REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL
Governo do Estado de Santa Catarina
Secretaria de Estado do Desenvolvimento Urbano e Meio
Ambiente
Fundação do Meio Ambiente - FATMA
Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis
Projeto de Recuperação Ambiental de
Área Degradada pela Mineração de
Carvão em Orleans/SC
Projeto Final de Engenharia
Vol. 1
Depósito de Rejeito e Mina Subsolo
Agosto/2006
Elaborado por:
Av. Rio Branco, 380 | Ed. Barra Sul, sala 404 | Florianópolis/SC
Fone/Fax: (48) 3224-6472 | www.socioambiental.com.br
ARQ 502/00 - P:\sdm\orleans\relatorio\projeto_final_engenharia_orleans_rev_ago06.doc - 20/08/10 15:32
SOCIOAMBIENTAL Consultores Associados Ltda.
1. APRESENTAÇÃO
Este projeto é produto do Contrato nº 18/FATMA/2000 firmado com a Fundação do Meio
Ambiente – FATMA para Desenvolvimento do Projeto de Engenharia para a Recuperação
Ambiental de Áreas Degradadas pela Mineração de Carvão na Região Sul de Santa Catarina, no
presente caso no município de Orleans, Projeto A-2. Trata-se da Contrapartida do Governo do
Estado de Santa Catarina ao Convênio 024/99, celebrado entre a Secretaria de Estado do
Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente – SDM e o Ministério do Meio Ambiente – MMA.
A equipe técnica da SOCIOAMBIENTAL foi composta pelos seguintes técnicos:
Nome
Ricardo Müller Arcari
Fernando Clark Nunes
Júlio Leão
Flávia Liz
Sérgio Freitas Borges
Carlito Duarte
Formação
Engenheiro Sanitarista
Engenheiro Civil
Engenheiro Agrônomo
Arquiteta
Geólogo
Engenheiro Sanitarista
Função
Coordenação Geral
Terraplenagem e Drenagem
Revegetação
Revegetação
Geologia/Geomorfologia
Recursos Hídricos
Este relatório encontra-se estruturado da seguinte forma:
1. APRESENTAÇÃO ................................................................................................................ 2
2. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA E VIAS DE ACESSOS ...................................................................... 4
3. CARACTERIZAÇÃO DA SUPERFÍCIE A SER RECUPERADA ..................................................... 4
4. PROPOSTA DE RECUPERAÇÃO ........................................................................................... 6
4.1 REMODELAGEM DO TERRENO..................................................................................... 6
4.2 RECOBRIMENTO DA ÁREA DE DEPÓSITO DE REJEITOS COM ARGILA .......................... 6
4.3 REVEGETAÇÃO ........................................................................................................... 7
4.3.1 Áreas Planas ...................................................................................................... 7
4.3.2 Áreas de Taludes ............................................................................................... 7
4.3.3 Recuperação de Jazida ....................................................................................... 7
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
TRATAMENTO DA ÁGUA ÁCIDA ................................................................................... 7
BARRAGEM DE ELEVAÇÃO .......................................................................................... 7
DRENAGEM SUPERFICIAL ........................................................................................... 9
BACIA DE FINOS ........................................................................................................ 9
EXPLORAÇÃO E RECUPERAÇÃO DA ÁREA DA JAZIDA ................................................... 9
5. ESTUDOS .........................................................................................................................10
5.1 TOPOGRAFIA ............................................................................................................10
5.2 GEOLOGIA ................................................................................................................10
5.2.1 Geologia Regional .............................................................................................10
5.2.2 Geologia Local ..................................................................................................11
5.2.3 Jazida de material para cobertura ......................................................................11
5.3 GEOTECNIA ..............................................................................................................13
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
Depósito de Rejeitos e Arredores .......................................................................13
Bacia de Finos ..................................................................................................13
Prospecção de Jazidas .......................................................................................13
Sondagens .......................................................................................................14
Ensaios de Laboratório ......................................................................................17
5.4 HIDROLOGIA ............................................................................................................20
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.4.5
Vazões Máximas ...............................................................................................20
Determinação da Vazão Máxima Provável ...........................................................22
Vazões Médias de Longo Termo .........................................................................25
Determinação da vazão média de infiltração .......................................................25
Medições de Vazões ..........................................................................................27
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5.5 MEIO AMBIENTE .......................................................................................................29
6. PROJETOS .......................................................................................................................31
6.1 TERRAPLENAGEM ......................................................................................................31
6.2 GEOTÉCNICO ............................................................................................................31
6.3 DRENAGEM ...............................................................................................................32
6.3.1 Extravasor da barragem de elevação (saída das bocas de minas).........................32
6.3.2 Conformação de valetas diversas .......................................................................32
6.4 PROJETO DE REVEGETAÇÃO ......................................................................................33
6.4.1
6.4.2
6.4.3
6.4.4
6.4.5
Áreas Planas .....................................................................................................33
Áreas de Taludes ..............................................................................................33
Área de Recuperação de Jazida..........................................................................33
Espécies Vegetais Utilizadas...............................................................................34
Especificações Técnicas para o Plantio ...............................................................34
6.5 TRATAMENTO DE ÁGUA ÁCIDA ..................................................................................36
6.5.1
6.5.2
6.5.3
6.5.4
6.5.5
6.5.6
Introdução .......................................................................................................36
Concepção........................................................................................................36
Dimensionamento das Unidades ........................................................................37
Aspectos Operacionais ......................................................................................43
Aspectos Construtivos .......................................................................................43
Monitoramento .................................................................................................44
7. PLANO DE EXECUÇÃO.......................................................................................................45
8. ANÁLISE ECONÔMICA.......................................................................................................47
8.1 ORÇAMENTO .............................................................................................................47
8.2 ANÁLISE CUSTO/BENEFÍCIO ......................................................................................51
9. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ...................................................................................52
10. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ........................................................................................53
ANEXOS:
A) ARQUIVO FOTOGRÁFICO
B) ANÁLISES DE ÁGUA
C) BOLETINS DE SONDAGENS
D) RESULTADOS DE ENSAIOS
E) ART’S
F) DESENHOS DE PROJETO
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2. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA E VIAS DE ACESSOS
A área a ser recuperada está localizada numa superfície depressiva que contém algumas
das nascentes que formam um dos afluentes do rio Cafundó e dispõe algumas bocas de minas
abandonadas, distante 16,40 km da sede do município de Lauro Muller. Terá uma área a ser
recuperada de 7,2 hectares.
É alcançada através da SC-438 (asfaltada), que liga Orleans a Bom Jardim da Serra, por
um percurso de 5,90 km à partir da ponte localizada sobre o rio Tubarão em Lauro Muller,
somados a um trajeto de 7,50 km de estrada vicinal contendo revestimento primário, com
largura de 4,00 a 5,00 m, sem rampas e curvas acentuadas, trafegável a qualquer tempo,
acrescidos de 3,00 km de estrada carroçável de 3m de largura com raios curtos e aclives
acentuados.
3. CARACTERIZAÇÃO DA SUPERFÍCIE A SER RECUPERADA
A superfície onde será desenvolvido o projeto é relativamente acidentada, está inserida
em uma região depressiva e se acha coberta por um depósito de rejeito piritoso/carbonoso,
tendo sido trabalhada pela lavra de carvão de sub-solo.
Expõe hoje um perímetro descaracterizado fisicamente, desvegetado, altamente
impactante. Se constitui de um depósito de rejeito depositado na área depressiva com
espessura de aproximadamente 10 m e contorna um dos afluentes do rio Cafundó. A cota de
topo deste depósito é irregular e o material constituinte é poroso e permeável, contaminante do
meio ambiente local. Se acha localizado contiguamente a quatro bocas de minas abandonadas
parcialmente seladas e se contrapõe a algumas nascentes d´água dispostas na meia encosta
adjacente.
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Orleans
Localização do Município de Orleans
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4. PROPOSTA DE RECUPERAÇÃO
A recuperação prevista engloba a área da antiga mineração com 7,20 ha e a área da
jazida com 1,8 ha, perfazendo um total de 9,0 ha. Contemplará as ações a seguir discriminadas,
aludidas na figura 02.
•
•
•
•
•
•
•
•
Remodelagem do Terreno;
Recobrimento do depósito de rejeito com argila na espessura de 0,60 m;
Revegetação das áreas remodeladas do depósito de rejeito e da jazida;
Drenagem superficial;
Exploração e recuperação da área da jazida;
Recobrimento e revegetação da bacia de finos;
Tratamento da água ácida das bocas de mina;
Barragem para elevação do nível d’água, visando abastecimento por gravidade dos
banhados artificiais para tratamento de água ácida.
Em reunião realizada no dia 27/03/2001 no escritório da FATMA de Tubarão, onde se
fizeram presentes os técnicos da própria FATMA, SDM, UNISUL e da SOCIOAMBIENTAL, ficaram
definidas outras ações complementares:
• Encaminhamento do curso d’água para a margem esquerda, no sentido do outro
braço do mesmo curso d’água. Com isto evita-se a necessidade de remoção do
rejeito na faixa de 15 metros, conforme inicialmente proposto;
• Drenagem superficial das águas provenientes do morro a montante do tratamento da
água ácida e bacia de finos.
• Tratamento da água ácida proveniente das bocas de minas numa área de
aproximadamente 6.000 m²;
Após detalhamento topográfico do curso d’água, seu desvio mostrou-se inviável. Os
outros tópicos foram incorporados ao projeto.
4.1 REMODELAGEM DO TERRENO
A remodelagem do rejeito contabilizou um volume de 45.000 m³, através de patamares
com desníveis de 5,0 metros, largura de 5 a 20 metros e taludes com inclinação de 1,0v:2,0h.
A drenagem superficial será importante para evitar a formação de poças e infiltrações, razão
pela qual as praças terão uma declividade de 2%.
4.2 RECOBRIMENTO DA ÁREA DE DEPÓSITO DE REJEITOS COM ARGILA
Foi prevista a cobertura da área do depósito de rejeitos com argila na espessura de 60
cm, sendo 50 cm compactados e mais 10 cm de solo para plantio. O volume necessário será de
35.982 m³, originário de uma jazida contígua à área em estudo. Na camada de solo para
plantio será misturado calcário dolomítico para a correção da acidez.
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4.3 REVEGETAÇÃO
A recuperação em questão resultou em 03 áreas distintas que a seguir serão descritas
individualmente e que podem ser visualizadas na figura 02.
• Áreas Planas;
• Área de Taludes;
• Recuperação de jazida.
4.3.1 Áreas Planas
Serão revegetadas através de semeadura a lanço de um consórcio de sementes das
mesmas espécies herbáceas utilizadas na hidrossemeadura dos taludes. Nestas áreas a
declividade será também de 2%, para facilitar a drenagem superficial.
4.3.2 Áreas de Taludes
Nos taludes, após a regularização do terreno, o plantio deverá ser feito através de
hidrossemeadura de um consórcio de sementes de espécies herbáceas. Estes taludes terão
inclinação de 1,0v:2,0h.
4.3.3 Recuperação de Jazida
A jazida de onde será retirado o material para recobrimento da área de depósito de
rejeitos deverá ser explorada de forma a permitir a revegetação que conterá área plana e área
de talude.
4.4 TRATAMENTO DA ÁGUA ÁCIDA
A água proveniente das bocas de minas será encaminhada para tratamento em
banhados artificiais, tecnologia esta que está sendo bastante empregada nos últimos tempos,
principalmente nos EUA e Canadá.
4.5 BARRAGEM DE ELEVAÇÃO
Tendo em vista a presença de rocha no fundo dos banhados artificiais estes acabaram
ficando em cota superior as águas ácidas das bocas de mina, razão pela qual projetou-se uma
pequena barragem para elevação do nível d’água das bocas de minas. Assim, o abastecimento
da área de tratamento se dará por gravidade. Esta barragem será conformada com material de
rejeitos e receberá uma camada de vedação com espessura de 1,0 m na face interna do talude
de montante.
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4.6 DRENAGEM SUPERFICIAL
O projeto de drenagem foi concebido a partir de uma terraplenagem que apresenta
rampas e platôs bastante suaves que, associados à revegetação de toda a área, farão com que
o escoamento das águas ocorra sem problemas de erosão. Nas áreas planas a declividade será
de 2%, procurando conduzir a água para fora da gleba em vários pontos, evitando com isto a
concentração de vazões. A montante do tratamento de água ácida todas as águas da encosta
serão desviadas do sistema. O mesmo procedimento será adotado com relação à bacia de finos.
4.7 BACIA DE FINOS
A bacia de finos será recoberta com argila na espessura de 60 cm, sendo fundamental o
desvio das águas superficiais de montante.
4.8 EXPLORAÇÃO E RECUPERAÇÃO DA ÁREA DA JAZIDA
A exploração da jazida visa obter um volume de 35.982 m³. Como o relevo da área a
ser explorada é de característica levemente ondulada e não serão executadas escavações
profundas uma vez que a ocorrência de solo argiloso é relativamente superficial, a área será
escavada por igual até uma profundidade de 2,0 metros. Os taludes deixados no entorno de
área de jazida serão bastante suaves, para facilitar a revegetação, formando ângulos de
1,0v:3,0h.
O solo orgânico será retirado e reservado em local seguro, para propiciar o
espalhamento do mesmo sobre a nova conformação. Na revegetação será realizado o plantio à
lanço de um consórcio de sementes de espécies herbáceas.
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5. ESTUDOS
5.1 TOPOGRAFIA
Os estudos topográficos partiram de dois levantamentos fornecidos pela Secretaria de
Estado de Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente – SDM os quais estão descritos a seguir.
O mais antigo, embora sem referência de data ou autoria, apresenta a área denominada
Projeto A/II – Rio Cafundó – Lauro Muller, com 7 hectares, nos quais está inserida a área
destinada à deposição de rejeitos, bem como à bacia de finos, britagem, lavrador
beneficiamento de finos e poço de ventilação. Este levantamento está georeferenciado e
apresenta cotas semelhantes às existentes na carta 1:50.000 do IBGE.
O outro levantamento, realizado pela UNISUL, embora faltem indicação do norte
verdadeiro, amarração georeferenciada e apresente cotas arbitrárias, foi inserido na base
topográfica uma vez que mostra a situação atual das pilhas de rejeitos. Foram efetuadas
complementações de campo, principalmente para definição das coordenadas e cotas de pontos
chave necessários à produção da base de trabalho.
Para tanto, foi contratada a empresa G.A. Top que cadastrou e nivelou as áreas ao
longo do rio, estrada, ponte e bocas de minas e implantou marcos no local, além de fornecer
coordenadas e cotas dos furos de sondagens. Assim, as cotas da nova base, georeferenciada,
foram corrigidas com uma elevação de 262 m em relação ao levantamento da UNISUL.
A não realização do levantamento topográfico complementar, solicitado pela
Socioambiental a partir da reunião de 27/03/2001, impediu o detalhamento das obras de desvio
do rio e drenagem das águas da encosta a montante da área de tratamento e bacia de finos.
Em 19/12/2001 a SDM informou que o levantamento e montante das bocas de minas
não seriam realizados, mas foi entregue uma complementação topográfica da bacia de finos, a
qual foi incorporada ao presente projeto.
5.2 GEOLOGIA
5.2.1 Geologia Regional
A área onde se desenvolverá o Projeto de Recuperação Ambiental, na localidade de
Cafundó – Município de Orleans, está inserida dentro do contexto geológico regional da
Formação Rio Bonito.
A Formação Rio Bonito, conforme Bortoluzzi, Awdziej & Zardo (1987), compreende um
pacote de rochas sedimentares depositado em uma grande bacias intracratônica onde eram
freqüentes os movimentos epirogênicos, sobretudo aqueles de subsidência. O ambiente
deposicional é do tipo transicional, constituído na seção basal por uma seqüência arenosa,
localmente conglomerática (Membro Triunfo), uma seqüência média essencialmente argilosa
(Membro Paraguaçu) e uma superior areno-argilosa (Membro Siderópolis).
Membro Triunfo: camadas de arenitos finos a médios podendo conter siltitos, argilitos e
folhelhos carbonosos, leitos de carvão e conglomerados. O ambiente deposicional determinado
através das características litológicas e sedimentares, indicam um ambiente fluvio-deltáico
sobre sedimentos finos de talude e plataforma da Formação Rio do Sul.
Membro Paraguaçu: camada essencialmente pelítica composta por siltitos escuros,
folhelhos argilosos cinza escuro e camadas de carvão. As características litológicas e
sedimentares indicam um ambiente deposicional marinho transgressivo.
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Membro Siderópolis: é formado essencialmente por arenitos finos, escuros, com
intercalação de camadas de siltitos cinza, siltitos carbonosos, leitos e camadas de carvão. Esta
seqüência de depósitos ocorreu em ambiente litorâneo progradante sobre a seqüência anterior.
Os arenitos representam depósitos de barras e barreiras interdigitados com sedimentos flúviodeltáicos, tendo os sedimentos carbonosos originados em lagunas e mangues costeiros,
recobertos posteriormente por areias litorâneas.
5.2.2 Geologia Local
A área de estudo, estratigraficamente pertence ao Membro Siderópolis, onde se destaca
a camada de carvão denominada Treviso. A camada Treviso estratigraficamente é a mais alta,
situada entre a base da Formação Palermo e a camada de carvão Barro Branco, ocorrendo em
área restrita, com pouca espessura e interesse econômico. As características litológicas do
carvão da camada Treviso é do tipo preto com lâminas brilhantes, piritoso, intercalado com
folhelhos e arenitos (Fabrício et All, 1981).
A área em questão foi minerada através de galerias de encosta, sendo possível
observar-se quatro entradas de minas. Os rejeitos, oriundos do processo de mineração, foram
depositados em camadas na superfície do terreno localizado, na porção frontal das bocas das
minas, dando origem a um tipo de material com características litológicas formadas a partir da
mistura de arenitos cinza escuros e folhelhos siltosos carbonosos, ricamente piritosos. Os
depósitos de rejeito ocorrem em camadas horizontalizadas dispostas umas sobre as outras,
formando uma elevação levemente ondulada com espessura média de aproximadamente 12
metros acima do terreno natural. As camadas de rejeito, devido as características
granuloméricas, possuem equilíbrio estável tendo sido notado sinais de erosão somente nas
bordas do depósito, causado pelo escoamento superficial das águas meteóricas, formando
canais de drenagens.
Fato marcante é a presença de grande quantidade de água subterrânea ácida que escoa
para a superfície através das bocas de minas, dando origem a drenagens que irão alimentar o
rio Cafundó, afluente do rio Tubarão. Além destas, as águas provenientes do escoamento
subsuperficial das camadas de rejeito também são fortemente ácidas, que somadas as
anteriores, alimentam os mananciais superficiais, com ácidos e metais pesados, diminuindo a
qualidade das águas naturais.
No solo sobre a superfície das pilhas não ocorre a presença de vegetação, o que mostra
o caráter ácido do solo. A presença de minerais piritosos, ou o que sobrou da oxidação deles,
produzindo óxido de ferro e ácido sulfúrico, são os responsáveis pela baixa qualidade dos solos
e das águas de percolação, pois produzem acidez muito acima do mínimo tolerável para solos e
águas superficiais.
5.2.3 Jazida de material para cobertura
O material ideal para a cobertura das camadas dos rejeitos é a argila. Litologicamente,
as camadas superiores da Formação Rio Bonito são pobres deste tipo de sedimentos. No
entanto, a análise granulométrica do material especificado para cobertura dos rejeitos indicou
um solo fino, silto argiloso, que foi considerado satisfatório para a finalidade a que se destina.
A figura 03 apresenta um mapa Geológico simplificado da área bem como a localização
das jazidas estudadas e sondagens realizadas.
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5.3 GEOTECNIA
Os estudos geotécnicos tiveram por objetivos estudar a constituição litológica da pilha
de depósito do material não aproveitável oriundo da lavra das camadas de carvão, além da
definição das características físicas dos componentes naturais da jazida de material
impermeável que será utilizado no recobrimento das pilhas de rejeito.
Coletaram-se várias amostras de solo, na pilha de rejeitos, na lagoa de finos e na jazida,
as quais foram encaminhadas ao Laboratório de Mecânica dos Solos da UFSC, aos cuidados do
Prof. Dr. Marciano Maccarini onde foram determinados os seguintes parâmetros: Massa
Específica Aparente; Determinação da umidade ótima; Teor de umidade da amostra; Densidade
real dos grãos; Limite de Liquidez; Índice de Plasticidade; Limite de Plasticidade; Análise
Granulométrica e Sedimentação
5.3.1 Depósito de Rejeitos e Arredores
Para a determinação dos parâmetros geotécnicos e reconhecimento do depósito de
rejeitos e arredores, foram realizados diversos tipos de sondagem e ensaios em laboratório.
Os ensaios constaram de análise granulométrica por peneiramento e sedimentação,
determinação do teor de umidade, densidade real dos grãos é determinação do Índice de
Plasticidade. Além disto, foram realizados cinco furos de sondagem a percussão (SP 03 a SP
07), três furos de sondagem mista intercalando à percussão e rotativa (SM 01 a SM 03) e
Ensaio de Permeabilidade “in situ” no furo SM 03.
5.3.2 Bacia de Finos
A equipe de topografia e sondagem foi impedida de entrar com equipamento pelo
propietário da terra, Sr. Domingos Carré, o que prejudicou a sondagem SP06 na bacia de finos.
No entanto, foram coletados materiais para serem ensaiados. Foram determinados em
laboratório os parâmetros: teor de umidade médio, densidade real dos grãos, granulometria por
peneiramento e sedimentação.
5.3.3 Prospecção de Jazidas
Inicialmente previu-se a possibilidade de exploração de uma área de pastagem, distante
cerca de 2 km do local, onde foram realizados 2 furos de sondagem à percussão (SP 01 e 02),
dois furos de sondagem a trado (ST 01 e 02) e um Poço de Inspeção (PI 01). No laboratório
foram realizados os ensaios de compactação, teor de umidade médio, densidade real dos grãos,
granulometria por peneiramento e sedimentação, e ensaio de permeabilidade “in situ” no furo
SP 02.
Em função dos resultados dos ensaios na primeira jazida foi necessária a definição de
uma segunda jazida. Esta nova área está situada na estrada de acesso, em uma lavoura de
milho. Ali foram coletadas amostras de solo com trado, e as análises deste material indicaram
que esta segunda jazida é mais apropriada do que a primeira.
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5.3.4 Sondagens
•
Sondagens na Pilha de Rejeitos
Na pilha de rejeito, face ao baixo resultado obtido pela sondagem à percussão devido à
presença de blocos rochosos entremeados com espaços vazios que mascaram o valor de
resistência à penetração, ora com rápido avanço e baixa resistência, ora impenetrável, fez com
que se optasse pela sondagem rotativa, que melhor testemunha o perfil do aterro. Foram
realizados três furos de sondagens mistas, alternando sondagem rotativa diamantada com
diâmetro BX, e sondagem à percussão, denominadas de SM 01, 02 e 03, até a profundidade de
5,00 m cada. A localização das sondagens na pilha de rejeitos procurou acompanhar as áreas
de intervenção ao longo da margem direita do rio, onde serão executadas obras de
terraplenagem principais.
Na periferia da pilha de rejeito, na área destinada ao tratamento de água ácida, foram
efetuados 5 furos de sondagem à percussão, até o impenetrável.
• Sondagem mista
o
o
Sondagem SM 01:
NA = 1,60m;
0,00m – 1,10m – Solo de rejeito, síltico argiloso, cor cinza escuro com blocos
areníticos ricos em rejeitos piritosos de carvão, friáveis, com recuperação de
21% da amostra;
1,10m – 1,70m - Solo de rejeito, síltico argiloso, cor cinza escuro com blocos
areníticos ricos em rejeitos piritosos de carvão, friáveis. Foi determinado neste
horizonte a resistência do solo usando sondagem SPT que encontrou solo de
aterro com resistência variando de 10 golpes a 7 golpes para 30cm de
penetração que o classifica como medianamente compacto;
1,70m – 2,80m – arenito com matriz siltosa castanho avermelhado consistência
média;
2,80m – 3,60m – arenito fino, arcosiano, com matriz argilosa branca,
extremamente fraturado, com recuperação de 66% da amostra;
3,60m – 5,00m - arenito fino, arcosiano, com matriz argilosa branca,
extremamente fraturado, com recuperação de 46% da amostra;
5,00m – Fim da sondagem.
Sondagem SM 02
NA = 0,35m;
0,00m – 1,10m – Solo de rejeito, síltico argiloso, cor castanho escuro com
blocos areníticos ricos em rejeitos piritosos de carvão, friáveis, com recuperação
de 25% da amostra;
1,10m – 1,85m - Solo de rejeito, síltico argiloso, cor cinza escuro com blocos
areníticos ricos em rejeitos piritosos de carvão, friáveis. Determinação da
resistência do solo: 5 a 6 golpes respectivamente, para penetração de 30 cm –
solo com consistência média;
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o
•
1,85m – 2,80m – solo argilo-siltoso castanho amarelado;
2,80m – 3,25m – siltito cinza escuro, carbonoso, piritoso, passando para arenito
muito fino, matriz argilosa, cinza escuro, extremamente compacto gradando
para arenito fino com matriz argilosa branca, extremamente fraturado, com 67%
de recuperação da amostra;
3,25m – 3,70m – 3,25m a 3,65 m arenito, fino, amarelo com matriz argilosa
branca. 3,65 a 3,70m folhelho síltico, cinza escuro carbonoso, piritoso.
Recuperação 66%;
3,70m – 4,15m – Folhelho síltico, cinta escuro, com finas camadas de carvão,
fortemente piritoso, extremamente fraturado com 44% de recuperação;
4,15m – 5,00m - Folhelho síltico, cinta escuro, com finas camadas de carvão,
fortemente piritoso, extremamente fraturado com 30% de recuperação;
5,00m – Fim da sondagem.
Sondagem SM 03
NA = 2,90m;
0,00m – 1,00m – Solo de rejeito contendo sedimentos areno-siltosos, amarelos
friáveis, com recuperação de 10% dos testemunhos de sondagem;
1,00m – 1,80m - Solo de rejeito contendo sedimentos areno-siltosos, amarelos
friáveis. Determinação da resistência do solo: 11 golpes, para penetração de 30
cm – solo com consistência média;
1,80m – 3,00m – Solo de rejeito contendo sedimentos areno-siltosos amarelos
friáveis, com recuperação de 15% dos testemunhos de sondagem;
3,00m – 4,00m – solo arenoso, pouco siltoso, amarelo, medianamente
compacto;
4,00m – 5,00m - arenito fino, arcosiano, com matriz argilosa branca,
extremamente fraturado, com recuperação de 13% da amostra;
5,00m – Fim da sondagem.
Sondagens à Percussão nas Áreas Periféricas (tratamento de água ácida)
o
o
Furo SP 03
NA = 0,10m;
0,00m – 0,40m – aterro com rejeito de carvão. Pouco compacto;
0,40m – 0,50m –Arenito fino, cinza;
0,50m - Impenetrável a percussão.
Furo SP 04
NA = 0,10m;
0,00m – 0,30m – aterro com rejeito de carvão. Pouco compacto;
0,30m – 0,40m –Arenito fino, cinza;
0,40m - Impenetrável a percussão.
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o
o
o
•
Furo SP 05
NA = 1,00m;
0,00m – 1,80m – aterro com rejeito de carvão. Pouco compacto. Penetração 5
golpes para 30 cm;
1,80m – 2,20m –Argila silto-arenosa, amarela. Rija. Penetração 28 golpes para
30cm;
2,20m – 2,90m – Arenito fino, cinza amarelado, alterado, medianamente
compacto;
2,90m - Impenetrável a percussão.
Furo SP 06
NA = 2,10m;
0,00m – 1,00m – Argila silto-arenosa, amarela. Rija. Penetração 9 golpes para
30cm;
1,00m – 3,10m - Argila silto-arenosa, amarela. Média. Penetração 5 golpes para
30cm;
3,10m – 3,40m – Arenito fino, cinza amarelado, alterado, compacto. Penetração
35 golpes para 30 cm;
3,40m - Impenetrável a percussão.
Furo SP 07
NA = 0,01m;
0,00m – 1,80m – aterro com rejeito de carvão. Pouco compacto. Penetração 4
golpes para 30 cm;
1,80m – 1,90m– Arenito fino, cinza amarelado, alterado, compacto;
1,90m - Impenetrável a percussão.
Sondagens na Jazida
Na primeira jazida foram realizados dois furos de sondagem a percussão (SP 01 e SP
02), dois furos de sondagem a trado (ST 01 e ST 02) e um poço de inspeção.
o
o
Furo SP 01
NA = seco;
0,00m – 1,60m – argila arenosa, marrom, consistência média;
1,60m – 5,00m – Arenito fino, vermelho amarelado, medianamente compacto a
compacto;
5,00m – limite da sondagem.
Furo SP 02
NA = seco;
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o
o
o
0,00m – 1,50m – argila arenosa, marrom, consistência mole;
1,50m – 2,40m – argila-arenosa, cinza amarelada, consistência média;
2,40m – 5,00m - Arenito fino, vermelho amarelado, pouco compacto a
compacto;
5,00m – limite da sondagem.
Furo ST 01
NA = seco;
0,00m – 1,00m – argila arenosa, castanho;
1,00m – 2,10m – arenito cinza amarelado, alterado;
2,10m – impenetrável a trado.
Furo ST 02
NA = seco;
0,00m – 1,80m – argila arenosa, castanho;
1,00m – 3,15m – arenito cinza amarelado, alterado;
3,15m – impenetrável a trado.
Poço PI 01
NA = seco;
0,00m – 1,00m – solo misto argilo-arenoso com alteração de rocha arenítica,
cinza.
Na segunda jazida foram realizadas duas coletas de material (Am1 e Am2), com trado
manual de 100 mm, e uma coleta de um corte exposto (Am3).
A figura A mostra a localização das jazidas estudadas sobre uma foto aérea do local.
5.3.5 Ensaios de Laboratório
•
Ensaios do Material do Depósito de Rejeitos
Ensaio de permeabilidade no furo de sondagem SM 03: Ensaio de permeabilidade por
infiltração com carga constante no furo SM 03: o Coeficiente de Permeabilidade variou entre K=
1,80 e 2,40 x 10-6cm/s, mostrando que o solo possui muito baixa permeabilidade, devido a
presença de finos na matriz. A transmissividade T = K I (para I= 100cm) tem-se 1,80 a 2,40 x
10-3 cm2/s, que caracteriza uma velocidade de percolação muito lenta.
Análise granulométrica: A curva granulométrica mostra que a quantidade maior de solo
está na fração areia com 58,29% do total. Em seguida ocorre a presença de material grosso do
tipo pedregulho com 26,07% e por último a fração fina, síltica, com 15,60%. A fração argilas foi
determinada por sedimentação, compondo somente 0,04% do total da amostra. Portanto, o
material que caracteriza o rejeito é um solo tipo arenoso-síltico, pouco argiloso, que representa
os litótipos areníticos da Formação Rio Bonito.
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Ensaio de Limite de liquidez e índice de plasticidade:O limite de Liquidez da amostra é
de 38% enquanto que o Limite Plasticidade é de 32%. Isto define um Índice de Plasticidade de
6%, ou seja, segundo Jenkins, o solo é do tipo FRACAMENTE PLÁSTICO. O Diagrama de
Plasticidade de Casagrande (LL x IP) a fração fina do solo é do tipo SILTE INORGÂNICO DE
MEDIANA COMPRESSIBILIDADE. Portanto, para a argila presente na amostra, o Índice de
Consistência IC = 5,48 classifica-a como MUITO DURA.
Teor de Umidade e Densidade Real dos Grãos: o teor de umidade natural da amostra foi
de 5,13% e a densidade real de 2,12 g/cm3.
•
Ensaios do material da Bacia de Finos
A bacia de finos é composta pelo material oriundo do rejeito do Lavador de carvão, e de
acordo com a Análise Granulométrica é composto por 86,68% de silte, 12,98% de areia fina e
muito pouca argila, somente 0,34%, resultando como classificação um solo Síltico-arenoso,
cinza.
O limite de Liquidez da amostra foi de 33% enquanto o Limite Plasticidade foi de 29%.
Isto define um Índice de Plasticidade de 4%, ou seja, segundo Jenkins, o solo é do tipo
FRACAMENTE PLÁSTICO. Pelo Diagrama de Plasticidade de Casagrande (LL x IP) a fração fina
do solo é do tipo SILTE INORGÂNICO DE BAIXA COMPRESSIBILIDADE. Portanto, para a argila
presente na amostra, o Índice de Consistência IC = 7,27 classifica-a como MUITO DURA.
Teor de Umidade e Densidade Real dos Grãos:O teor de umidade natural da amostra é
de 3,91% e a densidade real é de 2,075 g/cm3.
•
Ensaios do material das Jazidas
A primeira alternativa de jazida investigada mostrou possuir material com a seguinte
granulometria: 74,97% de areia fina, 24,28% de silte e somente 0,74% de argila. Portanto, o
solo da jazida é do tipo Areno-siltoso, levemente argiloso, com coeficiente de permeabilidade K
= 2,4 x 10-3, medianamente permeável. Assim, o material deste local pode ser usado, com
cautela, como cobertura nas pilhas de rejeito por ser relativamente permeável.
Com base nestes resultados, procurou-se outros locais com material mais adequado
para cobertura da pilha de rejeito. A jazida alernativa recaiu em uma área situada na estrada de
acesso, bem próximo do local a ser recuperado, do lado direito de quem chega por Lauro
Müller, em uma lavoura de milho. As análises granulométricas da nova jazida indicaram:
Tabela 1 – granulometria das amostras da nova Jazida
Amostra
Argila (%)
Sílte (%)
Areia (%)
Am 1
10,59
50,87
38,50
Am 2
8,08
63,86
28,07
Am 3
15,31
53,85
10,84
Solo
Síltico-areno-argiloso
Síltico-areno-argiloso
Síltico-argilo arenoso-
Os ensaios mostram que o material possui um percentual razoável de material fino
argiloso e que, devido as características geológicas regionais, foi o que apresentou melhores
qualidades para ser utilizado como cobertura impermeável.
•
Coordenadas dos pontos de coleta da jazida selecionada
Área de plantio de milho de propriedade do Sr. Geraldo Betti.
o
Ponto 1: ........653.195 E; 6.868.493 N
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o
Ponto 2: ........653.288 E; 6.868.371 N
o
Ponto 3: ........no barranco ao lado da estrada, profundidade ~2,0m – 2,50m
5.4 HIDROLOGIA
O estudo hidrológico ora apresentado contemplará a determinação de vazões máximas e
vazões médias de longo período.
5.4.1 Vazões Máximas
Por tratar-se de uma bacia de pequena dimensão (figura B) foi aplicado o método
racional para determinação das vazões máximas.
No método racional utiliza-se a relação:
Q = C. i . A
Onde: Q = vazão (m³/s);
i = intensidade da chuva de projeto (mm/s);
A = área da bacia (m²);
C = Run-Off
A intensidade de precipitação foi obtida a partir do estudo “Chuvas Intensas no Estado
de Santa Catarina”, realizado por Nerilton Nirilo, Péricles Alves Medeiros e Ademas Cordeiro
(UFSC,2002). Este estudo utilizou o método de alturas pluviométricas, e o material básico, os
dados de 202 pluviômetros do estado.
• Tempo de concentração
Para a estimativa do tempo de concentração (tc) da bacia foi utilizada a fórmula do Soil
Conservation Service (SCS Lag Formule) desenvolvida para bacias rurais com área de drenagem
inferior a 8km2 e que possui na sua formulação fatores de cobertura de superfície do solo e da
infiltração.
Optou-se por esta formulação do SCS tendo em vista que não possuíamos as equações
de chuva (IDF´s) para o posto Orleans-Montante (02849001) impossibilitando a aplicação de
um método mais robusto, como o de onda cinemática que necessita dos coeficientes de tais
curvas.
Entretanto, a formulação do SCS considera parâmetros de chuva efetiva para a
estimativa do tempo de concentração, diferentemente da equação de Kirpich utilizada para
iniciar o método de onda cinemática, onde este por sua vez considera as condições de
infiltração e propagação de escoamento.
Desta forma, a metodologia na estimação do tempo de concentração já considerou tais
fatores e permitiu obtermos diretamente das tabelas de intensidade de chuva o respectivo valor
ajustado para obtenção da intensidade de chuva.
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O valor de CN é tabelado e varia em função do tipo de solo e cobertura. Assim,
compomos este fator dentro das possibilidades indicadas nos valores tabelados, pela
combinação entre floresta esparsas de baixa transpiração (CN 86) e campos permanentes
normais (CN 73).
Para o solo foi adotado o tipo C: Solos que geram escoamento superficial acima da
média e com capacidade de infiltração abaixo da média, contendo percentagem considerável de
argila e pouco profundo (Tucci,1993).
Assim, o CN adotado foi de 80, que pode ser considerado como bastante conservador
para o presente caso.
A equação do SCS é dada por:
 1000

tc = 3,42
− 9
 CN

0, 7
L0,8
S 0,5
Onde: CN é tabelado
L é o comprimento talvegue (km)
S é a declividade (m/m)
5.4.2 Determinação da Vazão Máxima Provável
Para a estimativa das vazões máximas prováveis adotou-se um tempo de retorno de 25
anos, seguindo a metodologia do método racional.
Foram determinadas as vazões máximas para dois pontos na área em estudo. A
primeira seção caracteriza-se como um afluente direto do rio Cafundó (tem contribuição da
bacia como um todo) e a segunda seção possui contribuição somente da área de montante das
bocas de minas, drenando para o afluente do rio Cafundó (primeira seção) (ver figura B).
5.4.2.1
Seção 1 – Afluente do rio Cafundó
Dados Físicos da Bacia de contribuição
•
•
•
•
•
Área .......................................
Comprimento do talvegue ........
Declividade .............................
CN..........................................
Coeficiente de Runnof .............. ......
1,43 km²
1720 m
0,12 m/m
80
0,6 (a favor da segurança)
Intensidade de Precipitação
Tempo de Concentração
0,7
0 ,8
 1000
 1.72
tc = 3,42
− 9
0,5
 80
 0,12
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tc = 36,6 mim - Adotou-se 30 minutos (a favor da segurança).
Tabela 1 Chuvas Intensas para cidade de Orleans-SC (Nerilo et al. ,2002)
Orleans
Intensidade de chuva (mm/h)
Duração
5 anos
10 anos
20 anos
50 anos
100 anos
5 min
158,3
185,5
211,6
249,7
275,5
10 min
125,7
147,3
168
198,3
218,8
15 min
108,7
127,3
145,2
171,4
189,1
20 min
94,3
110,5
126
148,7
164,1
25 min
84,8
99,3
113,3
133,7
147,5
30 min
77,6
90,9
103,7
122,4
135
1h
52,4
61,4
70,1
82,7
91,2
De acordo com a tabela acima, pode-se, através de uma interpolação, concluir que a
intensidade de precipitação para uma chuva de duração de 30 minutos e tempo de retorno de
25 anos é i = 107,4 mm/h.
Encontrado o tempo de concentração e, por conseqüência, a intensidade de chuva
segundo as características locais da bacia, realizou-se a determinação propriamente dita da
vazão máxima de projeto (Q):
Q =
C ×i × A
3,6
A = 1,43 km²
C = 0,60 (P/áreas rurais C < 0,60 => a favor da segurança)
TR = 25 anos
i = 107,4 mm/h (segundo convergência obtida)
Q=
0,60 × 107,4 × 1,43
3,6
Q = 25,6 m³/s
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5.4.2.2
Seção 2 – Montante às bocas das minas
Dados Físicos da Bacia de contribuição
•
•
•
•
•
Área .......................................
0,12 km²
Comprimento do talvegue ........
330 m
Declividade .............................
0,045 m/m
CN ......................................... ...... 80
Coeficiente de Runnof ..............
0,6(valor conservador)
Intensidade de Precipitação
Tempo de Concentração
 1000

tc = 3,42
− 9
 80

0,7
0,3300,8
0,0450,5
tc = 16 mim
Adotou-se 15 minutos (a favor da segurança) .
De acordo com a tabela 1, pode-se, através de uma interpolação, concluir que a
intensidade de chuva para uma chuva de duração de 15 minutos e tempo de retorno de 25
anos é i = 150,4 mm/h.
Encontrado o tempo de concentração e, por conseqüência, a intensidade de chuva
segundo as características locais da bacia, realizou-se a determinação propriamente dita da
vazão máxima de projeto (Q):
Q =
C ×i × A
3,6
A = 0,12 km²
C = 0,60 (P/áreas rurais C < 0,60 => a favor da segurança)
TR = 25 anos
i = 150,4 mm/h
Q=
0,60 × 150,4 × 0,12
3,6
Q = 3,0 m³/s
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5.4.3 Vazões Médias de Longo Termo
Tendo em vista que a bacia a ser estudada não possui registros fluviométricos que
permitam obter dados nos pontos de interesse, fundamentais para a implantação do projeto,
foi necessário utilizar uma metodologia de regionalização de vazões.
Para tanto foi utilizada a metodologia do CEHPAR, 1982 – Projeto HG-47 – Vazões de
Estiagem em Pequenas Bacias Hidrográficas do Estado de Santa Catarina, onde convém citar
que as bacias litorâneas localizadas no sul do Estado de Santa Catarina possuem características
fisiográficas e um regime pluviométrico muito semelhante, o que, teoricamente, permitiria a
obtenção de curvas regionais bastante confiáveis para efeito de transferência de informações
(viabilizando a utilização do método).
É possível estimar-se as vazões mínimas para diversas durações assim como vazões
médias de longo período, para pequenas bacias, através de aplicações de modelos
probabilísticos às distribuições destes parâmetros hidrológicos.
Para a simulação da vazão média de longo período, os dados de entrada são os
seguintes:
•
Localização geográfica da área de interesse
•
Área de Contribuição
•
Precipitação Média Anual
Os parâmetros matemáticos e estatísticos regionais são determinados através de mapas
específicos que distribuem para todo o estado os coeficientes de escoamento médio anual,
expoentes das curvas de depleção e regiões homogêneas em função da precipitação média,
coeficiente de escoamento, tempo de duração de vazões e Tempo de Recorrência.
Desta forma, pode-se avaliar as vazões para uma determinada área em função do
período de duração e do período de retorno.
5.4.4 Determinação da vazão média de infiltração
Para o presente caso a vazão a ser determinada será a vazão de infiltração que ocorrerá
nas saídas das bocas de minas.
Certamente esta vazão estará entre os valores de vazões mínimas (escoamento de
base) e no máximo igual à vazão média de longo período. Para as vazões máximas a maior
parcela de escoamento será aquela referente ao escoamento superficial sendo desviada da área
de tratamento.
Os dados para efetuar a estimativa foram os seguintes:
Localização
Área de Contribuição
Região Mapa F.04
Região Mapa F.06
Região Mapa F.07
Região Mapa F.08
Coeficiente Mapa F.05
Precipitação média anual (mm)
Coeficiente Escoamento (U)
Braço do rio Cafundó - Orleans
0,12 Km²
84-B
84
84-B
84-C
0,0517
1470 (SDM,1997)
0,574
Fonte: CEHPAR, 1982.
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A partir da simulação obteve-se a seguinte estimativa:
==========================================================================
TEMPO DE DURACAO DAS ESTIAGENS (dias)
T.R. REL --------------------------------------------------------------7
15
30
60
90
120
150
180
==========================================================================
1
2
0.50
0.57
0.69
0.89
1.07
1.23
1.38
1.52
------------------------------------------------------------------------1
0.40
0.46
0.55
0.72
0.86
0.99
1.11
1.22
2
2
0.47
0.53
0.65
0.84
1.01
1.16
1.30
1.43
3
0.54
0.61
0.74
0.96
1.16
1.33
1.49
1.64
------------------------------------------------------------------------1
0.26
0.30
0.36
0.47
0.56
0.64
0.72
0.79
5
2
0.33
0.37
0.45
0.59
0.70
0.81
0.91
1.00
3
0.40
0.45
0.54
0.71
0.85
0.98
1.09
1.20
------------------------------------------------------------------------1
0.20
0.22
0.27
0.35
0.42
0.48
0.54
0.60
10
2
0.26
0.30
0.36
0.47
0.56
0.65
0.73
0.80
3
0.33
0.37
0.45
0.59
0.70
0.81
0.91
1.00
------------------------------------------------------------------------1
0.15
0.18
0.21
0.28
0.33
0.38
0.43
0.47
20
2
0.22
0.25
0.30
0.39
0.47
0.54
0.61
0.67
3
0.29
0.33
0.39
0.51
0.61
0.70
0.79
0.87
------------------------------------------------------------------------1
0.14
0.16
0.20
0.26
0.31
0.35
0.40
0.44
25
2
0.21
0.24
0.29
0.37
0.45
0.52
0.58
0.64
3
0.28
0.31
0.38
0.49
0.59
0.68
0.76
0.84
------------------------------------------------------------------------1
0.12
0.13
0.16
0.21
0.25
0.29
0.32
0.35
50
2
0.18
0.21
0.25
0.33
0.39
0.45
0.50
0.55
3
0.25
0.28
0.34
0.44
0.53
0.61
0.69
0.76
------------------------------------------------------------------------1
0.09
0.10
0.12
0.15
0.18
0.21
0.24
0.26
100
2
0.15
0.18
0.21
0.28
0.33
0.38
0.43
0.47
3
0.22
0.25
0.31
0.40
0.48
0.55
0.62
0.68
==========================================================================
Vazão Media de Longo Termo = 3,65 (L/s)
Faixa de Confiança... 3,45 a 3,86 (L/s)
Para a área de interesse chegou-se a uma vazão média de longo período de 3,65 l/s.
Conceitualmente esta vazão é bem superior a vazão média de infiltração, uma vez que a
vazão média de escoamento total estimada é composta pelo somatório do escoamento de base,
subsuperficial e superficial.
No presente estudo caracterizamos a vazão de infiltração como sendo composta pela
vazão de base e subsuperficial (inerente a eventos de chuva de média intensidade),
condicionado ainda a extrapolação da umidade de saturação do solo. Nestes períodos, os
cursos d’águas são regidos basicamente pela contribuição de águas subterrâneas, assim o
coeficiente de escoamento anual pode representar este balanço do volume escoado e
precipitado, fornecendo-nos elementos para a determinação das vazões de infiltração média.
Desta forma, estimou-se como descarga de infiltração, àquela semelhante à vazão com
tempo de duração de 180 dias e período de retorno de 1 ano (1,52 l/s), corrigida pelo
coeficiente de escoamento médio ( µ ) da região hidrológica homogênea obtida pelo MAPA-04
do CEHPAR (1982) igual à 0,574.
Assim temos a seguinte vazão:
Qinfiltraçã o =
Volume.efetivo.escoado.(Q180,1 )
Coeficiente.de.escoamento.médio.anual.( µ )
− Volume.efetivo.escoado.(Q180,1 )
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Qinfiltraçã o =
1,52
− 1,52
0,574
Qinfiltraçã o = 1,12 l/s
5.4.5 Medições de Vazões
No dia 05/02/2001, às 18:00 h, foi realizada uma primeira avaliação da descarga que
passava sob a ponte do curso d’água principal. O valor então encontrado situou-se na casa de
350 litros por segundo. No dia 17/03/2001 foram realizadas novas medições de vazões e foram
encontrados valores entre 260 e 290 litros por segundo.
As medições foram feitas com cronometragem de intervalos de tempo de deslocamento
superficial entre duas seções conhecidas de um trecho de canal retilíneo e sob a ponte
existente.
A figura C apresenta as características das seções médias levantadas e as respectivas
vazões encontradas.
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Figura 06: Medições de Vazões
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5.5 MEIO AMBIENTE
Analisando-se os pontos de qualidade da água verifica-se que a montante da área a ser
recuperada a água já se encontra comprometida, haja vista outras áreas degradas existentes
na região.
Verifica-se que o ponto P6 é o mais crítico de todos. A água ali presente é resultado da
percolação pela pilha de rejeito, tendo-se encontrado as mais altas concentração de metais, o
pH mais baixo e a maior concentração de acidez.
Com o recobrimento do rejeito com argila deve reduzir consideravelmente esta carga.
Entretanto, não se deve perder de vista que nos arredores da região ocorrem várias áreas
parcialmente exploradas onde se encontra rejeito depositado inadequadamente. Próximo a
jazida escolhida tem-se este tipo de ocorrência.
As concentrações encontradas no curso d´água demonstram total desconformidade
para com a legislação ambiental para rios de Classe 2.
Tabela 03: Resultado das Análises de Água
Parâmetro
PH
Ferro (mg/l)
Manganês (mg/l)
Zinco (mg/l)
Sulfatos (mg/l)
Temp. da Amostra (°C)
Oxigênio Dissolvido (mg/l)
Condutividade (ms/m)
Potencial Eletroquímico
(mV)
Dureza Total (mg/l)
DQO (mg/l)
Chumbo (mg/l)
Cádmio (mg/l)
Acidez (mg/l)
Data
Parâmetro
PH
Ferro (mg/l)
Manganês (mg/l)
Zinco (mg/l)
Sulfatos (mg/l)
Temp. da Amostra (°C)
Oxigênio Dissolvido
(mg/l)
Condutividade (ms/m)
Potencial Eletroquímico
(mV)
Dureza Total (mg/l)
DQO (mg/l)
Chumbo (mg/l)
Cádmio (mg/l)
Acidez (mg/l)
Data
1381/12/
2000
3,78
1,01
0,82
0,05
112,3
--6,4
26,53
P1
Laudo
39/01/
2001
3,32
8,40
0,67
0,05
67,5
23,0
7,1
38,0
1382/12/
2000
3,40
55,0
1,21
0,17
267,5
--7,7
0,150
P2
Laudo
40/01/
2001
2,85
36,0
0,91
0,15
218,3
26,8
7,2
55,7
424/04/
2001
3,68
1,79
0,38
0,32
90,2
--8,2
---
198
115
48,5
9,7
0,02
0,010
--13/12/00
16,2
ND
0,02
0,006
--09/01/01
425/04/
2001
3,44
27,0
0,54
2,50
198,4
-------
370
222
150
82,3
ND
0,02
0,012
25,4
27/03/01
125,2
48,6
0,02
0,010
--13/12/00
52,5
ND
0,02
0,004
--09/01/01
1384/12/
2000
3,50
152,0
6,08
1,80
863,2
---
P4
Laudo
42/01/
2001
3,02
146,0
7,00
1,95
976,0
---
P5
Laudo
43/01/
428/04/
2001
2001
2,60
3,03
130,0
50,0
3,20
1,20
0,74
0,38
714,4
340,3
25,7
---
427/04/
2001
3,44
5,8
1,19
0,28
271,0
---
1,90
---
5,0
5,2
224,0
205,0
---
208
139
6,94
416,1
48,6
0,05
0,026
--13/12/00
670,6
28,1
0,04
0,015
--09/01/01
1383/12/2
000
2,99
13,0
3,31
0,48
451,3
--7,3
144,4
P3
Laudo
41/01/
2001
3,02
20,5
4,75
0,70
637,3
23,8
10,4
163,3
426/04/
2001
2,35
6,50
2,35
0,31
344,6
--8,4
---
381
239
146
465
82,3
ND
0,12
0,010
100,2
27/03/01
270,7
19,4
0,03
0,014
--13/12/00
254,5
9,4
0,04
0,010
--09/01/01
172,5
ND
0,04
0,010
162,2
27/03/01
P6
Laudo
44/01/
429/04/
2001
2001
2,10
2,51
865,0
620,0
3,40
2,37
2,60
0,12
3.600,3
2.955
27,3
---
1385/12/
2000
3,11
166,0
3,55
0,97
714,7
---
P7
Laudo
45/01/
2001
3,25
172,5
3,25
0,86
841,5
26,4
430/04/
2001
3,04
60,0
1,20
0,05
429,1
---
5,5
5,5
6,1
6,6
7,9
5,4
143,0
---
477,0
---
172,5
184
---
162
400
194
4,36
227
150
404
996,6
177,8
0,13
0,052
--09/01/01
392,0
90,0
0,03
0,017
2.306
27/03/01
199,9
214,0
117,6
9,0
ND
ND
0,04
0,02
0,05
0,009
0,008
0,005
70,8
--202,7
27/03/01 09/01/01 27/03/01
355,5
323,2
90,2
48,6
28,1
18,0
0,02
0,05
0,02
0,017
0,015
0,004
----206,7
13/12/00 09/01/01 27/03/01
Fonte: UNESC
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PROJETOS
5.6 TERRAPLENAGEM
O projeto de terraplenagem foi elaborado a partir da base topográfica elaborada pela
Unisul e fornecida pela SDM na contratação dos serviços. A Socioambiental contratou a
empresa G.A.Top Engenharia para, a partir das visitas a campo, elaborar um levantamento
topográfico complementar. A partir destes dados foi criada a base topográfica utilizada no
projeto de terraplenagem.
A concepção do projeto partiu de um tratamento convencional, que é o nivelamento dos
rejeitos com posterior cobertura por argila. Assim foram conformados taludes com inclinação de
1,0v:2,0h, escalonados por bancadas planas com largura variável, porém superior a 5,0 metros.
Além disso, o projeto contemplou o aterro de uma área de cerca de 6.000 m², a jusante
das bocas de minas, para possibilitar a implantação de um sistema de lagoas de tratamento de
águas ácidas, bem como previu a cobertura da área onde foram depositados os materiais da
bacia de finos. Nesta área será aplicada uma manta geotextil antes do lançamento da
cobertura com argila.
Toda a área movimentada deverá ser recoberta por uma camada de 0,60m de argila
siltosa, proveniente de uma área de 18.000 m² (jazida) de onde serão retirados 35.982 m³ de
material, conforme detalhado a seguir. Sobre esta cobertura será plantado grama.
Volume de Escavação
Discriminação
Volume (m³)
Depósito de rejeito
29.970
Bacia de finos
1.592
Tratamento de água ácida e barragem de nível
1800+720+1000+900 = 4.420
Total
35.982
Os desenhos de projeto apresentam os elementos aqui citados.
5.7 GEOTÉCNICO
Os estudos geotécnicos tiveram por objetivo tanto a orientação ao projeto de
terraplenagem quanto à definição da área destinada à exploração de jazida de argila para
recobrimento da área a recuperar.
Os taludes da área de depósito de rejeitos serão conformados com inclinação de
1,0v:2,0h, que é uma inclinação mais suave do que a existente nas pilhas de rejeitos do local
(material com granulometria alta), sendo assim um ângulo de boa estabilidade para aquele
material.
A escolha da jazida, dado o volume de 35.982 m³ necessário ao projeto, recaiu sobre
uma área bastante próxima (~ 600 metros do local), em campo aberto por plantio de milho. As
sondagens realizadas a trado nesta área detectaram material de granulometria fina. Assim
pretende-se escavar uma profundidade de 2,0 metros ao longo dos 18.000 m².
Como a área é suavemente ondulada e a profundidade a escavar é pequena, a
exploração dispensará o banqueteamento em degraus. Desta forma, decidiu-se formar taludes
suaves ao longo do perímetro da jazida (1v:3h). Esta medida, além de facilitar os trabalhos de
recuperação e revegetação da área, procurará manter seu aspecto atual. Da mesma forma a
camada superficial (0,20m) do solo será reservada para posterior reutilização.
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5.8 DRENAGEM
O projeto de drenagem abrange basicamente as seguintes obras:
5.8.1 Extravasor da barragem de elevação (saída das bocas de minas)
Embora esta obra tenha sido concebida apenas para desafogar a lagoa que será
formada à saída das bocas de minas da vazão de infiltração excedente ao estabelecido para
tratamento de água ácida, estimada em 1,12 litros por segundo no máximo, decidiu-se, por
segurança, dimensioná-lo para toda a água proveniente do escoamento superficial determinada
no estudo hidrológico, que é de 3,3 m³/s para um tempo de recorrência de 25 anos.
Assim, foi previsto um bueiro simples tubular de concreto no corpo da barragem, com as
seguintes características:
•
Diâmetro ................................ 1,20 m;
•
Comprimento .......................... 9,00 m;
•
Material .................................. Concreto;
•
Declividade do trecho .............. 1,00 %;
•
Capacidade de vazão ............... 3,8 m³/s com lâmina de 80%.
A saída do extravasor irá desembocar em uma caixa de passagem onde se ligará a um
bueiro simples tubular de concreto de Ø 1,20 m. A extensão total do extravasor – do corpo da
barragem até o braço do rio Cafundó – terá 65,0 metros.
5.8.2 Conformação de valetas diversas
Foram previstas algumas valetas de pé de aterro nas áreas terraplenadas e outras de
proteção de encostas sobre as bocas de minas e área da bacia de finos. Estas últimas tem por
objetivo evitar que as águas dos morros (superficiais) sejam introduzidas na lagoa destinada a
tratamento de água ácida.
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5.9 PROJETO DE REVEGETAÇÃO
A área foi dividida em dois setores que serão revegetados de formas distintas em função
das características diferenciadas de cada um. Além destes setores teremos a área da jazida de
argila que também será revegetada após a exploração. A seguir descreveremos cada um dos
setores e o tipo de revegetação que será executada:
5.9.1 Áreas Planas
Nas áreas planas dispostas na base dos taludes, na praça da área de depósito de
rejeitos e nas áreas de tratamento de água ácida e área de entorno da bacia de finos, serão
introduzidas espécies herbáceas com o plantio pelo método convencional, a lanço, de um
consórcio de sementes das mesmas espécies escolhidas para a hidrossemeadura.
Estas áreas, praticamente planas, não receberão mudas de espécies de maior porte pois
as raízes destas poderiam prejudicar o selo de argila que será executado acima do rejeito
carbonífero.
5.9.2
Áreas de Taludes
Os taludes serão revegetados com espécies herbáceas através de hidrossemeadura ou
com placas de grama de pastagem por serem maneiras mais eficientes e práticas para estas
áreas com inclinações mais acentuadas (1(V):2(H)). Foram escolhidas diversas espécies
herbáceas para a hidrossemeadura formando um consórcio de sementes, resistentes tanto ao
frio como ao calor. Estas sementes serão distribuídas juntamente com adubo mineral e massa
de fibras de acetato e celulose (acetamulchim) através do jateamento com água em toda
superfície.
5.9.3
Área de Recuperação de Jazida
Para a exploração da área de jazida deverão ser tomados alguns cuidados básicos que
servirão para minimizar os impactos ao meio ambiente e viabilizar a revegetação das mesmas.
Na fase inicial da exploração deste empréstimo, todo o solo vegetal deverá ser removido
e armazenado em pilhas. A vegetação retirada das áreas deverá ser transformada
mecanicamente em cobertura morta e incorporada ao solo a ser estocado.
As pilhas de estoque deverão ser bem drenadas e ter altura aproximada de 1,5 m e
largura entre 3 e 4 m. O local para estocagem deve ser plano e as pilhas devem ser protegidas
com cobertura morta. Deve ser evitada a compactação deste solo durante os procedimentos de
estocagem.
Este solo armazenado deve ser utilizado o mais rápido possível para que a qualidade
deste seja preservada.
Estes procedimentos facilitarão o trabalho de revegetação, pois na presença do
horizonte A o estabelecimento da vegetação será bem mais rápido.
Após o término da exploração, quando a jazida já tiver a configuração final prevista no
projeto de terraplenagem e tendo sido já executados os serviços de drenagem previstos, o solo
orgânico estocado deverá ser transferido diretamente para as áreas a serem revegetadas.
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A revegetação se dará através da introdução de herbáceas com uso de semeadura
convencional.
5.9.4 Espécies Vegetais Utilizadas
Espécies Herbáceas para Hidrossemeadura e Semeadura Convencional (a lanço)
Nome Científico
Paspalum notatum
Desmodium sp
Brachiaria decumbes
Brachiaria humidicola
Melinis minutiflora
Crotolaria juncea
Lolium multiflorum
Paspalum saurae
Avena strigosa
Nome Comum
Grama manteiga
Pega-pega
Braquiária
Braquiária
Capim gordura
Crotolária
Azevém
Pensacola
Aveia-preta
5.9.5 Especificações Técnicas para o Plantio
a) Escarificação do Solo
A superfície do solo será escarificada com enxadão, ancinho ou ferramenta similar nos
taludes e com grade aradora nas áreas planas. Esta escarificação visa aumentar a rugosidade e
promover a descompactação da superfície do “solo”. Nos taludes deverá ser feito um
coveamento (repicagem) manual para posterior execução da hidrossemeadura.
b) Correção da Acidez do Solo
Deverá ser incorporado calcário dolomítico à camada superior de solo da área (10 cm)
para que o pH do solo seja elevado para uma faixa entre 6 e 6,5. Para a elaboração da planilha
de custos estimou-se a quantidade de 1,5 kg de calcário por m². A incorporação do calcário
deve ser efetuada 20 a 30 dias antes do plantio das sementes.
c) Adubação do Solo nas Áreas Planas
Para aumentar a retenção de umidade, bem como, tamponar o meio, será feita
adubação orgânica com o emprego de esterco bovino curtido, podendo o mesmo ser ou não
misturado com cama de aviário na proporção de 1:1.
A adubação mineral será feita através de adubo mineral tipo NPK, na formulação
10:10:10 numa dosagem de 120 g/m². Este adubo será distribuído também à lanço sobre a
superfície após a escarificação do solo.
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d) Semeadura das Herbáceas a Lanço
O plantio deve ser feito em época de chuvas regulares, de preferência no outono ou
início da primavera evitando época de chuvas torrenciais. Após o preparo do solo serão
semeadas de forma convencional, a lanço, um coquetel de sementes das espécies
especificadas. As sementes deverão ser distribuídas numa proporção de 5 g/m2.
Uma forma de se obter sementes de herbáceas é coletar material proveniente de roçada
em beira de estradas ou pastagens que contenha grande quantidade de ciperáceas e ervas
“daninhas”. Este material riquíssimo em sementes deve ser espalhado na área após o preparo
do “solo” promovendo assim o aparecimento de espécies bem rústicas.
Logo após a semeadura, o local deverá ser abundantemente irrigado, para promover a
germinação.
e) Hidrossemeadura
A implantação de vegetação herbácea nos taludes será através do lançamento de uma
emulsão, contendo sementes, em mistura com adubos minerais, massa orgânica e adesivos,
utilizando a água como veículo. Após executado o coveamento manual de toda a área que for
receber a hidrossemeadura será feita uma aplicação da mistura de sementes, fertilizantes,
mulchim e água.
A hidrossemeadura deverá ser executada com a espécie Paspalum notatum (grama
manteiga) consorciada com outras espécies como Desmodium sp. (pega-pega), Brachiaria
decumbes, Brachiaria humidicola, Melinis minutiflora (capim gordura), Calopogonium
mucunoides (calopogonio), Crotolaria juncea (crotolária), Lolium multiflorum (azevém) ou
Trifolium repens (trevo) aplicadas com mulchim que contenha fibras de acetato e celulose com
fertilizante organo mineral.
A escolha das sementes pode ser modificada dependendo da época de plantio, sendo
geralmente uma espécie resistente ao frio e outra ao calor e estiagens. Recomenda-se a
espécie Paspalum notatum porque tem características como resistência a prolongadas
estiagens.
Composição da Hidrossemeadura com Acetamulchim:
• Acetamulchim .............................. 280 g/m²
• Adubo NPK 10-10-10.................... .120 g/m²
• Sementes (consórcio)................... 3 g/m²
• Caminhão ................................... 4.500 litros
f) Enleivamento
As áreas que receberão grama de pastagem em leivas deverão ser previamente limpas,
retiradas todas as pedras e demais entulhos, o solo deverá ser escarificado e desfeitos os
torrões.
As placas podem ser quadradas com dimensões de 30cm x 30cm ou em tiras extensas
com 30 cm de largura, sendo esta última indicada para grandes extensões de gramado.
As placas devem ser colocadas lado a lado, bem juntas umas das outras e compactadas
com pressão no sentido vertical. As áreas gramadas deverão receber uma fina camada de terra
Projeto Final de Engenharia – Recuperação de Área Degradada pela Mineração de Carvão em Orleans/SC
35
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adubada colocada por cima. Como serão plantadas nas áreas inclinadas, deverão ser colocados
espetos de bambu para fixar as placas na terra onde a inclinação for maior. Após serem
socadas as placas deverão ser abundantemente regadas.
Depois, a rega deverá ser feita duas vezes por semana, durante dois meses.
5.10 TRATAMENTO DE ÁGUA ÁCIDA
5.10.1
Introdução
Recentemente os banhados artificiais têm sido propostos e implementados como um
dos processos mais econômicos e práticos para tratar o efluente de minas (Butterworth,1997 e
Eger, 1994). Vários pesquisadores têm indicado os banhados artificiais para o tratamento de
efluentes ácidos de mineração (AMD) nos últimos 10 a 15 anos (Broadie, 1993; Hedin, 1989;
Skousen, 1994; Wieder, 1989; e Wildeman e Laudon, 1989). Os banhados artificiais são
sistemas naturais de tratamento de efluentes que combinam mecanismos químicos, físicos e
biológicos para recuperar a qualidade da água (Kadlec e Knight, 1996). Os mecanismos de
remoção (deposição) de metais nos banhados podem incluir absorção, complexação,
precipitação e captura por plantas (Crites, 1997; Machemer e Wildeman, 1992). Um grande
número de banhados artificiais está sendo atualmente usado para tratar os mais diversos tipos
de efluente de minas nos EUA e Canadá. Entretanto no Brasil a experiência é incipiente,
havendo relatos (não confirmados) de que foi aplicado na mina de Recreio/RS.
5.10.2
Concepção
Adotou-se para o tratamento da água ácida das 04 (quatro) bocas de minas o sistema
de banhados artificiais composto por 01 banhado anaeróbio, 01 banhado aeróbio e 02 lagoas
de sedimentação. Estas bocas de minas estão parcialmente lacradas e a vazão estimada nos
estudos hidrológicos foi de 1,12 l/s. Entretanto, a área disponível para o tratamento da água
ácida só permitiu tratar 0,75 l/s. Como esta tecnologia de tratamento ainda é pouco dominada
no território nacional, utilizamos parâmetros conservadores e caso o monitoramento do sistema
de tratamento aponte para a possibilidade de uma maior vazão afluente, será necessária
apenas uma pequena modificação na Caixa de Distribuição de Vazão (CDV).
A sondagem no local previsto para a construção dos banhados detectou rocha bastante
superficial próximo às bocas de minas, fazendo com que o lay-out das lagoas apresente uma
configuração não usual (sentido inverso).
O sistema proposto objetiva atingir a neutralização da água ácida, assim como a
remoção de metais como Ferro e Manganês. Entretanto, espera-se também a remoção de
outros metais, conforme citado em Song et alli (2001). O lodo retirado das lagoas de
sedimentação será desidratado naturalmente em leitos de secagem. O lodo seco será
encaminhado para aterros de resíduos de Classe 1, existentes em Blumenau (Momento
Engenharia) e Joinville (Catarinense Engenharia Ambiental S.A.). Um fluxograma do sistema é
mostrado na figura E.
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ÁGUA ÁCIDA
1,12 l/s
By-pass
CAIXA DERIVADORA
DE VAZÃO
0,37 l/s
Curso
d’água
0,75 l/s
BANHADO
ANAERÓBIO
LAGOA DE
SEDIMENTAÇÃO-1
BANHADO AERÓBIO
Filtrado
LEITOS DE
SECAGEM
LAGOA DE
SEDIMENTAÇÃO-2
CAIXA MEDIDORA
DE VAZÃO
CURSO D’ÁGUA
Figura E: fluxograma do sistema de tratamento de água ácida
5.10.3
Dimensionamento das Unidades
5.10.3.1 Banhado Anaeróbio
A. parâmetros adotados (Relatório da JICA)
• Taxa aplicada para remoção de acidez ....... 0,6 moles/m³ X d
• Vazão média ............................................ 0,75 l/s
• Lâmina de água ....................................... 1,0 m
• Altura de solo orgânico ............................. 1,5 m
• Altura de pedra calcárea ........................... 0,5 m
• Granulometria da pedra calcárea ............... 75-200 mm
• Tipo de Calcáreo ...................................... Calcítico (conchas)
B. dimensionamento
•
Volume de solo orgânico (V)
V = taxa de acidez (moles/d) / 0,6 moles/m³ x d
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Taxa de acidez = Acidez Total (mg/l CaCO3) X Vazão (l/d)
Peso molecular de CaCo3 (mg/moles)
Acidez Total
= 200 mg/l
Vazão
= 0,75 l/s = 96.800 l/d
Peso molecular
= 100.000 mg
Taxa de acidez = 200 X 96.800 = 194 moles/d
100.000
V=
•
194
= 323 m³
0,6
Área (A)
A=V/h
V = 323 m³
H = altura da camada de solo orgânico = 1,5 m
A = 323 / 1,5 = 215 m²
Como solo orgânico será utilizado uma mistura de palha de arroz, casca de arroz e
esterco (gado, suíno, ave) na seguinte composição:
150
30
SAIBRO
20
PALHA DE ARROZ
20
ESTERCO
20
CASCA DE ARROZ
20
PALHA DE ARROZ
20
ESTERCO
20
CASCA DE ARROZ
GEOTÊXTIL
PEDRA CALCÁREA
C. características
Será construído 01 módulo com as seguintes dimensões:
• Comprimento (crista) ................. 24,0 m
• Largura (crista) ......................... 18,0 m
• Comprimento (fundo) ................ 10,0 m
• Largura (fundo) ......................... 4,0 m
• Altura total ................................ 3,5 m
• Altura útil .................................. 3,0 m
• Altura lâmina d’água .................. 1,0 m
• Altura do solo orgânico .............. 1,5 m
• Altura de Pedra Calcárea ............ 0,5 m
• Talude ...................................... 1,0 (V) : 1,5 (H)
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38
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BORDA LIVRE
0,5
1,0
LÂMINA D’ÁGUA
1,5
SUBSTRATO ORGÂNICO
3,5
1
1,5
0,5
PEDRA CALCÁREA
Alguns exemplos de sistema de “banhados anaeróbio” para tratamento de água ácida
existentes nos EUA são apresentados nas figuras F a I.
Figura F
Figura G
Figura H
Figura I
5.10.3.2 Lagoa de Sedimentação - 01
Adotou-se para dimensionamento um tempo de detenção de 1,5 dias.
A. Volume (V)
V = Q x td
Q = 0,75 l/s = 65 m³/d
td = 1,5 dias
V = 65 x 1,5 = 98 m³
B. Área (A)
A = V/h
H = 1,5 m
A = 98/1,5 = 65 m²
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C. características
Adotou-se uma única lagoa com as seguintes dimensões:
• Comprimento (crista) ................. 18,00 m
• Largura (crista) ......................... 12,75 m
• Comprimento (fundo) ................ 9,20 m
• Largura (fundo) ......................... 3,95 m
• Altura total ................................ 2,20 m
• Altura útil .................................. 1,50 m
• Talude ...................................... 1,0 (V) : 1,5 (H)
0,7
BORDA LIVRE
2,2
LÂMINA D’ÁGUA
1,5
1
1,5
5.10.3.3 Banhado Aeróbio
A. parâmetros adotados (Relatório da JICA)
• Taxa de aplicação para remoção de Ferro ................... 10 g/ m² x d
• Taxa de aplicação para remoção de Manganês ............ 0,5 g/ m² x d
• Lâmina de água ........................................................ 0,20 m
B. dimensionamento
B.1. Área para remoção de Ferro
TA = Concentração de Ferro x Vazão Média
Concentração de Ferro = 150 mg/l = 150 g/m³
Vazão Média
A=
= 0,75 l/s = 65 m³/d
150× 65
= 975 m²
10
B.2. Área para remoção de Manganês
TA = Concentração de Manganês x Vazão Média
Concentração de Manganês = 7,0 mg/l = 7,0 g/m³
Vazão Média
A=
= 0,75 l/s = 65 m³/d
7,0 × 65
= 910 m²
0,5
Portanto, adotou-se a área relativa a remoção de Ferro.
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C. características
Será construído uma única unidade com as seguintes dimensões:
• Comprimento (crista) ................. 49,00 m
• Largura (crista) ......................... 33,00 m
• Comprimento (fundo) ................ 39,40 m
• Largura (fundo) ......................... 23,40 m
• Altura total ................................ 2,40 m
• Altura útil .................................. 1,50 m
• Altura lâmina d’água .................. 0,30 m
• Altura do solo orgânico .............. 0,70 m
• Talude ...................................... 1,0 (V) : 1,5 (H)
0,50
BORDA LIVRE
LÂMINA D’ÁGUA
0,30
2,00
SAIBRO
0,30
0,20
ESTERCO
PALHA DE ARROZ
0,50
PEDRA / SEIXO
0,20
1
1,5
GEOTÊXTIL
Nas figuras J e K são apresentados exemplos de “banhado aeróbio” para tratamento
de água ácida existentes nos EUA.
Figura J
Figura K
5.10.3.4 Lagoa de Sedimentação - 02
Adotou-se para dimensionamento um tempo de detenção de 1,5 dias.
A. Volume (V)
V = Q x td
Q = 0,75 l/s = 65 m³/d
td = 1 dia
V = 65 x 1,5 = 98 m³
B. Área (A)
A = V/h
H = 1,2 m
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A = 98/1,2 = 82 m²
C. características
Adotou-se uma única lagoa com as seguintes dimensões:
• Comprimento (crista) ................. 23,00 m
• Largura (crista) ......................... 13,00 m
• Comprimento (fundo) ................ 13,80 m
• Largura (fundo) ......................... 3,80 m
• Altura total ................................ 2,30 m
• Altura útil .................................. 1,20 m
• Talude ...................................... 1,0 (V) : 1,5 (H)
1,10
2,3
1,20
BORDA LIVRE
LÂMINA D’ÁGUA
1
1,5
5.10.3.5 Leitos de Secagem
Adotou-se leitos de secagem para desidratação natural do lodo a ser retirado das lagoas
de sedimentação 01 e 02. Não se dispõe de parâmetros para cálculo da produção de lodo
através da utilização dos banhados artificiais, razão pela qual estimou-se um volume a ser
desaguado de 7 m³, ou seja, o equivalente ao volume de aproximadamente 15 cm de lodo no
fundo de uma das lagoas de sedimentação. O tempo médio de secagem é de 20-25 dias.
Estima-se 02 retiradas anuais em cada lagoa de sedimentação, ou seja, 04 cargas nos
leitos de secagem, sendo o processo de retirada do lodo através de caminhão limpa-fossa (com
a lagoa de sedimentação cheia) ou “espalhador de esterco”, este muito comum no meio rural.
Após a secagem do lodo (20-25 dias), o mesmo encontra-se em condições para ser
transportado até um aterro de resíduos classe 1. Tem-se neste caso duas opções: em
Blumenau (Momento Engenharia) ou em Joinville (Catarinense Engenharia Ambiental S.A.).
•
Área (A)
A=
V
h
V = 7 m³ (adotado)
h = 0,30 m (adotado)
A = 23,3 m²
Adotou-se 03 leitos de secagem com as seguintes dimensões:
•
Comprimento .......................... 3,5 m
•
Largura .................................. 2,0 m
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5.10.4
Aspectos Operacionais
Pouca experiência se tem no Brasil com relação ao tratamento de efluentes através de
banhados artificiais, principalmente tratando-se de águas ácidas de minas. Portanto, é o
conceito de área modelo que dará subsídios na aquisição da experiência necessária para a
proposição desta tecnologia.
A seguir são apresentadas algumas sugestões:
•
Monitorar quinzenalmente a presença de plantas invasoras que possam dominar
o sistema, “sufocando” as plantas de interesse;
•
Acompanhar a deposição de lodo nas lagoas de sedimentação. Quando atingir
uma altura de 20 centímetros no fundo da lagoa deverá ser providenciada a
remoção, tomando-se os devidos cuidados por tratar-se de resíduo classe 1. Foi
previsto acesso de caminhão até a área;
•
O lodo retirado das lagoas de sedimentação deverá ser conduzido para os leitos
de secagem, sendo o filtrado retornado para o banhado aeróbio. Espera-se um
período de secagem entre 20 – 25 dias. Após este período o lodo será
armazenado em bombonas para posterior transporte para aterro de resíduo
classe 1 licenciado (Blumenau e Joinville);
•
Será objeto de pesquisa a quantidade produzida de lodo. Este lodo deverá ser
retirado e encaminhado para aterro licenciado, apto a receber resíduo classe 1.
No momento temos apenas 02 aterros licenciados em Santa Catarina: um em
Blumenau (Momento Engenharia) e outro em Joinville;
•
Checar periodicamente as estruturas de distribuição de vazão e de by-pass;
•
Acompanhar o efeito de neutralização dos sistema, esperando-se uma vida útil
entre 5 e 10 anos. Mais uma vez aqui será de suma importância o
monitoramento;
5.10.5
Aspectos Construtivos
•
Para propiciar a chegada de água ácida ao sistema de banhados por gravidade
foi necessário à construção de um pequeno barramento frontal às bocas de mina
para se atingir um nível d’água na cota 352,2. A presença de rocha impediu o
aprofundamento das lagoas;
•
Como neste caso teve-se alguma folga com relação a condução de água ácida
por gravidade, não fizemos uso da geomembrana de PEAD, conforme adotado
na recuperação da área degradada de Treviso;
•
A impermeabilização será realizada com argila numa espessura de 0,60 metros;
•
Os diversos tipos de caixas projetadas para interligação das unidades serão
construídas em alvenaria de tijolos maciços e rebocadas;
•
Todo o sistema foi projetado visando o desenvolvimento de pesquisa, razão pela
qual se dispõe dos controles de vazão.
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5.10.6
Monitoramento
AFLUENTE
(1)
semanal
semanal
mensal
mensal
semanal
semanal
mensal
mensal
semanal
semanal
PARÂMETRO
PH
Acidez
Alumínio
Cobre
Ferro
Ferro Solúvel
Manganês
Zinco
Sulfatos
Oxigênio Dissolvido
EFLUENTE
(2)
semanal
semanal
mensal
mensal
semanal
semanal
mensal
mensal
semanal
semanal
ÁGUA ÁCIDA
CAIXA DERIVADORA
DE VAZÃO
By-pass
Curso
d’água
1
1,12 l/s
BANHADO
ANAERÓBIO
LAGOA DE
SEDIMENTAÇÃO-1
Filtrado
LEITOS DE
SECAGEM
BANHADO AERÓBIO
LAGOA DE
SEDIMENTAÇÃO-2
CAIXA MEDIDORA
DE VAZÃO
2
Curso d’água
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6. PLANO DE EXECUÇÃO
Apresenta-se aqui a descrição das obras envolvidas na recuperação ambiental:
a) Desvio da Rede Elétrica
Nesta atividade, serão colocados cinco postes ao longo da estrada geral e relocada a
rede elétrica que atravessa a pilha de rejeitos.
b) Terraplenagem
Nesta etapa serão executadas as escavações para afastamento dos rejeitos das partes
baixas e marginais ao rio os quais serão transportados para o alto da pilha de rejeitos
conformando os taludes com inclinação de 1v:2h intercalados por patamares relativamente
horizontais de acordo com o projeto de terraplenagem. As cotas dos desenhos de
terraplenagem referem-se às cotas finais e acabadas, já com uma cobertura final de 0,60m
de argila.
c) Construção das Lagoas de Tratamento de Águas Ácidas
Construção do sistema passivo de tratamento das águas ácidas através de banhados
anaeróbio e aeróbio e lagoa de sedimentação, conforme desenhos de projeto.
Especial atenção deverá ser dada as diversas caixas previstas (distribuição, saída,
medidor de vazão, derivadora de vazão, inspeção, captação e de recpção), pois é través
delas que toda a distribuição da água ácida é realizada. Observar que a Caixa Derivadora de
Vazão (CDV) será construída em aço inox e exige precisão milimétrica conforme detalhado
nos desenhos. Outras caixas são mistas (alvenaria/aço inox ou fibra) como as Caixas de
Distribuição (CD 1 e 2) e Caixa Medidora de Vazão (CMV).
Outro aspecto que merece atenção especial é a conformação das diversas camadas de
solo orgânico previstos para os banhados anaeróbio e aeróbio, uma vez que exige a
disposição de materiais como pedra calcárea, casca/palha de arroz, esterco e pedra/seixo em
camadas que variam entre 20 e 50 centímetros.
d) Escavação da Jazida
Inicialmente será removida a camada superficial de solo do local da jazida a qual será
disposta lateralmente aos limites da área para posterior reutilização. Logo após, será
efetuada uma escavação com pouca profundidade, acompanhando a topografia original em
uma camada de 2,00 metros. Os taludes serão obrigatoriamente suaves, com inclinação
máxima de 1v:3h, e sua crista deverá estar afastada da mata existente em, no mínimo,
15,00 metros. Após a exploração o solo superficial será recolocado sobre toda a área. Esta
área é atualmente utilizada para plantio de milho e, depois da recolocação do solo original,
voltará a ter a mesma utilização.
e) Cobertura das Áreas de Rejeitos, de Tratamento e Bacia de Finos
Serão cobertas com material fino, proveniente da jazida, todas as áreas planas e de
taludes, com uma espessura de 0,60m. Este material deverá ser compactado a pelo menos
80% do Proctor normal nos primeiros 50 cm, e serão compactados naturalmente nos últimos
10 cm, onde será plantada a vegetação gramínea. A bacia de finos receberá uma manta
geotextil antes do lançamento de argila.
f) Construção de Valetas
Serão escavadas as valetas longitudinais às estradas, acessos e a montante das áreas
de tratamento e em recuperação (bacia de finos). Estas valetas terão seção triangular com
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45
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0,25m de altura e 0,50m de largura e terão a função de desviar as águas pluviais das áreas
em recuperação.
g) Revegetação
Prevê-se nesta etapa o plantio de grama, sobre as áreas planas e nos taludes de
terraplenagem das áreas de rejeitos, de tratamento de águas ácidas e bacia de finos.
h) Execução de Cercas
Devem ser construídas cercas delimitadoras ao longo da estrada para evitar o acesso de
veículos à área de recuperação.
Cronograma Físico-Financeiro
30
Atividade
a
b
c
d
e
f
g
h
%
físico
100
30
10
-
60
%
financeiro
100
10
-
%
físico
70
30
50
30
50
-
90
%
financeiro
90
30
20
30
-
%
físico
60
50
70
50
100
100
Projeto Final de Engenharia – Recuperação de Área Degradada pela Mineração de Carvão em Orleans/SC
%
financeiro
70
100
80
70
100
100
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7. ANÁLISE ECONÔMICA
7.1 ORÇAMENTO(*)
8.1.1 Área de depósito de rejeitos
a) Terraplenagem
DESCRIÇÃO
Corte de rejeitos
Aterro de rejeitos
Escavação na jazida, transporte, espalhamento e compactação de
solo para cobertura da área dos patamares e taludes com 0,60m
de espessura de argila sobre 49.950 m².
QUANT.
45.000 m³
29.300 m³
29.970 m³
CUSTO (R$)
Unitário
Total
0,30 /m³
13.500,00
0,27 /m³
7.911,00
3,00 /m³
Sub-total – item a
89.910,00
111.321,00
b) Drenagem
DESCRIÇÃO
Valetamento e conformação de saídas d’água
Aquisição e plantio de grama em placas para as valas
CUSTO (R$)
Unitário
Total
1.000 m³
3,00 /m³
3.000,00
2,00 /m2
2.000,00
1.000 m2
Sub-total – item a
5.000,00
QUANT.
c) Revegetação
DESCRIÇÃO
Preparo do solo (áreas planas)
2
Aplicação de calcário (1,5 kg/m ) (áreas planas)
2
Adubo mineral - NPK 10:10:10 (120 g/m ) (áreas planas)
2
Adubo orgânico (esterco bovino + cama de aviário) 10l/m ) (áreas
planas)
Mão-de-obra adubação (áreas planas)
Semeadura de herbáceas a lanço (áreas planas)
Hidrossemeadura (áreas de taludes)
QUANT.
3,77 ha
56,6 ton
CUSTO (R$)
Unitário
Total
26,00 /ha
35,00 /ton
1.981,00
4.528 kg
0,52 /kg
2.354,56
3
3
3.770,00
377 m
256 h
37.733 m2
12.217 m2
10,00 /m
3,60 /h
0,10 /m2
1,12 /m2
sub-total
Sub-Total Item 8.1.1
(*)
98,02
921,60
3.773,30
13.683,04
26.581,52
142.902,52
Base dos preços: dezembro/2001
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8.1.2 Área da bacia de finos
a) Terraplenagem
DESCRIÇÃO
Aplicação de geotextil tecido sintético (resistência 23x27 KN/m)
Aterro para execução de acesso de serviço
Escavação na jazida, transporte, espalhamento e compactação de
solo para cobertura da área da bacia de finos com 0,60m de
espessura de argila sobre 2.653 m².
QUANT.
1.200 m2
300 m³
1.592 m³
CUSTO (R$)
Unitário
Total
2,30 /m2
2.760,00
0,27 /m³
81,00
3,00 /m³
4.776,00
Sub-total – item b
7.617,00
b) Drenagem
DESCRIÇÃO
Valetamento e conformação de saídas d’água (*)
Aquisição e plantio de grama em placas p/valas (*)
CUSTO (R$)
Unitário
Total
300 m³
3,00 /m³
900,00
300 m2
2,00 /m2
600,00
Sub-total – item b
1.500,00
QUANT.
c) Revegetação
DESCRIÇÃO
Preparo do solo (áreas planas)
2
Aplicação de calcário (1,5 kg/m ) (áreas planas)
2
Adubo mineral - NPK 10:10:10 (120 g/m ) (áreas planas)
2
Adubo orgânico (esterco bovino + cama de aviário) 10l/m ) (áreas
planas)
Mão-de-obra adubação (áreas planas)
Semeadura de herbáceas a lanço (áreas planas)
Hidrossemeadura (áreas de taludes)
QUANT.
0,1653 ha
CUSTO (R$)
Unitário
Total
26,00 /ha
4,30
2,47 ton
35,00 /ton
86,45
200 kg
0,52 /kg
104,00
3
3
165,00
16,50 m
11,21 h
1.653 m2
1.000 m2
10,00 /m
3,60 /h
0,10 /m2
1,12 /m2
sub-total
Sub-Total Item 8.1.2
Projeto Final de Engenharia – Recuperação de Área Degradada pela Mineração de Carvão em Orleans/SC
40,36
165,30
1.120,00
1.685,40
10.802,40
48
SOCIOAMBIENTAL Consultores Associados Ltda.
8.1.3 Área de tratamento de água ácida e barragem de nível
a) Terraplenagem
DESCRIÇÃO
QUANT.
Aterro de rejeitos
Escavação na jazida, transporte, espalhamento e compactação de
solo para a área de tratamento com 0,60m de espessura de argila
sobre 3.000 m² de área
Escavação na jazida, transporte, espalhamento e compactação de
solo para a vedação do fundo e paredes das lagoas 0,60m de
espessura de argila sobre 1.200 m² de área
Escavação na jazida, transporte, espalhamento e compactação de
solo para a vedação da barragem com com 1,00m de espessura
de argila sobre 1.000 m² de área.
Escavação na jazida, transporte, espalhamento e compactação de
solo para cobertura da área adjacente à barragem com 0,60m de
espessura de argila sobre 1.500 m² de área
15.400 m³
CUSTO (R$)
Unitário
Total
0,27 /m³
4.158,00
1.800 m³
3,00 /m³
5.400,00
720 m³
3,00 /m³
2.160,00
1.000 m³
3,00 /m³
3.000,00
900 m³
3,00 /m³
2.700,00
Sub-total – item c
17.418,00
b) Drenagem
CUSTO (R$)
Unitário
Total
300 m³
3,00 /m³
900,00
300 m2
2,00 /m2
600,00
65 m
120,00 /m
7.800,00
2 un
900,00 /un
1.800,00
2 un
500,00 /un
1.000,00
Sub-total – item c
12.100,00
DESCRIÇÃO
QUANT.
Valetamento e conformação de saídas d’água
Aquisição e plantio de grama em placas p/valas
Bueiro simples tubular de concreto D=1,20m
Boca de bueiro tubular D=1,20m, esconsidade 0°
Caixa pré-moldada do Extravasor Ø 2,0 m x 3,0 m
c) Revegetação
DESCRIÇÃO
QUANT.
Preparo do solo (áreas planas)
2
Aplicação de calcário (1,5 kg/m ) (áreas planas)
0,44 ha
2
Adubo mineral - NPK 10:10:10 (120 g/m ) (áreas planas)
2
Adubo orgânico (esterco bovino + cama de aviário) 10l/m ) (áreas
planas)
Mão-de-obra adubação (áreas planas)
Semeadura de herbáceas a lanço (áreas planas)
Hidrossemeadura (áreas de taludes)
CUSTO (R$)
Unitário
Total
26,00 /ha
11,44
6,69 ton
35,00 /ton
234,15
535 kg
0,52 /kg
278,20
44,00 m3
10,00 /m3
440,00
30,00 h
4.462 m2
1.480 m2
3,60 /h
0,10 /m2
1,12 /m2
sub-total
108,00
446,20
1.657,60
3.175,59
d) Outros
DESCRIÇÃO
Fornecimento e aplicação de pedra calcária, com dimensões de
75 a 200 mm, nos banhados anaeróbios
Fornecimento e colocação de matéria orgânica composta por
casca/palha de arroz e esterco nos banhados
Brita nº 03
Tubo PVC DN 75 mm
Tubo PVC DN 100 mm
Tubo PVC DN 200 mm perfurado
Caixas de alvenaria de tijolos
interligações
Geotextil 200 g (colocado)
rebocados
para
Unitário
30 m
3
1000 m3
m
m
m
m
3
1.300,00 m
2
500
120,00
228
180,00
maciços
CUSTO (R$)
QUANT.
Global
Total
3
1.200,00
7,00 /m3
7.000,00
/m
/m
/m
/m
3
13.500,00
360,00
843,60
3.240,00
1,70 /m
2
40,00 /m
27,00
3,00
3,70
18,00
----
5.500,00
sub-total
Sub-Total Item 8.1.3
Projeto Final de Engenharia – Recuperação de Área Degradada pela Mineração de Carvão em Orleans/SC
2.210,00
33.853,60
66.547,19
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8.1.4 Área da jazida
a) Terraplenagem
DESCRIÇÃO
Remoção do horizonte “A” (superficial com 0,20m), estocagem
pelo período de exploração e posterior reutilização na fase de
recomposição
Sub-total – item e
QUANT.
3.600 m³
CUSTO (R$)
Unitário
Total
3,00 /m³
10.800,00
10.800,00
b) Revegetação
DESCRIÇÃO
Preparo do solo
Aplicação de calcário (1,5 kg/m2)
QUANT.
CUSTO (R$)
Unitário
1,88 ha
26,00 /ha
28,2 ton
2
Adubo mineral - NPK 10:10:10 (120 g/m )
Adubo orgânico (esterco bovino + cama de aviário) 10l/m 2
Mão-de-obra adubação
Semeadura de herbáceas a lanço
sub-total
2.256,00 kg
188,00 m 3
127,00 h
18.804 m 2
Total
48,88
35,00 /ton
0,52
10,00
3,60
0,10
987,00
/kg
1.173,12
1.880,00
457,20
1.880,40
/m 3
/h
/m 2
6.426,60
17.226,60
Sub-Total Item 8.1.4
8.1.5 Serviços complementares
DESCRIÇÃO
Cerca com mourões de eucalipto e arame farpado 5 fios
Relocação da rede elétrica
sub-total item 8.1.5
Total Geral
QUANT.
400 m
600 m
CUSTO (R$)
Unitário
1,50 /m
10,00 /m
Total
600,00
6.000,00
6.600,00
R$
244.078,71
24.407,87
BDI (10%)
Total Geral
R$
268.486,59
(*)
(duzentos e sessenta e oito mil, quatrocentos e oitenta e seis reais e cinquenta e nove centavos)
(*)
(*)
Valor corrigido entre dez/2001 e agosto/2006 pela variação do CUB (R$ 894,81 / R$ 564,64 = 1,5847)
resulta em R$ 425.471,00.
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7.2 ANÁLISE CUSTO/BENEFÍCIO
O projeto de recuperação da área degradada de Orleans (Projeto A2) possui uma
solução mais complexa, ou seja, foi proposto tanto a regularização topográfica com
revegetação quanto o tratamento da água ácida. Nos outros projetos deste contrato sempre
ocorreu uma ou outra solução, conforme a seguir:
•
Cocal do Sul ................................ regularização topográfica/revegetação
•
Siderópolis .................................. regularização topográfica/revegetação
•
Treviso ....................................... Tratamento de Água Ácida
Portanto, era de se esperar custos unitários mais elevados para esta concepção, cujos
valores finais foram de R$ 35.957,20/ha(*), considerando uma área total de 7,2 ha. Entretanto,
este valor unitário é levemente superior ao encontrado para recuperação da área de
Siderópolis, que foi de R$ 35.691,00/ha(**).
Considerando a possibilidade de redução de custos, foi avaliado a espessura de solo a
utilizar no recobrimento das áreas de rejeitos, com base em recobrimentos de 40, 50 e 60cm de
solo, tendo-se obtido os seguintes resultados:
•
Área a cobrir: 49.950 m², com 0,40 = 19.980 m² x R$ 4,10 = R$ 81.918,00
•
Área a cobrir: 49.950 m², com 0,50 = 24.975 m² x R$ 4,10 = R$ 102.397,50
•
Área a cobrir: 49.950 m², com 0,60 = 29.970 m² x R$ 4,10 = R$ 122.877,00
Assim, as alternativas com recobrimento de 40cm e 50cm representariam uma economia
da ordem de 18,5% e 9,3% respectivamente, em relação ao custo total adotado, conforme
orçamento apresentado no item 8.1. Diante dos melhores resultados alcançados com a
alternativa de 60 cm de solo,optou-se por esta alternativa.
(*)
Valor corrigido entre dez/2001 e ago/2006 pela variação do CUB resultando em R$ 56.981,00.
(**)
Valor corrigido entre dez/2001 e ago/2006 pela variação do CUB resultando em R$ 56.560,00.
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8. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O projeto, segundo a concepção adotada, apóia-se sobre cinco pontos básicos:
A) Desvio das águas do curso d’água, afluente do rio Cafundó;
B) Regularização topográfica e cobertura impermeável dos rejeitos;
C) Plantio de vegetação protetora;
D) Tratamento de água ácida;
E) Drenagem.
A garantia no desvio das águas a montante das bocas de minas será vital para o êxito
do tratamento de água ácida. Caso contrário, a vazão para tratamento será muito alta e os
contaminantes diluídos, prejudicando o tratamento. Previu-se inclusive um sistema extravasor
junto a captação de água ácida como forma de garantir segurança aos banhados projetados.
Quanto à cobertura impermeável sobre a pilha de rejeitos, é fundamental o
acompanhamento de suas condições, principalmente após os primeiros períodos de chuvas para
que se possam realizar reposições de vegetação, ou eventuais correções que possam vir a ser
necessárias.
Devido ao tipo de recuperação projetado, será importante a manutenção da área no
sentido de se evitar o crescimento de árvores sobre os locais onde o rejeito for coberto com a
camada de solo, para que se impeça o rompimento da camada impermeável por raízes de
maiores dimensões.
Para o sucesso da recuperação aqui proposta, será fundamental o convênio com alguma
instituição de ensino que utilize as instalações previstas para o desenvolvimento de pesquisa,
assim como do monitoramento e operação propriamente dita.
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9. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
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1977.
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ANEXOS
A) ARQUIVO FOTOGRÁFICO
B) ANÁLISES DE ÁGUA
C) BOLETINS DE SONDAGENS
D) RESULTADOS DE ENSAIOS
E) ART’S
F) DESENHOS DE PROJETO
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A. ARQUIVO FOTOGRÁFICO
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B. ANÁLISES DE ÁGUA
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C. BOLETINS DE SONDAGENS
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D. RESULTADOS DE ENSAIOS
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E. ART’S
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F. DESENHOS DE PROJETO
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