Geologia Econômica e Meio Ambiente
A geologia econômica é um ramo da geologia que lida com materiais geológicos economicamente valiosos.
Em termos mais amplos, a geologia econômica está preocupada com a distribuição dos depósitos minerais, as considerações econômicas envolvidas em sua recuperação e a avaliação das reservas disponíveis.
A Geologia Econômica lida com materiais como metais preciosos e básicos, minerais não-metálicos, combustíveis fósseis e outros materiais de valor comercial, como sal, gipsita e pedras de construção. Faz uso dos princípios e métodos de vários outros campos, especialmente geofísica, geologia estrutural e estratigrafia.
A geologia econômica não é praticada apenas por geólogos, mas também é de algum interesse para engenheiros, banqueiros de investimento, cientistas ambientais e conservacionistas por causa do enorme impacto que as indústrias extrativas têm no cenário socioeconômico e ambiental.
Origem e Desenvolvimento da Geologia Econômica:
O conceito de geologia econômica é relativamente novo, embora os seres humanos tenham extraído metais e minerais de valor do solo desde os tempos pré-históricos. Apesar de toda a sua capacidade de apreciar o valor de tais recursos, no entanto, as pessoas pré-modernas possuíam pouco em termos de teorias científicas sobre sua formação ou os meios de extraí-las.
Os gregos, por exemplo, acreditavam que as veias de materiais metálicos na terra indicavam que esses materiais eram seres vivos que criavam raízes à maneira das árvores. Os astrólogos da época medieval sustentavam que cada um dos “sete planetas” (Sol, Lua e os cinco planetas, além de
A Terra, conhecida na época, governava um dos sete metais conhecidos - ouro, cobre, prata, chumbo, estanho, ferro e mercúrio - que supostamente haviam sido criados sob a influência de seus respectivos "planetas".
O primeiro pensador que tentou ir além de tais idéias não-científicas (se imaginativas) foi um médico alemão escrito sob o nome latinizado Georgius Agricola (1494-1555). Como resultado do tratamento dos mineiros para várias condições, Agricola, cujo nome real era Georg Bauer, ficou fascinado com os minerais.
Considerado o pai da mineralogia e da geologia econômica, Agrícola introduziu várias idéias que forneceram uma base científica para o estudo da Terra e seus produtos. Em De Ortu et causis Subterraneorum (1546), ele criticou todas as idéias precedentes sobre a formação de minérios, incluindo as noções gregas e astrológicas mencionadas anteriormente, bem como a crença alquímica de que todos os metais são compostos de mercúrio e enxofre.
Em vez disso, ele afirmou que os fluidos subterrâneos carregam minerais dissolvidos, que, quando resfriados, deixam depósitos nas fendas das rochas e, assim, dão origem a veios minerais. As idéias de Agricola mais tarde ajudaram a formar a base para as teorias modernas sobre a formação de depósitos de minério.
Em De Natura Fossilium (Sobre a Natureza dos Fósseis, 1546), Agrícola também introduziu um método para a classificação de "fósseis", como os minerais eram então conhecidos. O sistema de Agricola, que classifica os minerais de acordo com propriedades como cor, textura, peso e transparência, é a base para o sistema de classificação mineral em uso atualmente.
De todos os seus trabalhos, no entanto, o mais importante foi o De re Metallica, que continuaria sendo o principal livro didático para mineradores e mineralogistas durante os dois séculos que se seguiram. Neste trabalho monumental, ele introduziu muitas novas idéias, incluindo o conceito de que as rochas contêm minérios mais antigos que as próprias rochas. Ele também explorou em detalhes as práticas de mineração em uso em seu tempo, em si uma façanha extraordinária em que os mineiros do século XVI tendiam a guardar seus segredos comerciais de perto.
Rochas e Minerais:
Nossa crosta terrestre é composta de rochas que, por sua vez, são agregados de minerais. Para ser designada como espécie mineral, uma substância deve ser encontrada na natureza e ser de origem inorgânica. Deve possuir uma característica química definida e uma formação atômica distinta.
Rochas:
Uma rocha é um agregado de minerais ou material orgânico, que pode aparecer em forma consolidada ou não consolidada. As rochas são de três tipos diferentes: ígneas, formadas por cristalização de minerais fundidos, como em um vulcão; sedimentares, geralmente formados por deposição, compactação ou cimentação de rochas intemperizadas; e metamórfico, formado por alteração de rocha pré-existente. Rochas feitas de material orgânico são tipicamente sedimentares, um exemplo sendo o carvão.
As rochas têm importância econômica desde muito antes da "economia", como sabemos que existia - uma época em que não havia nada para comprar e nada para vender. Aquela época, é claro, seria a Idade da Pedra, que remonta praticamente ao início da espécie humana e se sobrepôs aos primórdios da civilização há cerca de 5.500 anos. Em centenas de milhares de anos, quando a pedra constituía o mais avançado material de fabricação de ferramentas, os humanos desenvolveram uma série de dispositivos de pedra para fazer fogo, afiar facas, matar animais (e outros seres humanos), cortar alimentos ou peles de animais e assim por diante.
A Idade da Pedra, tanto no imaginário popular como (com algumas qualificações) em fato arqueológico real, foi uma época em que as pessoas viviam em cavernas. Desde aquela época, é claro, os humanos geralmente se afastaram das cavernas, embora existam exceções, como as forças armadas dos Estados Unidos descobriram em 2001 quando tentavam caçar terroristas nas cavernas do Afeganistão.
Em todo caso, o apego humano às habitações de pedra assumiu outras formas, começando com as pirâmides e continuando através das casas de alvenaria atuais. Nem a rocha é simplesmente um material estrutural para a construção, como atesta o uso de placas de gesso, bancadas de ardósia, acabamentos em mármore e passagens de cascalho. E, claro, a construção é apenas uma das muitas aplicações para as quais rochas e minerais são direcionados, como veremos.
Metais:
De todos os elementos químicos conhecidos, 87, ou cerca de 80 por cento, são metais. O último grupo é identificado como sendo lustroso ou brilhante na aparência e maleável ou dúctil, o que significa que eles podem ser moldados em diferentes formas sem quebrá-los. Apesar de sua ductilidade, os metais são extremamente duráveis, têm altos pontos de fusão e ebulição e são excelentes condutores de calor e eletricidade. Alguns registram alta na escala de dureza de Mohs.
Minerais:
Considerando que existem apenas 87 variedades de metal, existem cerca de 3.700 tipos de minerais. Há considerável sobreposição entre metais e minerais, mas essa sobreposição está longe de ser completa: muitos minerais incluem elementos não metálicos, como oxigênio e silício. Um mineral é uma substância que aparece na natureza e, portanto, não pode ser criada artificialmente, é de origem inorgânica, tem uma composição química definida e possui uma estrutura interna cristalina.
O termo orgânico não se refere simplesmente a substâncias de origem biológica; em vez disso, descreve qualquer composto que contenha carbono, com a exceção de carbonatos (que são um tipo de mineral) e óxidos, como dióxido de carbono ou monóxido de carbono.
O fato de um mineral ser de composição não variável limita os minerais quase exclusivamente a elementos e compostos - isto é, a substâncias que não podem ser quebradas quimicamente para produzir substâncias mais simples ou a substâncias formadas pela ligação química de elementos. Apenas em algumas circunstâncias altamente específicas, as ligas que ocorrem naturalmente, ou misturas de metais, são consideradas minerais.
Os minerais são classificados em oito grupos básicos de acordo com sua composição química:
Esses são:
Eu. Elementos nativos
ii. Sulfetos
iii. Óxidos e hidróxidos
iv. Halidos
v. Carbonatos, nitratos, boratos, iodatos
vi. Sulfatos, cromatos, molibdatos, tungstatos
vi. Fosfatos, arsenatos, vanadates
vii. Silicatos
O primeiro grupo, elementos nativos, inclui elementos metálicos que aparecem em forma pura em algum lugar da Terra; certas ligas metálicas, aludidas anteriormente; assim como os não-metais nativos, os semi-metais e os minerais ocorrem com elementos metálicos e não-metálicos. Os elementos nativos, juntamente com as seis classes que os seguem nessa lista, são conhecidos coletivamente como não-silicatos, um termo que enfatiza a importância do oitavo grupo.
A grande maioria dos minerais, incluindo os mais abundantes, pertence à classe dos silicatos, que é construída em torno do elemento silício. Assim como o carbono pode formar longas cadeias de átomos, particularmente em combinação com o hidrogênio (como discutiremos no contexto dos combustíveis fósseis mais adiante neste ensaio), o silício também forma cordas longas, embora seu “parceiro de escolha” seja tipicamente oxigênio ao invés de hidrogênio. . Juntamente com o oxigênio, o silício - conhecido como metalóide porque exibe características de metais e não-metais - constitui a base para uma impressionante variedade de produtos, tanto naturais quanto artificiais.
Os minerais podem ser classificados de acordo com seu uso na indústria da seguinte forma:
(a) minerais metálicos: grupo ferroso. Eles incluem minerais como ferro, cromita, manganês e níquel.
b) Minerais metálicos: grupo não ferroso. Estes apresentam cobre, chumbo, zinco, tungstênio, alumínio, vanádio e outros.
c) Minerais não metálicos. Eles são mica, esteatita, amianto e outros.
d) Minerais refratários. Eles são usados como resistentes ao calor em fornos e moldes. Eles incluem cromita, magnesita, cianita, fireclays, silimanita e grafite.
(e) Adubos minerais como gesso, fosfato de rocha e pirita.
(f) Combustíveis minerais como carvão, petróleo, gás natural e minerais nucleares.
O desenvolvimento econômico de um país é influenciado pela disponibilidade de minerais. Minerais formam a base para várias indústrias de grande escala. A agricultura também é influenciada pela disponibilidade de minerais na forma de fertilizantes.
Hidrocarbonetos:
Como observado anteriormente, o foco da geologia econômica está nas rochas e minerais, de um lado, e nos combustíveis fósseis, de outro. Combustíveis fósseis podem ser definidos como combustíveis (especificamente, carvão, petróleo e gás) derivados de depósitos de material orgânico que sofreram decomposição e alteração química sob condições de alta pressão.
Dada essa derivação de material orgânico, por definição, todos os combustíveis fósseis são baseados em carbono e, especificamente, são construídos em torno de hidrocarbonetos - compostos químicos cujas moléculas são compostas apenas de átomos de carbono e hidrogênio.
Teoricamente, não há limite para o número de hidrocarbonetos possíveis. O carbono se forma em formas moleculares aparentemente ilimitadas, e o hidrogênio é um parceiro químico particularmente versátil. Os hidrocarbonetos podem formar cadeias lineares, cadeias ramificadas ou anéis, e o resultado é uma variedade de compostos diferenciados não pelos elementos em sua composição ou mesmo (em alguns casos) pelo número de átomos diferentes em cada molécula, mas pela estrutura. de uma determinada molécula.
Aplicações da vida real da geologia econômica:
Combustíveis fósseis:
O material orgânico que se decompôs para criar os hidrocarbonetos nos combustíveis fósseis vem principalmente dos dinossauros e das plantas pré-históricas, embora, com a mesma facilidade, pudesse ter vindo de outros organismos que morreram em grande número há muito, muito tempo. Para formar petróleo, deve haver quantidades muito grandes de material orgânico depositado junto com sedimentos e enterrado sob mais sedimentos. Os sedimentos acumulados e o material orgânico são chamados de rocha geradora.
O que acontece depois da acumulação deste material é crítico e depende muito da natureza da rocha geradora. É importante que o material orgânico - por exemplo, o vasto número de dinossauros que morreram em extinção em massa há cerca de 65 milhões de anos - não seja permitido simplesmente apodrecer, como aconteceria em um ambiente aeróbico ou contendo oxigênio. Em vez disso, o material orgânico sofre transformação em hidrocarbonetos como resultado da atividade química anaeróbica, ou atividade que ocorre na ausência de oxigênio.
Boas rochas geradoras para esta transformação são xisto ou calcário, desde que as rochas particulares sejam compostas por entre 1% e 5% de carbono orgânico. As rochas geradoras devem ser profundas o suficiente para que a pressão aqueça o material orgânico, mas não tão profundamente que a pressão e a temperatura façam com que as rochas sofram metamorfismo ou as transformem em grafite ou outras versões de carbono não hidrocarboneto. Temperaturas de até 302 ° F (150 ° C) são consideradas ótimas para geração de petróleo.
Uma vez gerado, o petróleo gradualmente se move da rocha geradora para uma rocha de reservatório ou uma rocha que armazena o petróleo em seus poros. Uma boa rocha de reservatório é aquela em que o espaço poroso constitui mais de 30% do volume da rocha. No entanto, a rocha deve ser selada por outra rocha muito menos porosa; de fato, para uma rocha de selo ou de tampa, como é chamada, uma rocha virtualmente impermeável é preferida. Assim, o melhor tipo de rocha formadora de vedação é aquela feita de peças de sedimentos muito pequenas e bem ajustadas, por exemplo, o xisto. Tal rocha é capaz de manter o petróleo no lugar por milhões de anos até que esteja pronto para ser descoberto e usado.
As pessoas sabiam sobre o petróleo da pré-história, simplesmente porque havia lugares na Terra onde literalmente se infiltravam do solo. A era moderna da perfuração de petróleo, no entanto, começou em 1853, quando um advogado americano chamado George Bissell (1821-1884) reconheceu seu potencial para uso como combustível de lâmpadas. Ele contratou o "Coronel" Edwin Drake (1819-1880) para supervisionar a perfuração de um poço de petróleo em Titusville, Pensilvânia, e em 1859 Drake atingiu o petróleo. A lenda do ouro de Wack, de fortunas a serem feitas perfurando buracos no chão, nasceu.
Na esteira do desenvolvimento e aplicação generalizada do motor de combustão interna durante a última parte do século XIX e início do século XX, o interesse pelo petróleo tornou-se muito mais intenso e os poços surgiram em todo o mundo. Sumatra, na Indonésia, produziu petróleo em seus primeiros poços em 1885 e, em 1901, iniciou-se uma perfuração de sucesso no Texas - fonte de muitas fortunas do tamanho do Texas. Uma das primeiras formas da empresa conhecida hoje como British Petroleum (BP) descobriu o primeiro petróleo do Oriente Médio na Pérsia (atual Irã) em 1908. Nos 50 anos seguintes, a importância econômica e as perspectivas daquela região mudaram consideravelmente.
Com a vasta expansão da propriedade automobilística que começou após a Primeira Guerra Mundial (1914-1918) e alcançou patamares ainda maiores após a Segunda Guerra Mundial (1939-1945), o valor e a importância do petróleo dispararam. A indústria petrolífera prosperou e, como resultado, muitos geólogos encontraram emprego em um setor que oferecia muito mais benefícios financeiros do que os empregos universitários ou governamentais. Hoje, os geólogos ajudam seus empregadores a localizar reservas de petróleo, o que não é uma tarefa fácil, porque muitas variáveis precisam se alinhar para produzir uma fonte de petróleo viável. Dado o custo de perfuração de um novo poço de petróleo, que pode chegar a US $ 30 milhões ou mais, é claramente importante fazer bons julgamentos ao avaliar as possibilidades de encontrar petróleo.
A indústria petrolífera tem sido preocupada com o impacto ambiental da perfuração (muitas das quais ocorrem no mar, em plataformas colocadas no oceano); possíveis perigos biológicos associados a derramamentos, como o envolvendo o Exxon Valdez em 1989; e o efeito na atmosfera do monóxido de carbono e outros gases de efeito estufa produzidos pelos motores de combustão interna que queimam petróleo. Há uma preocupação ainda mais ampla sobre a dependência dos Estados Unidos de fontes de petróleo em países estrangeiros (alguns dos quais são abertamente hostis aos Estados Unidos), bem como a possível redução de recursos.
Na atual taxa de consumo, estima-se que as reservas de petróleo estejam esgotadas por volta do ano 2040, mas isso leva em conta apenas as reservas consideradas viáveis hoje. Conforme a exploração continua, mais recursos podem ser aproveitados. No longo prazo, entretanto, será necessário desenvolver novos meios de abastecer o mundo industrializado, porque o petróleo é um recurso não renovável: há muito dele no subsolo e, quando desaparecido, não será substituído. por milhões de anos (se em tudo).
Petroquímicos:
O petróleo em si é uma matéria-prima da qual são obtidos numerosos produtos, coletivamente conhecidos como petroquímicos ou derivados de petróleo. Através de um processo denominado destilação fraccionada, os petroquímicos da massa molecular mais baixa evaporam primeiro e os que têm maior massa separam-se a temperaturas mais altas?
Silício, Silicatos e Outros Compostos:
Assim como o carbono está no centro de um vasto mundo de hidrocarbonetos, o silício é igualmente importante para substâncias inorgânicas que vão da areia ou sílica (SiO2) ao silicone (um conjunto altamente versátil de produtos à base de silício) até as rochas conhecidas como silicatos.
Os silicatos são a base de vários tipos de minerais bem conhecidos, incluindo granada, topázio, zircão, caulinita, talco, mica e os dois minerais mais abundantes na Terra, feldspato e quartzo. (Note que a maioria dos termos usados aqui se referem a um grupo de minerais, não a um único mineral.) Feitos de compostos formados ao redor de silício e oxigênio e compreendendo vários metais, como alumínio, ferro, sódio e potássio, os silicatos para 30% de todos os minerais. Como tal, eles aparecem em tudo, desde pedras preciosas a materiais de construção; no entanto, estão longe de serem os únicos produtos notáveis centrados no silício.
Silicone e outros compostos:
O silicone não é um mineral; em vez disso, é um produto sintético usado frequentemente como substituto de óleos orgânicos, graxas e borracha. Em vez de se ligar a átomos de oxigênio, como em um silicato, átomos de silício em silicone se ligam a grupos orgânicos, isto é, moléculas contendo carbono. Óleos de silicone freqüentemente são usados no lugar de petróleo orgânico como lubrificante, porque eles podem suportar maiores variações de temperatura.
E porque o corpo tolera a introdução de implantes de silicone melhor do que os orgânicos, os silicones também são usados em implantes cirúrgicos. Borrachas de silicone aparecem em tudo, desde bolas quicadas a veículos espaciais, e silicones também estão presentes em isolantes elétricos, preventivos de ferrugem, amaciantes, sprays de cabelo, cremes para as mãos, móveis e polidores automotivos, tintas, adesivos e até gomas de mascar.
Mesmo essa lista não esgota as muitas aplicações do silício, que (juntamente com o oxigênio) responde pela grande maioria da massa na crosta terrestre. Devido às suas qualidades semi-metálicas, o silício é usado como um semicondutor de eletricidade.
Os chips de computador são minúsculas fatias de silício ultra-puro, gravadas com até meio milhão de circuitos eletrônicos microscópicos e intrinsecamente conectados. Esses chips manipulam tensões usando códigos binários, para os quais 1 significa “voltagem ligada” e 0 significa “voltagem desligada”. Por meio desses pulsos, chips de silício realizam uma grande quantidade de cálculos em segundos - cálculos que demorariam horas ou meses ou até anos para humanos .
Uma forma porosa de sílica conhecida como sílica gel absorve o vapor de água do ar e é frequentemente embalada ao lado de produtos sensíveis à umidade, como componentes eletrônicos, para mantê-los secos. A carbona de silício, um material cristalino extremamente duro fabricado pela fusão de areia com coque (carbono quase puro) em altas temperaturas, tem aplicações como abrasivo.
Minérios:
Um minério é uma rocha ou mineral que possui valor econômico. Mas uma definição mais específica incluiria o adjetivo metalífero, uma vez que minerais economicamente valiosos que não contêm metais geralmente são tratados como uma categoria separada - minerais industriais. De fato, pode-se dizer que os interesses da geologia econômica estão divididos em três áreas: minérios, minerais industriais e combustíveis, os quais já discutimos.
A própria palavra "minério" parece relembrar um dos metais mais antigos do mundo e provavelmente o primeiro material trabalhado pelos metalúrgicos pré-históricos: o ouro. Até mesmo a palavra espanhola para ouro, oro, sugere uma conexão. Quando os conquistadores da Espanha chegaram ao Novo Mundo depois de cerca de 1500, o oro era sua obsessão, e foi dito que os invasores espanhóis do México encontraram cada pedacinho de minério de ouro ou prata localizado na superfície da Terra. No entanto, os mineiros do século XVI careciam de grande parte do conhecimento que ajuda os geólogos hoje a encontrar depósitos de minério que não estão na superfície.
Localizando e Extraindo Minérios:
A abordagem moderna usa o conhecimento adquirido da experiência. Como nos dias de Agrícola, grande parte da riqueza possuída por uma empresa de mineração é na forma de informações sobre os meios de melhor buscar e recuperar materiais da terra sólida. Certos indicadores geoquímicos e geofísicos de superfície ajudam a direcionar os passos de geólogos e mineiros à procura de minério. Assim, quando uma empresa em busca de minério começa a perfurar, uma grande quantidade de trabalho exploratório foi feito. Somente nesse ponto é possível determinar o valor dos depósitos, que podem ser simplesmente minerais de pouco interesse econômico.
Estima-se que uma milha cúbica (1, 6 km 3 ) de rocha média contenha cerca de US $ 1 trilhão em metais, o que a princípio parece promissor - até que se faça a matemática. Um trilhão de dólares é muito dinheiro, mas 1 cu. mi. (igual a 5.280 x 5.280 x 5.280 pés, ou 1.609 km 3 ) é muito espaço também. O resultado é que 1 cu. ft. (0, 028 m 3 ) vale apenas cerca de US $ 6, 79. Mas esse é um pé cúbico médio em uma milha cúbica média de rocha, e nenhuma empresa de mineração consideraria sequer tentar extrair metais de um pedaço de terra médio. Em vez disso, o minério viável aparece apenas em regiões que foram submetidas a processos geológicos que concentram metais de tal forma que sua abundância é geralmente centenas de vezes maior do que seria na Terra como um todo.
O minério contém outros minerais, conhecidos como ganga, que não têm valor econômico, mas servem como um sinal revelador de que o minério é encontrado naquela região. A presença de quartzo, por exemplo, pode sugerir depósitos de ouro. O minério pode aparecer em depósitos ígneos, metamórficos ou sedimentares, assim como em fluidos hidrotermais. As últimas são emanações de rochas ígneas, na forma de gás ou água, que dissolvem metais das rochas pelas quais passam e depois depositam o minério em outros locais.
Confrontando os perigos da mineração:
A mineração, um meio de extrair não apenas minérios, mas muitos minerais e combustíveis industriais, como o carvão, é um trabalho difícil, repleto de numerosos riscos. Há riscos de curto prazo para os mineradores, como desmoronamentos, inundações ou a liberação de gases nas minas, bem como perigos a longo prazo que incluem doenças relacionadas à mineração, como o pulmão negro (tipicamente um risco do carvão mineiros). Depois, há o estresse mental e emocional que vem de passar oito ou mais horas por dia longe da luz do sol, num ambiente claustrofóbico.
E, é claro, existe o estresse ambiental criado pela mineração - não apenas pelo impacto imediato do corte de um corte na superfície da Terra, que pode afetar os ecossistemas na superfície, mas uma miríade de problemas adicionais, como a infiltração de poluentes no solo. lençol freático. As minas abandonadas apresentam outros perigos, incluindo a ameaça de subsidência, que tornam esses locais inseguros a longo prazo.
Normas ambientais e de segurança ocupacional mais elevadas, estabelecidas nos Estados Unidos durante o último terço do século XX, levaram a mudanças na forma como a mineração é realizada, bem como na forma como as minas são deixadas quando o trabalho é concluído. Por exemplo, as empresas de mineração experimentaram o uso de substâncias químicas ou mesmo bactérias, que podem dissolver um metal subterrâneo e permitir que ele seja bombeado para a superfície sem a necessidade de criar poços subterrâneos e túneis ou enviar mineiros humanos para operá-los. .
Minerais Industriais e Outros Produtos:
Os minerais industriais, como observado anteriormente, são recursos minerais não-metálicos de interesse para a geologia econômica. Exemplos incluem o amianto, um termo genérico para um grande grupo de minerais que são altamente resistentes ao calor e à chama; compostos de boro, que são usados para fazer vidro resistente ao calor, esmaltes e cerâmicas; fosfatos e sais de potássio, utilizados na fabricação de fertilizantes; e enxofre, aplicado em uma variedade de produtos, de refrigerantes a explosivos a purificadores usados na produção de açúcar.
Apenas um mineral industrial, o corindo (da classe dos óxidos de mineral), pode ter vários usos. Extremamente duro, o corindo na forma de uma rocha inconsolidada, comumente chamada de esmeril, tem sido usado como abrasivo desde a antiguidade. Devido ao seu altíssimo ponto de fusão - ainda mais alto que o do ferro -, o corundum também é empregado na fabricação de alumina; um produto à prova de fogo usado em fornos e lareiras. Embora o corindo puro seja incolor, quantidades vestigiais de certos elementos podem produzir cores brilhantes: portanto, o coríndon com traços de cromo torna-se um rubi vermelho, enquanto vestígios de ferro, titânio e outros elementos produzem variedades de safira em amarelo, verde e violeta. bem como o azul familiar.
Impacto Ambiental da Geologia Econômica:
Há algumas décadas, a maioria dos geólogos estava envolvida na exploração e desenvolvimento de recursos minerais. No entanto, a geologia econômica e a aplicação da geologia aos problemas do meio urbano estão lentamente exigindo os serviços de um número crescente de geólogos. Hoje, um número suficiente de geólogos econômicos está interessado em problemas ambientais (muitos não estão ligados à mineração e têm interesses em geoquímica e petrologia). Eles concordam com o pensamento de que “os recursos minerais sempre serão necessários”, mas “as questões ambientais são um fator importante na viabilidade da mineração”.
Existe agora um interesse maior no meio ambiente do que nunca e enfrentamos preocupações sobre os impactos ambientais de quase todos os aspectos de nossas vidas diárias. A água, o solo, o ar e o ambiente biológico podem ser todos alterados drasticamente pelas atividades de sociedades industriais como a nossa, não menos através de mecanismos que são controlados por processos essencialmente geológicos.
A eliminação de resíduos, a contaminação da terra pela indústria, os impactos da mineração, poluição da água e até mesmo a qualidade do ar (através da dispersão de partículas minerais transportadas pelo ar) são afetados por processos geológicos e fenômenos controlados pela composição, distribuição, estrutura e comportamento das rochas subjacentes. . Todos os dias, os problemas ambientais são influenciados, em maior ou menor grau, pela geologia. O curso tem como objetivo fornecer uma visão ampla desses diversos aspectos da geologia ambiental, fornecendo a estrutura científica para o entendimento das principais questões ambientais.
As preocupações ambientais são um fator importante para determinar se os depósitos minerais serão desenvolvidos e extraídos. A maioria dos geólogos econômicos e empresas de mineração apóia os esforços para diminuir a degradação ambiental devido à mineração.
Efeitos ambientais:
A mineração, não menos que a agricultura, sempre foi essencial para o progresso da humanidade. De fato, agora utilizamos a maioria dos elementos da tabela periódica. No entanto, como. A superpopulação e a busca por um padrão de vida mais alto aumentam a demanda por minerais e metais, a preocupação com os efeitos da mineração e perfuração no ambiente natural cresceu e tornou-se cada vez mais evidente que os recursos da Terra não são inesgotáveis.
Em seu relatório em 1987, "Nosso Futuro Comum", a Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento das Nações Unidas assinalou que o mundo fabrica sete vezes mais bens do que em 1950. A comissão propôs "desenvolvimento sustentável", um casamento de economia e comércio. ecologia como a única solução prática, ou seja, crescimento sem danos ao meio ambiente.
A maioria das minas tem uma planta de processamento mineral no local e muitas minas de metal têm uma fundição próxima. Para uma avaliação geral do impacto ambiental do desenvolvimento de novas operações de mineração, devemos considerar os efeitos dos três. O termo mineração é aqui usado para incluir todas as operações de extração, por exemplo, pedreiras. As principais áreas de preocupação são tratadas abaixo.
Danos à terra:
Estima-se que o uso mundial cumulativo de terras para mineração entre 1976 e 2000 seria de cerca de 37.000 quilômetros quadrados, ou seja, cerca de 0, 2% da superfície terrestre. Os países mais desenvolvidos têm uma proporção maior de solos perturbados do que os menos desenvolvidos. O grau de recuperação deste solo está agora acelerando rapidamente e sendo feito um bom uso de velhos buracos para o descarte de minas antigas, domésticos e outros resíduos.
Outras áreas minadas foram transformadas em reservas naturais e parques recreativos. Futuras minas podem ser menos propensas a produzir locais para eliminação de resíduos, pois a maioria é agora preenchida. Esta é uma operação muito necessária, pois a cada ano estima-se que 27.000 Mt de minerais não-combustíveis e de sobrecarga sejam retirados da crosta terrestre.
Liberação de substâncias tóxicas:
Os metais não são apenas importantes para o uso que fazemos deles, mas também são parte integrante de nossa constituição e de outros organismos vivos. No entanto, enquanto alguns elementos metálicos são componentes essenciais dos organismos vivos, tanto as deficiências quanto o excesso podem ser muito prejudiciais à vida. Os excessos no ambiente natural podem surgir quando ele é penetrado pelas águas da mina, que podem sair da própria mina ou de pilhas de lixo.
Alguns metais, por exemplo, cádmio, mercúrio e metalóides, como antimônio, arsênico, que são muito comuns em pequenas quantidades em muitos minérios de sulfetos polimetálicos e são de fato recuperados como subprodutos, são altamente tóxicos, mesmo em pequenas quantidades, particularmente em forma solúvel. que pode ser absorvido por organismos vivos.
O mesmo se aplica ao chumbo, mas felizmente ele é praticamente não-reativo, a menos que seja ingerido e, felizmente, a maioria dos minerais que se formam na natureza são muito insolúveis nas águas subterrâneas. O cianeto tem sido usado há muito tempo para extração de ouro em usinas de processamento mineral e no maior campo de ouro do mundo, a Bacia de Witwaterstrand, nos EUA, há grande contaminação de água superficial com cobalto, manganês, chumbo e zinco como resultado do processo de cianetação. oxidação por águas de minas ácidas. O cianeto em si não é um problema, pois se decompõe sob a influência da luz ultravioleta nas camadas próximas da superfície. No entanto, nos países desenvolvidos, a legislação exige agora o estabelecimento de plantas de neutralização de cianeto em todas as empresas industriais que utilizam este produto químico.
Drenagem ácida de mina:
Águas ácidas geradas pelo resultado de mineração presente ou passado espumaram a oxidação, na presença de ar, água e bactérias, de minerais sulfetados, particularmente pirita. Eles podem, portanto, desenvolver-se em campos de carvão, bem como em campos de petróleo. Ácidos supuricos e óxidos de ferro são gerados. O ácido ataca outros minerais, produzindo soluções que podem transportar elementos tóxicos, por exemplo, cádmio, arsênico no ambiente local. A geração de água ácida pode ocorrer durante as fases de exploração, operação e fechamento de uma mina. Estas águas podem emitir a partir de três fontes principais: o sistema de desaguamento da mina; instalações de disposição de rejeitos; e a água empilha.
A descarga pode produzir apenas efeitos menores, como a descoloração local de solos e riachos com óxidos de ferro precipitados, ou levar a uma poluição aérea extensa do sistema fluvial inteiro e das terras agrícolas. Em alguns campos de mineração, esse problema está em sua pior fase após o fechamento das minas. Isto é devido ao rebote do lençol freático que ocorre após o equipamento de bombeamento ser removido e isso se tornou um problema urgente nas minas de carvão britânicas, que eram e são predominantemente minas subterrâneas que trabalham com carvões com alto teor de enxofre, com o fechamento de minas acelerado na última década.
Minerais industriais As operações minerais industriais têm o mesmo impacto ambiental geral nas perturbações da água subterrânea e subterrânea como metalífero ou mineração de carvão, embora o impacto seja geralmente menos acentuado, uma vez que as minas são geralmente menores e mais rasas e normalmente menos resíduos são produzidos porque na maioria dos casos os teores de minério são mais altos do que na mineração de metais.
Os riscos de poluição devido a metais pesados ou águas ácidas são baixos ou inexistentes e a poluição atmosférica, causada pela queima de carvão ou pela fusão de minérios metálicos, é muito menos séria ou ausente. As escavações criadas por operações minerais industriais são muitas vezes perto de conurbações, caso em que esses buracos no solo podem ser de grande valor como aterros sanitários para resíduos urbanos.
Medidas Legais:
Os meios legais de fazer cumprir as medidas antipoluição são muito necessários, embora deva ser salientado que muitas empresas internacionais de mineração estão agora aderindo à mais rígida auto-regulação, mesmo em países onde essa legislação é menor ou inexistente.
Declarações de impacto ambiental:
Em muitos países, agora é obrigatório que uma empresa que se propõe a solicitar permissão de planejamento para iniciar uma operação mineral prepare tal declaração. Isso abrange todos os aspectos, desde os efeitos na vegetação, clima, qualidade do ar, ruído, águas subterrâneas e superficiais até os métodos propostos de recuperação do solo no término da operação. Em alguns países, um título deve ser depositado para garantir que a recuperação ocorra.
Essas declarações devem incluir registros da condição do ambiente na área de mineração em potencial quando a permissão de planejamento for solicitada. As empresas agora coletam esses dados durante o estágio de exploração, incluindo descrições de superfície e fotografias, análises geoquímicas mostrando níveis de fundo de metais e acidez e detalhes da flora e da fauna.
Do ponto de vista das autoridades reguladoras e de planejamento, esses relatórios apresentam os meios mais eficazes de minimizar os efeitos prejudiciais desde o início, mas também podem ser de grande benefício para o desenvolvedor porque (i) ajudarão a obter permissão de planejamento no mais curto tempo possível, e (ii) eles freqüentemente revelam aspectos da operação que requerem atenção no início e assim evitam modificações dispendiosas no futuro.
Bugs e mineração in situ:
Muitos depósitos de sulfuretos, isto é, cobres de pórfiro, são cobertos por minérios oxidados. Tais minérios podem ser minerados, se necessário, fraturando-os por jateamento e bombeando soluções ácidas através da rocha para dissolver metais como o cobre e o urânio. As soluções contendo metais são bombeadas para a superfície e os metais são recuperados. Depósitos de muito baixo teor, pequenos e economicamente não viáveis podem ser explorados e o processo pode ser usado a profundidades consideráveis.
Outlook:
Medidas como reciclagem e substituição e novas tecnologias de materiais desempenharão seu papel na redução do impacto da exploração mineral sobre o meio ambiente, mas no futuro imediato temos que buscar um crescente senso de responsabilidade de todos os envolvidos com a indústria., sejam desenvolvedores ou reguladores.
Há muitos sinais esperançosos de que isso esteja ocorrendo: por exemplo, em 1992, 19 grandes empresas de mineração dos cinco continentes se uniram para formar o conselho internacional sobre metais e meio ambiente cuja missão é promover o desenvolvimento, a implementação e a harmonização de Políticas e práticas ambientais e de saúde que garantam a produção, uso, reciclagem e descarte seguros de metais.
