O Impacto das Mudanças. as Climáticas na Gestão de Recursos Hídricos: H Implicações para o Setor Mineral

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1 O Impacto das Mudanças as Climáticas na Gestão de Recursos Hídricos: H Implicações para o Setor Mineral - MÁRIO CICARELI PINHEIRO - 13 º CONGRESSO BRASILEIRO DE MINERAÇÃO Belo Horizonte, 24 de setembro de 2009

2 SUMÁRIO TÓPICOS PARA ABORDAGEM A Gestão de Recursos Hídricos Os Recursos Hídricos e o Setor Mineral O Equilíbrio Climático Mudanças Climáticas Impactos nos Recursos Hídricos Impactos no Setor Mineral Recomendações

3 A GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS CONCEITOS BÁSICOSB Recursos hídricos: h água no planeta (superficial, subterrânea), atributos de quantidade e qualidade. Peculiaridades dos recursos hídricos: h a quantidade de água no planeta é finita, os estoques de água são variáveis veis no tempo e no espaço, a mobilidade da água superficial, os usos múltiplos m da água. ÁGUA recurso escasso necessidade de gestão.

4 A GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS CONCEITOS BÁSICOSB Diferenças básicas b entre GESTÃO e GERENCIAMENTO. GESTÃO ato de administrar ÁREA CORPORATIVA. GERENCIAMENTO ato de dirigir ÁREA OPERACIONAL

5 OS RECURSOS HÍDRICOS H E O SETOR MINERAL A ÁGUA NAS ATIVIDADES DE MINERAÇÃO A água útil como insumo nos processos de beneficiamento e transporte de minério. A água nociva nas cavas (água( subterrânea e escoamento pluvial), água com substâncias químicas, água como veículo de sedimentos. Gerenciamento das águas na mineração: dimensionamento de obras hidráulicas, planos de manejo de uso da água, operação de barragens.

6 OS RECURSOS HÍDRICOS H E O SETOR MINERAL A ÁGUA NAS ATIVIDADES DE MINERAÇÃO As interfaces das atividades de mineração com a água ocorrem através s das obras hidráulicas: Estações de bombeamento para captação de água. Barragens de rejeitos e de contenção de sedimentos. Sistemas de drenagem de cavas e pilhas. Sistemas de drenagem de rodovias e ferrovias. Instalações portuárias. rias. Qualidade das águas nos pontos de lançamento amento de efluentes. Segurança a das obras hidráulicas. Desativação das obras. Equilíbrio morfológico dos cursos de água. Estabilidade de taludes de cavas e pilhas.

7 OS RECURSOS HÍDRICOS H E O SETOR MINERAL A CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA A gestão e o gerenciamento dos recursos hídricos dependem das ofertas naturais de água e das dimensões das estruturas hidráulicas; O dimensionamento das estruturas hidráulicas é feito com base em vazões de projeto; As vazões de projeto e as ofertas hídricas dependem do regime hidrológico do curso de água; O regime hidrológico depende, dentre outros fatores, das condições climatológicas de cada região.

8 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO A OCORRÊNCIA DA ÁGUA NO PLANETA O volume de água no planeta Terra é constante, igual a km 3 ; A água ocorre nos estados sólido, líquido e gasoso; A água é mantida no planeta devido à inversão térmica existente na atmosfera, a cerca de 12 km de altitude.

9 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO A OCORRÊNCIA DA ÁGUA NO PLANETA Para cada parcela de m 3 de água na Terra

10 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO A ATMOSFERA TERRESTRE Estrutura da atmosfera (Strahler, 1973)

11 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO O PROCESSO DE CONDENSAÇÃO Curva típica da variação da temperatura da atmosfera com a altitude (Strahler, 1973)

12 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO O BALANÇO O ENERGÉTICO Tempo & Clima, Abril Coleções, 1995

13 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO O BALANÇO O ENERGÉTICO Radiação e balanço de energia na atmosfera e na superfície terrestre (National Academy of Sciences, 1975)

14 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO A CIRCULAÇÃO GERAL ATMOSFÉRICA Tempo & Clima, Abril Coleções, 1995

15 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO A CIRCULAÇÃO GERAL ATMOSFÉRICA Esquema geral de circulação atmosférica (Strahler, 1973)

16 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO A CIRCULAÇÃO GERAL ATMOSFÉRICA Diagrama esquemático de trocas de vapor de água ao longo do perfil de um meridiano (Strahler, 1970)

17 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO MONITORAMENTO DA CIRCULAÇÃO ATMOSFÉRICA Fonte:

18 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO MODELO DE PRECIPITAÇÃO CONVECTIVA A - Ascensão forçada de ar estável; B Ascensão espontânea de ar instável (Strahler, 1973)

19 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO A PRECIPITAÇÃO CONVECTIVA Diagrama esquemático do interior de uma célula convectiva (Strahler, 1973)

20 EQUILÍBRIO CLIMÁTICO MODELO DE PRECIPITAÇÃO FRONTAL Uma típica frente fria (Strahler, 1973) Uma frente quente (Strahler, 1973)

21 RELAÇÃO CLIMA HIDROLOGIA - CICLO HIDROLÓGICO - Fonte:

22 RELAÇÃO CLIMA HIDROLOGIA - CICLO HIDROLÓGICO - Fonte:

23 RELAÇÃO CLIMA HIDROLOGIA - RELAÇÃO CHUVA-VAZÃO VAZÃO -

24 RELAÇÃO CLIMA GEOMORFOLOGIA FLUVIAL Equilíbrio morfodinâmico em rios estáveis (Lane, 1955)

25 MORFOLOGIA FLUVIAL Vazão dominante e modelado do equilíbrio morfodinâmico (POTAMOS, 2006)

26 RELAÇÃO CLIMA - HIDROGEOLOGIA Relações entre as águas doce e salina em ilhas e penínsulas (Strahler, 1973)

27 RELAÇÃO CLIMA - ESTUÁRIO Condições de equilíbrio em estuários: foto satélite estuário São Luis Cidade de São Luís

28 RELAÇÃO CLIMA - ESTUÁRIO Condições de equilíbrio em estuários: foto satélite estuário São Luis Cidade de São Luís Ponta da Madeira

29 EQUILÍBRIO DE RIOS DE ESTUÁRIO

30 RELAÇÃO CLIMA HIDROLOGIA - RELAÇÃO CHUVA-VAZÃO VAZÃO - Históricos pluviométrico e fluviométrico do igarapé Salobo na seção de implantação da Barragem de Finos 2 (Potamos, 2007)

31 RELAÇÃO CLIMA - HIDROLOGIA 10,000 Vazão Média Mensal / Q MLT 1,000 0,100 0,010 Região III Região I Região II 0,001 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Probabilidade de Excedência Curvas de permanência para cursos de água na Província Mineral de Carajás (Golder, 2007)

32 MUDANÇAS AS CLIMÁTICAS OS INDÍCIOS Desde 1750 (Revolução Industrial) a concentração de CO 2 na atmosfera aumentou 31%, sendo que mais da metade do aumento ocorreu nos últimos 50 anos. Amostras das geleiras da Antártica: concentrações atuais de carbono na atmosfera são as mais altas dos últimos anos.

33 MUDANÇAS AS CLIMÁTICAS PROGNÓSTICOS PESSIMISTAS Previsão de aumento da temperatura global entre 1,4 o C a 5,8 o C no período de 1990 a Para as latitudes baixas (Brasil), previsão de aumentos e diminuições na chuva regional continental, com forte variabilidade interanual.

34 AQUECIMENTO GLOBAL EFEITO ESTUFA Tempo & Clima, Abril Coleções, 1995

35 AQUECIMENTO GLOBAL EFEITO ESTUFA Revista Veja, edição no 2003

36 MUDANÇAS AS CLIMÁTICAS Revista Scientific American BRASIL, n o 12

37 MUDANÇAS AS CLIMÁTICAS NA MÍDIAM Revista Veja, Edição n o 1961

38 MUDANÇAS AS CLIMÁTICAS NOS PERIÓDICOS CIENTÍFICOS Revista Scientific American BRASIL, n o 12

39 MUDANÇAS AS CLIMÁTICAS NOS PERIÓDICOS CIENTÍFICOS Revista Scientific American BRASIL, n o 19

40 IMPACTOS NOS RECURSOS HÍDRICOSH CONCLUSÕES GERAIS DO IPCC International International Panel on Climate Change Alteração geral no ciclo hidrológico: maior intensidade nos processos, intensificação dos eventos extremos. Alteração na vazão média m de longo termo dos cursos de água. Aumento no consumo de água para abastecimento e irrigação. Eventos de secas mais prolongados. Aumento da freqüência de cheias. Elevação no nível n dos mares.

41 IMPACTOS NOS RECURSOS HÍDRICOSH EFEITOS NEGATIVOS SOBRE OS USUÁRIOS DE ÁGUA Maior necessidade de reservatórios rios de regularização construção de barragens Redução do calado para a navegação fluvial Redução do potencial de geração de energia elétrica Intrusão salina nos estuários e aqüí üíferos costeiros

42 IMPACTOS S NO SETOR MINERAL OBRAS HIDRÁULICAS BARRAGENS: vertedouros, tomadas de água, reservatórios, galerias, obras de desvio; TOMADAS DE ÁGUA: barragens vertentes, balsas, estações de bombeamento; TRAVESSIAS: pontes e bueiros; PORTOS: atracadouros, piers; DRENAGEM DE CAVAS E PILHAS: descidas de água, canais, estações de bombeamento, diques.

43 IMPACTOS NO SETOR MINERAL OBRAS HIDRÁULICAS Dimensionamento de BARRAGENS depende: Cheia de projeto: hidrograma de cheia e regime de chuvas intensas; Regime dos cursos de água: vazão média de longo termo e amplitude de variação entre vazões máximas e mínimas.

44 IMPACTOS NO SETOR MINERAL AMPLITUDE DE VARIAÇÃO DE VAZÕES

45 IMPACTOS NO SETOR MINERAL RESERVATÓRIO RIO DE BARRAGEM DE REJEITOS

46 IMPACTOS NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOURO

47 IMPACTOS NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE TOMADA DE ÁGUA Dimensionamento de TOMADAS DE ÁGUA depende: Vazão de captação: regime de vazões mínimas do curso de água; Cheia de projeto: proteção da estrutura de captação.

48 IMPACTOS NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE TOMADA DE ÁGUA

49 IMPACTOS NO SETOR R MINERAL DIMENSIONAMENTO DE TRAVESSIAS Dimensionamento de TRAVESSIAS depende: Cheia de projeto: hidrograma de cheia, vazão de pico e regime de chuvas intensas.

50 IMPACTOS NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE TRAVESSIAS

51 IMPACTOS NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE TRAVESSIAS

52 IMPACTOS NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE PORTOS Dimensionamento de PORTOS depende: Regime de flutuação do nível do mar: marés de sizígia e de quadratura; Regime dos cursos de água dos estuários: transporte de sedimentos, curvas de remanso, extensão da intrusão salina.

53 IMPACTOS NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE DRENAGEM Dimensionamento de ESTRUTURAS DE DRENAGEM depende: Cheia de projeto: hidrograma de cheia e regime de chuvas intensas; Água subterrânea e desaguamento de cavas.

54 IMPACTOS S NO SETOR MINERAL DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE DRENAGEM

55 IMPACTOS NO SETOR MINERAL CRITÉRIOS RIOS DE DIMENSIONAMENTO DE OBRAS HIDRÁULICAS Condições de contorno em macro-escala: equilíbrio morfológico dos rios estáveis, flutuação dos níveis de água dos mares e oceanos; Aplicação dos conceitos de estatística: premissa de estacionariedade; Equações de chuvas intensas: relação altura-duraçãofreqüência; Estimativa da PMP Precipitação Máxima Provável; Freqüência das vazões de cheias e presença de outliers; Dimensionamento de reservatórios: duração dos períodos de estiagem.

56 IMPACTOS NO SETOR MINERAL IMPACTOS SOBRE O DIMENSIONAMENTO DE OBRAS HIDRÁULICAS Alterações na estimação de eventos hidrológicos máximos (chuva e vazão); Modificações no regime fluvial: variações na capacidade de regularização de vazões; A vazão média de longo termo, no entanto, não deverá sofrer mudanças importantes.

57 ESTIMAÇÃO DE EVENTOS MÁXIMOSM 431,6 431,6 mm mm 240 mm 240 mm 240 mm 129,50 mm 177,7 mm 129,5 mm 177,7 mm 129,5 mm

58 ESTIMAÇÃO DE EVENTOS MÁXIMOSM

59 RESERVATÓRIO RIO DE REGULARIZAÇÃO: IMPACTO DO REGIME TORRENCIAL 10,000 1,000 Região II Volume Útil / Deflúvio Médio 0,100 0,010 Região III Região I 0, % da MLT Curvas de regularização de cursos de água na Província Mineral de Carajás (Golder, 2007)

60 DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS - IMPACTO DE EVENTOS MÁXIMOS M - Q a vazão afluente: depende do regime pluviométrico e da bacia hidrográfica; Q d vazão de vertimento: depende das dimensões do vertedouro e da bacia hidráulica do reservatório.

61 DIMENSIONAMENTO DE VERTEDOUROS - IMPACTO DE EVENTOS MÁXIMOS M - Curva de descarga do vertedouro Q d = C L H 1,5 Curva cota x área x volume do reservatório V = a + b H + c 2 H

62 MUDANÇAS AS CLIMÁTICAS x HIDROLOGIA - SÍNTESE - Derretimento das geleiras: aumento do nível médio dos mares, mudanças das correntes marítimas, mudança na circulação geral da atmosfera, mudanças climáticas globais, mudanças na distribuição espacial e temporal das chuvas; Mudança temporal das chuvas: rios torrenciais, não estacionariedade estatística; Aumento da PMP Precipitação Máxima Provável; Aumento da magnitude da vazão dominante: novo modelado fluvial; Aumento da intensidade das chuvas: aumento dos processos erosivos e novo modelado fluvial.

63 IMPACTOS NAS OBRAS DE INFRA-ESTRUTURA AMBIENTES COSTEIROS: Intrusão salina em aqüíferos costeiros: abastecimento de terminais marítimos e de complexo industriais; Intrusão salina em rios de estuário: mudança dos perfis dos gradientes de salinidade nos rios; Aumento do nível médio dos mares: inundações e remansos nos sistemas de drenagem, inundações dos pátios de estocagem de minério.

64 IMPACTOS NAS OBRAS DE INFRA-ESTRUTURA BARRAGENS DE CONTENÇÃO DE REJEITOS: Revisão das cheias de projeto e casos de barragens em cascata; Critérios para desativação de barragens: vertedouro de abandono, estabilidade do maciço; Adaptação construtiva geral dos vertedouros.

65 IMPACTOS NAS OBRAS DE INFRA-ESTRUTURA TRAVESSIAS RODO-FERROVI FERROVIÁRIAS: RIAS: Bueiros rodo-ferroviários: possibilidade de mudança das condições de funcionamento hidráulico estabelecidas em projeto; Pontes dimensionadas para a vazão com período de retorno de 100 anos: aumento da probabilidade de ocorrência das vazões de projeto; Aumento da incidência de inundação ao longo dos traçados das rodovias e ferrovias.

66 IMPACTOS NAS OBRAS DE INFRA-ESTRUTURA BARRAGENS DE REGULARIZAÇÃO: Sistemas que dependem de reservatórios de regularização; Necessidade de alteamento das barragens e aumento dos reservatórios.

67 RECOMENDAÇÕES Acompanhar a evolução das pesquisas científicas e promover debates internos em intervalos qüinqüenais; Rever os estudos de análise de freqüência de chuvas sempre que ocorrerem eventos diários acima de 180 mm (Amazônia) e 220 mm (Sudeste); Rever estudos de regularização de vazões caso ocorram eventos regulares de chuva anual inferiores a 1600 mm na Amazônia; Selecionar estações pluviométricas de referência e executar estudos de tendências de séries temporais em intervalos decenais.

68 RECOMENDAÇÕES Implantar sistemas de gerenciamento de recursos hídricos; Otimizar o uso da água nas unidades industriais; Elaborar planos decenais de uso da água; Trabalhar com amortizações de investimento até o ano 2050.

69 PROBLEMA REAL E IMEDIATO Os tabus: construção de barragens e transposição de bacias; O desmantelamento do setor público (aparelhamento ideológico); A falta de escala nas análises dos processos de licenciamento ambiental; A atuação das ONG s e dos movimentos sociais (estado apenas de direitos); As auditorias internas; A autonomia do Ministério Público; A inquisição jurídica e a era negra do desenvolvimento científico e tecnológico.

70 RECOMENDAÇÕES Dar maior foco para a razão e menos para a percepção e as imposições da legalidade; Planejar uma aproximação racional com o Ministério Público; Mapear o papel das ONG s e movimentos sociais: quem financia, quem chefia, qual o interesse real; Incorporar o Custo Brasil nas avaliações de capacidade de suporte dos empreendimentos.