Uma oportunidade de solução de conflitos Breno Alexandre Pereira 1
REBAIXAMENTO DO NÍVEL D ÁGUA EM MINERAÇÕES No Brasil, iniciou-se, na década de 1980, nas grandes minerações de ferro do Quadrilátero Ferrífero; O minério é um óxido, produto do intemperismo e via de regra: Quanto maior o intemperismo, maior o teor do minério e a condutividade hidráulica; C.H. de 0,1 a 10 m/d e η e de 1% a 15%; As águas em geral tem C.E.<50 µs/cm; A relação água-rocha praticamente não produz sais dissolvidos. 2
Nos resta saber o que vai ocorrer após a lavra, no abandono ou descomissionamento da mina. 3
Nos resta saber o que vai ocorrer após a lavra, no abandono ou descomissionamento da mina. 4
RECARGA ARTIFICIAL DE AQUÍFEROS Introdução, não natural, de água nos aquíferos, por injeção através de poços tubulares ou, a partir da superfície, por barragens, canais, etc. 5
POR QUE FAZER A R.A.? Aumentar a disponibilidade hídrica ou evitar impactos sobre a disponibilidade hídrica (compensar efeitos da superexplotação) Recuperar aquíferos Controlar intrusão salina e subsidência do solo Proteger ecossistemas 6
ESTUDO DE CASO: MINA DO URUCUM (MS) CARACTERÍSTICAS LAVRA A CÉU ABERTO Minério de ferro de enriquecimento supergênico do Jaspilito (intemperização) LAVRA SUBTERRÂNEA Minério de manganês de origem sedimentar sotoposto à lavra a céu aberto 7
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MORRARIA DO URUCUM MORRARIA SANTA CRUZ 9
Lavra de ferro descomissionada Lavra de ferro em operação 10
Lavra em áreas planas Lavra em encostas 11
LAVRA SUBTERRÂNEA DE MANGANÊS Desde o começo do século XX 12
LAVRA SUBTERRÂNEA DE MANGANÊS Minério de manganês, disposto em camada sub-horizontal, lavrado pelo método de Câmaras e Pilares 13
Formação Banda Alta - ~ 300 m -jaspilitos, com níveis clásticos subordinados e intercalações de camadas de manganês. Formação Córrego das Pedras 80 a 100 m Arcóseos; Formação Urucum - 400 m - clástico-química, arenitos e arcósios ferruginosos com intercalações de arcósios e brechas sedimentares com cimento calcífero; (cop.: Relatório DOCEGEO Avaliação de Depósito Ferrífero de Corumbá-MS 1997) 14
ESTUDO DE CASO: MINA DO URUCUM (MS) DEMANDA Mitigar Impactos na disponibilidade hídrica Controle da erosão Aumentar a disponibilidade hídrica BALANÇO HÍDRICO POSITIVO A precipitação supera a evaporação/evapotranspiração 15
Vazão (m3/h) IMPACTO SOBRE AS DISPONIBILIDADES HÍDRICAS 100 10 1 Data 16
Calhas no teto da mina subterrânea Recolhimento de água limpa 17
Sumps específicos para a água limpa 18
ANÁLISE DO IMPACTO SOBRE AS DISPONIBILIDADES HÍDRICAS Medição de vazão no Córrego Urucum (Poligonal Engenharia outubro 1991) - SANESUL Medida realizada ao final do período seco Escoamento de base do Aquífero Santa Cruz = 37 m3/h VAZÃO ÁREA DE RECARGA RESTITUIÇÃO PLUVIOMETRIA EMBRATEL TAXA DE RECARGA m³/h m3/ano km2 m2 m³/h /km² m/ano mm/ano mm/ano % 37 324.120 4,75 4.750.000 7,79 0,07 68,24 1,211 5,63 19
DISPONIBILIDADE HÍDRICA VAZÃO ÁREA DE RECARGA m³/h m3/ano Km² m² m³/h /km² RESTITUIÇÃO PLUVIOMETRIA EMBRATEL TAXA DE RECARGA m/ano mm/ano mm/ano % Escoamento básico no Córrego Urucum (1991) 37 324.120 4,75 4.750.000 7,79 0,07 68,2 1.211 5,6 Escoamento básico artificial - Galerias da Mina Subterrânea 120 1.051.200 4,75 4.750.000 25,26 0,22 221 1211 18,8 20
DEMANDAS DA MINA Mitigação do córrego do Urucum. O aumento da produção de minério de ferro demanda ainda mais água para o processo. OPÇÃO??????? Aumentar a disponibilidade hídrica mediante a recarga artificial. 21
RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS SEIS BARRAGENS DE GABIÃO NO LEITO SECO DO CÓRREGO URUCUM Concepção : Mdgeo Projeto executivo : Dinésio Franco Consultoria 22
RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS SEIS BARRAGENS DE GABIÃO NO LEITO SECO DO CÓRREGO URUCUM 23
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RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS CONSERVAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO MINA DE FERRO 25
RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS CONSERVAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO MINA DE FERRO 26
RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS CONSERVAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO MINA DE FERRO 27
RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS BARRAGENS DE GABIÃO E CONSERVAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO MINA DE FERRO Produção de água na mina após gabião e conservação da água no solo 220 210 208 200 190 187 187 180 178 180 ANTES Vazão (m3/h) 170 160 150 140 130 120 163 151 133 146 133 154 128 156 158 140 133 131 122 151 129 135 140 134 132 133 abr/01 jun/01 set/01 dez/01 mar/02 jun/02 set/02 dez/02 mar/03 Data 28
VAZÃO BOMBEADA PELA MINA (m3/h) nov/00 mar/01 jul/01 nov/01 mar/02 jul/02 nov/02 mar/03 jul/03 nov/03 mar/04 jul/04 nov/04 mar/05 jul/05 nov/05 mar/06 jul/06 nov/06 mar/07 jul/07 nov/07 mar/08 jul/08 nov/08 mar/09 jul/09 nov/09 mar/10 jul/10 nov/10 mar/11 jul/11 nov/11 mar/12 RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS 350 600 PLUVIOMETRIA EMBRATEL (mm) ANTES: MINIMOS DE 125 m3/h; MÁXIMO DE 200 m3/h DEPOIS: MINIMOS DE 170 m3/h; MÁMIXO DE 270 m3/h 300 VAZÃO TOTAL PRODUZIDA PELA MINA (m3/h) TÉRMINO DA CONSTRUÇÃO DAS BARRAGENS DE GABIÕES 500 250 200 150 100 400 300 200 PLUVIOMETRIA EMBRATEL (mm) 50 DEPOIS 0 Aumento de 45 m3/h na reserva renovável do Aqüífero Santa Cruz 100 0 DATA 29
Modificações nas reservas RECARGA ARTIFICIAL PARA AUMENTAR A DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS VAZÃO ÁREA DE RECARGA RESTITUIÇÃO PLUVIOMETRIA EMBRATEL TAXA DE RECARGA m3/h m3/ano km2 m2 m3/h/km2 m/ano mm/ano mm/ano % Escoamento básico no Córrego Urucum (1991) 37 324.120 4,75 4.750.000 7,79 0,07 68,2 1.211 5,6 Escoamento básico artificial - Galerias da Mina Subterrânea - até Ano Hidrológico 2002/03 120 1.051.200 4,75 4.750.000 25,26 0,22 221 1.211 18,8 Escoamento básico artificial - Galerias da Mina Subterrânea com Recarga artificial Ano Hidrológico 2005/06 170 1.489.200 4,75 4.750.000 35,79 0,31 314 1.211 25,9 30
CINTURÃO VERDE PRÓ ARAXÁ RECUPERAÇÃO DE AQUÍFEROS Lago E Lago F Fonte D. Beja Lago A 31
RECUPERAÇÃO DE AQUÍFEROS MINA DE ALQUIFE GRANADA - ESPANHA 32
PROTEÇÃO DE ECOSSISTEMAS MINA CARVÃO RHEINBRAUN (ALE) RECARGA DE AQUÍFEROS RASOS 33
PROTEÇÃO DE ECOSSISTEMAS MINA CARVÃO RHEINBRAUN (ALE) RECARGA DE AQUÍFEROS RASOS 34
PROTEÇÃO DE ECOSSISTEMAS REPOSIÇÃO DE ÁGUA NO CÓRREGO URUCUM 35
ESTUDO DE CASO: QUADRILÁTERO FERRÍFERO Antônio Bertachini (1), Breno Pereira (1), Maurício Bertachini (1), César Grandchamp (2), Flávio Nunes (2), Milton Pereira Filho (3) Objetivo: Verificar a influência das cavas de mineração de ferro na recarga do Sistema Aquífero Cauê Método: Comparar a recarga de regiões sem interferência da mineração e regiões com interferência da mineração (1) MDGEO (2) VALE (3) GERDAU 36
ESTUDO DE CASO: QUADRILÁTERO FERRÍFERO Áreas anteriores a interferência da mineração, ou sem influência: Fechos Auxiliar Ano de 2003 Mutuca Auxiliar Projeto Apolo Com interferência de mineração Mina de Capanema encerrada em 2000 37
LOCALIZAÇÃO DAS ÁREAS DE ESTUDO 39
Primeiro, as áreas sem influência de mineração... 40
VAZÃO (L/s) FECHOS AUXILIAR Ano base: 2003 (início da operação da Mina de Capão Xavier = 2004) Contribuição na margem esquerda do Córrego de Fechos. 100 VAZÃO DE FECHOS AUXILIAR 10 DATA 41
VAZÃO (L/s) FECHOS AUXILIAR 100 Vazão de Fechos Auxiliar - Ano 2002/2003 10 DATA Escoamento de base = 46.45 L/s 42
FECHOS AUXILIAR Considerando como área de influência somente o Aquífero Cauê 43
FECHOS AUXILIAR ID INSTRUMENTO FECHOS AUXILIAR FEC-28-94 PLUVIOMETRIA mm/ano (*) 1,888.00 km 2 1.92 ÁREA ESCOAMENTO BASE RECARGA m 2 1,920,000 L/s 46.45 L/s/km 2 24.19 m 3 /h 167.22 m 3 /h/km 2 87.09 % 40% mm/ano 762.94 (*) Chuva ano 2002/2003 44
MUTUCA AUXILIAR Área de influência: Mourão (2007) Sem interferência com a mineração Do ano hidrológico 2002/03 a 2006/07 45
MUTUCA AUXILIAR 46
VAZÃO (L/s) MUTUCA AUXILIAR 100 VAZÃO MUTUCA AUXILIAR (L/s) 10 DATA Escoamento de base (2002/03 A 2006/07) ~ 50 L/s 47
MUTUCA AUXILIAR ID INSTRUMENTO MUTUCA AUXILIAR MUT-32-99 PLUVIOMETRIA mm/ano (*) 1,775.40 km 2 2.57 ÁREA ESCOAMENTO BASE RECARGA m 2 2,567,000 L/s 50.00 L/s/km 2 19.48 m 3 /h 180 m 3 /h/km 2 70.12 % 35% mm/ano 614.26 (*) Chuva média Pluviômetro Mina da Mutuca Período de 2002/2003 a 2006/2007 48
PROJETO APOLO Soma de todas as nascentes associadas a formação ferrífera (Sistema Aquífero Cauê), na bacia do Ribeirão Preto Medições com micro-molinete ao final do período seco, de 2010 e 2011 49
PROJETO APOLO 50
PROJETO APOLO ID INSTRUMENTO APOLO SUL várias surgências PLUVIOMETRIA mm/ano (*) 1,934.90 km 2 23.72 ÁREA ESCOAMENTO BASE RECARGA m 2 23,720,000 L/s 481.66 L/s/km 2 20.31 m 3 /h 1,733.98 m 3 /h/km 2 73.10 % 33% mm/ano 640.37 Medição de vazão Outubro 2010 Precipitação 2009/2010 (Mina Gongo Soco) 51
PROJETO APOLO ID INSTRUMENTO APOLO SUL várias surgências PLUVIOMETRIA mm/ano (*) 1,714.10 km 2 23.72 ÁREA ESCOAMENTO BASE RECARGA m 2 23,720,000 L/s 490.83 L/s/km 2 20.69 m 3 /h 1,766.99 m 3 /h/km 2 74.49 % 38% mm/ano 652.56 Medição de vazão Agosto 2011 Precipitação 2010/11 Gongo soco 52
ESTUDO DE CASO: QUADRILÁTERO FERRÍFERO Resumo: Recarga, em áreas sem interferência de mineração ÁREA L/s/km 2 m 3 /h/km 2 mm/ano % MUTUCA AUXILIAR FECHOS AUXILIAR APOLO SUL 19.48 70.12 614.26 35% 24.19 87.09 762.94 40% 20.69 74.49 652.56 38% 53
Agora, a área com influência de mineração... 54
MINA DE CAPANEMA - CAVA DE EXAUSTÃO Região com interferência da mina Encerramento das operações de lavra: 2000 A lavra não atingiu o nível d água do Aquífero Cauê, não houve rebaixamento do nível d água Qual a influência da cava fechada e da própria mina na recarga do Aquífero Cauê? 55
MINA DE CAPANEMA - CAVA DE EXAUSTÃO Toda a drenagem da mina converge para a cava fechada, que nunca verteu e tampouco foi bombeada EXCELENTE ESTRUTURA DE RECARGA 56
MINA DE CAPANEMA - CAVA DE EXAUSTÃO CAVA 57
MINA DE CAPANEMA - CAVA DE EXAUSTÃO ID INSTRUMENTO CAPANEMA TOTAL várias surgências PLUVIOMETRIA mm/ano (*) 1,714.10 km 2 9.82 ÁREA ESCOAMENTO BASE RECARGA m 2 9,820,000 L/s 449.22 L/s/km 2 45.75 m 3 /h 1,617.19 m 3 /h/km 2 164.68 % 84% mm/ano 1,442.63 SOMA DA VAZÕES DE DESCARGA DO AQUÍFERO CAUÊ, MEDIDAS EM SETEMBRO DE 2011 PLUVIOMETRIA 2010/11 GONGO SOCO 58
ESTUDO DE CASO: QUADRILÁTERO FERRÍFERO Sem interferência de mineração ÁREA L/s/km 2 m 3 /h/km 2 mm/ano % MUTUCA AUXILIAR FECHOS AUXILIAR APOLO SUL 19.48 70.12 614.26 35% 24.19 87.09 762.94 40% 20.69 74.49 652.56 38% Com interferência de mineração ÁREA L/s/km 2 m 3 /h/km 2 mm/ano % CAPANEMA TOTAL 45.75 164.68 1,443 84% 59
ESTUDO DE CASO: QUADRILÁTERO FERRÍFERO CONCLUSÕES A cava de exaustão propicia um aumento de até 100% sobre a recarga do Sistema Aquífero Cauê; Deve-se continuar esses estudos, bem como buscar aplicar essa análise em outras áreas. Para tanto, em novos projetos e em minas em operação, o monitoramento deve contemplar estudos dessa natureza. 60
CONCLUSÕES GERAIS A Recarga Artificial, acompanhada de estudos e métodos apropriados, auxilia na gestão dos recursos hídricos, subterrâneos e superficiais, uma vez que promove o aumento da disponibilidade hídrica e permite a mitigação de impactos associados ao processo de desaguamento das cavas, reduzindo ou eliminando possíveis conflitos. 61
OBRIGADO Breno Alexandre Pereira breno@mdgeo.com.br mdgeo@mdgeo.com.br / www.mdgeo.eco.br TEL.: (31) 3482-9959 3466-1602 62