foi realizada revegetação em uma amostra denominada “talude-experimento” utilizandose os dados levantados na análise dos fatores investigativos e físico-química do solo local. A solução empregada consiste no uso do recurso de manta biológica mista de palha e fibra de coco e o mix de sementes composto por Canavalia ensiformi, Calopogonium mucunoides, Crotalaria juncea, Raphunus sativus, Avena strigosa, Lolium multiflorum, Brachiaria brizantha e Melinis multiflora. Apesar da busca de sementes que se adaptassem ao tipo de solo do plantio, optou-se pelo emprego da adubação a partir do esterco animal e do superfosfato simples, a fim de aumentar a aderência e proteção das sementes ao solo e sua melhor nutrição. Os resultados obtidos mostram que o insucesso da revegetação por meio de hidrossemeadura está diretamente relacionado com a ausência de estudo prévio das características locais, pois estes são fundamentais para correta seleção da técnica de revegetação e das sementes a serem utilizadas. Todavia, o método alternativo proposto neste trabalho da aplicação da biomanta mista de palha e fibra de coco e o uso de um mix viii 8 de sementes demonstrou-se eficaz, garantindo e brotamento das sementes e estabilização da vegetação no talude. Conclui-se que, abstraindo-se os resultados práticos, é essencial, anteriormente a aplicação de quaisquer métodos, o prévio estudo do ambiente e suas particularidades. Com base nos resultados a Mina do Andrade está revendo suas ações de revegetação e adotando o modelo com biomantas. PALAVRAS-CHAVE: Talude. Revegetação. Hidrossemeadura. Biomanta. ix 9 ABSTRACT BICALHO, Tássia Camila Amorim; MEDEIROS, Kellen Poliana Mendes de. THE IMPORTANCE OF REVEGETATION ON THE STABILITY OF SLOPES AT MINING: case study and alternative for the Mina do Andrade (MG). Adviser: Veríssimo Gibran Mendes de Sá. The revegetation of slopes presents itself as an important factor for the protection and integrity of themselves. The Mina do Andrade - ArcelorMittal located at the municipality of Bela Vista de minas and currently in the process of expanding, performed the slope revegetation generated due to their works by the bioengineering method of hydroseeding. However there weren't many plants that sprouted. The objective of this study aims to investigate the causes of this failure, since the applied method is effective and the capital invested in the project was of high value, and point out possible solution to the problem. For this research were evaluated influencing factors at planting that may be causing the problem, as geology, hydrogeology, topography and climate of the mine. As an alternative to solve the problem, a revegetation was conducted in a sample called "talude-experimento" using the data obtained in the analysis of the investigative and physico-chemical factors of the local soil. The solution found was to use a biological plaid mix of straw and coconut fiber and the seed mix composed of Canavalia ensiformi, Calopogonium mucunoides, Crotalaria juncea, Raphunus sativus, Avena strigosa, Lolium multiflorum, Brachiaria brizantha e Melinis multiflora. Although the search for seeds that would identify with the type of the planting soil, was chosen the use of fertilizer from animal manure and simple superphosphate in order to increase adhesion and seed protection to soil and its better nutrition. The results indicate that the failure of revegetation through hydroseeding is directly related to the absence of prior study of local features, as these are essential for correct selection of technical revegetation and seeds. However, the method applied in this study proved to be effective, generating sprouting seeds and the stabilization of the vegetation. It is concluded that abstracting the practical results, it is essential to implement above any methods, the prior study of the environment and its characteristics. Based on the results the Mina x 10 do Andrade is reviewing its actions revegetation and adopting the model with biodegradable biomantle. KEYWORDS: Slopes. Revegetation . Hydroseeding . Biomantle. xi 11 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Pluviometria por meses………………………………………..……….. 43 Gráfico 2 - Pluviometria ao longo dos anos……………………………………… 43 Gráfico 3 - Temperaturas ao longo dos meses…………………………..……….. 45 Gráfico 4 - Umidade Relativa ao longo dos meses…………………………..…… 47 13 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Falha na vegetação de taludes........................................................ 05 Figura 2 – Foto aérea da Mina do Andrade...................................................... 19 Figura 3 – Close na área de expansão.............................................................. 20 Figura 4 - Técnica de Hidrossemeadura........................................................... 21 Figura 5 - Modelo de caminhão utilizado para a hidrossemeadura............... ESPAÇO………………………………………………............................................ Figura 6 - Close do "talude experimento". ...................................................... 22 Figura 7 - Proximidade do talude com a esteira transportadora do britador. 26 Figura 8 - Coleta de amostras do solo. .......................................................... 27 Figura 09 - Local amostrado. ............................................................................ 29 Figura 10 - Detalhe das variáveis "Pureza" e "Germinação" em uma taludes................. . embalagem de sementes............................................................... 30 Figura 11 - Vegetação predominante na parte inferior do talude.................... 31 Figura 12 - Perfil do Talude-experimento........................................................... 32 Figura 13- Abertura das covas. .......................................................................... 33 Figura 14 - Mix de sementes utilizado. .............................................................. 35 Figura 15 - Posicionamento da tela vegetal. ..................................................... 35 Figura 16 - Grampeamento da tela vegetal. ...................................................... 36 Figura 17 - Sucessão Estratifigráfica da Mina do Andrade............................... 38 Figura 18 - Diferenças visíveis de solo. ............................................................ britador.... Figura 19 – Aparecimento de “Surgências” nos taludes. ............................... taludes................................... Figura 20 - Vegetação ao longo das canaletas de água. ................................... 40 Figura 21 - Surgências em período de seca. .................................................... chuvas....................... Figura 22 - Exemplo de erosão causada pela ação das chuvas...................... 42 Figura 23 - Especificações: Feijão de Porco..................................................... 56 Figura 24 - Especificações: Calopogônio ......................................................... 56 Figura 25 - Especificações: Crotalária............................................................... 57 Figura 26 - Especificações: Nabo Forrageiro................................................... 57 Figura 27 - Especificações: Aveia Preta............................................................ 58 25 41 41 49 14 Figura 28 - Especificações: Azevém.................................................................. 58 Figura 29 - Especificações: Brachiarão............................................................. 59 Figura 30 - Especificações: Capim Gordura...................................................... 59 Figura 31 – Primeiros brotos após 6 dias do plantio - comparação do . tamanho a uma semente de girassol............................................ Figura 32 - Vegetação após 12 dias do plantio..................................................... 61 Figura 33 – Close - Vegetação após 12 dias do plantio.................................... 62 77 62 Figura 34 – Estabilidade da vegetação............................................................. 63 Figura 35 – Vegetação em menos de três meses de plantio............................ 63 Figura 36 - Antes e depois do experimento....................................................... 64 Figura 37 - Revegetação de toda a extensão do talude-experimento............. 65 15 xv LISTA DE TABELAS Tabela 1– Definição de indicativos para sementes............................................ 29 Tabela 2 – Proporção de espécies por porção de mix........................................ 33 Tabela 3 – Condições do solo e fatores de segurança....................................... 34 Tabela 4 – Temperaturas média das máximas ao longo dos anos....................... 45 Tabela 5 – Temperaturas médias das mínimas ao longo dos anos..................... 46 Tabela 6 – Umidade relativa ao longo dos anos................................................. 47 Tabela 7 - Taludes e ângulos de repouso de vários materiais………….……… 50 Tabela 8 – A interpretação dos resultados da análise do solo.......................... 51 Tabela 9 - Especificidade de espécies................................................................ 55 Tabela 10 - Dados utilizados para cálculo de SPV............................................. 60 xvii17 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS Al3+ - Alumínio trocável APT - Análise preliminar de tarefa ºC – Celsius Ca2+ - Cálcio trocável cm - Centímetros CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente CTC (t) - Capacidade de troca catiônica efetiva (t), DNPM - Departamento Nacional de Produção Mineral DILIC - Diretoria de Licenciamentos Ambientais EIA - Estudo de Impacto Ambiental EDTA - Ácido etilenodiamino tetra-acético Embrapa - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária FaEnge – Faculdade de Engenharia ha – hectare HCl – Ácido clorídrico H2SO4 – Ácido sulfúrico IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis IBRAM – Instituto Brasileiro de Mineração INMET - Instituto Nacional de Meteorologia ITM – Instalação de tratamento de minério K – Potássio 18xviii KCl - Cloreto de potássio Kg – Quilogramas Km – Quilômetros km² - Quilômetros quadrados L – Litro LI - Licença de Instalação LO - Licença de Operação LP - Licença Prévia Ltda - Limitada m – Metros m. - Saturação de alumínio mm – Milímetros MG - Minas Gerais Mg2+ - Magnésio trocável Mtpa – Milhões de toneladas por ano N - Nitrogênio Na - Sódio NaOH – Hidróxido de sódio Na2Cr2O7 – Dicromato de sódio P - Fósforo PBA - Plano Básico Ambiental PDE – Pilha de estéril pH – potencial hidrogêniônico xix 19 PIB – Produto Interno Bruto PNM – Plano Nacional de Mineração RIMA - Relatório de Impacto Ambiental SA – Sociedade anônima SB - Soma de bases SISNAMA - Sistema Nacional de Meio Ambiente SPV – Sementes puras variáveis Uemg - Universidade do Estado de Minas Gerais V - Saturação de bases VC - Valor cultural 21 SUMÁRIO RESUMO................................................................................................................. vii ABSTRACT............................................................................................................. ix LISTA DE GRÁFICOS............................................................................................ xi LISTA DE ILUSTRAÇÕES..................................................................................... xiii LISTA DE TABELAS.............................................................................................. xv LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ................................................................ xii 1. INTRODUÇÃO.................................................................................................... 1 2. OBJETIVOS........................................................................................................ 4 2.1 Objetivo Geral.................................................................................................. 4 2.2 Objetivos Específicos..................................................................................... 4 3. JUSTIFICATIVA.................................................................................................. 4 4. REFERENCIAL TEÓRICO................................................................................. 7 4.1. A atividade mineradora.................................................................................. 7 4.2. Degradação ambiental pela atividade de mineração.................................. 8 4.3. O Licenciamento Ambiental e a mineração................................................. 9 4.4. Revegetação de taludes................................................................................ ...................... 12 4.4.1 Técnica de bioengenharia........................................................................... 14 4.4.2 Hidrossemeadura........................................................................................ 15 4.4.3 Biomanta....................................................................................................... 16 4.5. A Mina do Andrade – ArcelorMittal.............................................................. 16 5. MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................. 19 5.1 Localização do Empreendimento.................................................................. 19 22 5.2 Revegetação de taludes ................................................................................ 20 5.3 Investigação da falha do processo de revegetação do talude................... 23 5.4 Proposta de Correção do Problema.............................................................. 24 5.4.1 Seleção do talude........................................................................................ 24 5.4.2 Topografia..................................................................................................... 25 5.4.3 Análise do solo............................................................................................. 26 5.4.3.1 Análises químicas do solo...................................................................... 28 5.4.3.2 Análise física do solo............................................................................... 28 5.4.4 Escolha das sementes ................................................................................ 29 5.4.5 Adubação...................................................................................................... 30 5.4.6 Seleção da Biomanta Antierosiva.............................................................. 30 5.4.7 Método de plantio....................................................................................... 32 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................... 37 6.1 Avaliação dos fatores investigativos............................................................ 37 6.1.1 Hidrogeologia e Geologia............................................................................ 37 6.1.1.1 Geologia..................................................................................................... 37 6.1.1.2 Hidrogeologia............................................................................................ 38 7 6.1.1.3 Influencia da geologia e hidrogeologia no plantio................................ 39 6.1.2 Clima ........................................................................................................... 43 6.1.2.1 Regime e Distribuição Pluviométrica..................................................... 43 6.1.2.2 Temperatura.............................................................................................. 44 6.1.2.3 Umidade Relativa...................................................................................... 46 6.1.2.4 Influencia do clima no plantio.................................................................. 48 6. 2 Topografia..................................................................................................... 50 23 6.3 Interpretação das análises do solo............................................................... 51 6.4 Adubação......................................................................................................... 53 6.5 Sementes selecionadas.................................................................................. 54 6.6 Germinação e brotamento das sementes..................................................... 56 6.7 Viabilidade e sucesso do emprego da biomanta......................................... 64 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................................ 67 REFERÊNCIAS....................................................................................................... 69 ANEXO 1................................................................................................................. 74 ANEXO 2................................................................................................................. 77 1 1. INTRODUÇÃO O acelerado crescimento populacional aumentou a demanda de incrementos agrícolas, minerais e inserção de obras que ampliem a melhoria da qualidade de vida. Entretanto, o histórico dessas atividades demonstra que, muitas vezes, essas resultam em modificações na paisagem e consequentemente na degradação do solo. Entende-se degradação como a redução ou perda da produtividade biológica ou econômica de uma área (MMA, 2004). Ou seja, um ecossistema degradado é aquele que, após distúrbios, teve eliminado, com a vegetação, os seus meios de regeneração biótica. Sendo que o seu retorno ao estado anterior pode não ocorrer ou ser bastante lento. Nesse caso, a ação antrópica é necessária para a sua regeneração em curto prazo. As principais atividades responsáveis pela degradação de aspectos geomorfológicos são as mineradoras e abertura de estradas, estas gerando quase sempre modificações significativas na paisagem. Estas obras exigem a movimentação de terras que, muitas vezes, originam taludes que estão sujeitos às intempéries e às oscilações de temperatura e umidade, proporcionando dificuldades para o estabelecimento de cobertura vegetal, comprometendo assim a completa recuperação ambiental do local afetado (COUTO, 2010). Segundo CAPUTO (1988) o nome genérico de taludes compreende-se quaisquer superfícies inclinadas que limitam um maciço de terra, de rocha ou de terra e rocha. Podem ser naturais, casos das encostas, ou artificiais, como os taludes de cortes e aterros. De uma forma geral, os taludes, independente de serem de ordem natural ou artificial, estão sujeitos aos movimentos de massa. De acordo com CHRISTOFOLLETTI (1979) movimentos de massa é o transporte de volumes de solo, rochas e detritos (ou o conjunto desses), pela ação gravitacional, vertente abaixo. A ausência de vegetação nos taludes, além de possibilitar deslocamentos de massa, também pode contribuir para outros danos provenientes da ação da chuva, como o processo de erosão. 2 O desenvolvimento de técnicas capazes de auxiliar nesse processo de regeneração de áreas degradadas é exponencial, uma vez que, há a necessidade de atendimento às exigências legais e à pressão exercida pela sociedade. Assim, as empresas públicas, privadas e as instituições de pesquisa empenham-se na execução de projetos e no desenvolvimento de tecnologias e produtos para atender a esta crescente demanda na área ambiental. A bioengenharia, ou engenharia natural, é a área da ciência que se ocupa com a perenização de cursos de água e estabilização de encostas, bem como o tratamento de voçorocas e erosão do solo, através do emprego de material vivo combinado com estruturas inertes como madeira, pedra, geotexteis e estruturas metálicas FLORINRTH (2006). Esta técnica de estabilização utiliza as raízes e os caules como elementos estruturais e mecânicos para contenção e proteção dos solos, em diferentes arranjos geométricos. Dessa forma, ela atua no fortalecimento do solo, na melhoria das condições de drenagem e na retenção das movimentações de terra (PINTO, 2009). O presente trabalho visa o estudo da revegetação de áreas degradadas na Mina do Andrade, mineradora pertencente à ArcelorMittal e localizada no município de Bela Vista de Minas/MG. A Mina do Andrade (MG) produziu, em 2012, cerca de 1,4 milhões de toneladas por ano de minério de ferro, através do processo de lavra a céu aberto com beneficiamento a seco, e encontra-se em processo de expansão a fim de se obter melhor infraestrutura e tecnologia para extração e beneficiamento de minério tendo como estimativa um aumento da produção de 3,5 milhões de toneladas por ano de minério de ferro. As obras para a expansão englobam a ampliação da cava, implantação da pilha de estéril PDE-08, nova Instalação de Tratamento “a seco” de Minério - ITM, novas instalações de apoio administrativo e operacional e pátio de estocagem e embarque de minério. Em várias etapas deste processo de expansão (implantação da nova ITM e das instalações administrativas e de apoio) foram realizadas obras de terraplanagem, corte de taludes e aterro para configuração dos platôs, construção de acessos de interligação entre as diversas unidades da mina. 3 Dentro desse contexto, o principal objetivo deste estudo foi investigar as prováveis causas da falha no processo de revegetação de taludes na área da expansão, onde a técnica de plantio por hidrossemeadura não obteve sucesso. A fim de propor resolução ao problema, também foi realizado um experimento propondo novo modelo de revegetação. 4 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral Avaliar as técnicas de revegetação de taludes utilizadas na área da Mina do Andrade, Bela Vista/MG. 2.2 Objetivos Específicos Investigação das causas do insucesso do plantio por hidrossemeadura; Propor nova técnica para a revegetação dos taludes da mina, juntamente ao uso de biomanta, visando o sucesso do plantio. 5 3. JUSTIFICATIVA A revegetação de taludes em ambientes de mineração é extremamente importante, pois ameniza a perda de solo por erosão e contribui para a estabilidade do talude. Além disso, a revegetação é importante para a reconstituição paisagística local. Assim, grande parte desses taludes exige o desenvolvimento de projetos de recuperação de áreas degradadas, como por exemplo, a aplicação de técnicas de bioengenharia, como por exemplo, hidrossemeadura. A Mina do Andrade (MG) – ArcelorMittal optou pela revegetação dos taludes, na área da expansão, pelo método de hidrossemeadura. Porém, não houve germinação de grande parte das sementes que foram lançadas nos taludes e o estabelecimento da vegetação foi comprometida (Figura 1). Figura 1 - Falha na vegetação dos taludes. É importante destacar que o uso de qualquer técnica de forma inadequada compromete a segurança do talude, por isso é necessário obter todas as informações antes da execução das atividades de plantio. 6 O presente projeto foi idealizado a fim de se avaliar as razões do não brotamento da vegetação, uma vez que, a hidrossemeadura é um método reconhecido e apontado como eficiente e amplamente. A alternativa neste projeto consiste no uso de biomanta ou manta biológica como técnica de bioengenharia. Assim, à partir dos resultados obtidos com a presente investigação, a mineradora o empreendimento terá base de dados concreta para selecionar a técnica e as espécies vegetais mais adequados para a revegetação de talude, evitando perda econômica, acidentes e atendendo às exigências dos órgãos ambientais competentes. 7 4. REFERENCIAL TEÓRICO 4.1. A atividade mineradora Segundo ALVES (1973) a mineração pode ser definida como conjunto de atividades que visam a descoberta, à avaliação, ao desenvolvimento e extração das substâncias minerais úteis, presentes no interior ou na superfície da Terra. O Brasil tem uma relação histórica com a busca incessante por recursos minerais. Esta busca durante um longo período foi de forma desordenada, pois existem no subsolo do país importantes depósitos minerais (LEMOS et al., 2010). No entanto, há ainda pouco conhecimento geológico sobre as reservas, pois apenas cerca de 20% foram adequadamente mapeadas geologicamente. Segundo IBRAM – Instituto Brasileiro de Mineração (2012) A mineração representa de 3% a 5% do PIB (Produto Interno Bruto do Brasil). Tais dados apontam que a mineração está entre os setores básicos da economia brasileira contribuindo diretamente para o bem estar e a melhoria da qualidade de vida das pessoas, pois há geração de emprego, renda, pagamento de tributos e compensações financeiras, muitas vezes em lugares inóspitos ou de difícil acesso. O Plano Nacional de Mineração 2030 (PNM 2030) prevê US$ 270 bilhões em investimento em pesquisa mineral, mineração e transformação mineral. Entretanto a atividade mineradora está classificada entre as atividade que mais geram impactos ambientais e dessa forma, para a efetivação dos benefícios dessa atividade, é necessário indentificar e mitigar os impactos gerados ao meio, atendendo às legislções vigentes, de forma que os interesses sociais, econômicos e ambientais sejam englobados, uma vez que estes são o tripé da sustentabilidade 1 1 Tripé da sustentabilidade foi proposto por John Elkington (1998), sugerindo que as empresas avaliem o sucesso não só com base no desempenho financeiro, mas também sob o ponto de vista de seu impacto sobre a economia mais ampla, sobre o meio ambiente e sobre a sociedade em que atuam. 8 4.2. Degradação ambiental pela atividade de mineração Sabe-se que os minerais são utilizados como matéria-prima em diversos segmentos do setor industrial, construção civil, além de serem aproveitados como fontes energéticas. Entretanto, essa mesma atividade também é fonte de degradação ambiental. Segundo CPRM (2002), os principais problemas oriundos da mineração podem ser englobados em cinco categorias: poluição da água, poluição do ar, poluição sonora, subsidência do terreno, incêndios causados pelo carvão e rejeitos radioativos Desde a fase de implantação até a de fechamento da mina podem ser observados impactos no meio. A atividade mineradora altera intensamente não só a área minerada, como as áreas vizinhas, onde são feitos os depósitos de estéril e de rejeito e demais descartes dos resíduos gerados. Além do mais, quando há presença de substâncias químicas nocivas na fase de beneficiamento do minério, isto pode significar um problema sério do ponto de vista ambiental. Dentre as áreas degradadas pela mineração, Guimarães (2011) destaca a formação de taludes pela remoção e alocação de massa de solo, cujas condições de estabilidade dependem de diversos fatores interferentes do meio, dentre eles, vento, intervenções humanas (obras) e variáveis naturais que possuem inter-relações como a formação geológica, o tipo e as características do solo, a inclinação do terreno e do talude, a hidrologia, o clima, a cobertura vegetal, dentre outros. Destaca-se que a execução de taludes de corte e de aterros ocasiona superfícies suscetíveis à erosão tanto pela exposição do saprolito quanto pela utilização de material inadequado ou práticas incorretas de compactação de aterros. A falta de proteção superficial do solo e a ausência ou ineficiência dos sistemas de drenagem superficial agrava essa situação (COUTO, 2010). 9 4.3. O licenciamento ambiental e a mineração O licenciamento ambiental é uma obrigação legal prévia à instalação de qualquer empreendimento ou atividade potencialmente poluidora ou degradadora do meio ambiente e possui como uma de suas mais expressivas características a participação social na tomada de decisão, por meio da realização de Audiências Públicas2 como parte do processo. Essa obrigação é compartilhada pelos Órgãos Estaduais de Meio Ambiente e pelo IBAMA (Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), como partes integrantes do SISNAMA (Sistema Nacional de Meio Ambiente). O IBAMA atua, principalmente, no licenciamento de grandes projetos de infraestrutura que envolvam impactos em mais de um estado, nas atividades do setor de petróleo e gás na plataforma continental e em atividades desenvolvidas em unidades de conservação federais e/ou seu entorno imediato (zona de amortização), não sendo, portanto, compatíveis ao licenciamento ambiental da ArcelorMittal Mina do Andrade. Os processos de licenciamento conduzidos pelos Órgãos Estaduais de Meio Ambiente devem seguir as mesmas regras dos processos conduzidos pelo IBAMA. O acompanhamento desses processos é feito diretamente junto aos devidos órgãos em cada estado. As principais diretrizes para a execução do licenciamento ambiental estão expressas na Lei 6.938/81 e nas Resoluções CONAMA Nº 001/86 e Nº 237/97. Além dessas, o 2 A Audiência Pública é uma das etapas da avaliação do impacto ambiental e o principal canal de participação da comunidade nas decisões em nível local. Esse procedimento consiste em apresentar aos interessados o conteúdo do estudo e do relatório ambiental, esclarecendo dúvidas e recolhendo as críticas e sugestões sobre o empreendimento e as áreas a serem atingidas. As audiências públicas poderão ser realizadas por determinação do IBAMA, sempre que julgar necessário, ou por solicitação de entidade civil, do Ministério Público ou de 50 ou mais cidadãos. O edital de realização da audiência é publicado no Diário Oficial da União e em jornal regional ou local de grande circulação, rádios e faixas, com indicação de data, hora e local do evento. O local escolhido para realização da audiência deve ser de fácil acesso aos interessados. Por isso, devido à localização geográfica das comunidades e grupos interessados, poderá haver mais de um evento sobre o mesmo projeto. 10 Ministério do Meio Ambiente emitiu recentemente o Parecer n° 312, que discorre sobre a competência estadual e federal para o licenciamento, tendo como fundamento a abrangência do impacto. A formalização inicia-se com a solicitação de abertura de processo paralicenciamento, pelo empreendedor, junto à DILIC (Diretoria de Licenciamentos Ambientais) . O processo de licenciamento ambiental possui três etapas distintas: Licenciamento Prévio, Licenciamento de Instalação e Licenciamento de Operação: LP (Licença Prévia) - Deve ser solicitada ao IBAMA na fase de planejamento daimplantação, alteração ou ampliação do empreendimento. Essa licença não autoriza a instalação do projeto, e sim aprova a viabilidade ambiental do projeto, bem como sua localização e concepção tecnológica. Além disso, estabelece as condições a serem consideradas no desenvolvimento do projeto executivo. LI (Licença de Instalação) - Autoriza o início da obra ou instalação do empreendimento. O prazo de validade dessa licença é estabelecido pelo cronograma de instalação do projeto ou atividade, não podendo ser superior a 6 (seis) anos. Empreendimentos que impliquem desmatamento dependem, também, de "Autorização de Supressão de Vegetação". LO (Licença de Operação) - Deve ser solicitada antes de o empreendimento entrar em operação, pois é essa licença que autoriza o início do funcionamento da obra/ empreendimento. Sua concessão está condicionada à vistoria a fim de verificar se todas as exigências e detalhes técnicos descritos no projeto aprovado foram desenvolvidos e atendidos ao longo de sua instalação e se estão de acordo com o previsto nas LP e LI. O prazo de validade desta licença não pode ser inferior a 4 (quatro) anos e superior a dez anos. Essa licença também tem que ser renovada periodicamente, inclusive para se verificar se todos os condicionantes para a operação estão sendo cumpridos. 11 No processo de licenciamento os estudos ambientais são elaborados pelo empreendedor e entregues ao IBAMA para análise e aprovação. Para cada etapa do licenciamento há estudos específicos a serem elaborados. Na etapa de LP, sendo o empreendimento de significativo impacto ambiental, é elaborado o EIA/RIMA. Para os demais empreendimentos estudos mais simplificados são requeridos. O EIA é um documento técnico-científico compostos por: Diagnóstico ambiental dos meios físico, biótico e socioeconômico; Análise dos impactos ambientais do projeto e de suas alternativas; Definição das medidas mitigadoras dos impactos negativos e elaboração de medidas mitigadoras dos impactos negativos; e Programas de Acompanhamento e Monitoramento. O RIMA é o documento público que reflete as informações e conclusões do EIA e é apresentado de forma objetiva e adequada a compreensão de toda a população. Nessa etapa são realizadas Audiências Públicas para que a comunidade interessada e/ou afetada pelo empreendimento seja consultada. Para a etapa de LI é elaborado o Plano Básico Ambiental (PBA) e se a obra implicar em desmatamento é elaborado o Inventário Florestal, para subsidiar a emissão da Autorização de Supressão de Vegetação. Para a etapa de LO é elaborado um conjunto de relatórios descrevendo a implantação dos programas ambientais e medidas mitigadoras previstas nas etapas de LP e LI. As licenças ambientais poderão ser expedidas isolada ou sucessivamente, de acordo com a natureza, características e fase do empreendimento ou atividade, a critério do órgão ambiental competente para o devido licenciamento. Geralmente, as Licenças Ambientais vêm acompanhadas de condicionantes ambientais, que são exigências feitas ao longo do processo de licenciamento, e ainda quando da concessão da licença, voltados para a mitigação ou compensação dos impactos ambientais decorrentes de um determinado empreendimento ou atividade. O cumprimento de tais condicionantes é primordial para o mantimento da licença, assim como para a sua evolução. 12 4.4. Revegetação de taludes Considerando os impactos causados pela ação antrópica faz-se necessário o planejamento e implantação de um Plano de Recuperação de Áreas Degradadas (PRAD)3. O PRAD tem como objetivo recuperar a área degradada para determinado fim , de acordo com o pré-estabelecido para uso do solo, buscando a estabilidade do meio. A revegetação de taludes apresenta-se como um dos métodos mais eficientes para amenizar a perda de solo, uma vez que, a vegetação atua como camada protetora contra o desenvolvimento de processos erosivos. Segundo MAZZUCO (2008) isso ocorre, porque as plantas impedem a ação direta da chuva sobre o solo evitando a dissociação e o carreamento de partículas provocadas pelas gotas, reduzindo o escoamento superficial e aumentando o tempo de infiltração da água no solo. Esses fatores influenciam não só na redução dos riscos de erosão, mas também na instabilidade que é provocada pela movimentação de massa. A atuação das raízes das plantas, juntamente com a matéria orgânica adicionada ao sistema retém as partículas do solo e, proporcionam a formação de uma cobertura de solo que diminui a velocidade de escoamento superficial da água, reduzindo ou evitando processos erosivos. A vegetação ainda contribui para a conservação da umidade do solo e para reduzir a temperatura do mesmo. Além dos benefícios citados anteriormente a vegetação também pode ser utilizadana reconstituição paisagística do local. A revegetação de áreas, principalmente taludes, emprega mixes de leguminosas4 e gramíneas5 de pequeno porte, o que também garante maior estabilidade ao solo, 3 O PRAD foi regulamentado pelo Decreto Federal nº 97.632/89, que dispôs em seu artigo 1º que os empreendimentos destinados à exploração de recursos minerais deveriam, quando da apresentação do Estudo de Impacto Ambiental - EIA e do Relatório de Impacto Ambiental - RIMA, submeter à aprovação do órgão ambiental competente um plano de recuperação de área degradada. 4 Segundo o GUIA DA HIDROSSEMEADURA DEFLOR (2ª Edição), as leguminosas apresentam alta capacidade reprodutiva, baixa exigência em fertilidade e melhoram as características do substrato através da fixação biológica de nitrogênio atmosférico. Devido às características de desenvolvimento do sistema radicular, favorecem a estabilidade de camadas mais profundas do solo. 5 Segundo o GUIA DA HIDROSSEMEADURA DEFLOR (2ª Edição), as gramíneas apresentam crescimento rápido, baixa exigência em fertilidade do substrato e alta capacidade de perfilhamento. Contribuem para a sustentabilidade do sistema através do fornecimento de matéria orgânica, devido à sua grande capacidade de produção de biomassa. 13 evitando deslizamentos por acúmulo de peso (PEREIRA et. al., 2006). Ressalta-se que é necessária a investigação da aceitação de combinação das espécies, para que não haja competição6 entre essas. Esse procedimento garante o sucesso do processo de germinação vegetal no plantio. É importante salientar que a vegetação exerce papel fundamental na estabilidade do talude. Com a utilização de diferentes espécies, com sistemas radiculares de diversos tamanhos, a proteção atinge diferentes profundidades no solo, garantindo maior estabilidade (PEREIRA et. al., 2006). Os projetos desenvolvidos para proteção dos taludes devem levar em consideração fatores edáficos, temperatura, precipitação, pH e resistência ao fogo (COUTO, 2010). Pois é de extrema importância compreender o comportamento do solo e do clima local para adequada seleção de sementes e verificar se há necessidade de correção do solo e adubação. Segundo a EMBRAPA (2006) os solos brasileiros são ácidos em sua maioria. A acidez, representada basicamente pela presença de dois componentes - íons H+ e Al+3 - tem origem pela intensa lavagem e lixiviação dos nutrientes do solo. Os principais objetivos da calagem são: eliminar a acidez do solo, além de aumentar a saturação de bases e capacidade de troca de cátions do solo a valores adequados, de acordo com a cultura. O cálcio estimula o crescimento das raízes e, portanto, com a calagem ocorre o aumento do sistema radicular e uma maior exploração da água e dos nutrientes do solo, auxiliando a planta na tolerância à seca. A necessidade de adubação decorre do fato que muitas vezes o solo não é capaz de fornecer os nutrientes necessários às plantas. Sendo assim, a adubação levará em consideração a fertilidade do solo, obtida através da análise do solo, as necessidades nutricionais das espécies, a eficiência do adubo e por fim de fatores de ordem econômica. 6 A competição é uma relação ecológica desarmônica que pode tanto envolver indivíduos de espécies diferentes (interespecíficas), promovendo a concorrência por um ou mais recursos do meio: água, alimento, luminosidade e espaço físico, bem como entre indivíduos de uma mesma espécie (intraespecíficas). ESCOLA, Brasil; 2012. Nesse caso, sempre haverá a desvantagem por uma espécie, o que pode causar, a longo tempo, sua extinção. 14 Uma das formas de melhorar a fertilidade dos solos é a aplicação de matéria orgânica, sendo muito usada em projetos de recuperação de áreas degradadas. Dentre os materiais orgânicos, o esterco é um daqueles mais encontrados em diferentes regiões do Brasil. Esse material é produzido por diferentes espécies de animais, como bovinos, equinos, suínos e aves (TRANI et. Al, 2008) 4.4.1 Técnica de bioengenharia A bioengenharia é uma técnicas em que plantas, ou partes destas, são usadas como material vivo de construção. Sozinhas, ou combinadas com materiais inertes, tais plantas devem proporcionar estabilidade às áreas em tratamento (SUTILI, 2009) Dentre as vantagens do uso dessas técnicas pode-se citar o menor requerimento de maquinário; utilização de materiais naturais e locais; melhor relação custo/benefício e compatibilidade ambiental. Dentre as vantagens citadas anteriormente vale ressaltar que: “Ao contrário dos sistemas tradicionais, as técnicas de bioengenharia de solos são mais resistentes, devido à habilidade da vegetação de crescimento e regeneração. Estas são, portanto, na maioria dos casos, as soluções de menor custo e de maior adequabilidade ambiental, que atende à crescente demandam e ao interesse geral em benefício do meio ambiente.” (DIAS, D. M. ; SANTOS, E. C.; GOMES. D. P. P. Bioengenharia dos solos para a estabilização de taludes aplicada nas industrias nucleares do Brasil – INB, São Paulo, 2012, p.6). Os projetos de recuperação de áreas degradas em que se opta trabalhar com bioengenharia fazem uso da conjunção dos seguintes recursos: geotêxteis e geogrelhas, madeira, concreto, aço, polímeros sintéticos ou rochas, utilizando a vegetação em todas as suas formas, de acordo com as necessidades de aplicação. Embora essas técnicas sejam comumente utilizadas a maioria das empresas, instituições e órgãos governamentais, não possuem técnicas específicas, ficando a cargo da empresa contratada propor a alternativa mais viável ao problema apresentado. 15 Contudo, deve-se salientar que a técnica de bioengenharia, se utilizada de forma inadequada e sem critérios, pode comprometer a estabilidade do talude. Por isso, antes de empregar a técnica é necessário obter todas as informações possíveis antes da execução das atividades de plantio. 4.4.2 Hidrossemeadura Hidrossemeadura é a aplicação hidromecânica de uma mistura composta por fertilizantes, sementes, camada protetora, adesivos e matéria orgânica, cujo traço característico é determinado pelas necessidades de correção do solo e nutrição da vegetação introduzida (DEINFRA, 2010). O modo de lançamento deste composto ao talude é feito por mangueiras de caminhões-pipa. Segundo o DEINFRA (2010) a execução desse método deverá obedecer as seguintes etapas: Análise físico-química do solo a ser aplicado; Picoteamento do solo; Aplicação da massa com equipamentos adequados; Fertilização de cobertura e replantios até a total formação da camada vegetal. Dentre as demais vantagens apresentadas pelos métodos de bioengenharia a hidrossemeadura é destacada pela capacidade de cobrir áreas inacessíveis, pela agilidade e, principalmente, baixo custo. Sendo assim, esta técnica de revegetação é comumente aplicada pelas mineradoras, e na maioria das vezes fazem consórcio com gramíneas e leguminosas arbustivas (Guimarães, 2011). Entretanto, também é possível verificar falhas nessa técnica, devido principalmente ao número reduzido de plantas que se estabelecem no talude. Isso ocorre devido a perdas de sementes pela ação das chuvas que promovem seu carreamento, uma vez que não há devida proteção das sementes. Também pode ocorrer falhas devido a problemas da germinação das sementes usadas no consórcio. 16 4.4.3 Biomanta A tela de fibras vegetais ou biomantas são produzidas, a partir de fibras vegetais, palha agrícola, fibra de coco e fibras sintéticas. As fibras são costuradas, formando uma trama resistente, protegidas por redes de polipropileno ou juta, o que permite programar sua degradabilidade. As biomantas antierosivas protegem imediatamente o solo, até que a vegetação se estabeleça. As biomantas contribuem para proteção do solo contra o processo erosivo, uma vez que, reduzem a fluidez do escoamento superficial e o efeito de ventos no solo. Elas também auxiliam na germinação das sementes, pois facilita a manutenção de nutrientes do solo e permite fixar melhor as sementes e fertilizantes utilizadas no processo de plantio. Segundo o PEREIRA et.al. (2006), as especificações da biomanta variam a cada empreendimento, dependendo de diversos fatores, como: inclinação do talude, susceptibilidade à erosão, tipo de proteção desejada (definitiva ou temporária), altura do talude, tipo de drenagem adotada, etc. Para a cobertura do solo, são usadas mais comumente três alternativas de biomantas: Biomanta Antierosiva de Palha, Biomanta Antierosiva de Fibra de Coco e Biomanta Antierosiva Mista de Palha e Fibra de Coco. As especificações de cada biomanta estão apresentas no Anexo 1. 4.5. A Mina do Andrade – ArcelorMittal A Mina do Andrade localiza-se no município de Bela Vista de Minas/MG e esta pertence à microrregião de Itabira. Bela Vista de Minas é um município brasileiro do estado de Minas Gerais, situado às margens do Córrego do Onça. A cidade encontra-se a 100 km de Ipatinga, a 120 km da capital mineira, e possui como municípios limítrofes João Monlevade, Nova Era, Itabira, São Domingos do Prata e Rio Piracicaba. O município de Bela Vista de 17 Minas está incluso no Quadrilátero Ferrífero7, uma das mais importantes províncias minerais do Brasil, que abriga grandes mineradoras de ferro e ouro. A mineração, principalmente no Quadrilátero, está diretamente relacionada à ocupação do Estado de Minas Gerais. São inúmeros os aspectos que demonstram a influência dessa atividade na colonização da região, dentre eles, estão a conquista de terras em busca de bens minerais de valor elevado e uma urbanização típica das áreas mineradoras que reflete a riqueza cultural e econômica do período. A Mina do Andrade iniciou o seu processo de exploração de minério de ferro em 1947, pela Companhia Siderúrgica Belgo-Mineira, através da Samitri, fornecendo matéria prima para a geração dos produtos de sua siderúrgica localizada na cidade de João Monlevade. A lavra de minério de ferro da Mina do Andrade é delimitada pelo polígono do processo DNPM no 2308/1935, já licenciada ambientalmente para produção de 1,4 milhões de tonelada por ano (Mtpa). Atualmente, pertencente à ArcelorMittal, a Mina do Andrade (MG) produz cerca de 1,4 milhões de toneladas por ano de minério de ferro, através do processo de lavra a céu aberto com beneficiamento a seco, e apresenta 82 funcionários próprios e 276 funcionários terceirizados na rotina. A mina encontra-se em processo de expansão para garantir melhor infraestrutura e empregar tecnologias para extração e beneficiamento de minério de ferro, visando um aumento de produção em torno de 3,5 milhões de toneladas por ano. Resultando também em um aumento em torno de 1000 funcionários ao final da expansão. Para o atendimento da nova demanda de produção do minério de ferro, foi essencial o realocamento da atual planta para outra de área maior. Para tal, foi essencial a 7 O Quadrilátero Ferrífero está localizado na porção central do Estado de Minas Gerais e abrange uma área de aproximadamente 7.200 km². A região do Quadrilátero Ferrífero engloba cerca de 35 municípios da região central de Minas Gerais, com uma população estimada de 3.673.491 (IBGE, 2005). De acordo com Scliar (1992, p.36), o Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais foi assim denominado por Gonzaga de Campos, devido à configuração “planimétrica quadrangular” dos maiores depósitos de minério de Ferro, que aparece nas principais elevações que delimitam a região. 18 obtenção de uma nova licença ambiental, de forma a atender a RESOLUÇÃO Nº 237, de 19 de dezembro de 1997, que dispõe sobre o licenciamento ambiental e suas obrigações. Em relação à licença ambiental referente à ampliação da Mina do Andrade (MG), foi expedida uma licença nomeada “concomitante”, pois autoriza, concomitantemente, o planejamento (Licença Prévia) e instalação (Licença de Instalação) da nova planta de operação. Tal tipo de licença, raramente concedida, geralmente ocorre em empreendimentos reconhecidos pelo cumprimento das normas ambientais ou que propiciem bem público explicito à população local (projetos sociais, empregos, etc). Durante o processo de expansão, devido às obras de terraplanagem, houve geração de taludes de corte e de aterro. O projeto de expansão apresentava projetos que visavam a condução adequada das águas precipitadas sobre os platôs e acessos, bem como a revegetação dessas áreas para excelência dos mesmos. Entretanto, na expedição da licença concomitante a revegetação de talude também foi apresentado como condicionante. 19 5. MATERIAIS E MÉTODOS 5.1 Localização do Empreendimento O projeto foi realizado na ArcelorMittal – Mina do Andrade (Figura 2 e 3), localizada na Rua do Andrade, s/n – Zona Rural – CEP: 35.938-000 em Bela Vista de Minas Minas Gerais. Coordenadas geográficas da Mina do Andrade: -19.789117, -43.186483 Coordenadas geográficas das novas instalações: -19.790651, -43.175375 Figura 2 - Foto aérea da Mina do Andrade. Fonte: Google Maps 20 Figura 3 - Close na área de expansão (novas instalações). Fonte: Google Maps 5.2 Revegetação de taludes Para a revegetação dos taludes em questão, foi contratada uma empresa8, prestadora de serviços para ArcelorMittal, especializada em plantio por hidrossemeadura, e com sede no município de Betim – MG. Como parte das políticas das empresas, ArcelorMittal - Mina do Andrade (MG) e contratadas, todos os funcionários foram devidamente treinados em programas de segurança voltados ao assunto e aperfeiçoamento da mão de obra. Segundo a terceirizada, por procedimento, primeiramente foi realizado o serviço de coveamento, que consiste do preparo de covas para o recebimento das sementes e/ou demais insumos. A empresa realizou coveamentos com aproximadamente de 4cm de profundidade, com distância de 15cm x 15 cm uma das outras. 8 Não houve autorização para a divulgação do nome da empresa 21 Após a realização do coveamento na área desejada, foi realizada a hidrossemeadura (Figura 4), a partir de um caminhão possuidor de uma bomba hidráulica, próprio para esse fim (Figura 5), com as especificações técnicas e insumos a seguir: Mega Mulch ®, composto de fibras vegetais........................................3.000 kg/ha Adubo NPK-04-14-08............................................................................750 kg/ha Fosfato Natural......................................................................................750 kg/ha Sementes de Gramíneas e Leguminosas.............................................250 kg/ha Composto Orgânico...............................................................................500 kg/ha Fixador Potenciado................................................................................50 kg/há Figura 4 - Técnica de Hidrossemeadura. Fonte: Google Imagens 22 Figura 5 - Modelo de caminhão utilizado para a hidrossemeadura. Fonte: Google Imagens Sendo as espécies de gramíneas e leguminosas citadas abaixo, sem proporção definida: - Braquiária (Brachiaria decumbens), - Capim gordura (Panicum melinis), - Feijão Guandu (Cajanus cajan), - Crotalária (Crotalaria junce), - Nabo Forrageiro (Raphanus sativus), - Calopogonio (Calopogonium mucunoides), - Aveia (Avena sativa), - Stilosanthes (Stilosanthes guyanenesis), - Milheto (Pennisetum glaucum). Ainda segundo a empresa, O Mega Mulch ® é um composto rico em fibras vegetais e matéria orgânica, formando uma manta sobre o solo, protegendo as sementes e demais insumos da ação dos predadores e das intempéries. 23 Como dito anteriormente, todo o procedimento realizado foi feito com base na experiência da empresa na área, não sendo realizada prévia análise ou estudo do solo local ou demais fatores influenciadores de plantio. O trabalho foi realizado entre os meses de novembro e dezembro de 2011 e janeiro de 2012. 5.3 Investigação da falha do processo de revegetação do talude A fim de descobrir o insucesso do estabelecimento da vegetação empregada no empreendimento, levou-se em consideração para a investigação alguns fatores influenciadores do plantio. Para tal investigação foram realizados trabalhos de campo que compreenderam visitas de reconhecimento às áreas de estudo do empreendimento e pesquisa na literatura para a coleta de informações de interesse para a caracterização dos aspectos geológicos, hidrogeológicos e climáticos. Foram consideradas fontes de dados secundários relevantes para a realização do presente estudo o Estudo de Impacto Ambiental (EIA) referente à expansão da Mina do Andrade (MG) juntamente às seguintes referências: Mapeamento litológico e estrutural da Mina de Andrade (MG) e arredores próximos, realizado por Guilherme Gravina Peres, Prominas - Projetos e Serviços de Mineração, 2005; “Inventário dos Pontos D’água da Mina de Andrade e Área de Entorno”, realizado pela empresa Golder, 2005; Modelo geomecânico, dimensionamento dos taludes e análises de estabilidade geotécnica da ampliação da Mina de Andrade (MG) realizado pela empresa Geoestrutural 2008; Caracterização Hidrogeológica/Hidroquímica da Mina de Andrade (MG) e seu entorno, realizado pela empresa MDGeo Serviços e Hidrogeologia Ltda, 2008; 24 A caracterização climática da Mina de Andrade (MG) foi realizada a partir de dados disponíveis no relatório MDGEO 2008, pela Estação Meteorológica de João Monlevade, localizada na cidade de João Monlevade - MG, na Av. do Contorno, nº1962, Bairro Vila Tanque, operada pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), e dados pluviométricos mensurados e disponíveis pela própria empresa ArcelorMittal Brasil SA. Os dados primários e secundários foram alvos de leitura e avaliação, sendo que as informações relevantes passaram a compor o presente projeto. 5.4 Proposta de Correção do Problema Considerando-se os tópicos investigativos, utilizados para a avaliação do insucesso do plantio realizado na empresa ArcelorMittal - Mina do Andrade (MG), propôs-se uma alternativa para a correção do problema. Para a realização da investigação, e para a realização do experimento à nível de campo buscou-se informações baseadas em PEREIRA (2002), que discorre sobre seleção de plantas para áreas degradadas e controle de erosão. 5.4.1 Seleção do talude Para início dos estudos de revegetação, foi necessário selecionar uma área dentro do território da expansão da Mina do Andrade (MG) onde a revegetação de taludes pudesse ser feita. Devido às instalações civis próximas que serviram de apoio como depósito dos instrumentos e materiais utilizados durante o experimento, foi escolhido o talude que circunda a atual sala de controle da nova instalação de beneficiamento de minério (Figura 8). 25 Figura 6 - Close do "talude experimento". Devido à ausência de vegetação e a ausência de canaletas para a drenagem da água pluvial, o talude apresentava diversas fendas causadas pela erosão. 5.4.2 – Topografia O primeiro ponto observado, não só no talude-experimento, quanto nos demais taludes construídos na área de expansão da Mina do Andrade, foi o elevado grau de inclinação das encostas. Como parte do plano de investigação dos possíveis motivos do insucesso do trabalho, foram realizadas medições dos taludes: foram mensurados altura, comprimento e profundidade das encostas, para seleção da técnica de contenção, quantificação e seleção de sementes. 26 5.4.3 Análise do Solo Seguindo os procedimentos apresentados durante a investigação teórica das possíveis causas do não brotamento das sementes, foi realizada a análise do soloe interpretação da mesma, a fim de se obter as características físico-químicas locais. Além das características naturais, também foi levada em consideração a proximidade do talude ao britador da instalação, o que justifica a as altas taxas de sílica e minério de ferro ( Figura 7). Figura 7 - Proximidade do talude com a esteira transportadora do britador. O talude-experimento está situado em área com grande diversidade geológica em pequenos espaçamentos de terra, e como a análise segregada dos diferentes tipos de solo existentes no local seria inviável, devido ao custo e à dificuldade presente para a realização de tal tarefa, foram recolhidas amostras de solo por todo o talude, coletadas da seguinte forma: Foram coletadas 20 amostras (Figura 8) no talude retiradas em aberturas de, aproximadamente, 15 cm de diâmetro por 15cm de profundidade (Figura 9), em espaçamentos horizontais e verticais de aproximadamente 2 m. . 27 Figura 8 - Coleta de amostras do solo. Figura 9 - Local amostrado. Estas amostras foram misturadas em um balde plástico para formar uma amostra composta e homogênea e, posteriormente, foi retirado uma amostra de aproximadamente 500 gramas. A amostra foi embalada e manuseada de forma a preservar as condições de umidade natural, bem como evitar a contaminação por outros materiais. Cabe ressaltar que foi devidamente identificada, com a data da amostragem, locação e profundidade da amostra e características locais (vegetação e presença de processo erosivo). 28 A amostra composta foi enviada para análise química e textural no Laboratório de Análise de Solo Viçosa, em Viçosa/MG. 5.4.3.1 Análises químicas do solo O potencial hidrogeniôco em água foi medido utilizando-se as proporções 1:2,5 (v/v) de solo:solução. O valor das variáveis Fósforo (P), Potássio(K), Sódio(Na), Ferro (Fe), Zinco (Zn), Manganês (Mn) e Cobre (Cu) foram obtidas à partir do Extrator Mehlich 1(H2SO4 0,0125 mol L-1 + HCl 0,05 mol L-1). Os cátions Ca2+, Mg2+ e Al3+ trocáveis foram extraídos por solução de KCl 1 molL-1 e determinados no extrato os teores de Ca2+e Mg2+ por titulação com EDTA 0,01 molc L-1, e os teores de Al3+ por titulação com NaOH 0,025 mol L-1, conforme Silva et al. (1999). A acidez potencial9 (H + Al) foi extraída por solução de acetato de cálcio 0,5 mol L-1 em pH 7,0 e determinada por titulação alcalimétrica do extrato (Silva et al.,1999). A soma de bases (SB), Capacidade de Troca Catiônica efetiva (t)10, a saturação de alumínio (m) e a saturação de bases (V) foram calculadas, respectivamente, segundo as expressões: SB = (K + Ca2++ Mg2+ ) t = SB + Al3+; m = 100.Al/ t; V= 100.SB/ SB + (H + Al) (Alvarez Venegas et al., 1999). Capacidade de Troca Catiônica com pH igual a 711 foi calculado por SB+ (H+Al). A Matéria Orgânica (MO) foi calculada por Oxidação: Na2Cr2O7 + H2SO4 10N. 5.4.3.2 Análise física do solo A análise granulométrica foi obtida pelo método da "Pipeta" (EMBRAPA, 1997) que consiste na diferença da velocidade de sedimentação entre partículas de diferentes dimensões. 9 A acidez potencial é a soma da acidez trocável e da não trocável A CTC efetiva é a capacidade do solo em reter cátions próxima ao valor do pH natural. 11 A CTC a pH 7,0 reflete a quantidade de cátions adsorvida a pH 7,0. Seria o máximo de cargas negativas liberadas a pH 7,0 e que seriam ocupadas por cátions. 10 29 5.4.4 Escolha das sementes Para a seleção das sementes que foram utilizadas, foi necessário o conhecimento prévio de alguns indicativos das sementes, como mostra a Tabela 1. Tabela 1- Definição de indicativos para sementes Indicativos Descrição Germinação É a quantidade de sementes viáveis que germinarão e produzirão plântulas normais, quando em condições normais de plantio. Pureza Quantidade de sementes viáveis (puras e granadas) encontradas em determinado peso de sementes. Impurezas Sementes não viáveis, resíduos, pedras, torrões, areia, etc., que se apresentam junto com as sementes viáveis. A separação das impurezas com máquinas específicas oferece um padrão de qualidade e segurança ao comprador. Amostragem O tamanho de uma amostra é de aproximadamente 300 gramas, devendo ser coletada em pontos diferente de embalagem, para representar significativamente a população. FONTE: PEREIRA, 2002. A qualidade das sementes de uma espécie pode ser medida pelo seu valor cultural (VC), pela fórmula: ( ) A quantidade de sementes a ser semeada por área é estabelecida a partir do cálculo da taxa de semeadura: ( ) ( ) ( ) 30 As variáveis “Pureza” e “Germinação” devem acompanhar detalhadamente as embalagens das sementes, por legislação (Figura 12). Figura 10 - Detalhe das variáveis "Pureza" e "Germinação" em uma embalagem de sementes. Fonte: Google Imagens 5.4.5 Adubação Devido à grande disponibilidade, baixo custo e eficiência, agregou-se ao mix de sementes o esterco bovino e equino como fonte de adubação orgânica. Devido ao baixo teor de nutrientes disponíveis no esterco, também foi utilizada a adubação química com a fórmula NPK 10:20:10 e superfosfato simples. 5.4.6 Seleção da Biomanta Antierosiva Durante a investigação da causa do insucesso no plantio inicial, realizada pela análise visual do talude in loco (Figura 11). A partir dessa análise, optou-se pelo emprego da biomanta, que é um mecanismo de proteção às sementes e do solo aos fatores externos. 31 Figura 11 - Vegetação predominante na parte inferior do talude. Considerando os cálculos de altura, profundidade e inclinação do taludeexperimento perante o regime de chuvas do período experimental, optou-se à escolha da biomanta mista de palha e fibra de coco. Essa escolha pode ser facilmente definida a partir das características de contenção de cada tipo de tela vegetal, que vêm, obrigatoriamente, nos rótulos dos produtos (Anexo 1). O cálculo da Inclinação pode ser obtido pela fórmula abaixo: Onde, I é Inclinação (proporção), V é altura vertical do talude e H é a profundidade. A Figura 12 apresenta o corte lateral do talude-experimento. 32 I = V:H I = 5,5 : 4,0 ~5,5 m I = 1,4 : 1 .:. 54° ~4,0 m Figura 12 - Perfil do Talude-experimento. 5.4.7 Método de plantio Após a investigação, já definidos as espécies a serem plantadas e demais materiais de apoio, deu-se a parte de revegetação. Nos taludes foram abertas pequenas covas com o “bico da enxada” por toda a superfície a revegetar (Figura 13), com cerca de 5,0cm de profundidade e espaçadas de 10 em 10cm. Essas covas têm a finalidade de formar uma cavidade nos taludes, de modo que possam reter as sementes em seu interior. 33 Figura 13- Abertura das covas. A semeadura foi realizada manual a lanço, com um coquetel de sementes de gramíneas e leguminosas, previamente preparado, nas seguintes espécies e proporções mostradas na Tabela 2. Tabela 2 - Proporção de espécies por porção de mix Espécie Proporção (Kg) Capim Gordura 30 Brachiarão 16,6 Nabo Forrageiro 15 Calopogonia 16,6 Aveia 13,4 Azevém 14,4 Crotalária 17,2 Feijão de Porco 13,4 Ressalta-se que a quantidade de cada espécie foi estabelecida a partir do cálculo da taxa de semeadura12. 12 ( ) ( ) ( ) 34 O fator de segurança também deve ser levado em conta ao se estabelecer a quantidade (massa) de sementes que deverão ser semeadas por área. Segundo PEREIRA (2002), o fator de segurança é o índice a ser acrescido na quantidade de sementes a ser semeada, para equiparar às quantidades aplicadas em condições normais. Para o cálculo desse índice, é necessário o preenchimento da Tabela 3. Tabela 3 - Condições do solo e fator de segurança Fator de Segurança (FS) Item 1 2 3 4 5 6 7 Variável Inclinação da Área Tipo de Material Preparo do solo Técnica de Proteção Altura do talude (m) Drenagem Época de Plantio 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 Plana Até 30° 30° - 45° 45° - 60° > 60° Solo Areno/siltoso Estéril Excelente Razoável Biomantas Biomantas Reforçadas simples Material solto Curvas de Irregular Sem nível/ bermas preparo Hidrossemeio/ Hidrossemeio Semeio mulching Natural Até 5,00 5–8 Sistema Ok OUT – NOV – DEZ Crista e Crista bermas JAN – FEV – ABR – MAIMAR JUN 8 - 15 Pedregoso 15 – 30 >30 Bermas Inexistente JUN – JUL – AGO MAI – JUN - JUL FONTE: Adaptado de PEREIRA, 2002. A quantidade de sementes aplicadas nas covas estabeleceu a proporção de aproximadamente 30g por metro quadrado do mix. Junto ao mix de sementes foram aplicados 250 kg/ha de adubo da fórmula NPK 10:20:10 e 150 kg/ha de superfosfato simples. A Figura 14 mostra o mix utilizado. 35 Figura 14 - Mix de sementes utilizado. Após a semeadura, toda a superfície plantada foi coberta com a manta vegetal mista de fibra de coco e palha (Figura 15). Figura 15 - Posicionamento da tela vegetal. 36 No caso do plantio experimental, a biomanta foi presa com estacas de madeira de, aproximadamente, 20cm. A Figura 16 mostra a fixação da biomanta. Figura 16 - Grampeamento da tela vegetal. Para a revegetação do talude utilizando a técnica de bioengenharia, a semeadura do mix de sementes foi realizada manualmente, entre os meses de outubro e dezembro de 2012, cerca de 8 meses após a aplicação da técnica de hidrossemeadura, que não apresentou bons resultados. 37 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO 6.1 Avaliação dos fatores investigativos Devido ao período estratégico de chuvas, e também para se assemelhar ao máximo possível do primeiro plantio (falho), o processo manual do experimento foi realizado entre os meses de outubro e dezembro de 2012. 6.1.1 Hidrogeologia e Geologia 61.1.1 Geologia Segundo ao documento de EIA referente à expansão do empreendimento, a Mina do Andrade (MG) está inserida no Distrito Ferrífero de Rio Piracicaba e João Monlevade, do Quadrilátero Ferrífero. Trata-se de um jazimento ferrífero, de direção estrutural nordeste, cercado pelo embasamento granito-gnáissico do Complexo Guanhães por meio de falhas de empurrão. A ITM e as novas instalações administrativas e de apoio – local dos taludes estudados - foram construídas numa área a leste da cava atual. O limite sul se dá pela linha de crista predominantemente, da pelos serra do litotipos do Andrade. Complexo A área é representada, Guanhães formado pela alternância de gnaisses, anfibolitos e quartzitos. A Figura 17 mostra a sucessão estratigráfica da Mina do Andrade, Bela vista de Minas/MG. 38 Figura 17 - Sucessão Estratifigráfica da Mina do Andrade Fonte: Peres, 2005 Gnaisse de composição granítica, variavelmente foliado e bandado é o litotipo mais comum, apresenta-se com granulometria média, muito consistente e pouco fraturado. 61.1.2 Hidrogeologia Os estudos apontam que A ITM e as novas instalações administrativas e de apoio estão localizadas sobre as unidades hidrogeológicas do sistema aquífero Moeda e, principalmente, do aquífero definido pelas rochas granito-gnássicas do embasamento cristalino. O Aquífero Moeda, caracterizado por quartzitos e saprolitos arenosos associados, corresponde a um aquífero do tipo fraturado, com circulação e armazenamento restrito às descontinuidades da rocha, e fluxo intergranular, respectivamente. As nascentes dessa unidade em geral são pouco expressivas, disseminados ao longo das drenagens e em meio às coberturas. Por outro lado, a unidade hidrogeológica do embasamento cristalino compreende um sistema com dupla porosidade, em que a rocha sã apresenta porosidade por fraturas, e o manto de intemperismo, por interstícios, i.e., fluxo intergranular (MDGEO 2008). De modo 39 geral apresenta baixa vocação hidrogeológica, se comportando como aquiclude ou aquitardo nas zonas de contato litológico. Os resultados hidroquímicos revelaram que a maioria das amostras dos diversos aquíferos da área pode ser classificada como bicarbonatadas sódicas, cálcicas e magnesianas (GOLDER, 2005; MDGEO, 2008), particularidades advindas da geologia que podem vir a interferir na germinação, nutrição e crescimentos de sementes. 6.1.1.3 Influencia da geologia e hidrogeologia no plantio É importante verificar na preparação do plantio, sementes ou espécies vegetais que sejam adaptadas às condições de solo quanto aos elementos disponíveis para nutrição das plantas (PENTEADO, 1998). A investigação e o uso de espécies resistentes às peculiaridades do solo quanto ao seu valor nutricional foi um importante passo para o sucesso da revegetação. A hidrogeologia, juntamente aos níveis de infiltração e escoamento das águas de chuva no solo também devem ser levadas em consideração na determinação das sementes e métodos de plantio adequados no empreendimento. Por possuir variáveis visíveis na tipologia geológica formada por minerais que se alteram em gnaisses, anfibolitos e quartzitos, o solo da Mina do Andrade possui diferentes características de porosidade em curto espaço de área como mostra a Figura 18. 40 Figura 18 - Diferenças visíveis de solo. Gnaisse é uma rocha de origem metamórfica, resultante da deformação de sedimentos. Sua composição é de diversos minerais, mais de 20% de feldspato potássico, plagioclásio, e ainda quartzo e biotita, elementos que podem interferir diretamente na nutrição da vegetação e, logo, sua germinação e crescimento (BORGES, 1994). Sua granulação situa-se frequentemente entre média e grossa; o que faz com seja menos porosa e possua grande dificuldade de infiltração (BORGES, 1994). Os anfibolitos são rochas metamórficas, geralmente em textura ásperas ou médias (BORGES, 1994). Com alta porosidade, o quartzito é uma rocha metamórfica cujo componente principal é o quartzo. Sua composição química é de origem silicosa (BORGES, 1994). A alta porosidade do quartzito em relação aos gnaisses e anfibolitos faz com que esse seja mais susceptível à infiltração e retenção de águas, principalmente de origens pluviais. A saturação de água nas porosidades dos quartzitos, elementos visíveis a olho nú nos taludes da Mina do Andrade e de difícil revegetação pela formação silicosa, faz com que em determinadas épocas do ano, geralmente após o período de chuvas, apareçam ‘surgências’ de água pelas encostas (Figura 19). 41 Figura 19 – Aparecimento de “Surgências” nos taludes. A água proveniente dessas surgências é responsável pelo carreamento de sementes e mudas de raízes rasas ao longo do seu percurso de escoamento. Nos taludes revegetados por meio de hidrossemeadura pode-se observar a existência de grandes porções de vegetação ao longo das estradas à jusante destes taludes, e nas partes mais baixas e próximas aos locais de semeadura (Figura 20), durante o curso natural pluviométrico. Figura 20 Vegetação ao longo das canaletas de água. 42 Essa água também é responsável por pequenas erosões ou sulcos esculpidas nos taludes pela força das águas como mostra a Figura 21. Figura 21 - Surgências em período de seca. Fonte: Arquivo Pessoal Deve-se levar em consideração que tais sulcos podem aumentar ao longo do tempo, causando diversos problemas futuramente, como desmoronamentos e deslizamentos. Como possível solução para os problemas apresentados foi empregado o uso da tela vegetal como forma de contenção das sementes no solo para germinação e proteção das mudas até as raízes atingirem profundidade adequada, estabelecendose no solo., Esta tela vegetal promove uma cobertura orgânica protetora das sementes e mantém a umidade do solo, minimiza a temperatura do solo, protegendo-o da forte insolação, fortes precipitação e predadores das sementes. A tela vegetal, além de propiciar a passagem de água evitando deslizamentos de terra dos taludes ou o carreamentos das sementes e mudas, também propicia a escoamento livre das surgências, sem que seja necessário canalizá-las ou transpôlas. 43 6.1.2 Clima 6.1.2.1 Regime e Distribuição Pluviométrica Para caracterizar a chuva na área do empreendimento, apresenta-se, os gráfico abaixos, a distribuição da precipitação média mensal do ano de 2012 (Gráfico 1) e a distribuição média de chuva ao longo dos anos de 2001 a 2012 (Gráfico 2). Gráfico 1 - Pluviometria por meses Fonte: Mina do Andrade Gráfico 2 - Pluviometria ao Longo dos Anos Fonte: Mina do Andrade 44 A partir da análise deste gráfico verifica-se que: O período chuvoso localiza-se entre os meses de novembro a março, com um trimestre mais chuvoso, abrangendo os meses de novembro a janeiro; A estiagem inicia-se em abril e estende-se até outubro, com os meses mais secos no trimestre junho a agosto. A média anual pluviométrica nesses anos variou de 878 a 1617mm/ano. A verificação dos períodos mais e menos chuvosos é essencial à determinação dos meses de plantio. 6.1.2.2 Temperatura As informações sobre as temperaturas na região da mina de Andrade foram caracterizadas através das normais climatológicas da estação de João Monlevade. O Gráfico 3 e as Tabelas 4 e 5 apresentam as variações das temperaturas médias das máximas e das mínimas ao longo do ano para o período 1988/2002. 45 Gráfico 3 - Temperaturas ao longo dos meses Fonte: Estação Climatológica de João Monlevade ALTERAR MARCAÇÃO DE MAXIMAS Tabela 4 – Temperaturas médias máximas ao longo dos anos Temperatura Média das Máximas (em °C) em João Monlevade 1988-2002 Ano Mês Jan 1988 28,9 1989 29,3 1990 1991 25,9 1992 1993 1994 27,1 1995 31,2 1996 29,4 1997 27,4 1998 28,8 1999 29,9 2000 28,4 2001 28,9 2002 27,9 Média 28,6 Média Fev 29,0 29,7 27,7 30,5 30,8 28,3 30,6 29,7 28,4 31,5 26,5 29,3 Mar 28,0 30,0 26,8 25,8 28,4 29,5 25,4 29,4 28,4 26,6 29,0 28,4 28,0 Abr 26,7 28,2 25,6 26,8 25,7 26,8 26,9 26,4 28,2 27,1 26,5 28,9 28,1 27,1 Mai 26,9 24,5 24,3 25,5 25,2 24,6 23,6 25,5 25,3 25,7 26,3 25,2 Fonte: Estação Climatológica de João Monlevade Jun 23,7 22,8 22,9 24,4 24,2 23,9 24,5 25,1 24,7 24,3 24,1 Jul 22,3 23,2 23,1 26,2 24,1 24,1 24,5 24,9 24,1 22,9 24,5 24,0 Ago 24,2 23,1 23,0 24,4 24,8 27,0 23,1 25,7 26,3 24,7 24,0 24,6 Set 27,9 26,3 23,8 24,6 28,1 26,2 26,5 24,8 28,1 27,7 26,7 23,1 25,0 26,1 Out 26,2 24,6 26,1 26,6 27,5 27,9 27,4 27,1 27,6 25,7 25,3 29,6 25,9 26,7 Nov 25,0 25,5 29,6 28,8 26,6 25,7 24,6 29,3 25,5 24,9 25,8 27,0 26,5 Dez 25,2 27,6 27,2 27,8 26,9 28,5 27,2 28,5 26,6 27,3 Anual 25,8 25,8 27,8 25,4 26,2 26,6 26,7 26,3 26,6 27,3 26,5 26,4 26,8 27,7 - 46 Tabela 5 – Temperaturas médias das mínimas dos meses ao longo dos anos Temperatura Média das Mínimas (em °C) em João Monlevade 1988-2002 Ano 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Média Jan 19,4 18,7 18,5 19,0 19,9 19,1 19,0 19,5 19,6 19,2 18,9 19,0 19,2 Fev 19,1 19,1 19,1 18,3 19,4 18,9 20,3 19,5 19,0 20,1 19,1 19,3 Mar 18,6 19,4 18,7 18,4 18,8 19,4 18,41 19,7 19,2 18,8 19,0 18,8 18,9 Abr 18,3 17,7 17,0 18,1 17,3 17,7 17,2 16,9 18,6 17,7 17,0 18,1 17,9 17,7 Mai 16,8 14,8 15,3 16,8 16,6 14,4 14,6 15,6 14,1 15,0 15,7 15,4 Mês Jun Jul 13,7 11,4 13,8 12,3 13,5 13,7 14,7 13,9 13,6 15,0 13,7 13,2 12,9 13,4 13,5 14,3 14,6 13,8 13,1 14,9 14,1 13,8 13,5 Média Ago 12,9 14,0 13,3 14,4 13,3 15,2 13,6 13,6 15,9 12,8 14,4 13,9 Set 15,7 16,1 14,7 14,5 16,7 14,9 15,8 15,7 17,1 16,5 15,2 14,7 15,8 15,6 Out 17,0 16,3 16,9 16,7 17,1 17,2 17,7 17,6 18,0 17,4 16,1 18,0 16,8 17,1 Nov 16,6 17,9 18,8 18,4 17,8 17,4 17,4 19,4 17,6 16,3 17,6 18,5 17,8 Dez 17,7 18,2 18,7 18,7 18,9 19,4 18,3 18,8 18,5 18,6 Fonte: Estação Climatológica de João Monlevade Verifica-se a existência de um trimestre mais frio entre junho e agosto, com as médias entre 12 e 15ºC. O período mais quente ocorre no primeiro trimestre do ano, quando as temperaturas médias máximas situam-se em torno de 25 a 31,5ºC. A temperatura média anual na região é estimada em 20,8ºC, com médias máximas de 27,5ºC e a média do mês mais frio inferior a 16,7ºC. 6.1.2.3 Umidade Relativa O Grafico 4 e a Tabela 6 mostram os dados da variabilidade anual da umidade relativa dentre os anos de 1988 a 2002, fornecidos pela da estação meteorológica da cidade de João Monlevade; é apontada a variabilidade anual da umidade relativa dentre os anos de 1988 a 2002, sendo, no gráfico, calculada a média de cada mês. Anual 15,8 16,4 17,9 16,4 16,3 16,9 16,8 16,6 16,8 17,5 16,5 16,8 17,1 18,7 - 47 Gráfico 4 - Umidade Relativa ao longo dos meses Fonte: Estação Climatológica de João Monlevade Tabela 6 - Umidade Relativa ao longo dos anos Umidade Relativa (em %) em João Monlevade 1988-2002 Ano 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Jan 77 76 84 83 71 74 85 80 76 79 74 82 Fev 77 73 80 67 71 79 77 71 76 65 82 Mar 78 72 81 82 75 75 84 78 78 81 72 75 Abr 83 74 78 77 80 81 74 80 79 76 75 66 74 Mai 08 76 79 81 83 74 81 78 71 72 82 - Fonte: Estação Climatológica de João Monlevade Mês Jun Jul 75 71 80 74 78 78 76 67 76 76 75 71 68 79 72 75 74 70 69 74 72 09 - Média Ago 70 75 71 71 69 69 65 73 66 74 63 67 - Set 71 75 75 75 66 65 66 77 76 68 63 78 68 - Out 81 82 74 74 66 68 74 74 73 80 70 65 72 - Nov 83 81 69 77 76 81 75 84 81 82 79 - Dez 82 78 79 82 81 80 79 79 - Anual 69 77 78 78 72 75 74 75 78 77 73 75 66 78 48 Do Gráfico 4 e da Tabela 6 verifica-se que: Os valores extremos médios anuais da umidade relativa oscilam entre máximos da ordem de 80% e mínimos superiores a 63%; O período em que ocorrem os valores mínimos situa-se no bimestre agosto setembro, e os máximos nos meses de novembro, dezembro e janeiro; A umidade relativa média é de 74,5%. Tais características evidenciam um ambiente úmido, fator responsável pela sensação térmica de calor aumentada nos meses mais quentes. 6.1.2.4 Influencia do clima no plantio Segundo INMET (2010) clima refere-se ao conjunto das condições atmosféricas que caracterizam uma região. Estas condições, principalmente temperatura e precipitação, influenciam na germinação de sementes, e por isso é de extrema importância compreende-los para otimizar o plantio e minimizar gastos. Considerando a classificação do clima da mina, tropical de altitude, pode-se afirmar que é necessário que o plantio seja realizado nos meses entre novembro e janeiro, meses reconhecidos pelo grande volume pluviométrico e temperaturas mais elevadas, condicionantes elementares para a eclosão e germinação das sementes. Segundo NASSIF et al. (1998) para maioria das espécies tropicais a temperatura ótima de germinação encontra-se entre 15 e 30ºC. Sendo que as temperaturas abaixo da ótima reduzem a velocidade de germinação e acima aumentam a velocidade de germinação, entretanto apenas sementes mais vigorosas germinam. A disponibilidade hídrica e o movimento de água para as sementes são de extrema importância para a ocorrência da germinação, crescimento inicial do sistema radicular e emergência das plântulas (DASBER & MENDEL, 1971). A absorção da água, por embebição, reidrata os tecidos e intensifica a respiração e todas as outras atividades metabólicas, que resultam com o fornecimento de energia e nutrientes necessários para a retomada de crescimento por parte do eixo embrionário. 49 No caso do plantio realizado pela prestadora de serviços da ArcelorMittal Mina do Andrade, foi atendido o período correto de plantio, no entanto, a característica pluviométrica local não foi levada em consideração. Os altos índices pluviométricos entre novembro e março, meses considerados ideais para o plantio, interferem diretamente na falha ocorrida em questão. É comum durante essa época que as sementes sejam carreadas pela força das chuvas, estabelecendo fixação e germinação nas partes mais baixas das encostas e caneletas ou outro tipo de caminho do escoamento da água pluvial. Essa ação, além de causar as falhas ou ‘buracos’ na vegetação dos taludes, também propicia a erosão como mostra a Figura 22. Figura 22 - Exemplo de erosão causada pela ação das chuvas. Fonte: Arquivo Pessoal Junto à hipótese de esse ser mais um motivo da não vegetação dos taludes, optouse pelo emprego da biomanta, mecanismo de proteção às sementes e ao trato do solo aos fatores externos. Destaca-se que além do uso para contenção, a biomanta também auxilia no processo de quebra de dormência, germinação das sementes e emissão de brotos, bem como proteger as sementes e os brotos do carreamento pela ação da água. 50 6.2 Topografia A análise topográfica do terreno é indispensável na investigação da probabilidade de movimentos de massa, principalmente em áreas acidentadas e mais propícias ao escorregamento de terra, como no caso em questão. Além da tendência aos deslizamentos próprios da geologia local, deve-se avaliar a inclinação dos taludes, que, em determinadas áreas, possui ângulos que ultrapassam 30°, ou seja, que são mais susceptíveis ao escorregamento. As declividades acima de 30º apresentam risco de deslizamentos mais frequente. Acima de 60º o regolito é menos espesso e, teoricamente, diminuiria o risco de escorregamentos, mas fenômenos desse tipo já foram verificados em áreas cujo manto de regolito era pouco espesso (SMA, 1990). A Tabela 7 apresenta o ângulo de repouso, ângulo mais inclinado de um relevo de qual o material permanece sem deslizar. Tabela 7 - Taludes e Ângulos de repouso de vários materiais Natureza do material Argila úmida plástica Areia limpa Areia e argila Argila seca Pedregulho limpo Pedregulho e argila Pedregulho, areia e argila Terra Rocha branda decomposta Rocha dura decomposta Cinzas betuminosas Cinzas de antracita Talude de repouso 2:1 1,5: 1 1,33: 1 1,33: 1 1,33: 1 1,33: 1 1,33: 1 1,33: 1 1,33: 1 1: 1 1: 1 1: 1 Ângulo de repouso 26° 36’ 33° 41’ 36° 53’ 36° 53’ 36° 53’ 36° 53’ 36° 53’ 36° 53’ 36° 53’ 45° 00’ 45° 00’ 45° 00’ Fonte: Arquitetando (2012) De acordo com o resultado da análise física do solo do talude, que será discutida posteriormente, o mesmo é caracterizado como arenoso. Assim a inclinação máxima para o talude seria de 36°, entretanto a maioria dos taludes da Mina do Andrade apresentam inclinação superior. Esse fato evidencia a necessidade do uso de 51 alternativas que protejam o talude até o crescimento da vegetação. Destaca-se que na hidrossemeadura não houve essa proteção do talude sendo esta mais uma causa para o insucesso da revegetação. 6.3 Interpretação das análises do solo A interpretação dos resultados da análise de solo (Anexo 2) foi feita com base nas classes de interpretação de fertilidade do solo para a matéria orgânica e para o complexo de troca catiônica, de RIBEIRO et al. (1999). A Tabela 8 apresenta os dados obtidos a partir da interpretação. Tabela 8 - A interpretação dos resultados da análise de solo Variáveis pH Matéria Orgânica (MO) Cálcio trocável (Ca2+) Magnésio trocável (Mg2+) Acidez trocável (Al³) Soma de Bases (SB) Acidez potencial (H + Al) CTC efetiva CTC pH 7 Saturação por Al3(m) Saturação por bases (V) Fósforo disponível (P) Potássio disponível (K) Resultados analíticos 6,9 1,1 dag/kg 2,4 cmolc/dm3 0,2 cmolc/dm3 0,0 cmolc/dm3 2,75 cmolc/dm3 0,00 cmolc/dm3 2,75 cmolc/dm3 2,75 cmolc/dm3 O% 100% 6,7 mg/dm3 43 mg/dm3 Classificação Acidez fraca Baixo Médio Baixo Muito baixo Médio Muito baixo Médio Baixo Muito baixo Muito bom Muito baixo Médio Fonte: Adaptado de RIBEIRO et. al. (1999) Na avaliação da acidez do solo, deve-se levar em consideração as características acidez ativa13 (pH ) e a trocável14, a saturação por alumínio e por bases, a acidez potencial e o teor de matéria orgânica, que estão relacionadas entre si. Relacionada também com a acidez do solo está a disponibilidade dos nutrientes cálcio e magnésio e de micronutrientes. 13 + A acidez ativa é resultado do hidrogênio dissociado, ou seja, na solução do solo, na forma de H , e + é expressa em valores de pH (H da solução do solo). 14 Acidez trocável refere-se ao alumínio e hidrogênio trocáveis e adsorvidos nas superfícies dos colóides minerais ou orgânicos, por forças eletrostáticas. 52 Os resultados obtidos pela análise do solo demonstram que não há necessidade de correção da acidez do solo. O valor do pH do solo mesmo apresentando valor acima de 6,5 (valor ideal ao crescimento das plantas) praticamente não interfere no desenvolvimento da vegetação. O pH influencia direta e indiretamente na capacidade da planta absorver nutrientes do solo. A maior parte dos nutrientes (K, Ca, Mg, N, S e P) estão mais disponíveis em valores maiores de pH e alguns, como Fe, Cu, Mn e Zn mostram comportamento inverso. Destaca-se que o valor ideal do pH é o ponto de equilíbrio no qual a maioria dos nutrientes permanecem disponíveis às raízes. Segundo LOPES (1989) quando saturado com H, um solo comporta-se como um ácido fraco. Quanto mais H+ for retido no complexo de troca, maior será a acidez do solo. Sendo que o alumínio também age como um elemento acidificante e ativa o H+. RAIJ (1991) afirma que o alumínio é um dos responsáveis pelos efeitos desfavoráveis da acidez sobre os vegetais, por ser um elemento fitotóxico. De acordo com a classificação realizada pode-se afirmar que o muito baixo teor de alumínio trocável, médio teor de bases, média soma de bases e muito baixo percentagem de saturação de alumínio apontam que, neste caso, não haverá prejuízos significativos às plantas. A rodapé CTC efetiva15 considerada como média reflete que este solo, sob condições naturais de acidez fraca, apresenta média capacidade de reter cátions. Entretanto, a maior parte da CTC do solo está ocupada por cátions essenciais (Ca 2+, Mg2+ e K+) e assim pode-se dizer que esse é um solo bom para a nutrição das plantas. Apesar da sua pequena proporção em relação à massa total do solo, a matéria orgânica desempenha grande influência sobre as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo e, além disso, possui ação tamponante. Em meio ácido, promove a liberação de cátions e a mineralização de formas orgânicas de nitrogênio; e, em meio básico, libera ácidos carbônicos, procurando manter o meio equilibrado para o bom desenvolvimento das espécies vegetais. Essas características não só 15 CTC efetiva é capacidade de troca catiônica do solo considerando o pH no momento. 53 proporcionam ao solo os nutrientes necessários para o desenvolvimento de plantas, mas também de forma disponível na solução do solo para serem absorvidos pelas mesmas. A deficiência de fósforo (P) exige a adubação, uma vez que esse nutriente é indispensável para o crescimento e produção de grãos e frutos. As plantas jovens absorvem o fósforo mais rapidamente o que permite um crescimento rápido e intenso das raízes em ambientes com níveis adequados do nutriente. Isto explica porque deve haver um suprimento adequado de fósforo no momento que as plantas começam a germinar, particularmente em plantas de ciclo curto. O resultado da análise granulométrica identificou que o solo amostrado apresenta 3% de argila, 15% de silte e 82% de areia, sendo sua classificação textural como areia franca e tipo de solo, conforme capacidade de retenção de água, como arenoso. De acordo com a Embrapa os solos arenosos caracterizam-se por serem permeáveis, leves, de baixa capacidade de retenção de água e de baixo teor de matéria orgânica. Altamente susceptíveis à erosão, necessitando de cuidados especiais na reposição de matéria orgânica, no preparo do solo e nas práticas conservacionistas. São limitantes ao método de irrigação por sulcos, devido à baixa capacidade de retenção de água o que ocasiona uma alta taxa de infiltração de água no solo e consequentemente elevadas perdas por percolação. Por se tratar de uma junção de vários tipos de solo compondo um único talude, viuse mais viável a escolha de espécies de vegetação e técnicas de plantio que atendessem às características obtidas nas análises, ao tratamento individual de cada porção de terra. 6.4Adubação Apesar da busca de sementes que se adaptassem ao tipo de solo do plantio, optouse pelo emprego da adubação orgânica a partir de esterco bovino e adubação 54 química com NPK 10:20:10 e superfosfato simples, a fim de aumentar a aderência e proteção das sementes ao solo e sua melhor nutrição. A aplicação adequada de esterco de boa qualidade pode suprir as necessidades das plantas em macronutrientes, devido a elevação nos teores de N, P e K disponível (MACHADO et al., 1983), além de elevar o conteúdo de carbono orgânico no solo. Uma das grandes vantagens da utilização de estercos e outros compostos orgânicos, comparados aos adubos químicos, é que, ao ser aplicado ao solo, parte desses tem efeito imediato e a maior parte efeito residual, ocorrendo um processo mais lento de decomposição (RODRIGUES, 1990). Dessa forma, eles permitem a liberação dos nutrientes à planta por mais tempo e, com isto, atende a sua exigência durante o ciclo da cultura (KIEHL, 1985), reduzindo as perdas por lixiviação, proporcionando economia no consumo de fertilizantes minerais (MELO et al., 2000) e diminuindo as quantidades de fertilizantes químicos a serem aplicados (ALMEIDA et al., 1982). O esterco não é um bom fornecedor de nutrientes às plantas em curto prazo, pois contem esses nutrientes em baixas concentrações. No entanto, a sua aplicação contínua por vários anos, contribui para a melhoria das características químicas e físicas do solo e aumento da produtividade das culturas (TRANI et. AL; 2008). Assim, a utilização do superfosfato se fez imprescindível para o bom desenvolvimento e germinação das sementes em um curto espaço de tempo. 6.5 Sementes selecionadas Para a seleção das sementes utilizadas na revegetação do talude-experimento, além do enfoque em sementes de procedência, foi realizado o estudo detalhado das espécies que mais se identificavam com as características físicas e químicas do solo local e fatores climáticos, com base nas informações descritas por por PEREIRA (2002), mostradas na Tabela 9. Deu-se preferência às espécies que possuíam características compatíveis a precipitações entre 878 e 1294 mm/ano, temperaturas entre 12 e 31,5°C, como 55 características da região, solo de baixa fertilidade, tolerância às secas, e propagação por meio de sementes. Tabela 9 - Especificidade de espécies Fonte: PEREIRA, 2002. 56 Considerando as condições impostas para a seleção das sementes e a necessidade da composição formada a partir de um mix de, preferencialmente, gramíneas e leguminosas, escolheu-se as seguintes espécies para serem trabalhadas – juntamente às suas especificações: Feijão de Porco (Canavalia ensiformi) – leguminosa (Figura 23) Figura 23 - Especificações: Feijão de Porco Fonte: PEREIRA (2002) Calopogônio (Calopogonium mucunoides) – leguminosa (Figura 24) Figura 24 - Especificações: Calopogônio Fonte: PEREIRA (2002) 57 Crotalária (Crotalaria juncea) – leguminosa (Figura 25) Figura 25 - Especificações: Crotalária Fonte: PEREIRA (2002) Nabo Forrageiro (Raphunus sativus) – leguminosa (Figura 26) Figura 26 - Especificações: Nabo Forrageiro Fonte: PEREIRA (2002) 58 Aveia Preta (Avena strigosa) – gramínea (Figura 27) Figura 27 - Especificações: Aveia Preta Fonte: PEREIRA (2002) Azévem (Lolium multiflorum) – gramínea (Figura 28) Figura 28 - Especificações: Azevém Fonte: PEREIRA (2002) 59 Brachiarão (Brachiaria brizantha) – gramínea (Figura 29) Figura 29 - Especificações: Brachiarão Fonte: PEREIRA (2002) Capim Gordura (Melinis multiflora) – gramínea (Figura 30) Figura 30 - Especificações: Capim Gordura Fonte: PEREIRA (2002) 60 Para a especificação da quantidade de sementes/ha a serem utilizadas, levou-se em consideração a taxa de semeadura, calculada a partir dos dados de pureza (SPV) e valor cultural (VC) fornecidos pelo representante das espécies adquiridas. Tabela 10 - Dados utilizados para cálculo de SPV Fonte: PEREIRA, 2002. 61 6.6 Germinação e brotamento das sementes O semeio do “talude-experimento” foi realizado no dia 31 de outubro de 2012, levando-se em consideração todas as características e estudos abordados. No dia 06 de novembro, seis dias após a semeadura, já era possível observar o início da emergência das plântulas, como mostra a Figura 31. Figura 31 – Primeiros brotos após 6 dias do plantio - comparação do tamanho a uma semente de girassol. Após 12 dias do plantio, dia 12 de novembro de 2012, grande parte das leguminosas já alcançavam alturas de, aproximadamente, 5,0cm (Figura 32). As espécies gramíneas, que possuem tempo de crescimento menos acelerado, já alcançavam alturas de, aproximadamente 2,0 a 3,0cm. A Figura 33 apresenta o close da vegetação. 62 Figura 32 - Vegetação após 12 dias do plantio. Figura 33 – Close - Vegetação após 12 dias do plantio. Em 25 de janeiro de 2013, 86 dias após a semeadura, a vegetação já encontrava-se totalmente estabilizada, comprovando o sucesso do experimento. As Figuras 34 e 35 mostram o sucesso do experimento. 63 Figura 34 - Estabilidade da vegetação. Figura 35 - Vegetação em menos de três meses do plantio. 64 6.7 Viabilidade e sucesso do emprego da biomanta De acordo com o experimento realizado na Mina do Andrade, o emprego da tela vegetal mostrou-se essencial para a estabilidade, proteção e representação de boas condições para a germinação das sementes e estabelecimento das plantas mantendo o calor e umidade necessários. A Figura 36 mostra a eficiência da técnica utilizada. Figura 36 - Antes e depois do experimento. Destaca-se que mesmo apresentando maior valor de implantação, o uso da tela vegetal demonstrou melhor custo-benefício, devido ao excelente resultado em curto prazo. Mediante sucesso da investigação e técnica empregada para resolução das falhas iniciais, foi aderida pela empresa a proposta do trabalho e desenvolvida, 65 consequentemente, nova revegetação nos taludes com germinação falha, como mostra a Figura 37. Figura 37 - Revegetação de toda a extensão do talude-experimento. 66 67 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS Na maioria dos casos, as falhas de germinação nos plantios se devem a problemas adquiridos nas sementes, como dormência ou morte por exposição direta a fatores climáticos específicos (sombras, incidência direta de sol, elevada umidade e temperatura), ou ataque de predadores, como pássaros e insetos que se alimentam das sementes. No entanto, qualquer falha de plantio deve ser investigada a fim de que sejam tomadas as devidas e corretas providencias em curto prazo, eliminando o gasto desnecessário com técnicas e métodos ineficientes. Considerando-se os resultados obtidos, a partir da investigação das causas do insucesso na revegetação dos taludes da Mina do Andrade, juntamente ao experimento realizado, pode-se afirmar que antes de se realizar o plantio é imprescindível a análise prévia das características edafoclimáticas locais para a adequada seleção da técnica de plantio, espécies vegetais, correção do solo e adubação. Assim será possível garantir o sucesso do trabalho, sem perda de material e, consequentemente, custos desnecessários. O emprego da tela vegetal mostrou-se importante para a estabilidade e proteção dos solos e das sementes, pois reduzem a fluidez do escoamento superficial e os efeitos climáticos na superfície. Essa também forneceu boas condições para a germinação das sementes e fixação das plantas, pois facilita a manutenção de nutrientes do solo e permite fixar melhor as sementes e fertilizantes utilizadas no processo de plantio. Como mostrado, a técnica de hidrossemeadura não é eficiente para todos os casos de revegetação, porque não apresenta resultados satisfatórios em locais com alta inclinação e elevada pluviometria, além de não oferecer proteção às sementes. 69 REFERENCIAS ALMEIDA, D. L.; MAZUR, N. P.; PEREIRA, N. C. Efeitos de composto de resíduos urbanos em cultura do pimentão no município de Teresópolis - RJ. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE OLERICULTURA, 22, Vitória. Resumos. Vitória: SOB/SEAG-ES, p. 322 1982. ALVAREZ V. V.H.; NOVAES, R. F.; BARROS, N. F.; CANTARUTTI, R. B.; LOPES, A.S. Interpretação dos resultados das análises de solos. In: RIBEIRO, A.C.; GUIMARAES, P.T.G.; ALVAREZ V., V.H. (Ed.). Recomendação para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais: 5º Aproximação. Viçosa: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais, 1999. p. 25-32. ALVES, B. P. Apostila do Curso de Economia Mineral. PLANFAP. MME/ FVG. Rio de Janeiro, 1973. ARAÚJO, M. 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Projetos de Bioengenharia, áreas degradadas, polidutos, aeroportos, rodovias, ferrovias, projetos Biomanta Antierosiva de residenciais e industriais, minerações, projetos com Fibra de Côco grande efeito paisagístico, taludes de qualquer inclinação, canais de vazão média a alta, margens de cursos d’água e áreas muito suscetíveis à erosão. 75 Projetos Biomanta Antierosiva Mista de Palha e Fibra de Côco de Bioengenharia, áreas degradadas, polidutos, aeroportos, rodovias, ferrovias, projetos residenciais e industriais, minerações, cursos d'água, canais de vazão média, taludes de grande inclinação, campos e gramados, solos com média a alta suscetibilidade à erosão. 76 77 ANEXO 2 78 Conheça as autoras do projeto Kellen Medeiros - Engenheira ambiental graduada pela Universidade do Estado de Minas Gerais, em João Monlevade. Estagiou por um ano na ArcelorMittal, onde hoje faz parte do quadro efetivo da empresa junto ao setor de meio ambiente. Tássia Bicalho - Engenheira ambiental pela Universidade do Estado de Minas Gerais, em João Monlevade. Estagiou na ArcelorMittal. É membro fundadora da Sênior Consultoria Ambiental, empresa Júnior de Engenharia Ambiental, onde foi diretora Presidente por duas gestões.