AVALIAÇÃO DAS OCORRÊNCIAS DE ARGILA PARA USO EM CERÂMICA VERMELHA NA REGIÃO OESTE DO PARANÁ

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1 1 AVALIAÇÃO DAS OCORRÊNCIAS DE ARGILA PARA USO EM CERÂMICA VERMELHA NA REGIÃO OESTE DO PARANÁ Loyola, Luciano Cordeiro de; Moreira, Gustavo Minerais do Paraná S.A. / MINEROPAR Rua Máximo João Kopp, 274 Bloco 3 / M Curitiba PR luciano@mineropar.pr.gov.br RESUMO A MINEROPAR está mapeando e caracterizando jazidas e ocorrências de argila com o intuito de colaborar com um grande projeto desenvolvido pelo SINDICER do Oeste do Paraná junto com o SEBRAE de Cascavel, que visa aumentar a competitividade e sustentabilidade do setor da indústria de cerâmica vermelha daquela região. Das rochas do subsolo, vulcânicas da formação Serra Geral, formaram-se argilas que se caracterizam por serem plásticas e cauliníticas, e que respondem de forma diversa na atividade cerâmica, quando comparadas com argilas de várzea ou sedimentares. Sobrepondo este tipo de argila ocorre também material mais grosseiro, chamado regionalmente de areia, que ajuda na composição da massa cerâmica. A atuação da MINEROPAR dará o subsídio que colaborará para que aconteça o entendimento entre mineradores, prestadores de serviço,fabricantes de equipamentos e entidades estatais de fiscalização, visando o uso racional das jazidas, de maneira compatível com as legislações ambiental e mineral. Palavras-chave: Argilas, Cerâmica Vermelha, Paraná, Oeste, Jazidas. INTRODUÇÃO No ano de 2004 o SINDICER de Nova Santa Rosa em conjunto com o SEBRAE de Cascavel elaborou um projeto que visa o desenvolvimento das

2 2 cerâmicas da região. O objetivo é que estas empresas produzam atendendo as legislações vigentes, aumentado sua sustentabilidade e competitividade. O cadastramento da atividade mineral foi o primeiro passo nas ações executadas pela MINEROPAR, a avaliação do potencial existente para lavras de argila, que está em execução, servirá de parâmetro a partir do qual outras ações de fomento poderão ser planejadas e implementadas. Neste aspecto as ações visando a legalização das jazidas, seu melhor aproveitamento e o uso racional das argilas fornecem a linha que norteia este estudo. Também se espera avaliar e indicar a melhor maneira de aproveitar as argilas existentes nas lavras, seu melhor beneficiamento e os equipamentos adequados para a sua industrialização. A ocorrência de argilas para uso em cerâmica vermelha se dá de duas maneiras: a) depósitos de argilas transportadas; b) argilas residuais. Os depósitos de argilas transportadas, encontradas ao longo das margens de lagos, rios ou várzeas, formou-se pela ação das águas. Ricas em ferro, elas têm granulometria extremamente fina, com elevada plasticidade e teores apreciáveis de matéria orgânica, fatores responsáveis pelas suas cores escuras, em tons de cinza e preto. Com a formação do lago de Itaipu e de outras represas, muitos depósitos deste tipo ficaram submersos. Os depósitos disponíveis atualmente lavrados nesta região são de argilas residuais ou primárias, oriundas da alteração das rochas subjacentes. São argilas plásticas, de coloração cinza escuro, cinza claro, creme, marrom e avermelhadas. As jazidas dessas argilas ocorrem principalmente em áreas planas, ao longo de pequenos rios ou nascentes, com pouca declividade e onde o lençol freático aflora próximo à superfície. Nestes pontos o terreno é pouco acidentado, sem sulcos erosivos. METODOLOGIA DE TRABALHO O mapeamento das áreas de argila na região do Oeste do Paraná que está sendo desenvolvido, programa as seguintes atividades: Aquisição (cópia) das fotos aéreas que a mapoteca da MINEROPAR não possui;

3 3 Passagem dos 95 pontos obtidos no cadastramento realizado em 2004 para os mapas e fotos aéreas; Interpretação e seleção das aéreas favoráveis para a ocorrência de argilas; Trabalho de campo com a verificação in loco das áreas selecionadas, com a avaliação do seu potencial e coleta de 50 amostras selecionadas; Análises laboratoriais: química, granulométrica e Análise Diferencial, Análise Térmica Diferencial e Análise Térmica Gravimétrica; Execução da confecção dos mapas finais do trabalho e o relatório final do projeto. O QUE SÃO ARGILAS RESIDUAIS Argilas residuais ou primárias são aquelas que são encontradas no local em que se formaram, devido às condições adequadas de intemperismo, topografia e natureza da rocha matriz. Elas são o resultado da ação do intemperismo físico e químico, em que atua a água, oxigênio, anidrido carbônico e ácido orgânicos, fornecidos em quantidades variáveis a depender do clima e vegetação, além do tempo geológico em que atuaram estes processos. A MINEROPAR está atualmente desenvolvendo trabalho de mapeamento geológico nas regiões Oeste e Sudoeste do Paraná. Os resultados até agora alcançados mostram que os depósitos de argila ocorrem sobre rochas do fácies Campo Erê, formação Serra Geral, constituído de andesitos basálticos. A areia seria fruto da alteração de um dos níveis desta unidade geológica, extremamente silicoso. Ao final deste mapeamento geológico e do mapeamento de ocorrências de argilas, esta teoria poderá ser confirmada. Estudos desenvolvidos anteriormente nesta região e em outras do Paraná, onde ocorrem estes tipos de argila, corroboram a classificação destas argilas como sendo residuais: São encontrados depósitos deste tipo de argila em mesetas, sem nenhuma outra superfície topograficamente acima destes depósitos; A composição química destas argilas é bem mais complexa do que os solos que hipoteticamente poderiam ser a fonte de uma argila transportada; Em pesquisas com sondagens a trado, furos feitos em aclives próximos as regiões planas onde são encontradas as argilas, também se encontraram pacotes de argilas, abaixo da camada de solo. Nestes casos, a argila

4 4 possui menos água livre presente, pois o nível do lençol freático não está próximo; Pesquisas em áreas da Bacia do Paraná, municípios de Guamiranga e Prudentópolis, onde ocorrem soleiras de rochas vulcânicas do tipo gabro, foram encontradas ocorrências de argilas com as mesmas características daquelas ocorrências do Oeste do Paraná. TIPOS DE OCORRÊNCIA DE ARGILAS RESIDUAIS O perfil esquemático de uma jazida, mais comumente encontrado mostra no topo um material conhecido pelos ceramistas como areia, e pode ser classificado como tal em uma classificação granulométrica, pois é uma areia fina, bem selecionada, constituída por sílica e outros minerais resistentes originados da decomposição das rochas subjacentes. Abaixo desta areia, vem a argila gorda ou plástica que, boa parte do ano fica encharcada, abaixo do lençol freático. Trata-se de uma argila caulinítica, de granulometria muito fina. O grau de umidade e a granulometria da mesma lhe conferem uma plasticidade bastante elevada. Os solos destes locais são chamados de terra branca pelos moradores locais. Logo abaixo, diretamente sobre a rocha matriz, tem a piçarra, material inconsistente, muito úmido, com pedaços da rocha subjacente, de coloração amarela a cinza ou avermelhada. Quando a camada superior deste perfil de solo contém muita matéria orgânica, a argila apresenta também uma coloração escura, preta a cinza escuro. Como existe uma passagem gradual do material arenoso para a argila plástica e, desta para a piçarra, estes perfis podem apresentar maior ou menor espessura deste ou daquele material. Nas páginas seguintes estão representados esquematicamente os perfis de como são encontradas as ocorrências de argilas residuais. Esta esquematização foi feita após pesquisa de campo no município de Missal (1).

5 5 s de Ocorrências de Argilas Encontradas na Região Oeste do Paraná ,25 m Solo castanho. 0,50 m Argila cinza clara plástica 1,50 m Material argiloso amarelado, com óxido de ferro e fragmentos de rocha. 1,50 m Solo cinza, arenoso muito fino. Argila cinza c/ intercalações de argila avermelhada e às vezes, fragmentos de rocha. Material argiloso, com óxido de ferro e muitos fragmentos de rocha ,25 m Solo cinza, arenoso 0,25 m Solo marrom escuro. muito fino. Argila cinza clara a cinza amarronada, plástica, contendo pequenos nódulos de óxido de ferro. Pacote com 1,50m até 5,00m de espessura. 3,00 m Argila marrom escuro 3,50 m Material argiloso amarelado, com óxido de ferro e fragmentos de rocha.

6 ,25 m Solo de coloração cinza, arenoso fino,. 0,25 m 1,50 m Areia fina, cinza, com pequenos nódulos de óxido de ferro. Material argiloso, cinza amarelado, com muito óxido de ferro e fragmentos de rocha. 2,00 m Solo marrom, arenoso muito fino. Argila cinza plástica. Argila cinza amarronada plástica 4,50 m 7 0,25 m solo cinza claro, arenoso muito fino. Argila cinza clara a prêta 1,50 m Material argiloso, com óxido de ferro e fragmentos de rocha.

7 7 Foto 1: Imagem de pacote de argila cinza escuro com a areia formando a parte superior do pacote. Foto 2: Outra imagem de pacote de argila, com a areia formando a parte superior do pacote. Neste caso a argila é marrom clara a cinza. Foto 3: Argila plástica preta com pequena camada de areia. Foto 4: Aspecto geral de uma lavra de argila. A argila deste local é de coloração cinza clara com uma pequena camada de areia superior.. Foto 6: aspecto da chamada piçarra. Material de alteração de rocha, encontrada na base das jazidas de argila da região.

8 8 QUALIDADE DAS ARGILAS RESIDUAIS Ao desenvolver trabalho de pesquisa no município de São Miguel do Iguaçu (2), região Oeste do Paraná, a MINEROPAR caracterizou física e quimicamente diversas amostras de ocorrências e de jazidas em exploração. A caracterização química serviu de base para tentar se entender o comportamento físico das argilas e verificar suas similaridades em função da aparência ao natural. Os resultados químicos analíticos da Tabela 1 não mostraram diferenças significativas que possam explicar suas diferenças de plasticidade e coloração. Amostras Ensaios Químicos LL de Material SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Cao MgO K 2 ONa 2 O TiO 2 MnO P.F. % % % % % % % % % % 544 Argila marrom a cinza clara 42,80 26,90 11,60 0,12 0,34 0,13 <0,10 4,00 0,03 13, Argila cinza plástica 48,60 28,70 4,00 0,05 0,25 0,15 <0,10 4,60 0,03 13, Argila marrom com pontos 42,10 27,30 12,10 0,10 0,28 0,15 <0,10 3,80 0,03 13,47 creme e vermelhos 551 Argila amarela a creme, muito 47,60 25,40 8,90 0,04 0,24 0,09 <0,10 4,50 0,02 12,58 plástica 553 Argila cinza, muito plástica 48,60 27,50 4,90 0,15 0,39 0,09 <0,10 3,50 0,02 13, Argila branca a creme claro 49,10 28,80 3,30 0,13 0,45 0,18 <0,10 5,30 0,04 12, Areia e argila cinza 50,60 23,50 8,00 0,26 0,52 0,18 <0,10 3,90 0,03 11,59 plástica 557 Areia e argila cinza 52,40 19,80 10,60 0,30 0,43 0,14 <0,10 4,10 0,03 11, a Argila cinza plástica 53,90 19,70 5,30 0,22 0,58 0,26 <0,10 6,30 0,05 11, b Argila plástica verde 47,00 23,10 8,90 0,45 1,10 0,58 <0,10 4,70 0,06 12,57 (piçarra) 570 Argila cinza 46,10 24,90 11,20 0,15 0,33 0,08 <0,10 4,40 0,02 12, Argila cinza, plástica 49,70 28,30 4,20 0,07 0,33 0,13 <0,10 4,90 0,03 12, Argila cinza clara a 43,60 30,50 9,00 0,05 0,29 0,11 <0,10 4,10 0,03 11,74 amarela 575 Areia 62,50 12,90 10,20 0,21 0,53 0,20 <0,10 4,90 0,05 8, Argila preta, plástica 46,90 26,10 3,60 0,38 0,56 0,12 <0,10 5,90 0,05 14,44 Tabela 1: Resultados de análises químicas de materiais cerâmicos coletados em São Miguel do Iguaçu, Laboratório Lakefield Geosol Ltda. Eles mostram que são argilas cauliníticas (alto teor de Al 2 O 3 ) com presença de sílica livre (areia) e teores variáveis de Fe 2 O 3. Os teores presentes de TiO 2, CaO, MgO e K 2 O são originários ainda da composição da rocha matriz que as originou.

9 9 A amostra LL-579, argila plástica considerada de boa qualidade pelos ceramistas, apresentou constituição química assemelhada com as demais argilas pesquisadas. Ressalta-se a Perda ao Fogo (P.F. na tabela), pois é percentualmente mais elevada. Explica-se este fato pela presença de matéria-orgânica. Agumas argilas têm teores mais elevados de MgO e K 2 O, o que pode ser importante para os resultados cerâmicos após queima. Quando a MINEROPAR executou trabalhos nesta região (Oeste do Paraná) em 1986 (3), as amostras coletadas naquela oportunidade foram testadas para análises cerâmicas após queima em ensaios com corpos de prova prensados e extrudados. Os resultados entre os dois métodos, para os mesmos materiais, foram muito diferentes, como pode ser observado nas tabelas a seguir. AMOSTRA PERDA AO FOGO RETRAÇÃO LINEAR MÓDULO DE RUPTURA ABSORÇÃO DA ÁGUA POROSIDADE DENSIDADE (g/cm 3 ) COR MUNSELL SOIL COLOR CHART (Kgf/cm 2 ) AC-599/A 9,01 2,83 102,55 18,25 30,65 1,84 5YR6/6 Telha AC-599/B 4,55-0,17 23,16 16,44 27,70 1,76 5YR6/8 Telha AC-599/C 6,53 0,50 41,40 17,38 29,14 1,79 5YR6/8 Telha AC-600/A 5,72 1,00 58,59 18,71 31,52 1,79 5YR7/5 Telha AC-600/B 6,16 0,00 26,45 20,47 31,71 1,70 2,5YR6/6 Telha AC-600/C 5,56 0,00 48,50 18,27 30,84 1,79 5YR6/6 Telha AC-601 5,03-0,50 49,24 17,49 29,56 1,80 2,5YR6/6 Telha LL-471 5,44-0,17 34,85 16,79 28,76 1,81 5YR5/8 Telha LL-472 6,04 0,17 37,00 18,03 30,73 1,81 5YR5/8 Telha LL-473 6,38-0,33 35,09 24,44 34,78 1,65 10R6/6 Rósea LL-474 7,85 0,83 53,60 19,29 32,45 1,82 5YR6/8 Telha M-14 6,80 0,83 59,50 14,88 26,52 1,91 5YR6/8 Telha Tabela 2: Resultados laboratoriais, características dos corpos de prova após queima a 850ºc. Ensaios físicos laboratório da MINEROPAR, Amostras prensadas. AMOSTRA PERDA AO FOGO RETRAÇÃO LINEAR MÓDULO DE RUPTURA ABSORÇÃO DA ÁGUA POROSIDADE DENSIDADE (g/cm 3 ) COR MUNSELL SOIL COLOR CHART (Kgf/cm 2 ) AC-599/A 9,88 4,17 34,62 15,66 27,03 1,91 5YR6/6 Telha AC-599/B 4,81-0,33 25,54 15,45 27,23 1,85 5YR6/8 Telha AC-599/C 7,24 1,17 51,89 16,32 28,80 1,90 5YR6/8 Telha AC-600/A 6,15 2,00 56,13 16,63 28,10 1,80 5YR7/6 Telha AC-600/B 7,13 0,33 30,29 20,18 33,44 1,78 2,5YR7/6 Telha AC-600/C 6,36 0,50 46,63 18,40 30,71 1,78 5YR6/6 Telha AC-601 6,62 0,17 66,24 16,52 28,24 1,83 2,5YR7/6 Telha LL-471 6,02 0,50 35,88 15,35 27,30 1,89 5YR5/8 Telha LL-472 6,91 0,50 31,38 16,32 27,97 1,84 5YR5/8 Telha LL-473 7,28 0,00 33,06 22,33 36,27 1,75 10R6/6 Rósea LL-474 8,68 1,67 49,63 17,65 30,20 1,87 5YR6/8 Telha M-14 7,67 1,33 68,24 14,39 26,48 1,99 5YR6/8 Telha Tabela 3: Resultados laboratoriais, características dos corpos de prova após queima a 950ºc. Ensaios físicos laboratório da MINEROPAR, Amostras prensadas.

10 10 AMOSTRA RETRAÇÃO LINEAR TENSÃO DE RUPTURA (Kgf/cm 2 ) ABSORÇÃO DA ÁGUA POROSIDADE (g/cm 3 ) MASSA ESPECÍFICA COR MUNSELL SOIL COLOR CHART E OBSERVAÇÃO VISUAL (g/cm 3 ) AC-599/A 8,23 42,44 13,55 21,91 1,62 5YR4/6 Marrom AC-599/B 3,94 25,79 19,65 33,62 1,71 5YR6/6 Verm. Claro AC-599/C 7,26 92,24 17,34 40,76 1,76 5YR5/6 Verm. Claro AC-600/A 8,90 36,50 16,81 28,96 1,72 5YR6/6 Bege AC-600/B 8,66 88,55 18,88 33,03 1,75 2,5 YR5/8 Vermelho AC-600/C 8,98 36,99 15,89 27,22 1,71 5YR5/8 Verm Claro AC-601 6,96 35,23 20,46 34,51 1,69 2,5YR6/8 Vermelho LL-471 7,10 98,33 16,85 30,86 1,83 2,5YR4/3 Verm. Tijolo LL-472 7,73 111,42 13,39 25,07 1,87 5YR4/6 Marrom LL ,90 31,04 20,43 34,08 1,67 2,5YR5/6 Vermelho LL-474 9,39 135,35 16,10 28,74 1,78 5YR4/6 Marrom M-14 7,99 89,08 14,86 27,08 1,82 2,5YR5/6 Marrom Tabela 4: Resultados laboratoriais, características dos corpos de prova após queima a 850ºc. Ensaios físicos laboratório das Usinas Piloto, UFPR, Amostras extrudadas. AMOSTRA RETRAÇÃO LINEAR TENSÃO DE RUPTURA (Kgf/cm 2 ) ABSORÇÃO DA ÁGUA POROSIDADE (g/cm 3 ) MASSA ESPECÍFICA COR MUNSELL SOIL COLOR CHART E OBSERVAÇÃO VISUAL (g/cm 3 ) AC-599/A 9,48 65,57 9,58 17,43 1,82 2,5YR5/8 Marrom AC-599/B 4,10 26,20 19,83 33,63 1,71 5YR6/8 Verm. Claro AC-599/C 7,75 122,17 16,38 35,80 1,78 5YR6/8 Verm. Claro AC-600/A 9,54 193,42 14,05 25,24 1,80 5YR6/8 Verm. Claro AC-600/B 9,34 138,85 17,83 30,40 1,74 2,5YR6/8 Verm. Claro AC-600/C 9,65 197,61 13,38 24,87 1,86 5YR6/8 Verm. Claro AC-601 7,00 111,62 18,96 32,83 1,73 2,5YR6/8 Vermelho LL-471 7,36 113,74 16,29 29,13 1,79 2,5YR5/8 Verm. Tijolo LL-472 8,33 209,50 11,40 21,15 1,86 2,5YR4/8 Vermelho LL ,36 147,26 17,94 29,88 1,67 2,5YR6/6 Vermelho LL ,14 229,46 11,36 20,78 1,81 2,5YR4/8 Verm. Tijolo M-14 8,14 137,69 14,00 25,62 1,83 5YR5/8 Vermelho Tabela 4: Resultados laboratoriais, características dos corpos de prova após queima a 950ºc. Ensaios físicos laboratório das Usinas Piloto, UFPR, Amostras extrudadas CONCLUSÕES DESTE TRABALHO A interpretação dos resultados dos trabalhos executados anteriormente, do cadastramento de jazidas e ocorrências de argilas de 2004, e da avaliação regional, iniciada em 2005, permite que se cheguem as seguintes conclusões: As argilas disponíveis nesta região são residuais ou primárias, todas oriundas da alteração das rochas subjacentes; Os depósitos dessas argilas residuais variam em sua espessura, características de coloração, plasticidade, presença e espessura de níveis arenosos e presença de blocos e/ou fragmentos de rocha;

11 11 As argilas, apesar de diferenças visuais e de tato, são assemelhadas quimicamente. As diferenças percentuais de Fe 2 O 3 não refletem a cor in natura; A presença de areia na massa cerâmica melhora a qualidade do material queimado. A proporção correta da mistura depende de cada cerâmica. As argilas mais escuras são de acordo com os ceramistas melhores para se fabricar telhas e tijolos, devido provavelmente à presença de matéria-orgânica, que lhe facilita sua conformação. Porém, devido à escassez de argilas escuras, as olarias estão utilizando argilas claras, marrons e pintalgadas (mistura de colorações no pacote de argila) O que diferem os locais onde podem ocorrer estes depósitos de outros que não os possuem, é a rocha matriz e o relevo, que controla a declividade, a posição do depósito em relação ao derrame vulcânico e ao tamanho da rede de drenagem; Os depósitos são encontrados principalmente ao longo de pequenos rios ou nascentes, com pouca declividade e onde o lençol freático aflora próximo à superfície. Nestes pontos o terreno é pouco acidentado, sem sulcos erosivos. Não são típicos depósitos de várzea, pois tem muito pouca influência da deposição de materiais transportados de áreas topograficamente mais elevadas. A grande presença de argila nestes locais, faz com que estas áreas apresentem saturamento de água, pela própria condição de impermeabilidade do material; Estas terras, chamadas de terra branca pelos agricultores, têm uma produtividade agrícola muito menor que os demais solos que ocorrem nestas regiões. Aceitando-se as premissas acima descritas, e considerando que existe a necessidade social e econômica da continuidade da existência deste tipo de atividade para a sociedade local, conclui-se que é imprescindível a discussão das condicionantes envolvidas (ambientais, econômicas e sociais), para chegar-se a uma decisão sobre o padrão de procedimentos que os mineradores locais deverão respeitar para continuar com sua atividade.

12 12 REFERÊNCIAS 1. LOYOLA, L.C. et al. Avaliação do potencial de matéria-prima cerâmica no município de Missal. Etapa II. Curitiba : MINEROPAR, 2002, 24 p. 2. LOYOLA, L.C.; Falcade, D. Avaliação do potencial de matéria-prima cerâmica no município de São Miguel do Iguaçu. Etapa II. Curitiba : MINEROPAR, LOYOLA, Luciano Cordeiro de (Coord.). O setor da cerâmica vermelha no Paraná. Curitiba : IPARDES, 1997, 185 p. Convenio MTb/SEFOR/CODEFAT/SERT_PR/MINEROPAR. EVALUATION OF CLAY OCCURRENCES IN THE WEST REGION OF STATE OF PARANÁ ABSTRACT The occurrences of clay in the West Region of Paraná are the residual kind. A project made by the ceramists try to develop these industries. MINEROPAR is mapping the occurrences in order of understand all the factors envolved in that mining and ceramic companies. The objective is give assistance for the main purpose of the project. Key-words: Paraná, red clay, ceramic.