UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE AGRONOMIA
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE GEOLOGIA
Trabalho de Graduação
Métodos de Lavra para Melhor Aproveitamento da Pedreira Cachoeira Alegre no Município de Santo
Antônio de Pádua (RJ)
Henrique Locha Ribeiro
200804025-7
Prof. Dr. Lucio Carramillo Caetano DG-UFRRJ
(Orientador)
Abril de 2013
1 – RIBEIRO, LOCHA, HENRIQUE
Métodos de Lavra para melhor Aproveitamento da Pedreira Cachoeira Alegre no município de Santo Antôniode Pádua (RJ)
Curso de Geologia / Departamento de Geociências
Instituto de Agronomia / Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro – UFRRJ
[Seropédica] Ano 2013
Trabalho de Graduação Monografia
Dedicatória
Dedico está monografia a minha Família, ao professor Lúcio Carramillo Caetano, João Luís Belloti Nacif e seu irmão Assef Nacif. Muito Obrigado, Valeu, Abração!!!
Agradecimentos
Gostaria de agradecer a Deus, minha família (pai, mãe, irmão e parentes) e meus amigos (professores, colegas do curso e demais).
Minha família me deu todo o apoio para fazer a faculdade, onde em 2007 eu fiz um pré- vestibular em Niterói, e minhas tias, principalmente a tia Cida e meu tio Valtinho me ajudaram muito nesta fase em que morei sozinho estudando para o vestibular. Minha prima Sheila e seu marido me deram várias idéias boas sobre o curso que escolhi me apoiando neta escolha.
Quando passei para a UFRRJ, todos foram muito legais comigo e esta fase de minha vida foi excelente. No final da faculdade comecei a trabalhar em São Gonçalo, onde minha tia Clara e meu tio Luís me convidaram para morar em sua casa em Niterói que foi muito importante tornando esta fase muito menos cansativa e muito mais agradável. Eu só tenho que agradecer a todos dizendo um muito obrigado, abração!!!
Sumário
Dedicatória Agradecimentos Sumário
Índice de Figuras
CAPÍTULO 1 - Generalidades ... 1
1.1 - Introdução ... 1
1.2 - Objetivo ... 2
1.3 - Procedimentos Metodológicos... 2
1.4 - Localização e Acesso ... 2
Capítulo 2 - Aspectos Fisiográficos ... 4
2.1 - Clima ... 4
2.2 - Geomorfologia ... 4
2.3 - Hidrografia ... 4
2.4 - Vegetação ... 5
Capítulo 3 - Aspectos Geológicos ... 6
3.1 - Geologia Regional e Evolução Tectônica ... 6
3.2 - Litologias ... 7
3.3 - Geologia Local ... 9
Capítulo 4 - Planejamentos de Lavra ... 11
4.1 - Método de Lavra ... 11
4.2 - Técnica de Corte ... 12
4.3 - Perfuratrizes ... 12
4.4 - Cortadeira a Corrente ... 12
4.5 - Flame Jet ... 13
4.6 - Fio Diamantado ... 14
Capítulo 5 - Movimentação... 17
5.1 - Pá Carregadeira de Pneus ... 18
5.2 - Guincho de Arraste e “pau de carga” ... 18
Capítulo 6 - Aproveitamento de Rejeito ... 19
6.1 - Argamassa Industrial ... 20
6.2 - Seixos Decorativos ... 21
6.3 - Paralelepípedos ... 22
6.4 - Brita ... 22
Capítulo 7 - Conclusão e Considerações Finais ... 25
Referências Bibliográficas ... 26
Índice de Figuras
Figura 1 - Frente de Lavra da Pedreira Cachoeira Alegre. ... 1
Figura 2 - Localização e Acesso de Santo Antônio de Pádua/RJ. ... 3
Figura 3 - Mapa geológico regional de Santo Antônio de Pádua. ... 7
Figura 4 - Lavra por bancadas baixas. ... 11
Figura 5 - Subdivisão da rocha para obtenção de blocos. ... 11
Figura 6 - Utilização de Flame Jet em mármore. ... 13
Figura 7 - Utilização do Flame em granito. ... 14
Figura 8 - Corte com Fio Diamantado. ... 16
Figura 9 - Fios Diamantados. ... 16
Figura 10 - Pau-de-carga auxiliado pelo guincho de arraste para carregar os blocos no caminhão. ... 17
Figura 11 - Pá carregadeira de pneus. ... 18
Figura 12 - Pilha de Rejeito. ... 19
Figura 13 - Resíduos finos das serrarias na Argamil. ... 20
Figura 14 - Protótipo para fabricar os seixos decorativos. ... 21
Figura 15 - Seixos Decorativos. ... 21
Figura 16 - Paralelepípedos. ... 22
Figura 17 - Britador de mandíbulas. ... 23
Figura 18 - Britador de mandíbulas. ... 23
Figura 19 - Peneira para separar pó de pedra, brita 0, 1 e 2. ... 24
1
CAPÍTULO 1 - Generalidades
1.1 - Introdução
A Pedreira Cachoeira Alegre estabelecida em Santo Antônio de Pádua (RJ), conhecida como Pedreira Escola já utilizou em sua metodologia de lavra duas técnicas que visam ampliar o aproveitamento do minério (rocha ornamental), são elas: Flame Jet e Fio Diamantado.
O presente trabalho de graduação vislumbra possibilitar ao leitor, através do fornecimento de dados e parâmetros, qual dos métodos é mais indicado para esse tipo de extração mineral.
João Luis Belloti Nacif, proprietário da Pedreira Escola vem através dos anos realizando tentativas, inclusive com o apoio da FAPERJ, para melhorar tanto o aproveitamento do minério quanto minimizar os riscos dos funcionários, bem como diminuir o volume de rejeito. Dessa forma, nos últimos anos vem utilizando o Fio Diamantado para a extração dos blocos. Sendo assim, para melhor condução do trabalho além da base bibliográfica consultada, foram realizadas visitas à frente de lavra (Figura 1) e entrevista com o Empresário.
Figura 1 - Frente de Lavra da Pedreira Cachoeira Alegre.
2
1.2 - Objetivo
O objetivo do trabalho é discutir dentre as técnicas utilizadas nas pedreiras de rocha ornamental de Santo Antônio de Pádua (RJ), mais especificamente na Pedreira Cahoeira Alegre, qual delas pode ser indicada como a que permite um melhor rendimento econômico, com o menor desperdício de material, o que por si só já minimiza os impactos ambientais.
1.3 - Procedimentos Metodológicos
Este capítulo descreve os procedimentos metodológicos usados na elaboração deste trabalho de graduação. Com a pesquisa bibliográfica foi possível descrever a atual situação das lavras de rochas ornamentais da Pedreira Cachoeira Alegre no Município Santo Antônio de Pádua. As fontes de pesquisa foram adquiridas pelo Geólogo Professor Lúcio Carramillo Caetano e através de sites na internet.
Com o aprendizado que tive através de matérias como, por exemplo, Métodos de Lavra, Geologia Estrutural, Petrologia das Rochas Metamórficas, Legislação Mineral e Ambiental e Geologia Histórica, estes conteúdos foram aplicados para realizar este trabalho.
A visita a Mineração Cachoeira Alegre no munícipio Santo Antônio de Pádua (RJ), foi muito importante para o trabalho, pois lá no local se tira aprendizado na paisagem e na martelada.
Houve também uma visita realizada pela matéria Métodos de Lavra analisando a Pedreira. Essas visitas foram em toda a mineração, conversamos com os proprietários, que explicaram todos os processos da mineração e também funcionários; onde eles passaram vários dados que foram anotados na caderneta de campo.
1.4 - Localização e Acesso
O município de Santo Antônio de Pádua localiza-se (Figura 2) na região noroeste do estado do Rio de Janeiro. A pedreira encontra-se entre os paralelos 21º30’50” e 21º30’51” de latitude sul, e no meridiano 42º12’24” de longitude oeste, na parte norte da Folha SF-23-X-D-VI-2, escala 1:50.000, do Projeto Carta Geológica do Estado do Rio de Janeiro – DRM(1980).
As rodovias de acesso á cidade são as BR-393, BR-116 e RJ-186 que inclusive interligam os Estados de Espírito Santo, Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo.
Saindo da cidade do Rio de Janeiro, vai-se para a rodovia Rio-Teresópolis, em direção a Além-Paraíba. Em Além-Paraíba vai-se em direção a Leopoldina, e no trevo do Posto de
3 Pesagem da fronteira, vira-se à direita, em direção a Pirapetinga (BR 393). Em Pirapetinga, pega- se a RJ 186 até Santo Antônio de Pádua. O percurso total do Rio de Janeiro a Santo Antônio de Pádua é de 280 km e a distância de Pádua à pedreira é de 3,5 km.
Figura 2 - Localização e Acesso de Santo Antônio de Pádua/RJ.
4
Capítulo 2 - Aspectos Fisiográficos
2.1 - Clima
O clima da região é tropical é ameno nas partes altas do Rio Paraíba do Sul e quente nas partes de baixada do mesmo. A temperatura média e de 20°C e a precipitação média anual e de 1220 mm.
2.2 - Geomorfologia
Predominantemente acontece na região alinhamentos montanhosos segundo N45°E, coincidindo com a direção geral da foliação, que também é acompanhada pelos principais cursos d’água da região, escoando-se igualmente segundo N45°E (foliação) ou N45°W. Segundo o Projeto RADAM BRASIL (1983) apud Silva (1999), predomina-se no relevo a dissecação homogênea dos gnaisses granulíticos, controlada climaticamente pela bacia do Rio Pomba. A forma do relevo é constituída do topo para a base por colúvio, linhas de pedra, rocha alterada e gnaisse.
2.3 - Hidrografia
Segundo dados do DRM (1980), o principal coletor de águas da região é o Rio Paraíba do Sul, cujo principal afluente pela margem esquerda é o Rio Pomba, e pela margem direita, o Ribeirão das Areias. As elevações da área condicionam-se na direção NE-SW, controlando o sistema secundário de drenagem. Destacam-se as serras denominadas Frecheiras, Catete, Santa Cândida, Gavião, Caledônia, Vermelha, Portela, Aliança e José Melo.
5
2.4 - Vegetação
A vegetação original, do tipo Mata Atlântica foi devastada, cedendo lugar às grandes monoculturas, com destaque para as plantações de café, algodão e cana-de-açúcar. Com o declínio da agricultura, ocorreram substituições por pastagens, capoeiras e outras espécies (remanescentes de atividades agropecuárias e desmatamentos extrativistas), tão logo sua fertilidade diminuiu. As matas remanescentes que cobrem algumas áreas da região são constituídas, na maioria, por formações secundárias, comprovado pela presença de embaúbas (Cecrosia sp), desenvolvendo-se somente onde a floresta foi derrubada (IBGE, 1977).
Regionalmente, a vegetação é constituída de campos predominantemente herbáceos, ocorrendo associações arbustivas e sub-arbustivas, com árvores de pequeno e médio portes, constituindo os campos sujos. A outra parte da vegetação está representada por pastagens e por vegetação secundária, em fases diversas de crescimento:
- Parcas florestas secundárias, remanescentes das ações antrópicas imputadas ao terreno e à região (principalmente nas serras);
- Vegetação invasora predominante;
- Espécies vegetais pioneiras de regeneração natural.
As espécies invasoras e de regeneração natural (gramíneas e leguminosas) possuem um papel muito importante na proteção do solo contra o arraste de partículas, inibindo a erosão.
6
Capítulo 3 - Aspectos Geológicos
3.1 - Geologia Regional e Evolução Tectônica
Os terrenos pré-cambrianos do sudeste brasileiro apresentam uma evolução policíclica indicada pela presença de rochas de idade arqueana a eoproterozóica, afetadas por eventos termotectônicos dos Ciclos Transamazônico e Brasiliano (Hasui & Oliveira, 1984 apud Silva 1999).
O Cinturão Ribeira, ou ainda, a Faixa Móvel Ribeira corresponde à entidade tectônica brasiliana que afeta um embasamento mais antigo, de idades arqueanas e supracrustais eoproterozóicas (Almeida et al, 1973 apud Silva, 1999).
Segundo Tupinambá (2007), a região de Santo Antônio de Pádua (Figura 3) localiza-se no segmento setentrional da Faixa Ribeira, aproximadamente no limite nordeste da Zona de Cisalhamento Paraíba do Sul e limite da Faixa Ribeira com a Faixa Araçuaí. As rochas aflorantes são gnaisses granulíticos intercalados com gnaisses quartzo-feldspáticos, conhecida como unidade Santo Eduardo, metamorfizadas em condições de fácies anfibolito superior a granulito.
Essas rochas foram interpretadas como de origem predominantemente sedimentar (Grossi Sad et al, 1980 apud Silva 1999). Além da seqüência parametamórfica, foram ainda reconhecidas, em pequena proporção, rochas ortoderivadas de fácies granulito (Unidade Bela Joana) e anfibolito superior (Leptinitos Serra das Frecheiras e granada-biotita gnaisses).
A evolução tectônica da região de Santo Antônio de Pádua pode ser compartimentada em dois eventos tectônicos principais: um evento de deformação tangencial (mais antigo) e um transcorrente (mais jovem). A posição geral da foliação dentro e fora das zonas de cisalhamento transcorrente é a mesma, mergulhando dominantemente 70º para SE (Porcher, 1997 apud Silva 1999).
7
3.2 - Litologias
>> Unidade Santo Eduardo
Porcher (1997) apud Silva (1999), diz que essa Unidade constitui-se principalmente por gnaisses granulíticos, de coloração verde-acastanhado, e com ocorrência de piroxênio. A presença de lentes pegmatóides com textura oftalmítica e de grandes augen de plagioclásio (de 5- 7 cm de diâmetro maior) é outra feição característica. Essas, por vezes, estão levemente oblíquas
Figura 3 - Mapa geológico regional de Santo Antônio de Pádua.
8 ao bandamento, sugerindo tratar-se de veios pegmatóides. Hornblenda, biotita e granada são minerais presentes, com a granada aparecendo geralmente sob forma de grandes porfiroblastos alongados. Os gnaisses granulíticos apresentam bandamento bem definido e irregular, com intercalação de bandas félsicas variando de alguns centímetros a poucos metros. Lentes descontínuas ou bandas contínuas de composição máfica ocorrem quando nas porções externas às zonas de cisalhamento transcorrente; enquanto que ao longo das zonas esses gnaisses apresentam trama milonítica, lentes máficas alongadas pela intercalação de bandas máficas e félsicas, e alongamento de porfiroclastos de plagioclásio e piroxênio. São observadas dobras isoclinais intrafoliais transpostas em diversos afloramentos. Intercalados com os gnaisses granulíticos, ocorrem também na Unidade Santo Eduardo, os gnaisses quartzo-feldspáticos (granada-biotita-plagioclásio gnaisses e biotita-plagioclásio-K-feldspato gnaisses). Eles são observados geralmente em coloração clara, acinzentadas ou rosadas. Sua proporção em relação ao gnaisse granulítico aumenta de NW para SE.
Os gnaisses quartzo-feldspáticos milonitizados ocorrem ao longo de toda a área, mostrando variações que originam dois tipos comerciais: “Olho-de-Pombo” (rocha com porfiroclastos de ortoclásio branco) e “Pinta Rosa” (rocha com porfiroclastos de ortoclásio rosa).
>> Unidade Bela Joana
Nesta unidade são encontrados gnaisses charnoquíticos, de coloração verde-acastanhado, com deformação milonítica limitada. Apresentam bandamento bastante homogêneo, marcado por bandas máficas e félsicas, estas podem estar dobradas isoclinalmente ou boudinadas. Veios mais jovens cortam esse bandamento. Essas rochas foram reconhecidas como intrusivas por Porcher (1997) apud Silva (1999).
>> Leptinitos Serra das Frecheiras
Leptinitos gnáissicos félsicos ocorrem em pequenos corpos em um pequeno volume da folha mapeada. Possuem coloração rosada a esbranquiçada, podendo apresentar lentes máficas.
Textura predominantemente fina e equigranular. Sua trama milonítica mostra-se bem desenvolvida e com foliação homogênea, ao longo da zona de cisalhamento transcorrente.
Localmente ocorrem lentes máficas que podem ou não estar estiradas, ou então marcar dobras isoclinais com charneira subhorizontal, paralela à lineação de estiramento (Porcher, 1997 apud Silva, 1999).
9
>> Ortognaisse com Biotita
Esses gnaisses são observados sob coloração cinza, inequigranular, intensidade de deformação variável, atingindo em algumas situações, o estágio milonítico, foliação marcada pela orientação de biotita e porfiroblastos de feldspato. Sua natureza intrusiva é confirmada pelos xenólitos de gnaisse granulítico.
>> Diques Máficos
Os diques encontrados na região são compostos de material diabásico, não metamorfoseado. Exposições contínuas são raras. Têm entre 500 e 4000 m de extensão e largura inferior a 50 m. São paralelos entre si e arranjados segundo N45°E. São atribuíveis ao magmatismo Cretáceo-Terciário do Brasil meridional (Projeto RadamBrasil, 1983 apud Silva, 1999).
3.3 - Geologia Local
A área estudada encontra-se no noroeste da Folha SF-23-X-D-VI-2, do mapeamento geológico sistemático (escala 1:50.000), realizado pelo DRM (1980) apud Silva (1999), para o Estado do Rio de Janeiro e é representada por rochas do Complexo Paraíba do Sul e, as subdivisões, representada por gnaisses quartzo-feldspáticos milonitizados.
Segundo DAYAN (2002), na região de Santo Antônio de Pádua, a Unidade Santo Eduardo/Complexo Paraíba do Sul apresenta-se cortada por um feixe de falhas transcorrentes, ramificadas assintomaticamente a partir da Zona de cisalhamento Paraíba do Sul, encontrando-se a área estudada cortada pela falha Itajara-Pirapetinga. O litotipo predominante que ocorre ao longo dessa estrutura é um gnaisse bandado de protólito sedimentar, de cor cinza escuro, contendo quartzo, plagioclásio, hornblenda, hiperstênio, biotita e granada subordinadamente.
Dentre os acessórios encontramos apatita, allanita, titanita, zircão e opaco. A rocha é porfiroclástica, onde os feldspatos formam boudins com até 15 cm de comprimento. A foliação é definida pela orientação da biotita + horblenda e de lentículas quarzo-feldspáticas, com mergulhos de 60-80° para a direção 130°. Ao longo da área estudada encontramos apenas a litofácies “Olho de Pombo”, mas existem outras variações nos arredores denominados “Granito Fino” e “Pinta Rosa’ explorados comercialmente como rocha para revestimento. As litofácies “Granito Fino”
representa a borda do corpo com textura equigranular e granulometria fina. As litofácies “Olho de Pombo” e “Pinta Rosa” representam as porções centrais do corpo, com textura inequigranular porfirítica, com feldspatos branco na primeira e rosa na segunda. Essas rochas são homogêneas ,
10 exibindo foliação bem marcada, o que confere a rocha a característica fissilidade explorada nas pedreiras. Existem ainda porções de gnaisses as quais tem feições migmáticas a estromáticas.
Estes domínios também fazem parte dos gnaisses bandados e comumente constituem as chamadas “encaixantes” dos gnaisses “olho de pombo”.
Outro tipo litológico não encontrado na área de estudo, porém de grande importância econômica para a região é um gnaisse quartzo feldspatíco chamado comercialmente de “Pedra Madeira”, que apresenta uma enorme variedade de cores, com tonalidades variando de branco, cinza-claro, esverdeado claro a rosado. Essa variedade justifica o interesse dos mineradores da região e sua extração. Ela se encontra disposta na “falha de Santo Antônio de Pádua”. Esta rocha ocorre como corpos lenticulares cujas espessuras não ultrapassam os 30 metros.
11
Capítulo 4 - Planejamentos de Lavra
O Planejamento de lavra é feito a partir de um levantamento geológico (análise da litologia, das estruturas, foliações e fraturas), seguido de um planejamento da explotação (de como a rocha irá ser lavrada da melhor forma para obter lucro).
4.1 - Método de Lavra
A metodologia de lavra mais apropriada para esta pedreira é através de bancadas baixas, como demonstrado nas Figuras 4 e 5. As bancadas são calculadas de acordo com o tamanho comercial dos blocos que serão extraídos para serem serrados. Uma das características para a extração ser feita por bancadas baixas é a presença de uma foliação subvertical penetrativa. As melhores técnicas para aproveitamento da lavra e os rejeitos também serão aproveitados minimizando os impactos ambientais.
Figura 4 - Lavra por bancadas baixas.
Figura 5 – Subdivisão da rocha para obtenção de blocos.
12
4.2 - Técnica de Corte
A melhor técnica de corte é a do Fio Diamantado que já é utilizado em larga escala nos países mais desenvolvidos obtendo todos os aspectos positivos. Os cortes são feitos de forma vertical e horizontal. No corte vertical será utilizado o Fio Diamantado, bem como para a execução do corte de levante. Os cortes horizontais são feitos com argila expansiva para descolar a rocha da superfície de contato.
Os cortes secundários são destinados a separação dos blocos, serão perfurados com diâmetro de 7/8” e cunhas de pressão percutidas manualmente à marreta. Não serão utilizadas cargas explosivas ( pólvora negra e cordel detonante ) para fazer esses cortes, com o objetivo de não danificar a rocha.
4.3 - Perfuratrizes
Não há necessidade de adquirir novas perfuratrizes se a produção mensal for baixa, mas é apropriada a perfuratriz hidráulica quando está utilizando o Fio Diamantado para fazer a passagem do Fio Diamantado.
Por ser hidráulica, reduz significativamente o consumo de ar comprimido e de energia.
4.4 - Cortadeira a Corrente
A Cortadeira a Corrente é uma máquina que veio das minas de carvão e que foi adaptada para a lavra de mármore. É usada com o Fio Diamantado favorecendo e facilitando o corte. Ela se move através de trilhos que tem motor próprio, por um sistema de cremalheira. O sistema de rotação do braço tem um giro de 180° ou 360°, dependendo do modelo da máquina, podendo fazer cortes horizontais e verticais com profundidade de até 3 m e largura de cerca de 6 cm.
Quando está cortando, o braço inclina 30° em relação a horizontal e quando é utilizado em minas subterrâneas, o braço fica em 90°, devido a outro modelo de máquina que tem características melhores.
13
4.5 - Flame Jet
O Flame Jet (Figura 6 e 7) serve para fazer cortes primários de canais na rocha. O corte abre uma fenda com profundidade de até 6m e largura de 10 cm e comprimento que escolher, através de uma chama de maçarico de ~1100°, causando uma dilatação na rocha que é separada pelo calor sob a forma de cavacos. Funciona por ar comprimido (consumo de 250 c.f.m) e óleo diesel (consumo em torno de 35 l/h). Possui velocidade de corte de 1m²/h em rochas graníticas com custo operacional de US$ 70/90m².
Porém o Flame Jet ter um alto custo operacional com o consumo de diesel, causa impactos ambientais (ruídos e produção de poeira tóxica) e por gerar fraturas nas laterais do corte, com perda de 12 cm em cada lateral.
Figura 6 - Utilização de Flame Jet em mármore.
14
4.6 - Fio Diamantado
O Fio Diamantado surgiu na Europa, na década de 70, e a partir daí essa técnica tem conquistado os países que lavram mármores e granitos. Das técnicas de corte para a região de Santo Antônio de Pádua, a melhor é o Fio Diamantado (Figura 8), por exemplo, em Domodossola, conhecido como Serizzo é parecido com o do material em estudo, sendo serrado e polido para revestimentos internos e externos.
De acordo com Crespo (1992), o componente mais importante do fio consiste nessas pérolas, fabricadas por 2 métodos distintos: eletrodepositadas ou sinterizadas. As eletrodepositadas são constituídas segundo um processo químico, que consiste num banho galvânico com um componente de sal de níquel e diamante sintético (40 a 60 mesh) como eletrólito. A sinterização consiste em homogeneizar o metal com o diamante sintético (41 a 50 mesh), fazendo uso de elevadas pressões e temperaturas. A principal diferença entre os dois tipos de pérolas é que nas eletrolíticas, a velocidade de corte decresce linearmente com o uso, enquanto que as sinterizadas mantém uma velocidade de corte constante, durante a vida da pérola. Os autores atentam para a recente tendência a favor das sinterizadas, em vista da diferença significativa em termos de custos operacionais.
Os fabricantes de material diamantado desenvolveram uma nova pérola sinterizada, de menor diâmetro e, consequentemente, surgiu um novo fio diamantado, com 30 pérolas/metro,
Figura 7 - Utilização do Flame em granito.
15 cabo de aço de 3 mm e 49 fios, e pérolas de 6,5 mm de comprimento por 7 mm de diâmetro.
Parece até o momento, que o uso de tais utensílios abrasivos tenha dado resultados positivos em determinados tipos de rochas, particularmente em rochas metamórficas de estrutura cristalina (mármores tipo Carrara, rosa Portugal, brancos e rosa da Grécia e Turquia), ou em rochas metamórficas silicosas, com os serpentinitos da região de Vaimalenco e os verdes dos Alpes (Vidal, 1995). O número de pérolas por metro linear de fio é variável, em função da dureza do material, procurando adequar um tipo de fio para cada situação, com o objetivo de sempre obter- se um maior desempenho das pérolas, aliado a uma velocidade maior de corte. Por motivo de segurança, existem anéis de fixação a cada intervalo constante de fio, evitando que, em caso de rompimento do mesmo, sejam lançadas mais pérolas que a quantidade compreendida naquele intervalo (3 a 5 pérolas). Estes anéis permitem minimizar o deslocamento das pérolas devido à expansão/retração dos espaçadores.
No caso dos mármores, são montadas de 30 a 32 por metro linear, cujos espaçadores são molas, tornando o fio mais flexível. No caso dos granitos, são montadas até 43 pérolas por metro linear, com espaçadores plásticos injetados entre as pérolas e o cabo, servindo para proteger o cabo da lama abrasiva que é formada durante o corte.
Os cortes primários (vertical e de levante) são feitos com o Fio Diamantado (Figura 9) devido suas vantagens que são: alta velocidade e qualidade de corte; não desperdiça quase nenhum material; muito flexível; baixo nível de ruído, poeira e vibração.
Portanto, precisa adquirir uma máquina elétrica com volante de 360°; deslocamento lateral do volante; rotação variável do volante sem perda de potência e painel elétrico com todos os comandos necessários. A máquina possui cabos de ligação do quadro elétrico com a máquina, prensa hidráulica, polias e acessórios de ancoragem/posicionamento, polias auxiliares e carris com cremalheira central (1,5m a 3,0m).
Primeiramente, puxar uma alça de Fio Diamantado na rocha por dois furos ortogonais entre si (um vertical e outro horizontal, para cortes verticais, ou dois furos horizontais, para os cortes horizontais), onde através de movimentos de translação (circular) do fio e da constante força de tração exercida sobre ele, promove-se o desenvolvimento do corte. A polia tracionadora (volante da máquina de corte) é responsável pelo movimento de translação do fio, cujo tensionamento é aplicado de maneira controlada, através do deslocamento para trás da unidade tracionada montada sobre trilhos. Para passar o Fio Diamantado, são utilizadas perfuratrizes rotativas (para mármore) e perfuratrizes rotativo-percussivas (para mármore e granito).
Pela mecânica da polia tracionadora, de 360° de giro e diâmetro de 700 a 1000 mm, e pelo posicionamento estratégico, é possível realizar praticamente todos os tipos de corte para a extração de rochas ornamentais. Na execução dos furos com o Fio Diamantado são utilizadas perfuratrizes diferentes de acordo com a rocha, sendo rotativas para mármore e rotativo- percussivas para mármore e granito.
16 O Fio Diamantado é composto por um cabo de aço de 5 mm de diâmetro com pérolas diamantadas com especos regulares de 10mm a 11mm. As máquinas de corte do Fio Diamantado são potentes e versáteis se movem por trilhos, através de um motor elétrico ou diesel controlado por controle remoto. A potência do motor elétrico varia de 60 H.P e do motor a diesel chega até 100 H.P. O corte feito no mármore tem velocidade linear de 30 a 45 m/s e de 10 a 30 m/s para o granito. A velocidade do corte depende do estado da pérola, da dureza da rocha, da potência do motor e pelo método de corte (horizontal e vertical ascendente e descendente). Para a refrigeração do fio, utiliza água onde no mármore de Carrara, por exemplo, utiliza uma vazão de 50 a 60 l/min.
Figura 8 - Corte com Fio Diamantado.
Figura 9 – Fios Diamantados.
17
Capítulo 5 - Movimentação
A movimentação é um fator essencial para a Pedreira, onde melhora a diversificação dos produtos e atinge uma velocidade de produção muito eficiente. É necessário que sejam instalados equipamentos como: pá carregadeira de pneus tipo do modelo 988B da Caterpillar, guincho de arraste com caixa de marcha e cabo de aço com pau-de-carga para levar os blocos no caminhão (Figura 10) para leva-los até o local de estocagem. Precisa também de caminhões e carrinhos com capacidade de carregar blocos.
Figura 10 - Pau-de-carga auxiliado pelo guincho de arraste para carregar os blocos no caminhão.
18
5.1 - Pá Carregadeira de Pneus
Devido a sua grande mobilidade, sugere-se o uso da pá carregadeira de pneus (Figura 11), guincho de arraste, existente na pedreira, como equipamento auxiliar na movimentação dos blocos, na limpeza da praça, na movimentação de estéril.
5.2 - Guincho de Arraste e “pau de carga”
Deverá ser adquirido um guincho, acoplado com caixa de marcha como equipamento auxiliar para movimentação e carregamento de blocos, e o pau de carga para colocação do bloco sobre o caminhão (com ajuda do guincho).
Figura 11 - Pá carregadeira de pneus.
19
Capítulo 6 - Aproveitamento de Rejeito
Utiliza o rejeito (Figura 12) das demais serrarias para o Britador de Mandíbulas que produz pó de pedra, britas 0, 1 e 2. O projeto foi apoiado pela FAPERJ que patrocinou as máquinas do britador. Também são utilizados os finos das serrarias são utilizados para produzir Argamassa Industrial, tendo apresentado excelentes resultados. São produzidos seixos artesanais e paralelepípedos que estão sendo vendidos por encomenda.
Figura 12 - Pilha de Rejeito.
20
6.1 - Argamassa Industrial
Na produção de argamassa industrial, os resíduos finos das serrarias (Figura 13) substituem o calcário e as aparas, que são transformados em areia artificial, substituindo as areias de quartzo (que são extraídos várias vezes por empresas clandestinas que nem tem cuidado com o meio ambiente), tem apresentado excelentes resultados. Em ensaios realizados, a resistência a compressão da argamassa produzida com os resíduos finos foi melhor do que a fabricada com calcário.
Um fabricante de argamassa industrial realizou um teste, onde a argamassa feita com os resíduos finos das serrarias foi aplicada em um tijolo cerâmico comum, sem chapisco, seco e escovado. Na aplicação da argamassa foram utilizados 15% de água, tornando sua mistura com boa aderência e trababilhidade.
Figura 13 - Resíduos finos das serrarias na Argamil.
21
6.2 - Seixos Decorativos
Na pedreira Cachoeira Alegre, estão utilizando seixos na produção de seixos decorativos que tem apoio da FAPERJ. Foram compradas sucatas de diversas fabricas da região para construir um protótipo para fabricar os seixos decorativos (Figura 14). O protótipo apara as arestas dos blocos para a fabricação de seixos rolados (Figura 15) e torna-se artesanal. Na ultima visitação à pedreira (Fev/2013), constatamos que a produção esta muito baixa, e estão trabalhando na melhoria de tecnologia para ampliação da produção. Assim, no momento (Março de 2013) esse aproveitamento só está sendo realizado a medida que o Empresário recebe encomendas.
Figura 14 - Protótipo para fabricar os seixos decorativos.
Figura 15 - Seixos Decorativos.
22
6.3 - Paralelepípedos
Parte dos rejeitos são transformados em paralelepípedos (Figura 16) que estão tendo mais demanda na região desde 2011, que favorece em uma redução do impacto ambiental.
6.4 - Brita
A partir de 2011, foi adquirido britadores (Figura 17 e 18) patrocinados pela FAPERJ devido a demanda na região para a produção de brita de classe pó-de-pedra, brita 0, brita 1 e brita 2 que são separadas por peneiras (Figura 19) e são utilizados os rejeitos da Pedreira e também são trazidos da Argamil e devolvidas para Argamil como pó de pedra reduzindo praticamente todo o rejeito minimizando os impactos ambientais. As vendas são mais fracas no fina e início do ano, mas apartir de Março aumenta as encomendas. As máquinas da aparelhagem são 1 Britador 50x30 Luporine, uma rebritadeira 80x13 Luporine e ua peneira vibratória Allis Charme (2,5mx1m) com 4 decks para separar em póde pedra, brita 0, 1 e 2. A capacidade de produção e de 100m³ (de material total) em 8 horas de serviço. No momento a produção está baixa de 500m³/mês.
Figura 16 – Paralelepípedos.
23 Figura 17 - Britador de mandíbulas.
Figura 18 - Britador de mandíbulas.
24 Figura 19 - Peneira para separar pó de pedra, brita 0, 1 e 2.
25
Capítulo 7 - Conclusão e Considerações Finais
Através dos dados obtidos durante a pesquisa verifica-se que a utilização do Fio Diamantado é uma das metodologias que provoca menos perda de material ao minério lavrado.
Em consequência, o material extraído se torna mais apropriado para o corte tanto em relação as suas dimensões quanto em relação a sua geometria possibilitando chapas mais homogêneas.
Com isso, o volume de estéril (rejeito) acaba sendo bastante reduzido o que compromete menos o meio ambiente, ou seja, gera menos impacto ambiental.
Além disso, não coloca em risco a integridade física do controlador e dos funcionários que estão próximos uma vez que o controle do equipamento é realizado à distância diferentemente do Flame Jet que por ser um verdadeiro maçarico gigante, obriga seu manipulador a ficar junto ao equipamento e qualquer falta de atenção pode causar acidentes irreparáveis.
26
Referências Bibliográficas
ALMEIDA, F.F.M. de, AMARAL, G., CORDANI, U.G. & KAWASHITA, K. (1973) - The precambrian evolution of the south american cratonic margin of the Amazon river.In: NAIRN, AE.M. & STEHLL, F.G. ed. The ocean basins and margins.
New York, Plenum Publ. Co., v. 1, p. 411-446.
CRESPO, A. (1992) - Novas tecnologias para extração de rochas ornamentais. Revista Rochas de Qualidade, n° 110, p. 95-100.
DAYAN, H. (2002) - Mapeamento Geológico – Estrutural de Santo Antônio de Pádua, Rio de Janeiro (D.G / UFRJ).
DRM - Departamento de Recursos Minerais (1980).
GROSSI SAD, J.H. & DONADELLO MOREIRA, M. (1980) - GEOLOGIA E RECURSOS MINERAIS DA FOLHA SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA, ESTADO DO RIO DE JANEIRO, BRASIL. Mapa Geológico e Texto Explicativo. Convênio DRM- GEOSOL. Niterói. In: SILVA, R. E. C. (1999). ESTUDO GEOLÓGICO-AMBIENTAL DE UMA PEDREIRA DE ROCHA ORNAMENTAL NO MUNICÍPIO DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA - RJ.
HASUI, Y. & OLIVEIRA, M.A F. de (1984) - PROVÍNCIA MANTIQUEIRA, SETOR CENTRAL In: SILVA, R. E. C. (1999).
ESTUDO GEOLÓGICO-AMBIENTAL DE UMA PEDREIRA DE ROCHA ORNAMENTAL NO MUNICÍPIO DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA - RJ.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE (1977) - Geografia do Brasil. Rio de Janeiro.
PORCHER, C.C. (1997) - RELAÇÕES ENTRE METAMORFISMO E DEFORMAÇÃO NA FAIXA RIBEIRA: REGIÕES DE TRÊS RIOS E SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA (RJ). Tese de Doutorado – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Departamento de Geociências. 334 p. In: SILVA, R. E. C. (1999). ESTUDO GEOLÓGICO-AMBIENTAL DE UMA PEDREIRA DE ROCHA ORNAMENTAL NO MUNICÍPIO DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA - RJ.
RADAMBRASIL (1983) - Folhas SF 23/24 Rio de Janeiro/Vitória. Ministério das Minas e Energia. Secretária Geral, 775p, Rio de Janeiro. In: SILVA, R. E. C. (1999). ESTUDO GEOLÓGICO-AMBIENTAL DE UMA PEDREIRA DE ROCHA ORNAMENTAL NO MUNICÍPIO DE SANTO ANTÔNIO DE PÁDUA - RJ.
VIDAL, F.W.H. (1995) - A Indústria Extrativa de Rochas Ornamentais no Ceará. São Paulo. Dissertação de Mestrado – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Minas. 178 p.
