Adição experimental de novos materiais às argilas da região do polo cerâmico de Santa Gertrudes (SP)

(1)

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Instituto de Geociências e Ciências Exatas Departamento de Petrologia e Metalogenia

Campus de Rio Claro

ADIÇÃO EXPERIMENTAL DE NOVOS MATERIAIS ÀS ARGILAS DA REGIÃO DO PÓLO CERÂMICO DE SANTA GERTRUDES (SP)

Lineo Aparecido Gaspar Junior

Orientadora: Profa. Dra. Maria Margarita Torres Moreno

Tese de Doutorado elaborada junto ao curso de Pós-Graduação em Geociências, Área de

Concentração em Geologia Regional para Obtenção de Título de Doutor em Geociências

Rio Claro (SP) 2003

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IN MEMORIAN

Ao meu pai Lineo Aparecido Gaspar e ao grande amigo Professor Doutor José Vicente Valarelli

(3)

Dedicado a minha família, minha mãe Elena, meus irmãos Alexandre e Fernanda

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AGRADECIMENTOS

• A minha orientadora Professora Doutora Maria Margarita Torres Moreno, pela sua ajuda, amizade e conselhos durante o desenrolar de todo o projeto.

• Aos Professores Antenor Zanardo, Antônio Carlos Arthur, Joel Carneiro de Castro, Tamar Galembeck, Marco Aurélio Farias de Oliveira, Antônio José Ranali Nardy e Gilda Carneiro pela assessoria e dados fornecidos durante todas as etapas do trabalho.

• Aos técnicos dos laboratórios do IGCE-UNESP, principalmente ao ex-Técnico Wendel Mijolario do Laboratório de Cerâmica da UNESP, pelo seu auxílio nas análises físicas.

• À FAPESP pela ajuda financeira, importantíssima na realização deste projeto • Aos doutorandos Sérgio Ricardo Christofolleti, Marcos Henrique de

Oliveira Souza, Helber Thomazella e Marcos Roberto Masson pela amizade e confiança depositadas.

(5)

SUMÁRIO

Página

Índice...i

Índice de Quadros...iv

Índice de Figuras...vi

Índice de Gráficos. ...vii

Índice de Anexos...x

Resumo. ...xi

Abstract...xii

1 – Introdução...01

2 - Objetivos...02

3 – Panorama do Mercado de Cerâmica para Revestimentos ...03

4 – A Mineração de Argilas no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes ...04

5 - Aspectos Fisiográficos da Região da Mina Sartori...11

6 - Revisão de Trabalhos Anteriores...15

7 - Geologia Regional...24

8 – Materiais e Métodos...44

9 - Resultados e Discussões...72

10 - Conclusões...142

(6)

ii

ÍNDICE

página

1 - INTRODUÇÃO ... 01

2 - OBJETIVOS ... 02

3 – PANORAMA DO MERCADO DE CERÂMICA PARA REVESTIMENTOS ... 03

4 – A MINERAÇÃO DE ARGILAS NO PÓLO CERÂMICO DE SANTA GERTRUDES ... 04

4.1 – Principais Minas Conhecidas ... 04

4.2 – Mineração das Minas de Argila ... 07

4.3 – O Processo Cerâmico por Via Seca... 08

4.4 - Reservas Conhecidas e Vida Útil das Minas de Argila ... 10

5 - ASPECTOS FISIOGRÁFICOS DA REGIÃO DA MINA SARTORI... 11

5.1 - Localização e Vias de Acesso... 11

5.2 - Clima ... 13

5.3 - Aspectos Geomorfológicos ... 13

5.4 - Hidrografia... 13

5.5 - Cobertura Vegetal... 14

5.6 - Aspectos Pedológicos ... 14

6 - REVISÃO DE TRABALHOS ANTERIORES ... 15

7 - GEOLOGIA REGIONAL ... 24

7.1 – No Contexto Geológico da Mina Sartori... 24

7.1.1 - Considerações Iniciais ... 24

7.1.2 - Estratigrafia... 24

Super Grupo Tubarão Sub Grupo Itararé ... 25

Formação Tatuí... 26

Grupo Passa Dois Formação Irati ... 26

Formação Corumbataí... 27

Grupo São Bento Formação Pirambóia... 28

Corpos Intrusivos Associados ... 29

Coberturas Cenozóicas Formação Rio Claro ... 30

Aluviões e Coluviões... 31

7.1.3 - Geologia Estrutural ... 35

7.2 – Na Área de Extração dos Aditivos no Contexto Geológico Regional ... 37

7.2.1 - Considerações Iniciais ... 37

7.2.2 – Bloco Jundiaí... 38

7.2.2.1 – Complexo Amparo... 38

7.2.2.2 - Grupo Itapira... 39

7.2.3 – Bloco São Roque ... 39

7.2.3.1 - Grupo São Roque ... 39

(7)

ii

7.2.4.1 - Complexo Granítico Itu ... 41

7.2.4.2 – Complexo Granitóide São Roque ... 41

7.2.5 - Geologia Estrutural ... 42

8 –MATERIAIS E MÉTODOS ... 44

8.1 – Seleção e Composição de Amostras ... 46

8.1.1 – Trabalhos de Campo... 46

8.1.2 – Composição das Amostras em Laboratório ... 52

8.2 – Análises e Ensaios ... 56

8.2.1 – Análises Mineralógicas ... 56

8.2.1.1 - Descrição Macroscópica e Microscópica... 57

8.2.1.2 - Difratometria de Raios X (DRX)... 57

8.2.1.3 - Análise Térmica Diferencial (ATD) e Termogravimétrica (ATG) ... 58

8.2.2 – Análises Químicas ... 59

8.2.2.1 - Análise de Elementos por Fluorescência de Raios-X (FRX)... 60

8.2.2.2 - Capacidade de Troca Catiônica (CTC)... 61

8.2.2.3 - Carbono Orgânico... 61

8.2.3 – Ensaios Físicos... 62

8.2.3.1 – Realizados nas Amostras do Níveis da Mina Sartori ... 62

Umidade ... 63

Granulometria de Prensagem... 63

Volume Aparente... 63

Módulo de Ruptura à Flexão (MRF) ... 64

Absorção de Água e Porosidade Aparente ... 65

Massa Específica Aparente (MEA) ... 65

Retração de Secagem... 66

Retração de Queima ... 66

Perda ao Fogo... 66

Cor... 67

Grau de Sinterização ... 67

Dilatação Térmica Linear... 67

8.2.3.2 - Realizados nas Misturas dos Níveis da Jazida Sartori e Amostra Unicer ... 67

8.2.3.3 - Realizados nas Misturas Aditivadas Queimadas em Forno de Laboratório... 68

8.2.3.4 - Realizados nas Misturas Aditivadas Queimadas em Forno Industrial... 68

9 - RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 72

9.1 - Descrição Macroscópica e Microscópica dos Aditivos... 72

9.2 - Caracterização Mineralógica (DRX) ... 77

A) Dos Níveis da Jazida Sartori e Amostra Unicer... 77

B) Dos Materiais Utilizados Como Aditivos ... 77

9.3 - Caracterização do Comportamento Térmico (ATD e ATG) ... 81

(8)

ii

9.4 - Composição Química (FRX) ... 84

B) Dos Materiais Utilizados Como Aditivos ... 84

C) Influência dos Elementos Químicos nos Materiais Cerâmicos ... 89

9.5 - Capacidade de Troca Catiônica (CTC) ... 93

9.6 - Carbono Orgânico ... 94

9.7 - Ensaios Físicos ... 96

A) Das Amostras dos Níveis da Jazida Sartori ... 96

B) Das Misturas Compostas pelos Níveis da Jazida Sartori ... 101

C) Das Misturas Aditivadas Queimadas em Forno de Laboratório ... 108

D) Ensaios Físicos das Misturas Aditivadas Queimadas em Forno Industrial... 129

D.1) Queimados em Forno Industrial a Temperatura de 1138°C...129

D.2) Queimados em Forno Industrial a Temperatura de 1171°C...136

10 - CONCLUSÕES ... 142

(9)

v

ÍNDICE DE QUADROS

Página

Quadro 1: Relação das principais lavras de Argila do Pólo Cerâmico de

Santa Gertrudes ... 06

Quadro 2: Reservas de Argilas conhecidas no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes ... 10 Quadro 3: Dados de produção de massas (para Revestimentos Cerâmicos) e

pisos (em m2) no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes em 2002 ... 10

Quadro 4: Composição percentual das misturas realizadas com os

níveis argilosos puros da Jazida Sartori... 51

Quadro 5: Composição percentual das misturas realizadas em laboratório

com os aditivos... 54

Quadro 6: Composição percentual das misturas aditivadas queimadas em

forno industrial... 55

Quadro 7: Valores de distribuição granulométrica de prensagem para as

massas aditivadas... 69

Quadro 8: Valores de densidade aparente a cru determinados para as

amostras... 70

Quadro 9: Síntese da Composição Mineralógica das Rochas Utilizadas

como Aditivos ... 76

Quadro 10: Análise dos Elementos Maiores (valores expressos

em porcentagem de óxidos; referente à amostras secas) das amostras

estudadas ... 88

Quadro 11: Dados de Capacidade de Troca Catiônica para as amostras

da jazida Sartori e amostras UNICER e Tt ... 93

Quadro 12: Resultados da Análise de Carbono Orgânico para as amostras

da Jazida Sartori e das amostras UNICER e Tt ... 94

Quadro 13: Grupos de Absorção de água (retirado da Norma

técnica NBR 13817 da ABNT, 1997)... 99

Quadro 14: Codificação dos Grupos de absorção de água em função

dos métodos de fabricação (retirado da Norma técnica NBR 13817

(10)

v

Quadro 15: Limites estabelecidos pelas Normas Técnicas para Pisos e

Revestimentos Prensados (retirado da norma técnica NBR 13818

da ABNT, 1997 ... 100

Quadro 16: Valores Utilizados para as argilas do Pólo de Santa

Gertrudes para Confecção de Pisos e Revestimentos (segundo o

Laboratório de Ensaios Físicos de Santa Gertrudes)... 100

Quadro 17: Teor de Fundentes (CaO+Na2O+K2O) dos Aditivos

Adicionados às massas cerâmicas... 112

Quadro 18: Classificação dos produtos fabricados com as argilas da Jazida

Sartori e argila Tatuí, quanto a absorção de água em função dos métodos

de fabricação... 120

Quadro 19: Análise comparativa entre os valores das propriedades das

amostras MDB-Ig, MGN-Ig (15x7 cm) e os seus hipotéticos correspondentes com dimensões 36x36cm (MDB-LP e MGN-LP)... 133

Quadro 20: Classificação aproximada dos produtos queimados em forno

industrial a temperatura de 1138°C, quanto à absorção de água, em

função do processo de queima e tamanho ... 133

Quadro 21: Classificação aproximada dos produtos queimados em forno

industrial a temperatura de 1171°C, quanto à absorção de água, em

(11)

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

Página

Figura 01: Mapa de Localização das Principais Minas do Pólo Cerâmico

de santa Gertrudes... 05

Figura 02: Fluxograma do processo de produção via seca de revestimentos

prensados... 09

Figura 03: Mapa de Localização da Área de Estudo correspondente a Mina Sartori.... 12 Figura 04: Mapa Geológico da Região ... 32 Figura 05: Carta Estratigráfica da Bacia do Paraná ... 33 Figura 06: Detalhe da Carta Estratigráfica da Bacia do Paraná, destacando a

Formação Corumbataí, alvo do presente estudo ... 34

Figura 07: Arcabouço Estrutural da Bacia do Paraná ... 36 Figura 08: Fluxograma da Metodologia Utilizada no Desenvolvimento deste

Trabalho... 45

Figura 09: Mapa de Localização das Pedreiras e Afloramentos Utilizados para

coleta de Materiais Empregados como Aditivos ... 49

Figura 10: Perfil Estratigráfico da Mina Sartori... 50 Figura 11: Perfil Estratigráfico do afloramento utilizado para a coleta da

amostra Tt ... 51

Figura 12: Diagrama Ternário de SiO2 X Al2O3 X Fundentes (Na2O+CaO+K2O)

Das amostras coletadas... 92

Figura 13: Curva de Queima em forno Gradiente Maitec ... 109 Figura 14: Curva de Queima do forno de rolo horizontal da marca Sackmi da

Indústria Cerâmica Delta... 131

Figura 15: Curva de Queima do forno de rolo horizontal da Indústria Cerâmica

(12)

ix

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Página

Gráfico 1: Concentração dos Elementos Maiores e Menores Obtidos por FRX

nas amostras de argila da jazida Sartori e Unicer... 87

Gráfico 2: Concentração dos Elementos Maiores e Menores Obtidos por FRX

nas amostras dos aditivos ... 87

Gráfico 3: Análise de Capacidade de Troca Catiônica (CTC) ... 95 Gráfico 4: Ensaio de Carbono Orgânico ... 95 Gráfico 5: Comparação dos valores de Módulo de Ruptura à Flexão das

amostras dos níveis da Mina Sartori e das Misturas dos níveis... 103

Gráfico 6: Comparação dos valores de Absorção de Água das amostras

dos níveis da Mina Sartori e das Misturas dos níveis ... 103

Gráfico 7: Comparação dos valores de Porosidade Aparente das amostras

dos níveis da Mina Sartori e das Misturas dos níveis ... 104

Gráfico 8: Comparação dos valores de Retração Linear de Queima das

amostras dos níveis da Mina Sartori e das Misturas dos níveis... 104

Gráfico 9: Dilatação Térmica Linear para as amostras de argila da

Mina Sartori, amostra UNICER e das massas compostas pelas

Misturas entre os níveis ... 105

Gráfico 10: Comparação das Propriedades Físicas Cerâmicas das argilas

da Mina Sartori, das misturas entre os níveis e da amostra UNICER à 1020°C ... 106

Gráfico 11: Comparação das Propriedades Físicas Cerâmicas das argilas

Gráfico12: Comparação das Propriedades Físicas Cerâmicas das argilas

Gráfico 13: Distribuição Granulométrica de Prensagem das amostras da Mina

Sartori e das misturas entre esses níveis ... 107

Gráfico 14: Comparação dos Valores de Módulo de Ruptura à Flexão das

(13)

ix

Gráfico 15: Comparação dos Valores de Absorção de Água das amostras

aditivadas à 1020, 1070 e 1120°C ... 121

Gráfico 16: Comparação dos Valores de Porosidade Aparente das amostras aditivadas

à 1020, 1070 e 1120°C ... 122

Gráfico 17: Comparação dos Valores de Retração Linear de Queima das

amostras aditivadas à 1020, 1070 e 1120°C... 122

Gráfico 18: Comparação das Propriedades Físicas Cerâmicas das Massas

aditivadas à 1020°C ... 123

Gráfico 21: Distribuição Granulométrica de Prensagem das amostras aditivadas

com filito e granitos Itu 1 e Itu 2, queimados em forno de laboratório... 124

com o granito São Roque, diabásio e o gnaisse do Complexo Itapira, queimados

em forno de laboratório... 125

com o quartzito do Complexo Itapira, siltito argiloso da Formação Tatuí e

siltito Tatuí puro, queimados em forno de laboratório... 126

Gráfico 24: Comparação dos resultados obtidos de Módulo de Ruptura à

Flexão dos corpos de prova queimados à 1120°C ... 127

Gráfico 25: Comparação dos resultados obtidos de Absorção de Água dos

corpos de prova queimados à 1120°C ... 127

Gráfico 26: Comparação dos resultados obtidos de Porosidade Aparente dos

corpos de prova queimados à 1120°C ... 128

Gráfico 27: Comparação dos resultados obtidos de Retração Linear de Queima

dos corpos de prova queimados à 1120°C ... 128

Gráfico 28: Comparação das propriedades físico-cerâmicas entre os corpos de

prova de 7x2 cm queimados a 1120°C em forno de laboratório (amostras MDB-1

(14)

ix

MGN-Ip) ... 134

prova de 7x2 cm (amostras MDB-Ip e MGN-Ip) com os corpos de 15x7 cm (amostras

MDB-Ig e MGN-Ig) todos queimados em forno industrial a 1138°C ... 134

com o diabásio e gnaisse do Complexo Itapira, queimados em forno industrial a

1138°C ... 135

prova de 7x2 cm (amostras MTD-1p, MTD-2p e MTD-3p) com os corpos de 15x7 cm (amostras MTD-1g, MTD-2g e MTD-3g) todos queimados em forno

industrial a 1171°C... 140

Gráfico 32: Distribuição Granulométrica de Prensagem das amostras compostas

de argila Tatuí (como massa base) aditivadas com diabásio, queimados em forno Industrial a 1171°C... 141

(15)

x

ÍNDICE DE ANEXOS

• ANEXO - 1: FOTOS

• ANEXO - 2: DIFRATOGRAMAS • ANEXO - 3: TERMOGRAMAS

• ANEXO - 4: PLANILHAS DE ENSAIOS FÍSICOS

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xi

RESUMO

Apesar do processo por via seca não permitir grandes quantidades de aditivos na composição das massas cerâmicas em relação ao processo por via úmida, nada impede que sejam utilizados outros materiais, a fim de melhorar propriedades químicas, reduzir ciclos de queima e economizar energia e combustível, além de racionalizar o uso de jazidas de argila, impedindo que os rejeitos dessas minas contribuam como poluentes para o meio ambiente. O objetivo principal deste trabalho consiste em adicionar filitos do Grupo São Roque, granitos dos Complexos Graníticos Itu e São Roque, rochas intrusivas básicas da região de Limeira, gnaisses e quartzitos do Complexo Itapira e siltitos argilosos da Formação Tatuí às argilas da mina Sartori (Formação Corumbataí) procurando-se melhorar as propriedades cerâmicas dessa massa e demonstrar que a adição de aditivos naturais pode contribuir na solução de muitos problemas apresentados pelas industrias cerâmicas .da região. A metodologia baseou-se na caracterização química (determinação da quantidade de elementos maiores e menores, Capacidade de Troca Catiônica e carbono orgânico), mineralógica (descrição microscópica, Difração de Raios X e análise térmica) e física (ensaios tecnológicos cerâmicos) das referidas argilas, assim como dos aditivos citados, buscando relacionar essas características mineralógicas e químicas com o bom ou péssimo desempenho das massas cerâmicas nos ensaios físicos.

Todas as massas aditivadas , apresentaram bons resultados segundo as Normas 13817 e 13818 da ABNT, podendo ser utilizados como pisos e revestimentos cerâmicos. Destacam–se com os melhores resultados de propriedades cerâmicas os corpos de prova aditivados com diabásio, gnaisse, quartzito e o siltito argiloso da Formação Tatuí. A amostra pura de siltito argiloso da Formação Tatuí foi testada como material para revestimento cerâmico, não apresentando bons resultados. Essa amostra pura apresenta um grande potencial para cerâmica vermelha (tijolos e telhas).

(17)

xi

ABSTRACT

In spite of the dry way process does not require great amounts of addictive in the composition of the ceramic masses, in relation to the wet way process, nothing prevents that other materials can be used, in order to improve chemical properties, reduce firing cycles and save energy and fuel, besides rationalizing the usage of the clay mines, preventing that the wastes of these mines contribute as poluents to the environment. The main objective of this work consists of adding phyllites from São Roque Group, granites from the Itu and São Roque Granitic Complex, basic intrusive rocks from the region of Limeira, gnaisses and quartzites from the Itapira Complex and siltstones from the Tatuí Formation to the clays from the Sartori mine (Corumbataí Formation), in order to improve the ceramical properties of this ceramic mass and display that the add of natural materials may contribute in the solution of many problems faced by the ceramic industries of the region. The approach based on the chemical characterization (determination of the amount of larger and smaller elements, Cathionic Exchange Capacity and organic carbon), mineralogical (microscopic description, X-Ray Diffraction and thermal analysis) and physical (ceramic technological assays) of the referred clays, as well as of the addictives mentioned above, trying to relate the chemical and mineralogical characters with the good or bad performance of the ceramic masses at the physical assays.

All the materials added in the masses from Corumbataí Formation presented good results according to ABNT Norms, and they can be used as floor and wall tiles as well. The best ceramic mass were those added with diabase, gnaisse, quartzit and clay siltstone from Tatuí Formation. The sample of Tt pure was analyzed as raw material for the floor tiles, and it didn’t present good results. This sample has a great potential for heavy clay proudcts (bricks and roof tiles).

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1

1 - INTRODUÇÃO

O Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, na última década, ultrapassou em produção os outros pólos cerâmicos brasileiros tradicionais, tornando-se referência nacional em pavimentos cerâmicos. Entretanto em relação à matéria-prima , esta não foi alvo de forte mudança ou incremento de tecnologia de produção. Apesar da produção em larga escala, a qual obriga investimentos em máquinas (tratores, caminhões, etc.) não houve mudança no sistema de produção, em geral ocorreu apenas ampliação de capacidade produtiva. Entre as pequenas inovações ocorridas pode-se citar a inclusão de operações tradicionais das minerações, que não eram até então praticadas, tais como: britagem primária (destorroador); desmonte por explosivo e incremento de moinhos pendulares na moagem. Entretanto, esses incrementos são pequenos se comparados à tecnologia de produção cerâmica.

As argilas da Formação Corumbataí, no momento a única matéria-prima utilizada, têm sido intensivamente estudadas e o resultado destes estudos se reflete na melhoria da qualidade dos produtos. No entanto, como praticamente todas as industrias do pólo trabalham pelo método de produção por via seca, criou-se a falsa idéia de que somente as argilas devem ser usadas na massa cerâmica, sem o uso de aditivos. Esta mentalidade está criando um problema grave a médio e longo prazo: o mau aproveitamento e o esgotamento precoce das minas de argila conhecidas (estimou-se um tempo de vida útil de 14 anos para as minas atualmente em operação). A própria UNICER (União dos Ceramistas, que formula e repassa massas cerâmicas para algumas indústrias da região) tem tido problemas em estabilizar um padrão de massa cerâmica, devido à necessidade constante de mudança de minas, assim como às variações que ocorrem nestas.

Apesar do processo por via seca não permitir grandes quantidades de aditivos na composição das massas cerâmicas em relação ao processo por via úmida, nada impede que sejam utilizados outros materiais, em menor quantidade, a fim de melhorar propriedades químicas, reduzir ciclos de queima e economizar energia e combustível, além de racionalizar o uso de minas de argila, já que mesmo dentro destas vários níveis são desperdiçados. Ao invés de serem combinados para poderem ser aproveitados, estes níveis são simplesmente tratados como rejeito, e empilhados em botas-fora, sendo que muito desses rejeitos contribuem como

(19)

2

poluentes para o meio ambiente. Uma utilização racional destes níveis também auxiliaria no aumento da vida útil da mina.

A localização geológica do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes é privilegiada. Além de estar assentado sobre as argilas da Formação Corumbataí pertencentes à Bacia Sedimentar do Paraná, existem na região e nas adjacências outras litologias que possuem grande potencial cerâmico, mas ainda não foram amplamente estudadas como, por exemplo, as ocorrências de granitos das regiões de Itu e São Roque; as de filitos da região de Jundiaí; as gnaisses e quartzitos dos arredores da cidade de Itapira; os siltitos argilosos da Formação Tatuí e os diabásios da região de Limeira, entre outros.

2 - OBJETIVOS

O objetivo principal deste projeto é analisar a viabilidade tecnológica da introdução de aditivos na formulação de massas cerâmicas básicas no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, até agora baseado tão somente em folhelhos, argilitos e siltitos da Formação Corumbataí pertencentes à Bacia Sedimentar do Paraná.

Para atingir esse objetivo foram caracterizadas química, textural, tecnológica e mineralogicamente rochas sedimentares da Mina Sartori pertencentes à Formação Corumbataí, para serem utilizados como material base, e outros materiais possíveis de aditivação à massa cerâmica, para melhorar a qualidade do produto final, uma vez que as indústrias cerâmicas da região estão procurando se adequar às exigências das normas NBR 13816, 13817 e 13818 da ABNT (1997).

. Entre os materiais tidos como possíveis aditivos e testados nesse estudo incluem-se: os filitos do Grupo São Roque; os granitos do Complexo Granítico São Roque, os granitos do Complexo Granítico Itu; os gnaisses e quartzitos do Grupo Itapira; os rejeitos de pedreiras de basaltos e diabásios e sedimentos argilosos e siltitos da Formação Tatuí.

Estes resultados poderão servir de base para um melhor aproveitamento das minas, prolongando a vida útil destas, além de possibilitar um melhor planejamento da utilização dos rejeitos, não gerando grandes danos ao meio ambiente. Esse estudo contribuirá também na redução de custos e na melhoria da qualidade dos produtos cerâmicos, podendo ser utilizado como um guia para a incorporação de

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3

materiais semelhantes localizados nas proximidades de outras minas. Ressalta-se ainda que apesar de atualmente a Mina Sartori estar paralisada (devido ao dinamismo no processo produtivo, com abertura e fechamento de empreendimentos mineiros), os dados coletados, tratados e interpretados nesta pesquisa podem ser reproduzidos para outras minas, dada as similaridades entre elas, desde com os devidos ajustes dos materiais utilizados sejam feitos.

3 - PANORAMA DO MERCADO DE CERÂMICA PARA REVESTIMENTOS

Durante a última década, especialmente após a implantação do Plano Real, o Setor de Cerâmica para Revestimentos experimentou uma fase de grande crescimento, tanto do Mercado Interno, como do Mercado Externo. As vendas no Mercado Interno que em 1991 eram de 150 milhões de m2/ano, atingiram no ano de 2000, a marca de 393 milhões de m2. No ano de 2001 houve uma estabilização e os números até agora consolidados apontam para um resultado similar ao de 2000. Tal fato deve-se à instabilidade econômica argentina que causou uma certa retração do consumo em diversos segmentos, a elevação da taxa de juros, o aumento dos custos de matérias-primas e principalmente dos insumos cujos preços são controlados pelo governo, como GLP, gás natural e energia elétrica, além do racionamento de energia, outro fator que dificultou o crescimento das empresas no Mercado Interno e Externo.

Quanto ao Mercado externo, em que o Brasil ocupa a 4a posição como maior exportador mundial, o volume de exportações que em 1991 era de 13,9 milhões de m2, quase quadruplicou até 2000, atingindo a marca de 47,5 milhões de m2, equivalentes a US$ 182 milhões de dólares. Em 2001, o crescimento que se observou nos últimos 10 anos não se repetiu e o volume total de exportações ficou em US$ 175 milhões. Os motivos principais foram à retração dos maiores mercados, os Estados Unidos, após os atentados terroristas de Setembro e a Argentina e sua crise interna.

Para o ano de 2002 o governo projeta um crescimento do PIB entre 3 e 4%. Acredita-se que isso seja factível e espera-se também um crescimento da ordem de 4% a 5% para o Mercado Interno e 12% para as exportações. Os dois primeiros meses do ano de 2002 comparados a 2001 já apontam para um crescimento de 17% no Mercado Externo. Isso se deve principalmente à concentração das atenções

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4

em outros mercados, de forma a diminuir a dependência dos Estados Unidos e Argentina, que antes respondiam pôr quase metade dos negócios. Exporta-se atualmente para 118 países em todos os continentes (segundo o Anuário Brasileiro de Cerâmica 2002).

4 - A MINERAÇÃO DE ARGILAS NO PÓLO CERÂMICO DE SANTA GERTRUDES

As argilas são as principais matérias-primas para a confecção de massas para cerâmica vermelha. Esta indústria caracteriza-se por processar grandes volumes de matérias-primas, de baixo preço no mercado, sendo necessário que o custo de produção seja competitivo no mercado consumidor. As indústrias cerâmicas geralmente estão localizadas próximo às minas, que são exploradas quase sempre pelos próprios donos das cerâmicas.

4.1 - Principais Minas Conhecidas

Todas as minas do pólo cerâmico de Santa Gertrudes encontram-se associados aos sedimentos da Formação Corumbataí (Permocarbonífero da Bacia do Paraná). As rochas sedimentares utilizadas variam de termos extremamente argilosos (folhelhos, argilitos) a termos mais grossos, como siltitos e siltitos arenosos. Para a composição da massa há, geralmente, uma mistura de rocha fina e fresca, mais fundente, com rocha parcialmente alterada. A figura 1 representa a localização das principais minas do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes.

Destacam-se áreas de extração de médio à grande porte (> 1ha) nas localidades de Assistência, Campo do Cocho, Batovi, no perímetro urbano de Rio Claro (Bairro Boa Vista), na estrada velha para Ipeúna e em Ajapi (Figura 1, Quadro 1). No município de Limeira, destaca-se a Mina Cruzeiro, considerada uma área de extração de médio a grande porte, onde além da exploração de argilas para cerâmicas, ocorre a exploração de calcários dolomíticos.

(22)

Figura 1: Mapa de localização das Principais minas do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes (modificado de MASSON, 1998)

LEGENDA RODOVIAS CIDADES DRENAGENS ESCALA: 1:350.000 5 - JAZIDA SARTORI 6 - JAZIDA VITTI 7 - JAZIDA PARALLUPI 8 - JAZIDA ALMEIDA 10 - '' 11 - '' 12 - '' 13 - JAZIDA BUSCHINELLI 14 - JAZIDA JACUTINGA 15 - JAZiDA ITAQUERI

9 - JAZIDA CAMPO DO COCHO JAZIDAS 1 - JAZIDA CRUZEIRO 2 - JAZIDA PERUCHI 3 - JAZIDA GRANUNCIO 4 - JAZIDA TUTI 47 30 RI O PAS SA C IN CO C A_B E_Ç A D A R IO R O D A N H A G U E R A R O D A N H A G U E R A IPEUNA AJAPI SP SP SP SP LIMEIRA ARARAS ROD W. L UIS ROD W. L UIS N 1 2 3 5 6 7 10 9 12 11 8 13 14 15 4 47 45 22 15 22 30, , 47 45 , , , 47 15 47 15 22 15 , 22 30 , , , RIO CLARO SANTA GERTRUDES RIO CO RU MB ATA Í SP-191 SP-310 52 50 48 46 44 22 20 24 o o o o o o o o 0 120240 km São Paulo 70 60 50 40 0 10 20 30 W o o o o o o o o SP

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6

Quadro 1: Relação das principais lavras de argilas do Pólo Cerâmico de Santa

Gertrudes (retirado de CHRISTOFOLETTI, 2003)

Minas Localização Destino(cerâmicas)

Posição Cidade Folha

Cruzeiro Avenida Limeira

040 Limeira Limeira Incesa-ES, Unigrês Cristofoletti e Cerâmica

Batistela

Bela Vista Estrada Rio

Claro-Ipeúna

Rio Claro Rio Claro Atualmente paralisada por

motivos burocráticos

Tutte Área rural do

distrito de Ajapi Distrito de Ajapi Rio Claro Cerâmica Cepar, Cerâmica Acro

Coxo Campo do Coxo Rio Claro Rio Claro Atualmente paralisada por

Pieroni Campo do Coxo Rio Claro Rio Claro Cerâmica Phenix

Estrela D Alva Campo do Coxo Rio Claro Rio Claro Unicer-SP

Paralupi SP-127, Km 12 Rio Claro Rio Claro Cerâmica Fortaleza

Sartori SP-127, Km 13 Rio Claro Rio Claro Unicer-SP

Jacutinga SP-191 Rio Claro Rio Claro Atualmente parada por

Ferreira Dentro do

município de Rio Claro

Rio Claro Rio Claro Cerâmica Ferreira

Ew SP-191 Rio Claro Rio Claro Atualmente paralisada por

Almeida-B Estrada Rio

Claro-Ipeúna Rio Claro Rio Claro Atualmente paralisada por motivos burocráticos

Barreiro Rico Estrada Vicinal Rio Claro Rio Claro Cerâmica Cedasa

Caveúna Estrada Vicinal Ipeúna Rio Claro Atualmente paralisada por motivos burocráticos

Granunssio Estrada Vicinal Cordeirópolis Rio Claro Cerâmica Incopisos

Cava Aband Estrada

Cordeirópolis-Limeira

Cordeirópolis Araras Atualmente paralisada por

Almeida Estrada Vicinal Santa

Gertrudes Rio Claro Cerâmica Almeida

Beraldo Estrada Vicinal Cordeirópolis Rio Claro Atualmente paralisada por motivos burocráticos

Rocha Estrada Vicinal Araras Araras Cerâmica São José, Triunfo

e Buschinelli Ltda

Paganotti Estrada Vicinal Araras Araras Unicer-SP

OliveiraBueno Estrada Vicinal Corumbataí Rio Claro Cerâmica Oliveira Bueno Thomazella Estrada Vicinal Corumbataí Rio Claro Cerâmica Thomazella Scatolin Estrada Vicinal Corumbataí Rio Claro Cerâmica Scatolin

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7

4.2 - Mineração das Minas de Argila

As lavras de argila, na região do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, são realizadas a céu aberto com remoção e disposição de estéreis e formação de bancos de extração que asseguram a economia de transporte, a evacuação de água, a segurança no trabalho e o aproveitamento completo das minas. A extração das argilas é realizada com o uso de retroescavadeiras ou escavadeiras (Figura 2). Freqüentemente a extração de folhelhos e outras litologias exige uso de explosivos e de tratores de esteira para vencer a dureza natural desse tipo de rocha. A mineração nessa área é considerada como seletiva, pois do pacote argiloso (frentes de lavra que variam desde de menos de 10m a até 40m) geralmente é aproveitado apenas o nível basal na confecção de massas cerâmicas. A camada superior (solo) é guardada, para uma posterior recuperação ambiental da área degradada, utilizando este nível para recobrimento da cava. Os níveis argilosos mais superficiais, logo abaixo do solo (camadas com propriedades físicas e químicas inadequadas), são estocados nas próprias minas, para uma posterior utilização (pequena adição desse material em outras massas cerâmicas, por exemplo). Os níveis de canga goethítica, ou de silexitos, são considerados como estéril na lavra, sendo estocados em bota-fora, podendo contribuir na degradação do meio ambiente.

Os níveis principais (com melhores propriedades cerâmicas) geralmente são misturados em proporções adequadas entre si (isto é determinado através das análises das propriedades físicas de cada nível) para dar características fundentes e de trabalhabilidade ideal no processo produtivo. Geralmente uma massa cerâmica adequada só é conseguida com a mistura de 2 ou 3 tipos de argila de minas diferentes; como é o caso da UNICER (União dos Ceramistas), uma empresa que beneficia matérias-primas para produzir as massas cerâmicas e as vende para 12 indústrias cerâmicas do Pólo de Santa Gertrudes. A massa cerâmica dessa empresa no ano de 1999 (início deste trabalho) era composta por: 51% de argilas da Mina Sartori, 25% da Mina Cruzeiro e 24% da Mina Campo do Cocho, perfazendo uma extração em torno de 25 mil toneladas/mês.

Após a extração, pás carregadeiras enchem os caminhões de caçamba basculantes que transportam a argila extraída para os pátios juntos das minas, onde normalmente há grandes depósitos para homogeneização e sazonamento (os depósitos dos pátios chegam a ter vários metros de altura por algumas dezenas de

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8

metros de comprimento). No processo de sazonamento as condições intempéricas provocam o alívio de tensões nos blocos de argila, melhoram plasticidade, lixiviam os sais solúveis e homogenizam a distribuição de água nas argilas. Após um período, que pode variar de algumas semanas a alguns anos, o depósito começa a ser cortado perpendicularmente ao piso do depósito e o material é então transportado para a fábrica onde se tem início o processo. Na indústria esse material é armazenado em galpões cobertos onde a umidade é ajustada (= 5%), sendo depois preparados para a moagem.

4.3. – O Processo Cerâmico por Via Seca

A preparação da massa inicia-se com a formação dos montes de argilas nos pátios cobertos das indústrias (Figura 2). Os equipamentos e maquinarias do processo industrial realizam, sucessivamente (às vezes concomitantemente), a preparação das matérias-primas (como eliminação de pedras, raízes, e outras impurezas) e a homogeneização da mistura. Logo após as matérias-primas são transportadas para o caixão alimentador que dosará a quantidade necessária para alimentar a linha de produção. A mistura dosada é transportada para desintegradores onde os grandes blocos de argila são desintegrados e as pedras, se existirem, serão separadas. A mistura desagregada é transportada para o misturador onde, quando necessário, ocorre adição de água e homogeneização.

A massa cerâmica é então moída a seco em moinhos de martelo ou pendulares, sendo depois regulada a umidade do pó em umidificadores adequados. A massa crua é prensada em prensa hidráulica (ou manual), obtendo-se placas com o formato e dimensões desejadas. Após a prensagem, as placas automática ou manualmente são colocadas em dispositivos adequados para entrar no secador. Nos secadores industriais a secagem dos ladrilhos se processa com insuflação de ar quente acompanhada ou não de movimentação suplementar de ar interno mediante ventiladores, podendo em alguns pontos, a temperatura interna ultrapassar 150ºC. Após a secagem os ladrilhos são decorados (esmaltação) e depois queimados em fornos industriais de monoqueima rápida, com ciclos de queima, em média, de 35 minutos a uma temperatura máxima de 1170ºC (na região do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes).

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LAVRA SECAGEM < 50 km TRANSPORTE Dosificação de M-P Preparação da massa Via Seca Prensagem Secagem Esmaltação Queima Produtos

Revestim nto de suporte AVERMELHADO e M IN E R A Ç Ã O P R E P A R A Ç Ã O D A M A S S A P R O C E S S A M E N T O C E R Â M IC O M IN E R A Ç Ã O B E N E F IC IA D O R A IN D Ú S T R IA C E R Â M IC A SETOR PRODUTIVO FASE DO PROCESSO PRODUTIVO

Figura 2 : Fluxograma do processo de produção via seca de revestimentos prensados. (modificado de MOTTA et al., 2001)

argila dura argila mole

Sazonamento (ar livre) Britagem Primária

(destorroador)

Pátio de Secagem (mistura e homogeneização)

Armazenamento em galpão coberto (umidade < 5%) Moagem

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10

4.4 - Reservas Conhecidas e Vida Útil das MInas de Argila

Segundo o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM, 2000), as reservas de argila no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes (formado pelos municípios de Cordeirópolis, Leme, Limeira, Pirassununga, Rio Claro, Piracicaba, Ipeúna, Araras, Iracemapolis e Santa Gertrudes) são da ordem de 49.024.462 toneladas (Quadro 2).

Quadro 2: Reservas de Argilas conhecidas no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes

(Fonte: Anuário Mineral Brasileiro DNPM, 2000)

Quantidade (t)

Município Medida Indicada Inferida

Cordeirópolis 16.523.922 8.586.000 3.640.000 Leme 1.992.517 --- --- Limeira 4.992.343 3.700.700 583.700 Pirassununga 786.000 889.000 645.000 Rio Claro 20.930.794 2.475.500 392.100 Santa Gertrudes 3.798.886 830.000 56.698 Total 49.024.462 16.481.200 5.317.498

A Produção Anual (estimada) de argilas nessa região é da ordem de 3.569.400 t/ano, o que permite a confecção de cerca de 198.300.000 m2 de pisos e azulejos (Quadro 3). Com esses dados de reserva e produção de argilas pode-se estimar uma vida útil de 14 anos para essas minas em operação, mantendo-se o atual padrão de lavra. Pelos dados estimados, em 14 anos as empresas cerâmicas do Polo de Santa Gertrudes precisarão buscar novas áreas fornecedoras de matérias primas (relativamente perto, para não encarecer o custo da matéria prima) para atender a demanda do mercado cerâmico.

Quadro 3: Dados de produção de massas (para Revestimentos Cerâmicos) e pisos

(em m2) no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes em 2002 (Dados fornecidos pela ASPACER, 2002)

DIÁRIA = 9.780 t. PRODUÇÃO: MENSAL = 297.450 t. (massas) ANUAL = 3.569.400 t. PRODUÇÃO MENSAL = 16.525.000 m2 (pisos e azulejos) ANUAL = 198.300.000 m2

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5 - ASPECTOS FISIOGRÁFICOS DA REGIÃO DA MINA SARTORI

5.1 - Localização e Vias de Acesso

A área de influência da mina de argila Sartori, objeto do presente estudo, situa-se no sul da Folha Topográfica de Rio Claro (SF-23-M-I-4) em escala 1:50.000, entre as coordenadas 22°23’ e 22°30’S e 47°30’ e 47°37’W próximo aos municípios de Rio Claro e Santa Gertrudes. A mina Sartori localiza-se na altura do km 12 da Rodovia SP-127, no sentido de Rio Claro-Piracicaba próximo ao Distrito de Assistência.

A área situa-se na região centro-sudeste do Estado de São Paulo, na região administrativa de Campinas (Figura 3). As vias de acesso são estradas de rodagem, ferrovias. As rodovias principais, asfaltadas que se destacam são as seguintes: 310 (Washington Luiz), 127 (Fausto Santomauro), 304 (Luiz de Queiroz); SP-306 (Rodovia do Açúcar). Além destas, asfaltadas ou não, têm-se várias rodovias vicinais, estradas municipais, e vias secundárias para escoamento dos produtos regionais.

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Escala 1:50.000 SF-2 3-M -I-1 SF-2 3-M -II-1 SF-2 3-M -1-2

Itirapina Rio ClaroAraras S. PedroPiracicabaLimeira

52 50 48 46 44 22 20 24 o o o o o o o o 0 120240 km São Paulo 70 60 50 40 0 10 20 30 W o o o o o o o o SP 0 1000 2000 3000 m

Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - Folha Topográfica de Rio Claro (1969).

Área de estudo Legenda Santa Gertrude Rio Claro R o_d . _W a sh_in g_to n_L u_is 47º37´ 47º30´ 22º15´ 22º30´ o r al C . bi R Mina Sartori í a t a b m u r_o C o i R

Figura 3 : Mapa de localização da área de estudo correspondente à Mina Sartori (modificado da Folha Topográfica de Rio Claro SF-23-M-I-4) - IBGE, 1969 Ro d. SP -12 7 Assistência

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5.2 - Clima

INÁCIO (1985) considera que a região tem, em todos os meses do ano, temperatura mensal média superior a 18°C, sendo a precipitação dos meses mais chuvosos dez vezes maior do que o mês mais seco. Portanto, o clima é do tipo Awa, ou seja, clima Tropical Chuvoso com chuvas no verão. Dados obtidos e analisados por OMETTO (1989) indicam que o índice pluviométrico é 1250 mm/ano, sendo os meses mais chuvosos os de Dezembro e Janeiro e os de menores precipitação Julho e Agosto. A temperatura média anual, do período analisado, foi 21,1°C, sendo Janeiro, Fevereiro e Março os meses mais quentes; e Junho e Julho os meses mais frios. As direções dos ventos predominam para sudeste e sul.

Segundo BRINO (1973) a região caracteriza-se pela ocorrência de fenômenos climáticos do tipo nevoeiro, geada e granizo.

5.3 - Aspectos Geomorfológicos

Segundo a classificação usada por ALMEIDA (1964), a área estudada, enquadra-se, em seu setor ocidental, na Depressão Periférica Paulista. A zona é pouco acidentada, predominando colinas baixas, suaves, convexas. A sucessão de litologias menos resistentes à erosão com outras mais resistentes produzem relevos assimétricos e “cuestas” típicas. Segundo os critérios usados por PONÇANO (1981), os tipos de relevo encontrados nas regiões consideradas seriam relevos de degradação em Planaltos Dissecados, sendo estes representados pelas seguintes formas de relevo: Relevo de Colinas Amplas e Colinas Médias, além de existir em menor proporção, relevo de Morrotes Alongados e Espigões, no interflúvio Tietê-Piracicaba, a sul de Piracicaba.

As maiores altitudes existentes, regionalmente, estão ao redor de 690 a 720 m, a exemplo do Morro Guarita. As cotas que predominam são 540-600 m no fundo dos vales e 600-650 m no alto dos interflúvios.

5.4 - Hidrografia

A área é drenada pela bacia hidrográfica do Rio Corumbataí, sendo os principais afluentes os rios Passa Cinco, Cabeça e Ribeirão Claro, e suas

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cabeceiras localizam-se nas escarpas das serras e montes que compõem a linha de cuestas; suas águas somam-se e afluem para o Rio Piracicaba. O Rio Corumbataí, com extensão aproximada de 120 km tem suas nascentes na Serra de Santana, cerca de 800 m de altitude e vai desaguar no Rio Piracicaba, na cidade do mesmo nome, na cota de 470 m (ZAINE 1994). A vazão média anual é de 22 m3/s e a vazão mínima, de 5 m3/s.

No alto curso é encachoeirado e corre em vales estreitos e profundos, na cidade de Rio Claro, no médio curso, com declive pequeno, de 2m/km, corre em vales abertos, com muitas curvas e meandros. PENTEADO (1976) admite para a orientação deste rio um forte condicionante tectônico. Segundo ALMEIDA (1964), “o Rio Corumbataí surgiu tardiamente no cenário da evolução geomórfica da região, pois é o único da Depressão Periférica a percorrer aproximadamente 100 km no sentido de Norte para Sul”.

5.5 - Cobertura Vegetal

A cobertura vegetal primitiva seria a floresta do tipo Mesófilo (CAVALCANTE

et al, 1979). Em área próxima à estudada, SANCHES (1971) cita os seguintes tipos

de coberturas vegetais: Cobertura Florestal tipo Mata Tropical Latifoliada, Mata Galeria e Vegetação Higrófica. Estas vegetações encontram-se preservadas em pequenas áreas. Atualmente, desenvolve-se na região intensa atividade agrícola. Destaca-se a cana de açúcar e secundariamente: pastagens, citrus, áreas de reflorestamento e, em pequena escala, culturas anuais.

5.6 - Aspectos Pedológicos

Tendo-se como base o levantamento dos solos do Estado de São Paulo realizado por OLIVEIRA & PRADO (1984), o tipo predominante é o latosolo, ocupando 52,2% da região (tipos LE, Lea e Lva, ácido de baixa fertilidade). Abrange as porções dos municípios de Corumbataí, Rio Claro, Santa Gertrudes, Limeira, Iracemápolis, na margem oriental do médio e alto vale do rio Corumbataí. Ocorrem também solos litólicos, podzólicos, solos hidromórficos que ocupam as várzeas e depressões interfluviais da bacia do rio Corumbataí, e o Latossolo Roxo derivado do intemperismo de rochas básicas.

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6 - REVISÃO DE TRABALHOS ANTERIORES

Neste tópico serão relacionados alguns trabalhos clássicos no campo da tecnologia cerâmica, assim como trabalhos referentes ao uso de aditivos na indústria cerâmica de revestimentos e trabalhos mais recentes sobre a caracterização das argilas da região do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, iniciados pelo grupo de cerâmica vermelha do Departamento de Petrologia e Metalogenia do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Unesp-Campus Rio Claro, em 1997.

• NORTON (1973): clássico livro-guia da tecnologia cerâmica, referência internacional no que diz respeito à realização e interpretação de ensaios físicos cerâmicos. Obra fundamental para a fase dos ensaios tecnológicos cerâmicos.

• RUIZ et al. (1987): Trabalho cujo objetivo foi apresentar a situação das reservas e a explotação das argilas utilizadas para cerâmica estrutural no Estado de São Paulo, abordando também aspectos mercadológicos. Utilizado para fins comparativos com o Pólo de Santa Gertrudes, servindo também para fornecer noções básicas sobre o mercado cerâmico.

• GOMES (1988): Aborda os tipos, propriedades físico-químicas e gênese das argilas; além dos métodos analíticos de identificação dos argilominerais. Obra muito utilizada na etapa de caracterização das argilas estudadas.

• SANCHEZ SOTTO et al. (1989): Estudou-se um material argiloso com alto conteúdo em caulinita, proveniente do beneficiamento de areias graníticas estaníferas, através de análise granulométrica, difração de raios X, análises térmicas e dilatometria, e em seguida, aditivou-se este material a massas cerâmicas utilizadas para revestimentos. Concluiu-se que este material melhora a plasticidade e conseqüentemente a prensagem dos produtos cerâmicos.

• SANTOS (1989): Referência nacional no que diz respeito ao estudo de argilominerais, esta obra abrange desde gênese e caracterização de argilas, até aplicação das mesmas para os mais diversos fins industriais, não englobando apenas a área cerâmica. Utilizado em praticamente todas as etapas do projeto de pesquisa.

• AUMOND & SCHEIBE (1996): Os autores analisaram o teor de elementos fundentes (potássio e especialmente sódio) em fonólito proveniente de Lages

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(SC), e o aplicaram em massas cerâmicas destinadas à fabricação de pisos de baixa absorção de água. Sendo muito importante este trabalho para o desenvolvimento desta tese como uma referência da incorporação de fundentes em massas cerâmicas.

• MUSSOLIN et al. (1996): Realiza uma caracterização de caráter mineralógico e químico (através de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, análise térmica diferencial e análise química por ICP-AES) do fonólito, para verificar a sua capacidade de fusibilidade. Como a metodologia utilizada é muito similar com aquela proposta pela tese, este trabalho foi importante referência para a execução do mesmo.

• RAIGON et al. (1996): Neste trabalho, os autores caracterizaram, através de análises mineralógicas e térmicas, um rejeito provindo da explotação de areias estaníferas de origem granítica e o aditivaram a massas cerâmicas. A importância deste trabalho é a mesma do trabalho anterior: fornecer subsídios para a aditivação de materiais prevista no projeto.

• CHRISTOFOLETTI et al. (1997): Trabalho que versa sobre a importância da caracterização geológica e tecnológica das matérias primas para cerâmica vermelha do Pólo de Santa Gertrudes (SP). Está diretamente relacionado com a área de estudo e com os objetivos do projeto de pesquisa.

• GASPAR JR et al. (1997): Trabalho que lança uma visão sobre o panorama atual do Pólo cerâmico de Santa Gertrudes, tanto em termos de mercado quanto à caracterização da matéria-prima utilizada.

• MASSON et al. (1997a): Definem os principais defeitos cerâmicos dos pisos do Pólo de Santa Gertrudes, relacionando a composição da matéria-prima como uma de suas causas e sugerindo possíveis medidas corretivas ligadas à lavra e ao beneficiamento das matérias-primas utilizadas.

• MASSON et al. (1997b): Discutem o processo de explotação atual das argilas da Formação Corumbataí (SP) como matéria-prima para indústria cerâmica de revestimentos, propondo novas formas de caracterização e de exploração das jazidas de argila no Pólo de Santa Gertrudes.

• MORENO et al.. (1997): Trabalho diretamente relacionado com a área do projeto de pesquisa, cujo propósito foi caracterizar quimicamente e mineralogicamente a

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argila da Mina Sartori, em Rio Claro (Formação Corumbataí) para cerâmica de revestimentos.

• SOUZA et al. (1997): Trabalho comparativo entre os Pólos cerâmicos de Mogi Guaçu e Santa Gertrudes, discutindo as diferentes formas de processamento cerâmico e as diferentes matérias-primas reinantes em ambos os pólos.

• DONDI et al. (1998): Trabalho voltado para a questão ambiental, discute a possibilidade de usar rejeitos industriais e urbanos como aditivos em massas cerâmicas empregadas para a fabricação de tijolos, a fim de se economizar energia e combustível.

• LENGLER & BERGMANN (1998): Estudaram o beneficiamento de uma jazida de fonólito proveniente do Rio Grande do Sul (através de flotação e separação magnética), a fim de retirarem as fases mineralógicas consideradas indesejáveis (piroxênios e ferro metálico) para poderem aditivar o produto de separação resultante a massas cerâmicas utilizadas para fabricação de pisos.

• MASSON (1998): Tese de mestrado abordando o estudo das bolhas negras que surgem como defeitos em revestimentos de cerâmica vermelha, focalizando principalmente se sua origem é derivada da matéria-prima ou do processo cerâmico.

• MORENO et al. (1998): Discutem a composição química e mineralógica das argilas do Pólo de Santa Gertrudes e sua correlação com a sua utilização na indústria cerâmica.

• MOTTA et al. (1998): Discutem as características tecnológicas e a disponibilidade das argilas plásticas para os pólos cerâmicos de Mogi Guaçu e Santa Gertrudes, referindo-se aos principais depósitos, bem como a perspectiva da existência de novos jazimentos em ambas as regiões.

• SOUZA et al. (1998): Definem o papel do geólogo na indústria cerâmica, em especial no que diz respeito ao controle de qualidade da matéria-prima, através de caracterização dos materiais cerâmicos e o aproveitamento racional dos mesmos.

• BASEGIO et al. (1999): Fazem uma análise comparativa do poder fundente de um fonólito e de um feldspato, aditivados a uma mesma massa cerâmica, através de ensaios de resistência à flexão, porosidade, absorção de água e retração linear de queima. Concluiu-se que a resistência mecânica das amostras aditivadas com

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fonólito aumentou significativamente, em relação às amostras aditivadas com feldspato.

• FONSECA et al. (1999): Caracterizaram cinco matérias-primas fundentes (granito, dois tipos de filito, pegmatito e feldspato potássico) aditivadas a um caulim, por meio de análise química, difração de raios X e curvas de gresificação, e chegaram à conclusão de que a fusibilidade das matérias primas depende da natureza das fases mineralógicas presentes, bem como da proporção entre as mesmas.

• GASPAR JR. (1999): Tese de mestrado que buscou caracterizar argilas da Formação Corumbataí (Mina Peruchi) para a indústria cerâmica de revestimentos. Estudou-se de maneira aprofundada a referida jazida, e em seguida, relacionou-se os dados mineralógicos e químicos obtidos com o derelacionou-sempenho tecnológico das massas cerâmicas formuladas a partir de níveis argilosos provenientes desta jazida.

• GASPAR JR. et al. (1999): Tomou-se dados de caracterização química e mineralógica de uma mina de argila pertencente à Formação Corumbataí coletados de amostras em diferentes níveis, verificando-se as propriedades cerâmicas de cada um.

• MOTTA et al. (1999): Investigaram o teor de álcalis das rochas miloníticas da região de Piedade (SP), a fim de utilizá-las como matéria prima fundente para a indústria cerâmica, e concluíram que as rochas estudadas apresentam características técnicas que lhes atribuem qualidade de matéria-prima cerâmica.

• NEVES et al. (1999): Caracterizaram os resíduos da serragem de granitos (ou seja, o pó do granito mais a polpa abrasiva utilizada no processo de serragem, geralmente constituída por água, granalha e cal) para verificar sua viabilidade na indústria cerâmica de tijolos. Concluiu-se que, em alguns casos, os resíduos podem ser aproveitados para fins cerâmicos.

• OLIVEIRA et al. (1999): Caracterizaram cinco amostras de rejeitos de ardósia, procedentes de Minas Gerais, através de Difração de Raios X, análise petrográfica e ensaios tecnológicos cerâmicos (absorção de água, porosidade aparente, resistência mecânica à flexão, retração de queima e massa específica aparente). Concluíram que a ardósia, utilizada como matéria-prima única na confecção de produtos cerâmicos, não é viável, uma vez que apresentam baixa resistência mecânica a cru, o que impede o manuseio das peças no processo.

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Concluíram também que se podem adicionar aglomerantes orgânicos ou argilas às ardósias, para melhorar a propriedade supracitada.

• GASPAR JR et al. (2000a): Dividiram a mina de argila Sartori (pertencente à Formação Corumbataí), no município de Rio Claro (SP) em três níveis distintos e caracterizaram estes níveis quanto à mineralogia (Difração de Raios X e análises térmicas), à composição química (Fluorescência por Raios X, Capacidade da Troca Catiônica e Análise do Teor de Carbono Orgânico), e às propriedades físico-cerâmicas (resistência mecânica, absorção de água, porosidade aparente, retração linear de queima e dilatação térmica linear), verificando a viabilidade destes níveis para a indústria cerâmica de revestimentos, bem como a necessidade de se realizar misturas entre os mesmos.

• GASPAR JR et al. (2000b): Caracterizaram e posteriormente aditivaram filitos alterados do Grupo São Roque, da região de Jundiaí (SP) a uma massa cerâmica composta pelos níveis da Mina Sartori discriminados no trabalho anterior, em escala laboratorial.

• LOLLI et al. (2000): Abordaram as últimas inovações do processo de separação a seco dos pós para prensagem, utilizados tanto para monoporosa como para monoqueima em massa vermelha, particularmente no que diz respeito ao sistema de moagem a seco e granulação, além de relacionarem as vantagens do processo de via seca em relação ao processo de via úmida.

• MOTTA (2000): Tese de doutorado que aborda a diversidade das matérias-primas utilizadas no processo cerâmico e o estudo aprofundado de três rochas fundentes (rochas miloníticas da Zona de Cisalhamento de Taxaquara, metarcósios da Formação Eleutério e leucognaisses do Complexo Varginha), visando sua aplicação na indústria de revestimentos.

• NEVES et al. (2000): São apresentados resultados de caracterização mineralógica dos resíduos provenientes da serragem de granito e seu uso como matéria-prima cerâmica alternativa, utilizando-se análise química, análises térmicas e ensaios físicos cerâmicos.

• OLIVEIRA et al. (2000): Estudam as propriedades de interesse cerâmico de rejeitos de ardósia, através de análise química, análise mineralógica por difração de raios X e caracterização de propriedades cerâmicas (cor de queima, absorção de água, porosidade aparente, resistência mecânica à flexão, retração de queima

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e massa específica aparente). Os autores concluíram que os rejeitos da mineração e do beneficiamento de ardósia podem ser empregados na fabricação de materiais cerâmicos.

• FERREIRA et al. (2001): Testam o aproveitamento dos rejeitos oriundos do beneficiamento de granitos, a fim de aplicá-los na confecção de massas para uso em revestimentos cerâmicos. Foram realizados ensaios de caracterização através de análise granulométrica, análise química, ATD e ATG, sendo que os resultados obtidos mostram a viabilidade da utilização dos resíduos para confecção de materiais cerâmicos de revestimento.

• GASPAR Jr et al. (2001a): Neste trabalho analisou-se mineralógica e quimicamente três fácies graníticas: uma fácies de monzogranito proveniente do Complexo Granítico São Roque (Estado de São Paulo, Brasil), dos arredores da cidade homônima, e duas fácies de sienogranitos pertencentes ao Complexo Granítico Itu, dos arredores da cidade de Itu, a fim de determinar uma correlação entre a mineralogia e a composição química das amostras e também para se obter parâmetros para comprovar a viabilidade das referidas fácies graníticas como aditivos na massa de revestimentos cerâmicos utilizadas no Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes (São Paulo, Brasil).

• GASPAR Jr. et al. (2001b): Descrevem os resultados de testes de adição do quartzo filito alterado do Grupo São Roque, da região de Jundiaí (SP), às argilas da Mina Sartori, no distrito de Assistência, em Rio Claro. A metodologia consistiu na caracterização química (determinação da quantidade de elementos maiores e menores), mineralógica (descrição microscópica, DRX e análise térmica) e física (ensaios tecnológicos cerâmicos) das referidas argilas, assim como do quartzo filito alterado. A adição do filito (rico em quartzo) melhorou os valores de dilatação e a cor do produto final, mas os valores de absorção de água e a resistência mecânica decaíram.

• GASPAR Jr. et al. (2001c): Este trabalho consiste em um aprofundamento do trabalho lançado pelos autores no 44º Congresso Brasileiro de Cerâmica, que consiste em caracterizar as argilas da Mina Sartori para otimização de seu uso na indústria cerâmica.

• MAIA & SALVETTI (2001): Incorporam o rejeito de granulometria silto-argilosa a arenosa fina da extração de basalto (filler), em proporções de 10 e 20% à argila

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da Formação Ponta Grossa utilizada para a fabricação de tijolos extrudados. Realizaram-se testes das propriedades físicas tais como: retração linear, absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente e módulo de ruptura à flexão.

• MIRANDA et al. (2001): Estudam o aproveitamento dos resíduos oriundos das indústrias de beneficiamento de caulim e de granito visando sua aplicação como matéria-prima cerâmica, sendo que os resultados indicam a possibilidade do uso destes resíduos como matérias-primas cerâmicas.

• MOTHÉ FILHO et al. (2001): Estudam as propriedades térmica e mecânica dos rejeitos das indústrias do granito e do mármore, aditivando-os entre 5 e 10% a argilas tradicionalmente empregadas para a confecção de blocos cerâmicos estruturais.

• OLIVEIRA & RODRIGUES (2001): Testaram o aproveitamento de rejeitos de mineração e beneficiamento de ardósia na indústria de cerâmica vermelha para construção civil, quer como aditivo, quer como único material.

• REBMANN et al. (2001): Estudam o efeito da adição do pó fino gerado durante o processo de britagem do basalto (denominado filler) em massa cerâmica vermelha constituída por folhelhos argilosos. Os resultados obtidos indicam que para baixas adições de filler (até 30%) quase não há alteração nas propriedades físicas do corpo cerâmico, podendo assim ser utilizado como material de enchimento, além de incrementar as propriedades fundentes da massa.

• GASPAR Jr. et al. (2001d): Os autores descrevem os resultados de testes de adição de granitos moídos provenientes dos Complexos Graníticos Itu e É Roque, às argilas da mina Sartori localizada no distrito de Assistência, em Rio Claro, a fim de determinar a eficácia da fusibilidade desses materiais, tentando-se reduzir o ciclo de queima, gerando ganhos de energia, além de melhorar as propriedades tecnológico-cerâmicas do produto final.

• BRAGANÇA et al. (2002): Neste trabalho os autores utilizaram três tipos de materiais fonte de fundentes (feldspato, rocha feldspática e fonólito) de diferentes composições químicas na formulação de um grês ou porcelana, procurando-se analisar as características tecnológicas cerâmicas das peças em um mesmo ciclo de queima, mas com diferente temperatura máxima, apontando-se as vantagens e desvantagens da utilização de cada um deles.

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• FERREIRA et al. (2002): Os autores estudam o aproveitamento dos rejeitos oriundos do beneficiamento de granitos (das indústrias de Campina Grande-PB), visando sua aplicação na confecção de massas para uso em revestimentos cerâmicos, procurando-se melhorar as características tecnológicas cerâmicas dessas massas e reduzir a ação de materiais poluentes que agridem o meio ambiente.

• GASPAR Jr. et al. (2002a): Este trabalho tem como objetivo a comparação da eficiência entre um leucodiabásio (proveniente de um dique da região de Limeira) e fácies sienograníticas e monzograníticas dos Complexos Graníticos Itu e São Roque (coletados nas cidades homônimas) como aditivos fundentes no processo por via seca, a fim de se corrigir uma massa cerâmica composta por níveis argilosos provenientes da Mina Sartori (Rio Claro-SP), de comportamento refratário.

• GASPAR Jr. et al. (2002b): O presente trabalho procura estabelecer uma comparação entre um quartzito e um gnaisse ambos pertencentes ao Complexo Itapira (coletados ao longo da Estrada Itapira-Lindóia-Socorro) quanto a sua utilização como aditivos às argilas da região do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes (SP) a fim de racionalizar o uso das argilas do referido pólo, procurando aproveitar ao máximo a potencialidade dos níveis argilosos, evitando-se desperdícios de matéria-prima e, conevitando-seqüentemente, reduzir a quantidade de material rejeitado, diminuindo a poluição do meio ambiente.

• NUNES et al. (2002): Os autores utilizam resíduos de granito em placas cerâmicas para revestimentos, visando diminuir o custo em alguns processos de fabricação e reduzir o risco de impacto ambiental. Foram efetuadas caracterizações química e mineralógica, além de análises térmicas. Em seguida foram determinadas as propriedades cerâmicas após queima nas temperaturas de 1050°C, 1100°C e 1150°C. Concluiu-se que os resíduos de serragem de granito são adequados para uso na formulação de massas para revestimentos cerâmicos de acordo com a norma da ABNT.

• XAVIER et al. (2002): Este trabalho busca realizar a caracterização físico-química dos resíduos de mármore e granito (do Município de Italva-RJ) e da massa argilosa utilizada (coletada no Município de Campos de Goytacazes-RJ), bem

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como conhecer algumas propriedades de engenharia das peças cerâmicas formadas com a mistura desses materiais.

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7 - GEOLOGIA REGIONAL

7.1 – No Contexto Geológico da Mina Sartori

Atualmente a Mina Sartori está desativada, mas mesmo assim as litofácies encontradas no perfil da frente de lavra (S1, S2 e SL) são reconhecidas em outras minas ativas na região, por isso tornou-se necessário um estudo bem detalhado dessas fácies.

7.1.1 – Considerações Iniciais

A Bacia do Paraná foi uma extensa depressão deposicional situada na parte central do continente Sul-americano. Possui mais de 6000 metros de espessura de sedimentos e rochas vulcânicas abrangendo a porção SW do Brasil, nordeste da Argentina, norte do Uruguai e leste do Paraguai, cobrindo uma área total de 1.700.000 km2. Destes, 1.000.000 km2 localizam-se em território brasileiro, preenchida com quase 6.000 metros de sedimentos paleozóicos, mesozóicos, lavas basálticas e rochas cenozóicas. No Brasil ela ocorre na porção sul abrangendo vários estados, como São Paulo, sul de Minas Gerais, sul e leste do Mato Grosso do Sul, sul de Goiás, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. No Estado de São Paulo a Bacia do Paraná cobre uma área de 160.000 km2.

. Na região mais profunda da bacia, até a qual se estende o extremo oeste do Estado de São Paulo (Pontal do Paranapanema), a espessura total desses depósitos pode ultrapassar 6000 metros. Na área de estudo, segundo dados do poço AS-1-SP da Petrobrás localizado no distrito de Assistência (Rio Claro), a espessura total dos sedimentos da Bacia do Paraná atinge nesse ponto, 1320 metros.

7.1.2 - Estratigrafia

A área em estudo está inserida na porção nordeste da Bacia do Paraná compreendendo litologias do Super Grupo Tubarão (Sub-Grupo Itararé e Formação Tatuí); do Grupo Passa Dois (Formações Irati e Corumbataí); além das intrusivas associadas e coberturas cenozóicas (Figuras 4, 5 e 6).

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Super Grupo Tubarão

Segundo LANDIM & FÚLFARO (1972) e SOARES (1972) a melhor divisão para o Grupo Tubarão no Estado de São Paulo, tanto sob aspecto de mapeamento como o de considerações paleogeográficas, é em dois ciclos: o glacial, de posição inferior, e o pós-glacial. O Grupo Tubarão é composto pelo Sub-Grupo Itararé e a Formação Tatuí.

Sub Grupo Itararé

Constitui a unidade basal da seqüência permo-carbonífera da Bacia do Paraná, sendo, ainda, a base da coluna na região de Rio Claro, aflorando no fundo dos vales dos rios Corumbataí e Passa Cinco, na estrutura denominada domo de Pitanga e, em praticamente, toda a área de afloramentos no Estado de São Paulo onde ocupa uma larga faixa marginal (de até 80 km) da Depressão Periférica Paulista, bordejando a província cristalina.

A litologia é representada por vários níveis de tilitos intercalados em conglomerados, arenitos, folhelhos, argilitos, siltitos, ritmitos, podendo conter seixos e blocos erráticos (BARBOSA et. al, 1964). Subordinadamente ocorrem camadas delgadas de carvão, pesquisadas pelo IPT no início dos anos 80 (CABRAL JR., 1991), antes descritas por SAAD (1977) e FÚLFARO et. al. (1980). Encontram-se estratificações plano-paralelas, estratificações cruzadas e marcas de ondas, assim como fósseis marinhos e restos vegetais.

Todo o “pacote” Itararé mostra registros da influência de processos glaciais, com o início da deposição de caráter continental, de alta energia, transgredindo para ambiente marinho, a partir da gradativa instalação de lobos deltáicos e fácies pelíticas plataformais, com alternância de fluxos de massa subaquoso e turbiditos. O Sub Grupo Itararé atinge espessura de até 1400 m no sudoeste do Estado, adelgaçando para nordeste. O contato inferior é caracterizado por discordância angular e erosiva sobre rochas do embasamento cristalino, pré-Cambriano e o contato superior, erosivo, com a Formação Tatuí. Com relação à idade do Sub Grupo Itararé, estudos mais recentes como os de SOUZA et. al. (1990) indicam que o início da sedimentação se deu durante o Westphaliano (Carbonífero Superior).