Mineração

O progresso material, técnico e cultural da civilização esteve sempre estreitamente ligado à exploração dos recursos minerais, atividade exercida pelo homem desde a pré-história, como testemunham as galerias e túneis encontrados por arqueólogos em numerosos portos da Europa e que datam do período neolítico.

Mineração, atividade econômica também designada, num sentido mais amplo, como indústria extrativa mineral ou indústria de produtos minerais, se define na classificação internacional adotada pela Organização das Nações Unidas (ONU) como a extração, elaboração e beneficiamento de minerais que se encontram em estado natural sólido, como o carvão e outros; líquido, como o petróleo bruto; e gasoso, como o gás natural. Nessa acepção mais abrangente, inclui a exploração das minas subterrâneas e a céu aberto, as pedreiras e os poços, com todas as atividades complementares para preparar e beneficiar minérios e outros minerais em bruto: trituração, lavagem, limpeza, classificação, granulação, fusão, destilação inicial e demais preparativos necessários à comercialização dos produtos sem alterar sua condição primária.

Alguns metais, como o ouro, a prata, o cobre e a platina, encontram-se em estado puro. A maioria, porém, se apresenta em combinações: óxidos, carbonatos, sulfetos etc., quase sempre ainda misturados a substâncias estéreis, constituindo o que se chama ganga. De acordo com o tamanho, a forma, a profundidade e as características físicas do minério, as jazidas podem ser exploradas na superfície (a céu aberto) ou por meio da lavra subterrânea.

História

Origem. Materiais como o sílex, para produzir fogo, e os que contêm pigmentos, como a ocra e o manganês, foram provavelmente as primeiras substâncias obtidas por mineração. As designações "idade do bronze" e "idade do ferro" para períodos arqueológicos também indicam a exploração e o uso desses minerais em épocas remotas. Grandes blocos extraídos por escavação superficial de pedreiras foram o material de construção das pirâmides do Egito, algumas das quais consumiram mais de dois milhões de blocos com cerca de 15 toneladas cada.

O conhecimento e a capacidade de trabalhar os metais dão a medida do grau de civilização de um povo. Em 3000 a.C., o Egito tornou-se a mais importante civilização do mundo, ao mesmo tempo em que passou a dominar a mineração de cobre em Meghara, na península do Sinai. Durante cerca de dois séculos e meio, os fenícios mantiveram segredo sobre a descoberta de minas de estanho em seu território. A exploração dessas minas, seguida de seu monopólio comercial, constituiu fator decisivo para manter a supremacia de Cartago e lhe propiciou, em parte, o controle do comércio no reduzido mundo de então. Finalmente, o Império Romano só dominou o mundo depois de conquistar os amplos recursos minerais da Espanha. Mesmo na idade contemporânea, a história está repleta de exemplos desse tipo, pois a exploração e o tratamento dos minerais, além de servir de base ao progresso industrial e ao comércio, em função da tecnologia alcançada, é uma das bases do poder econômico, militar e político.

Um dos antigos métodos de mineração, primeiramente documentado pelos romanos, consistia em acender fogo sobre as rochas que, com o calor intenso, se expandiam e rachavam. O livro De re metallica (1556; Sobre os metais), de Georgius Agricola, é a melhor fonte de informação sobre antigas técnicas de mineração, algumas das quais ainda são utilizadas, ou o eram até há bem pouco tempo. Essas técnicas incluem instrumentos como picaretas e martelos, sistemas de bombeamento e ventilação, além de carros de mão.

O uso da pólvora fez progredir a técnica da mineração, e mais ainda a dinamite, em meados do século XIX, aperfeiçoada com suplementos no século XX. A evolução das técnicas de perfuração também ampliou a capacidade de mineração. Acredita-se que a primeira sonda rotativa tenha sido utilizada na Inglaterra, em 1813, e versões aprimoradas apareceram ao longo do século XIX.

A mineração -- especialmente do carvão -- foi o eixo central para o progresso da tecnologia industrial. A aplicação das bombas e máquinas a vapor, num ramo vital de importância crescente até meados do século XVIII, foi o primeiro passo para a siderurgia, com a substituição da lenha pelo carvão mineral. No caso da máquina a vapor, a mineração lhe forneceu os elementos essenciais (ferro e carvão), e dela recebeu, mais tarde, contribuições indiretas sob a forma de mecanismos de extração, equipamentos, transportes, sistemas de ventilação etc.

Ciclo da mineração no Brasil. Desde o século XVI, partiam da Bahia para o interior do Brasil expedições empenhadas em encontrar minas de prata. No século XVII, Fernão Dias saiu de São Paulo com seus seguidores em busca de prata e esmeraldas em Sabará. Só no fim do século XVII, porém, revelou-se em Minas Gerais a ocorrência de ouro. Os diamantes foram descobertos na segunda década do século XVIII. Com isso, a mineração tornou-se a mais importante atividade econômica da colônia durante toda a primeira metade do século XVIII.

Nessa época, também já tinham sido localizadas riquezas auríferas em Mato Grosso e, em 1725, descobriu-se ouro em Goiás. O governo criou duas casas de fundição e, diante da nova e mais lucrativa atividade que surgia, a agricultura foi gradativamente relegada ao abandono. Em pouco tempo, o açúcar, principal produto de exportação de Pernambuco e da Bahia, nem sequer encontrava colocação no mercado.

Com o atrativo da mineração, a migração para a colônia tornou-se tão intensa que a metrópole chegou a proibi-la. Portugal criou então um imposto que montava à quinta parte da produção. O exagero na cobrança do "quinto", nome que se deu ao tributo, conduziu a conspirações e levantes autonomistas. A partir da segunda metade do século XVIII, porém, com o esgotamento das minas, começou a decadência da mineração e cogitou-se reativar a agricultura.

No século XIX, começaram as tentativas de aplicação de técnicas modernas de mineração, com a vinda de especialistas europeus. A maioria, no entanto, falhou, com prejuízo para as companhias brasileiras ou inglesas que nelas investiram. No início do século XIX, tentou-se modernizar a mineração do ferro, incipiente no período colonial, mas a experiência fracassou por motivos técnicos e econômicos. Findo o ciclo do ouro, o Brasil enfrentou uma grave crise econômica só interrompida em meados do século, com a exportação de café.

Operações de mineração

Modernamente, a mineração é uma atividade cara e complexa. Tem início com a localização de jazidas minerais cuja produção provável venha a compensar os custos de extração. Para calcular as reservas de uma jazida, ou seja, a quantidade de um minério disponível, fazem-se mapas geológicos de superfície e subsolo, por meio de sondagens, galerias, poços, trincheiras etc., que mostrarão as condições geofísicas de uma dada região. A coleta das amostras (amostragem) permitirá a dosagem dos teores do elemento (ou elementos) e sua distribuição na superfície e em profundidade.

A finalidade industrial do mineral a ser explorado pode ser determinante da escolha do processo de mineração. Assim, as amostras do mineral colhidas na fase de prospecção devem ser representativas, para que se determine o processo de tratamento mais adequado. As minas modernas empregam computadores e outros equipamentos sofisticados para esses cálculos.

Uma vez determinado o local e o tamanho aproximado da jazida, os engenheiros estudam a melhor maneira de realizar a mineração. A exploração de minas subterrâneas, por exemplo, envolve operações de sondagem, perfuração, extração, carregamento e transporte. Além disso, as minas precisam ser ventiladas e iluminadas. Nesses processos, usam-se sondas, perfuratrizes, brocas, guindastes, vagonetes e muitos outros equipamentos.

Prospecção. A operação de sondagem visa a pesquisar o local, a fim de determinar o ponto exato de abertura dos poços, em função do posicionamento das jazidas. Em geral utilizam-se sondas de percussão, que impactam a rocha com uma broca em forma de talhadeira, feita de carbonato de tungstênio extremamente duro; ou sondas rotativas, dotadas de cabeças rotativas com dentes de metal duro, que entalham, raspam, quebram e trituram a rocha. Há ainda o modelo misto, que são as sondas de percussão rotativa. Em solos pouco consistentes, às vezes é necessário instalar tubos para orientação das sondas. Há outros métodos de prospecção, como o eletrolítico, o sismográfico e o gravítico.

Perfuração e extração. A perfuração para exploração das minas é feita mediante poços e galerias escavados e em seguida revestidos, sobretudo nos terrenos menos consistentes, com madeira, cimento armado ou ferro. Em muitos casos há necessidade de empregar explosivos, dos quais os mais comuns utilizam compostos de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, alguns com a finalidade de servir como combustível e outros como agentes que provocam a combinação química com o oxigênio. Esses compostos têm a propriedade de reagir rapidamente e liberam grande quantidade de energia química.

Num sopro de explosão, a energia da reação química serve para inflamar os explosivos e manter o processo termodinâmico da propagação da onda de choque a temperaturas elevadas (até 5.200o C) e pressões de até 200.000 vezes a pressão atmosférica. Os explosivos são, portanto, substâncias capazes de produzir, em milésimos de segundo, muito calor e grande volume de gases que, por se encontrarem em recipientes fechados, provocam pressões elevadíssimas.

Carregamento e transporte. O carregamento do material extraído dos filões ou camadas da mina se faz através de poços e galerias, em vagonetes que são depois içados até a superfície. A ventilação é imprescindível para proporcionar uma atmosfera respirável, fazer a exaustão de gases venenosos ou explosivos e proporcionar ar fresco nas minas de temperatura elevada. Os gases nocivos se geram, em algumas minas de metal, tanto pela ação da água acidulada sobre a rocha quanto pelos explosivos utilizados no desmonte. Da mesma forma, é preciso remover, nas minas de urânio, a radioemissão, devido a sua radioatividade.

Mineração a céu aberto. As mesmas operações descritas para a mineração subterrânea se aplicam à mineração a céu aberto: sondagem, perfuração, extração, carregamento e transporte. A diferença reside no tipo de mineral, que pode ocorrer em camadas superiores e, assim, permitir a exploração de superfície. Os produtos mais comuns explorados a céu aberto são a hulha, o cobre, minérios de ferro e produtos minerais não-metálicos, como a argila, o gesso, a rocha fosfatada e vários tipos de pedra, areia e cascalho.