cartografia apilicada extraçao mineral - DNPM

RETORNA
CARTOGRAFIA APILICADA À EXTRAÇÃO MINERAL
Estudo de Caso
Rogério Valença Ferreira1
Lucilene Antunes Correia Marques de Sá2
1
DEPARTAMENTO NACIONAL DE PRODUÇÃO MINERAL - DNPM
Estrada do Arraial, 3824 – Casa Amarela
52.070-230 – Recife – PE – Brazil
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2
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - UFPE
Centro de Tecnologia e Geociências - CTG
Departamento de Engenharia Cartográfica - DECart
Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n - Cidade Universitária
Recife - Pernambuco - Brasil
50740-530
Telefone: (081) 271-8714
Telefone/Fax: (081) 271-8235
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RESUMO
Com o objetivo de identificar uma nova metodologia que possibilite monitorar de forma mais eficiente a extração do
calcário, e determinar as interferências desta atividade no meio ambiente próximo, esta pesquisa utilizou técnicas
empregadas a partir do conhecimento existente na Engenharia Cartográfica, como a interpretação de imagens, a
cartografia digital e o geoprocessamento. O presente artigo apresenta a aplicação da metodologia empregada, os
resultados e as conclusões obtidos no estudo. As duas áreas de concessão de lavra que foram objeto desta
pesquisa estão localizadas no município de Paulista, Estado de Pernambuco, região Nordeste do Brasil .
ABSTRACT
The use of the calcareous founded on the Metropolitan Region of Recife began in 1940. In the beginning of 1970, with
the increase of the civil construction, the exploration of this mineral become a serious environment problem. This
research studied a new methodology in the manager of the extraction of this mineral and its interference in the
environment. Techinics as GIS, image processing and Cartography were used. The regions studied are in Paulista
city, in Pernambuco state, Brazil's northeastern.
1.
INTRODUÇÃO
A
utilização
da
Cartografia,
especialmente
o
geoprocessamento, nas mais diversas aplicações, tais
como: estudos ambientais, urbanos, uso do solo agrícola,
dentre outras, são imprescindíveis já há algum tempo, dado
que, a velocidade das transformações espaciais e a
quantidade de informações relativas às mesmas vêm
aumentando permanentemente.
A exploração mineral é uma das atividades econômicas
que mais provocam transformações de ordem ambiental.
Os impactos ambientais observados variam de acordo com
as características do ambiente, o tipo de minério explotado
e a utilização de tecnologias específicas na extração e no
beneficiamento.
A demanda por novas matérias primas, vem aumentando
nas últimas décadas a produção do setor mineral no Brasil,
tendo como conseqüências mais áreas de exploração,
fazendo com que o volume de informações deste setor
tenha crescido bastante do ponto de vista cartográfico.
Sendo assim, necessário se faz a utilização de técnicas
mais modernas para o processamento destas informações.
RETORNA
O presente trabalho é resultado da aplicação da
Cartografia, utilizando técnicas de geoprocessamento, para
o monitoramento da extração mineral em frente de lavra a
céu aberto. Como área teste, foi escolhida uma mina de
calcário localizada no município de Paulista, estado de
Pernambuco.
detríticos; Formação Maria Farinha (Terciário) com
calcários detríticos; Grupo Barreiras (Terciário) composto
por depósitos pouco consolidados de natureza continental,
formados por materiais areno-argilosos; sedimentos
cenozóicos,
estando identificados
como
terraços
holocênicos e pleistocênicos (areias de praia) e mangues
(siltes e argilas orgânicas).
O clima da região é quente e úmido, com precipitações
em torno de 1.800 mm anuais.A cobertura vegetal é
constituída por manguezais, vegetação nativa de mata
atlântica
substituida por vegetação secundária
denominada de capoeira e áreas cultivadas de coqueirais.
2. OBJETIVOS
2.1 – Gerais
Estudar uma metodologia para o monitoramento da
extração mineral em frente de lavra a céu aberto com base
em técnicas cartográficas aplicadas ao geoprocessamento.
2.2 – Específicos
•
Diagnosticar as principais mudanças ambientais
ocorridas na área de estudo com base em
documentos cartográficos, período 1970 a 1988;
•
quantificar o volume de calcário extraído na área
no período de 1975 a 1988.
3 . ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo está localizada no município de
Paulista, Região Metropolitana do Recife, estado de
Pernambuco, conforme mostra a Figura 1.
4. A EXTRAÇÃO DE CALCÁRIO
Os calcários são rochas constituídas, basicamente, por
carbonato de cálcio (CaCo3). A calcita e a aragonita são os
principais
minerais
formadores
dos
calcários.
Geneticamente os calcários podem ser originados pelo
acúmulo de restos orgânicos ou precipitação química de
soluções.
Na área de estudo, os calcários são decorrentes das
Formações Gramame e Marinha Farinha, que se dispõem
ao
longo
da
Bacia
Sedimentar
Costeira
Pernambuco/Paraíba. São impuros, com elevados teores
de resíduo insolúvel.
A explotação de calcário é feita em Concessão de Lavra,
dividida em duas áreas de 375,12ha e 109,60ha. A
concessionária é a Companhia de Cimento Portland Poty,
cuja unidade fabril fica localizada dentro da área de
concessão.
A explotação de calcário nestas áreas teve início na
década de quarenta, voltada para a produção de cimento
da fábrica que abastece o mercado regional.
O método de lavra é a céu aberto, sendo totalmente
mecanizado. O capeamento, material que se encontra
sobre o calcário, é retirado com escavadeiras e
transportado para o bota-fora, área onde é armazenado. O
desmonte do minério é feito com explosivos. O
carregamento do material para os caminhões basculantes
é feito com pás carregadeiras, sendo posteriormente
transportados até o britador primário na fábrica.
Figura 1 – Mapa de Localização
A geologia regional é constituída pelo embasamento
cristalino, com rochas Pré-Cambrianas; Formação
Gramame (Cretácio) composta por calcários argilosos e
Os dados relativos a produção mineral durante o período
estudado, 1975 a 1988, é apresentada na Tabela 1. Os
valores da produção, em toneladas, são informados pela
empresa mineradora anualmente, através do Relatório
Anual de Lavra, apresentado ao Departamento Nacional de
Produção Mineral – DNPM.
RETORNA
Tabela 1
Produção de Calcário, Argila Calcífera e Volume de Estéril
ANO
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
TOTAL
Produção(t)
Calcário
Arg. Calcífera
844.591
982.940
965.543
1.001.938
1.055.600
1.429.458
1.485.206
1.441.129
970.600
792.720
196.503
817.133
358.258
988.630
172.071
826.950
92.040
803.963
221.535
14.406.401
1.040.407
Volume
(m ³)
351.912
409.558
402.309
417.474
439.833
595.607
618.835
600.470
404.416
445.890
551.212
513.147
398.703
465.298
6.614.664
Relação
Estéril/minério
0,40
0,60
0,40
0,50
0,50
0,70
0,94
0,86
1,57
1,20
1,00
1,00
1,00
1,00
-
Vol. de estéril
(m ³)
140.764
245.734
160.923
208.737
219.916
416.924
581.704
516.404
634.933
535.068
551.212
513.147
398.703
465.298
5.589.467
Vol. total
estéril/minério
492.676
655.292
563.232
626.211
659.749
1.012.531
1.200.539
1.116.874
1.039.349
980.958
1.102.424
1.026.294
797.406
930.596
12.204.131
Fonte: DNPM - Relatórios Anuais de Lavra
•
5 . MATERIAL E MÉTODOS
5.1 - Documentos Cartográficos:
•
•
Carta Topográfica, escala 1:25 000, ano 1970;
Ortofotocartas, escala 1:10 000, anos de 1975 e
1988.
5.2 – Processamento de Dados
A pesquisa estuda dois aspectos:
•
o monitoramento de questões ambientais relacionadas
a extração do minério; e
5.2.1 – Níveis de Informação
Os níveis de informação foram definidos com base na
escala da carta, nos dados existentes na época e nas
análises a serem desenvolvidas.
As curvas de nível e os pontos cotados fazem parte de
um arquivo separado, pois foram utilizados para o cálculo
do volume de minério retirado.
5.2.2 – Digitalização
A digitalização é a técnica de conversão dos dados
espaciais do meio analógico para o meio magnético. O
programa utilizado para transposição dos dados foi o
MAXICAD.
a determinação da quantidade de minério retirada, em
um determinado período de tempo, através das curvas
de nível disponíveis nos documentos cartográficos.
Níveis de Informação
Carta Topográfica de
1970
Mangue
Área de Concessão
Fábrica
Aeródromo
Hidrografia
Sistema Viário
Limite Municipal
Ortofotocartas de 1975 e 1988
Mangue, Área Cultivada e Solo Nu
Área de Concessão
Área de Lavra
Tanque de Decantação
Fábrica
Aeródromo
Hidrografia
Sistema Viário
Limite Municipal
Curvas de Nível e Pontos Cotados
Os mapas foram digitalizados em níveis definidos
anteriormente. As figuras 2, 3 e 4 são resultados da
digitalização dos documentos cartográficos, e mostram
como se encontrava a área de estudo em 1970, 1975 e
1988, respectivamente.
Posteriormente, foi executada a edição do arquivos
digitalizados, e realizado a análise espacial. Como o
programa utilizado na análise espacial foi um CAD –
Computer Aided Design, foi necessário o cruzamento dos
níveis para a obtenção dos resultados relativos ao
monitoramento.
O cálculo do volume de material extraído da mina foi
obtido com base nos arquivos digitalizados, utilizando-se
um programa MDT – Modelo Digital de Terreno, o
TASH(Topographisches Auswerte System Der Universitaet
RETORNA
Hannover). O programa foi alimentado com a malha de
coordenadas tridimensionais obtidas a partir das curvas de
nível e pontos cotados.
Figura 2 – Mapa da Situação da Área em 1970.
Figura 3 – Mapa da Situação da Área em 1975.
RETORNA
Figura 4 – Mapa da Situação da Área em 1988
5.3 – Equipamentos utilizados na Pesquisa:
•
Microcomputador;
•
Mesa digitalizadora;
•
Plotter ; e
•
Impressora.
6. RESULTADOS
Com relação às mudanças ambientais decorrentes da
extração do calcário na região, observa-se, através das
Figuras 5 e 6, que houve uma redução nas áreas de
mangue e solo nu. Entretanto, observa-se, também, que
ocorreu uma ampliação na área de lavra e no tanque de
decantação, aonde são armazenados os rejeitos da fábrica
de cimento. Estes fatos podem ser observados através dos
números apresentados na Tabela 2.
RETORNA
Figura 5 – Mapa com a análise do Período de 1970 a 1975.
Figura 6– Mapa com a análise do Período de 1975 a 1988.
RETORNA
Tabela 2 – Monitoramento da Área
2
Níveis Observados
1970
Área (m )
1975
1988
%
Diferença
m²
ha
Mangue
1.888.205
1.724.706
1.398.012
-26,0
490.193
49,0
Solo Nu
-
345.606
210.568
-39,1
135.038
13,5
Área de Lavra
-
368.338
839.480
56,1
471.142
47,1
Tanque de Decantação
-
307.550
418.383
26,5
110.833
11,0
Fonte: Pesquisa Direta
O estudo mostrou, ainda, em outra importante
constatação que, a empresa responsável pela exploração
da mina, extrapolou a área de concessão, pois, a área de
lavra referente ao ano de 1988 está fora do limite da área
de concessão, logo, além dos limites permitidos. Este fato
pode ser observado na Figura 4.
Para o cálculo do volume foram utilizados os arquivos
contendo as curvas de nível e os pontos cotados
digitalizados. As Figuras 7 e 8 apresentam a topografia da
área.
Figura 7 – Mapa Altimétrico do ano de 1975.
RETORNA
Figura 8 – Mapa Altimétrico do ano de 1988.
Com relação ao volume de calcário explotado, o cálculo
é feito dividindo-se o valor da produção pela densidade do
minério. A densidade do calcário é de 2,4; a da argila
calcífera é de 1,7. Para se obter o volume de estéril,
material extraído que não é minério, multiplica-se pelo valor
da relação estéril/minério, proporção entre volume de
estéril com o volume de minério. A soma do volume de
estéril com o volume de minério irá representar o volume
total de material extraído.
Nesta pesquisa quando é feita a comparação entre o
volume calculado e o informado pela empresa, considerase apenas o volume de minério explotado, pois parte-se da
premissa que o material estéril foi depositado, outra vez, na
própria área de lavra. Os resultados são apresentados na
Tabela 3.
Tabela 3 – Volume de Minério Explotado
Período:1975 - 1988
Ano
1975
1988
Total
Fonte: Pesquisa Direta
Área(m²)
361.855
808.000
-
Volume(m³)
6.035.744
10.038.310
-
Vol. Explotado(m³)
4.002.566
RETORNA
O Volume calculado difere do volume informado pela
empresa mineradora. Os cálculos mostram que a diferença
é da ordem de 39,5% para menos.
Sendo:
Vinf = volume informado = 6.614.664m³
Vcal. = volume calculado = 4.002.566m³
∆V = Vinf. - Vcal. = 6.614.664 - 4.002.566 = 2.612.098m³
7. CONCLUSÕES
O principal impacto ambiental causado pela extração de
calcário na área de estudo, foi a redução da área de
mangue, na ordem de 50ha, motivado por dois fatores: a
construção do tanque de decantação dos rejeitos da
fábrica, ao norte da área; e os aterros feitos ao sul da área
de concessão, objetivando possibilitar a explotação do
minério, pois parte do calcário está sob a área de mangue.
A explotação do minério fora da área de concessão, foi
outro fato importante observado. Isto, está em desacordo
com o item II do art. 37 do Código de Mineração (DecretoLei n° 227, de 28 de fevereiro de 1967): “a área de lavra
será adequada à condução técnico econômica dos
trabalhos de extração e beneficiamento, respeitando os
limites da área de pesquisa”.
A razão da diferença entre o volume de minério extraído
e o volume calculado, deve-se, provavelmente, ao
empolamento do material estéril, que uma vez revolvido,
vai ocupar um volume maior do que anteriormente
ocupava,
motivado
pela
aeração
sofrida
na
descompactação do material. Por outro lado, o fato do
período observado ser muito extenso, quatorze anos (1975
- 1988), dificulta a detecção de outros possíveis fatores
interferentes. Portanto, a quantificação do material extraído
de uma mina a céu aberto, necessitaria de medições
periódicas, em intervalos de tempos menores e regulares,
para que fosse possível obter com precisão o volume
retirado, e assim, compará-lo com o informado pela
empresa mineradora.
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