A RECUPERAÇÃO AMBIENTAL DE CAVAS REMANESCENTES DA MINERAÇÃO DE CARVÃO E A IMPLANTAÇÃO DE ATERROS SANITÁRIOS: ESTUDO DE CASO CANDIOTA/CRM

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1 A RECUPERAÇÃO AMBIENTAL DE CAVAS REMANESCENTES DA MINERAÇÃO DE CARVÃO E A IMPLANTAÇÃO DE ATERROS SANITÁRIOS: ESTUDO DE CASO CANDIOTA/CRM Raul Oliveira Neto & Régis Sebben Paranhos Engs. de Minas e Profs. Drs. do Curso Superior de Tecnologia em Mineração UNIPAMPA - Universidade Federal do Pampa Campus de Caçapava do Sul / RS Aldo Meneguzzi Junior & Edson Aguiar Engs. de Minas da CRM Cia Riograndense de Mineração Divisão de Projetos e de Meio Ambiente Porto Alegre / RS Carlos Otávio Petter - Prof. Dr. Depto. de Engenharia de Minas UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Campus Avançado Centro de Tecnologia Laboratório de Processamento Mineral - LAPROM RESUMO Na ultima década houve grande interesse na efetivação do aproveitamento de áreas ou cavas resultantes das minerações à céu-aberto para a implantação dos denominados Aterros Sanitários de Resíduos Sólidos Urbanos ASRSU. Isto foi decorrente em parte pela pelo surgimento de da legislação sobre gerenciamento destes resíduos, e parte pela escassez de áreas para tal disposição final. Uma questão, porém, é preponderante: a alternativa das empresas de mineração em implantarem um empreendimento rentável e ambientalmente correto, ao invés de alocarem recursos na recuperação e fechamento destas cavas finais, em sua maioria a fundo perdido. O presente artigo apresenta estudo de caso, comparando objetivamente as vantagens técnicas e econômicas neste contexto, subsidiando empresas, prefeituras e comunidades direta e indiretamente afetadas, com elementos para a tomada de decisão quanto a implantação ou não de um ASRSU na área remanescente de mineração, para destinação final de seus resíduos urbanos. Os parâmetros técnicos avaliados são os constantes nas normas da ABNT para projetos de ASRSU e as simulações de custos foram feitas com o auxílio do software Modelo de Estimativa de Custos em Aterros Sanitários (Neto, 2008), considerando diferentes alternativas técnicas e econômicas. Este modelo estima os custos de implantação e operação para projetos de aterros sanitários, tendo sido desenvolvido através do ajustamento de curvas aos dados de custo x capacidade. Para comparação e validação do modelo utilizado com os custos de recuperação e fechamento das cavas foram utilizados dados reais levantados junto à Cia Riograndense de Mineração CRM. Os resultados foram comparados e quantificados em termos de economicidade de implantação dos ASRSU. PALAVRAS-CHAVE: Recuperação ambiental; cavas; carvão; aterros sanitários. 1

2 1. INTRODUÇÃO A alternativa de aproveitamento das cavas remanescentes da atividade mineraria com a implantação dos aterros sanitários, vem tomando uma proporção considerável de importância, não só pelas empresas titulares destas, mas também pelo poder público responsável pelo gerenciamento dos resíduos sólidos municipais. Os primeiros por uma questão econômica e, o segundo, por uma questão de viabilização ou solução de um grave problema que têm em mãos, que é a escassez de áreas para destino final dos seus resíduos. Esta alternativa solucionaria a médio e curto prazo o problema da gestão dos resíduos sólidos urbanos, principalmente no Brasil onde são mais de municípios e somente cerca de 15% (aprox. 830 municípios) utilizam o sistema correto de aterros sanitários (SNIS, 2005). Em países do exterior esta opção já vem sendo utilizada com vantagens por empresas do setor mineral, já que alia a questão da recuperação ambiental destas cavas com um empreendimento rentável e seguro do ponto de vista ambiental. No presente artigo faz-se uma análise de estudo de caso para aproveitamento de cavas remanescentes da atividade de mineração de carvão à céu-aberto, na implantação de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos. É apresentada uma caracterização do caso em estudo, seguida da descrição da apresentação da metodologia ou modelo econômico empregado para análise, finalizando com a discussão dos resultados. 2. CARACTERIZAÇÃO 2.1 Caso em estudo Considera-se o caso de cavas geradas pela mineração de carvão à céu-aberto, mais especificamente os dados e informações disponíveis para a Mina de Candiota da Companhia Riograndense de Mineração CRM, no estado do Rio Grande do Sul. A CRM vem adotando metodologia de recuperação das cavas que envolve a metodologia de terraplenagem e espalhamento do material de bota-fora embutido na atividade operacional da mina, mais deposição do material fértil (solo ou terra vegetal), adubação e correção deste solo, aplicação de equipamentos auxiliares tais como trator agrícola e revegetação final com gramíneas, com dois períodos de plantio, inverno e verão. O método de lavra considerado é o sistema truck-shovel e dragline, conforme figura 1 abaixo. 2

3 figura 1 Esquema demonstrando as operações básicas de lavra e recuperação ambiental das cavas na mina de Candiota CRM. 2.2 Modelo para estimativa de custos O modelo de estimativa de custos de investimentos (implantação) e de operação para projetos de aterros sanitários foi desenvolvido através do ajustamento de curvas aos dados de custo x capacidade, disponibilizados em pesquisa realizada. Dentro deste contexto se enquadra no tipo de estimação por ordem de grandeza (estágio de projeto de estudo conceitual e preliminar), e a técnica de estimação por ajustamento exponencial que considera o efeito escala. Desta forma se enquadra dentro do conceito das quick evaluations, ou avaliações rápidas para estudos de análise e tomada de decisões em nível de projeto preliminar. O nível ou grau de precisão buscado para os resultados do modelo gerado, foi previsto inicialmente para a faixa de -30% a +50%, aceitáveis dentro das técnicas de avaliações de projeto nesta fase de estudos iniciais, porém, ao final do trabalho as validações comprovaram que estes níveis ficam entre -15% a +20% (Neto, 2008). O modelo desenvolvido na tese teve como principal motivação a transposição da filosofia do Modelo de O Hara MAFMO (Nagle, 1998), utilizado no setor mineral, para o caso dos aterros sanitários. As equações do modelo univariável foram obtidas através de correlações tendo-se como variável independente a capacidade de recebimento diário de resíduos do aterro (Cap) e como variáveis dependentes ou de respostas, os custos, e foram realizadas com os dados dos bancos obtidos no Brasil, conforme demonstra o exemplo da figura 2 a seguir. 3

4 custos operacionais anuais - US$ Estimação do Custo Operacional Anual p/ Aterro Sanitário , ,00 y = 22461x 0,68 R 2 = 0, , , , , , , ,00 0, capacidade do Aterro - t/dia Figura 2 Exemplo de curva resultante para o modelo desenvolvido, correlacionando custo total de operação (CO US$) x capacidade do aterro (Cap t/dia) (Neto, 2008); 2.3 Adaptação informática do modelo - Software A adaptação informática dos modelos de estimação gerados foi concebida de modo bem compacto e de simples acesso pelo usuário, tornando mais rápido o entendimento e a visualização dos resultados. Desta forma fica facilitada a execução de quantas forem as estimações que se deseja realizar com agilidade e rapidez, o que vai ao encontro do objetivo das quick evaluations. Já na tela inicial do programa é possível visualizar todos os cálculos disponíveis, permitindo o rápido acesso as janelas, separadamente, da seguinte forma (Neto, 2008): a) Estimativa de custo Detalhado de Implantação, que corresponde ao modelo univariável custo (US$) x capacidade do aterro sanitário (t/dia) ; b) Estimativa de custo Detalhado de Operação, que corresponde ao modelo univariável custo (US$) x capacidade do aterro sanitário (t/dia) ; c) Estimativa de custo Totais, que corresponde ao modelo multivariável custo (US$) x capacidade do aterro sanitário (t/dia) e tipo do tratamento do lixiviado ; d) Estimativa do custo com Transporte, que corresponde ao modelo de cálculo dos custos de transporte do resíduo ao aterro; e) Estimativa do custo com Fechamento, que corresponde ao modelo de estimação de custos globais após o encerramento do aterro sanitário; Na parte superior da tela o programa permite inserir o título da simulação que o usuário deseja para seu controle posterior de comparação de resultados testados. Logo abaixo aparecem os campos de entrada para os dados iniciais que o programa utiliza em todos os cálculos das estimações, e que são dois basicamente, ou seja, a População do município em número de habitantes e a Capacidade do aterro em t/dia. O programa permite também que o usuário faça as modificações nos resultados dos valores de custo estimados, podendo ajustá-los de acordo com seu interesse, seu objetivo na estimação ou também de acordo com sua experiência, tornando mais particular ou específico as suas simulações. 4

5 3. SIMULAÇÕES DE CUSTOS O modelo tem como dado básico condicionante de cálculo, ou dado de entrada, a capacidade do aterro sanitário em toneladas diária (t/dia) que por sua vez é dimensionada em função da área e volume útil projetado, o que delimita a vida útil. A partir do porte do aterro pode-se estimar o número de municípios a atender aplicando-se a taxa média de geração de resíduos para a população a ser atendida. A vida útil de um aterro sanitário tendo em vista as normas atuais é de 10 anos no mínimo. O aterro sanitário poderia atender, no mínimo, os seguintes, tomando-se como critério um raio de 20 km a partir do local da mina ou do aterro a ser implantado: - Candiota: população estimada em habitantes. - Bagé: população estimada em habitantes. - Piratini: população estimada em habitantes. - Pinheiro Machado: população estimada em habitantes. A população total a ser atendida neste primeiro contexto abordado, resulta em habitantes. Aplicando o modelo software, o programa nos apresenta uma capacidade do aterro mínima de 78,87 t/dia como capacidade, portanto, pode-se considerar um aterro de médio porte para recebimento diário de, no mínimo, 100 t/dia de resíduos urbanos. As figuras 3 e 4 a seguir demonstram os resultados obtidos pelo modelo para os custos detalhados de implantação e de operação, respectivamente. figura 3 tela com resultados obtidos no software para a situação indicada no título 5

6 figura 4 tela com resultados obtidos no software para a situação indicada no título Estes valores de custo consideram a implantação do aterro sanitário em uma área virgem, ou seja, com necessidade de realização de todos os trabalhos previstos em um projeto deste tipo, não considerando o caso da pré-existência de cavas remanescentes da atividade minerária. As atividades ou ítens incluídos em cada tipo de custo são os seguintes: Custo de implantação: Estudos Iniciais (Projeto Básico, Detalhado e EIA/RIMA), Infraestrutura de Apoio (Acessos Permanente, Poços Artesianos, Instalações de Apoio, Balança Rodoviária, Piezômetros, Unidade de Tratamento do Lixiviado), Preparação (Terraplenagem, Impermeabilização da Base), Segurança e Proteção Ambiental (Cercamento da Área e Implantação da Cortina Vegetal). Custo de Operação: Mão-de-obra (Inclui o pessoal empregado na Operação e no Apoio Administrativo), Custos Operacionais (Espalhamento e Compactação dos Resíduos, Drenagens, Cobertura Diária, Acessos Provisórios, Tratamento do Lixiviado, Monitoramentos, Plantio de Grama). Porém, deve-se considerar que para o caso do aproveitamento das cavas remanescentes da atividade minerária do carvão da mina de Candiota como um futuro aterro sanitário, os seguintes custos não seriam necessários, pois já estariam realizados: Projeto básico no item relativo aos Estudos Iniciais ; Acessos, instalações de apoio e balança no item relativo à Infra-estrutura de apoio ; Terraplenagem no item relativo à Preparação, inclusive a existência de substrato argiloso no local; Cercamento da área e implantação de cortina vegetal no item relativo à Segurança e Proteção Ambiental ; 6

7 Para o caso em estudo, nas estimativas de economia ou redução de custos que os ítens acima propicionariam, valeu-se das informações obtidas durante os estudos e pesquisas realizados na tese de doutorado referenciada Modelo de estimativa de custos em aterros sanitários para apoio a estudos de pré-viabilidade no gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (Neto, 2008), conforme o que segue: A participação do custo do material argiloso que é empregado na camada impermeabilizante de base e nas camadas intermediárias e de selamento superior é de aproximadamente 10% do custo, tanto no item preparação da etapa de implantação, como no item custos operacionais da etapa de operação; Os custos de terraplenagem e escavação para a preparação do terreno e do local de disposição são de aproximadamente 30% do custo no item preparação, dentro da etapa da implantação; A infra-estrutura administrativa, de oficinas, galpões e balança perfazem 20% do custo no item da Infra-Estrutura de Apoio, dentro da etapa da implantação; O cercamento das áreas e as cortinas vegetais participam com 50% do item de custo Segurança e Proteção Ambiental, na etapa de implantação; A abertura de acessos para circulação dos equipamentos de carga e transporte, participa com 5% no item de custos operacionais, dentro da etapa de operação; Para o item de custo estudos iniciais, na etapa de implantação, também se estima que a redução de custo fique em 30%, já que muitos estudos já foram executados na fase de mineração (projeto básico). As estimativas do modelo também consideram que o aterro sanitário implante tratamento do lixiviado ( chorume ) a nível primário, ou seja, no máximo a implantação de uma piscina de equalização. Portanto, foram refeitas as simulações para o caso destas economias geradas pela presença ou pelo aproveitamento das cavas da mineração de carvão, cujos resultados são demonstrados nas figuras 5 e 6 a seguir (ver coluna Valores Usuário ). figura 5 tela com resultados obtidos no software para a situação indicada no título 7

8 figura 6 tela com resultados obtidos no software para a situação indicada no título Comparando-se os resultados e transformando para R$/t, considerando 365 dias (01 ano) x 100 t/dia = t/ano, tem-se o seguinte: (tabela I) Tabela I comparação dos resultados para primeira simulação 100t/dia transformados para R$/t Custo de implantação (R$/t)* Custo de operação(r$/t)* Sem cavas da mina Com cavas da mina Sem cavas da mina Com cavas da mina 38,9 24,8 22,4 19,9 Economia = 36 % Economia = 11 % *Dolar atual = R$ 1,63 4. COMPARAÇÃO COM CUSTOS DE RECUPERAÇÃO AMBIENTAL Para uma comparação efetiva dos custos do aterro sanitário aproveitando as cavas, com os custos atuais da CRM em relação à recuperação ambiental destas cavas, partiu-se dos seguintes pressupostos: Foram utilizados os valores usuais médios da Mina de Candiota para espessura de solo vegetal, distâncias de transporte, quantidades de insumos, serviços; Estes valores correspondem ao mais alto e completo possível; Os serviços de espalhamento e conformação dos materiais do bota-fora estão incluídos nos custos operacionais da mina, pelo método de lavra truck-shovel, motivo pelo qual não foram considerados nos custos de recuperação; A equipe de meio-ambiente da mina recebe o terreno pronto para então realizar a cobertura de terra vegetal e a revegetação; Foram consideradas duas etapas de correção do solo e adubação, assim como dois plantios, no inverno e no verão; 8

9 Os custos são os seguintes apresentados na Tabela II: Tabela II custos da recuperação ambiental das cavas obtidos atualmente pela CRM considerando pressupostos acima descritos Tipo de atividade Valor de custo (R$/ha) Extração, carga, transporte e espalhamento da terra vegetal; ,00 Correção do solo ou terra vegetal; 400,00 Adubação do solo ou terra vegetal; 800,00 Revegetação com gramíneas; 1.500,00 Equipamento auxiliar (trator agrícola, implementos) e mão de obra; 1.250,00 TOTAL ,00 Fonte: Divisão de Meio Ambiente CRM Para uma comparação tem-se que transformar os valores todos, de custos com aterros e custos com recuperação na mesma unidade, ou seja, R$/t resíduos ou R$/ha de área. Optou-se por comparar em termos de R$/t, considerando os seguintes parâmetros: Densidade média dos resíduos dispostos no aterro = 0,40 t/m 3 Eficiência operacional = 0,63 Densidade dos resíduos no aterro = 0,4 x 0,63 = 0,252 t/m 3 Quantidade estimada de resíduos em um área de 1ha ou m 2 : o m 2 x 25m (prof. média de cava na mina) = m 3 o m 3 x 0,50 (50% de perdas decorrentes de taludes, sistema de drenagem, tipos de resíduos, coberturas intermediárias de solo) = m 3 o 0,252 t/m 3 x m 3 = t de resíduos em 1 ha. Portanto, tem-se que o valor de custo total de recuperação nas condições expostas na tabela 2, resulta em: R$ ,00/ha / t/ha = R$ 0,63/t Portanto, comparando os custos totais de implantação do aterro sanitário (coluna 1 tabela 1), temos que: Custo implantação do aterro = R$ 24,8/t Custo recuperação da cava = R$ 0,63/t Verifica-se então grande diferença a menor para o custo de recuperação, ou seja, o custo de recuperação equivale a apenas 2,5% do custo do aterro, nas condições ou pressupostos descritos no início deste ítem. Porém, caso consideremos uma situação extrema de custo de recuperação ambiental que a CRM possue na mina de Candiota, ou seja, o caso de se realizar terraplenagem de montes de estéril movimentado pela draga (dragline) e de áreas que se encontram em situação de passivo ambiental, onde não houve armazenamento de terra vegetal e distante das áreas de mineração, os valores chegam a R$ ,00 no mínimo (fonte: Divisão de Mineração CRM). Nesta situação tem-se: 9

10 Custo implantação do aterro = R$ 24,8/t Custo recuperação da cava = R$ ,00/ha / t/ha = R$ 2,54/t Nesta situação, mais extrema dos custos de recuperação, este passa de 2,5% para 9,8% do custo do aterro, com relativa diminuição da diferença ou vantagem. Ainda há que ser considerado que partiu-se de um pressuposto básico que um aterro nas minas de candiota atenderia uma capacidade de 100t/dia de resíduos. Sabe-se no entanto, que pelo tamanho das cavas da mineração remanescentes e ainda pela vida útil da reserva de carvão, poderá se atingir uma capacidade muito maior que esta, chegando facilmente a atender no mínimo t/dia de resíduos, ou até o dobro disto, cerca de t/dia. Poderemos então fazer uma extrapolação, empregando-se o modelo ou software para estas capacidades e verificando como ficam as diferenças de custo, como segue abaixo: Valor da implantação do aterro sanitário para 5.000t/dia de resíduos = R$ 10,9/t Valor da implantação do aterro sanitário para t/dia de resíduos = R$ 8,8/t Resultando na seguinte comparação: Custo implantação do aterro = R$ 8,8/t Custo recuperação da cava = R$ 2,54/t R$ 2,54/t / R$ 8,8/t = 28,9% Portanto, de 2,5% na situação inicial de calculo, passa para 28,9%, o percentual do custo de recuperação sobre o do aterro, dimuindo a vantagem do custo de recuperação com o aumento da capacidade do aterro. Outra situação porém ainda deve se considerada, ou seja, como a CRM já tem este custo de R$ 2,54/t embutido na sua contabilidade ambiental, na realidade somente terá um acréscimo de R$ 6,3/t (8,8 2,54) para implantação de todas as etapas de custo de um aterro sanitário. Terá na realidade uma diminuição adicional de 30% no custo da implantação do aterro. 5. ANÁLISE E CONCLUSÕES FINAIS a. A CRM, mina de Candiota, possue um custo relativamente baixo para recuperação ambiental de suas áreas mineradas, que fica em torno dos R$ 0,63/t resíduos, para comparação com implantação de aterros; b. Considerando uma situação extrema, passivos e draga, este custo passa para R$ 2,54/t resíduos; c. Na comparação com os custos de implantação de aterro sanitário, com custo mínimo de R$ 24,8/t 100t/dia, e custo máximo extrapolado para 10

11 10.000t/dia, o custo mínimo fica R$ 8,8/t, as diferenças diminuem e os custos de implantação do aterro ficam apenas R$ 6,3/t a maior que os de recuperação das cavas. d. A conclusão acima indica que para o caso de se considerar o aproveitamento das cavas para implantação de aterros sanitários, deve-se sempre considerar a possibilidade de atendimento de um número maior de municípios, pois quanto maior a capacidade de recebimento de resíduos sólidos urbanos, maior será a diminuição de custos e a vantagem de não se ter os custos de recuperação ambiental das cavas; e. Outro ponto fundamental recai sobre o nível de receitas ou benefícios econômicos que o aterro trará para empresa, resultando em lucro operacional que poderá reverter em investimentos em novas cavas e novos aterros; f. No caso acima, estimam-se lucros da ordem de 50% sobre o faturamento da empresa na disposição dos resíduos nas cavas transformadas, o que gera todo um retorno do investimento; g. Outras vantagens: utilização de mão de obra local e existente na própria empresa, sem necessidade de contratação adicional e ainda a utilização de equipamentos próprios sem necessidade de investimento em novos; h. Todas estas vantagens somam-se às relatadas na Tabela 1, aumentando as economias citadas, de 36% e 11% na implantação e operação do aterro sanitário, respectivamente. 6. RECOMENDAÇÕES FINAIS O presente estudo necessariamente não se encerra aqui, pois verifica-se a necessidade de uma continuidade no detalhamento do mesmo, podendo-se chegar a melhores conclusões a respeito de vantagens na implantação de aterros sanitários nas cavas remanescentes da Mina de Candiota. Recomendam-se os seguintes detalhamentos: Estimativa da capacidade total de armazenamento de resíduos sólidos, através da projeção do volume útil gerada pela mineração da jazida até sua exaustão; Verificação de custos não computados na recuperação atual, tais como, os de drenagem de água nas cavas; Eventuais custos de rebaixamento do lençol freático, caso existam, também devem ser avaliados, já que as Normas atuais não estabelecem que este nível se encontrem no mínimo a 1,5m abaixo da cota inferior do aterro (NBR 13896, 1997); Estimativa da vida útil final do aterro sanitário considerando o volume útil gerado pela mineração e a capacidade diária de recebimento de resíduos, em função de todos os municípios que poderão ser atendidos. 11

12 7. REFERÊNCIAS Costa,F.L., Lima,H.M., Plano conceitual de fechamento para a unidade de concentrado de urânio da INB em Caetité, Bahia. REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 59(4): , out. dez Guimarães, R. B. Desenvolvimento de um aplicativo para estimativa de custo de fechamento de mina. Ouro Preto: UFOP - Departamento de Engenharia de Minas - DEMIN, p. (Mestrado em Engenharia Mineral). Nagle, A.J Aide a L Estimation des Paramètres Economiques d un Projet Minier dans les Etudes de Prefaisabilite. Ph.D. thesis, Ecole Nationale Supérieure de Mines de Paris. p NBR 8419, Procedimentos de apresentação de projeto para aterros sanitarios de residuos sólidos urbanos. Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 13896, Critérios de projeto, implantação e operação de aterros sanitarios de residuos não perigosos. Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Neto, R.O Avaliação da legislação ambiental vigente para a mineração. Proposta de metodologia e procedimentos. Tese de mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 94 p. Neto, R.O Modelo de estimativa de custos em aterros sanitários para apoio a estudos de pré-viabilidade no gerenciamento de resíduos sólidos urbanos. Tese de doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 147 p. SNIS, Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento: Diagnóstico do Manejo de Resídus Sólidos PMSS. Ministério das Cidades, Brasília, 350 p. 8. AGRADECIMENTOS Á equipe técnica da Cia Riograndense de Mineração CRM, engenheiro Aldo Meneguzzi Junior, e em especial ao Eng. de Minas Edson Beltrame de Aguiar, pela compreensão da importância do trabalho e pela disponibilização dos dados e informações relevantes para o estudo desenvolvido. À equipe organizadora do III Congresso Internacional de Carvão Mineral, geólogo Gerson Miltzarechi e o colega eng. de minas Carlos Sampaio, pela aceitação do trabalho remetido. 12

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