ARTIGO ORIGINAL
ROSA, Guilherme Calory Fialho Furtado da [1]
ROSA, Guilherme Calory Fialho Furtado da. Análise comparativa do custo ambiental entre mineração urbana e mineração tradicional com ênfase no elemento cobre. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 10, Ed. 06, Vol. 01, pp. 20-35. Junho de 2025. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/custo-ambiental, DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/custo-ambiental
Ao passar dos anos a sustentabilidade estabeleceu-se no ambiente empresarial, tornando-se obrigatório analisar os modelos de consumo, produção e desenvolvimento das cidades, motivado pelo crescimento das expectativas em relação ao seu desempenho social e ambiental. Sabe-se que o setor da construção civil influencia no crescimento econômico do Brasil de maneira ampla e significativa, portanto, assumir técnicas de racionalização e otimização de materiais e processos são fundamentais para viabilizar empreendimentos e aumentar a competitividade do setor. Este artigo tem como objetivo apresentar uma análise quantitativa da contribuição da mineração tradicional x mineração urbana do elemento cobre. Comparando os dois processos em termos da economia de água, identificando nestes dois processos onde estão os maiores impactos ambientais. Com o reaproveitamento dos resíduos que contém o elemento cobre, é possível reduzir tais impactos. Apresenta uma pesquisa descritiva e qualitativa, por meio de revisão bibliográfica e análise de dados do material didático para entender qual o papel da mineração urbana e tradicional no cenário atual da construção civil. Estudos indicaram que para a mineração urbana o uso da água chega até 15 m³/t de cobre, enquanto que para mineração tradicional o uso varia entre 40-200 m³/t. As análises comparativas e os resultados encontrados demonstraram que, para a edificação exemplificada (mineração urbana) a quantidade de cobre disponível para reaproveitamento é de 181,23 kg. Para esta quantidade de cobre, através de tais análises e utilizando os parâmetros da mineração urbana, encontrou-se uma economia no volume de água de aproximadamente 4,5 m³/t. Foi possível concluir também qual o processo gera maiores impactos ambientais.
Palavras-chave: Construção Civil, Mineração Urbana, Mineração Tradicional de Cobre.
A indústria da construção civil é um dos mais importantes segmentos da economia e sociedade. Na economia, sua relevância se refere aos capitais que mobiliza nas construtoras, no emprego de mão de obra e na renda gerada como investimento de longo prazo. Enquanto que na sociedade, gerando residências e escritórios onde moram e trabalham os habitantes, assim como em outros setores.
Nos últimos anos, o Brasil apresentou significativo desenvolvimento econômico e social, em especial no setor de construção civil. Esse fato acabou fazendo com que o consumo de recursos não renováveis de origem mineral aumentasse de maneira significativa, bem como a produção dos Resíduos de Construção e Demolição (RCD). Sendo assim, o gerenciamento do RCD é considerado um fator cada vez mais determinante na elaboração de políticas ambientais.
Nas últimas décadas, os Resíduos de Construção e Demolição (RCD) vêm recebendo atenção crescente por parte de construtores e pesquisadores em todo o mundo (Yuan et al., 2011). Isto se deve, principalmente, ao fato de que os RCDs estão se tornando um dos principais agentes para poluição ambiental (Yuan; Shen; Li 2011; Jailon; Poon; Chiang, 2009).
A problemática da gestão dos resíduos sólidos vai desde a sua produção, coleta e, principalmente, sua disposição final. Noguera (2000) diz que a produção, junto com o acondicionamento, coleta e destino final, deverão ser abordados como problemas pontuais e não como um desafio global. Em algumas prefeituras essa abordagem pode ser confirmada, onde são tomadas medidas isoladas sobre o destino final.
Existe a resolução No307 de julho de 2002, do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), que estabelece orientações, critérios e procedimentos para a gestão destes resíduos, com objetivo de fazer com que o maior volume possível de resíduos chegue aos processos de reciclagem e de reutilização. Aliada a essa resolução, tem-se a Política Nacional dos Resíduos Sólidos, definida pela Lei 12.305/2010, fazendo com que o processo de reciclagem seja inevitável, já que com a utilização do princípio do poluidor-pagador, a indústria da construção civil torne-se responsável pela destinação dos seus resíduos, favorecendo a comercialização e o emprego de agregados reciclados nas obras.
O elemento cobre, por apresentar uma taxa de reaproveitamento de cerca de 99,9%, e a água, devido à importância quanto a economia no seu uso, precisam assumir papel de destaque nestes estudos. Existe o interesse pelas atividades de extração de cobre, sendo assim é necessária a realização de um estudo específico relacionado aos impactos ao meio ambiente que podem ser ocasionados por essas atividades, com o objetivo de que o ambiente natural seja respeitado com a realização de tais atividades.
O meio ambiente recebe um forte ataque causado pela mineração tradicional de cobre. Estudos apontam, que no Brasil, os principais problemas ambientais referentes a essa atividade são: a poluição do ar e sonora, o uso da água, a subsidência do terreno, os incêndios causados pelo carvão, os rejeitos radioativos e a degradação do subsolo em áreas urbanas (Farias; Coelho, 2002). Diante deste contexto, a mineração urbana surge como um dos métodos de estudo e levantamento do RCD, apresentando um novo caminho para o reaproveitamento de materiais utilizados na construção civil, com menores impactos ambientais. Ao realizar um levantamento dos principais materiais dentro de uma construção, é possível estimar o seu nível de reaproveitamento e, consequentemente, economizar no que se refere à obtenção de cobre junto às minas exploratórias.
Em tempos onde o mundo volta sua atenção ao meio ambiente e a sustentabilidade, o objetivo principal deste trabalho é quantificar a contribuição da mineração urbana x mineração tradicional, com relação ao elemento Cobre, e comparar os dois processos em termos da economia de água.
O material cobre, depois do alumínio, é considerado o metal não-ferroso mais utilizado no mundo. Ele possui algumas particularidades como ser um condutor de eletricidade e calor, sendo assim, tem vasta aplicação em setores industriais, na construção civil, ramo de telecomunicações, eletroeletrônica, transmissão e distribuição de energia. Vantagens atribuídas por Francisco et al. (2006), devem-se ao fato deste metal ser um material condutor, sendo empregado na fabricação de cabos e fios, eletroímãs, materiais elétricos, interruptores, tubos de vácuo, magnetrões de forno de micro-ondas, entre outros. Devido à esta vasta gama de aplicações, o cobre acaba sendo valorizado, possuindo um alto valor de mercado, o que faz despontar e despertar o interesse nos estudos referentes aos processos de extração deste metal para sua comercialização.
Este metal tem absorção de mais de 50%, onde o restante é utilizado em ligas especiais, tubos, laminados, etc (Andrade, 2001). Outro aspecto importante é que o cobre não libera gases tóxicos quando em contato com temperaturas elevadas, sendo resistente, inclusive, à corrosão, além de ser um material integralmente reciclável, possuindo uma vida útil de até 50 anos (com a instalação correta), tornando-o adequado quando se refere à sustentabilidade e saúde do planeta.
A atividade mineradora é considerada um dos principais setores da economia do país, possibilitando indispensáveis recursos para o seu desenvolvimento. O cobre pode ser obtido através do processo por lixiviação, sendo tal processo responsável pela obtenção de catodos com pureza de 99,9% de cobre, além de apresentar uma vasta gama de aplicações industriais. Entretanto, qualquer que seja a atividade mineradora, isso ocasiona o surgimento de diversos impactos ambientais. Estes impactos devem ser avaliados a fim de que haja constante busca por ações que promovam sua mitigação (Martim; Santos, 2013).
A maior parte da mineração de cobre no país é feita a céu aberto e poucas operações são mecanizadas, coexistindo, por vezes, com a produção semi-mecanizada, cujo padrão tecnológico operacional apresenta alguma homogeneidade. Todavia, de uma maneira geral, os métodos e processos de produção empregados nas minas brasileiras são modernos, contendo proximidade, em termos visando segurança e produtividade, ao que se alcança no exterior, como no Chile (Mendes; Vieira, 2010).
Segundo Andrade (2001), os dois processos básicos para produção de cobre são: o processo pirometalúrgico, mais utilizado para os minérios sulfetados, e o processo hidrometalúrgico, apropriado para a extração de minérios oxidados de baixo teor. No primeiro processo mencionado, o pirometalúrgico, o minério é submetido à britagem, moagem, flotação e secagem, obtendo-se o concentrado, cujo teor de cobre já alcança 30%. Então, esse concentrado é submetido ao forno flash, de onde sai o mate, com teor de 45% a 60%, e ao forno conversor, de onde é obtido o blister com 98,5% de cobre. O blister pode ser submetido somente ao refino a fogo, tendo obtenção de cobre com 99,7% (anodo), ou sofrer refinamento eletrolítico, atingindo um grau de pureza de 99,9% (catodo). Tal processo vai depender da utilização final e da pureza desejável do blister.
Os processos de produção de cobre são comumente realizados por procedimentos hidrometalúrgicos, os quais consistem na extração dos metais através de dissolução em meio aquoso (Ciminelli, 2006).
As técnicas mais utilizadas neste procedimento são a lixiviação e a biolixiviação. O processo de lixiviação destinado à obtenção de cobre segue uma rota específica, sendo o minério extraído e posteriormente beneficiado, obtendo-se o concentrado. Na etapa seguinte do procedimento, ele passa por um processo metalúrgico, que pode ser tanto o pirometalúrgico (mais antigo e aplicável a minérios sulfetados), quanto o hidrometalúrgico, mais especificamente o SX-EW (lixiviação, extração por solvente e eletrodeposição), apresentando grande economia no aproveitamento de minérios oxidados de baixo teor. Em sequência, ocorre o refinamento do cobre através do processo de eletrólise, tendo como resultado os catodos de alta pureza, que serão fundidos e elaborados, gerando os produtos de cobre. Andrade (2001) relata que essa rota tecnológica está sendo amplamente utilizada, graças às facilidades de aproveitamento de depósitos oxidados de baixo teor, partindo-se, assim, diretamente do minério e adquirindo-se o catodo com teor de 99,9% de cobre, sem que haja necessidade de fundição e refinaria.
O processo de biolixiviação é baseado na utilização de micro-organismos que suprem suas necessidades energéticas com a oxidação de íons, apresentando como resultado prático a solubilização dos metais de interesse comercial. Já que os ácidos e agentes oxidantes necessários para o processo são produzidos pela atividade dos micro-organismos, pode-se afirmar que este método é mais atrativo do ponto de vista ambiental, pois há uma redução do gasto energético e não existem emissões de dióxido de enxofre (SO2), como no processo pirometalúrgico, por exemplo (Martim; Santos, 2013).
Silva (2007) relata que perante aos problemas ambientais, as atividades extrativistas de cobre (mineração tradicional) apresentam agravantes à esta condição, uma vez que as fases de exploração dos bens minerais são elencadas da seguinte maneira: abertura da cava (retirada da vegetação, escavações, movimentação de terra e modificação da paisagem local); uso de explosivos no desmonte de rocha (sobrepressão atmosférica, vibração do terreno, ultralançamento de fragmentos, fumos, gases, poeira, ruído); transporte e beneficiamento do minério (geração de poeira e ruído). Isso acaba gerando impactos na qualidade da água, do solo e do ar, interferindo na saúde da população local. Deste modo, a mineração urbana surge como alternativa para minimizar tais impactos, através do reaproveitamento do cobre.
O conceito de mineração urbana, em uma versão mais ampla, é definida pela Waste Management 32 da seguinte maneira:
A Mineração Urbana comporta as ações e as tecnologias utilizadas para a recuperação dos recursos provenientes dos resíduos produzidos pelo catabolismo urbano (resíduos municipais, industriais ou agrícolas, seja da produção recente como de antigos depósitos) em termos de matéria-prima secundária e energia. (Waste Management 32, 2012; p.1737)
O setor da construção civil possui grande familiaridade com o cobre, pois não há infraestrutura residencial e urbana sem este metal, sendo considerado um ótimo material para a fabricação de tubos, células voltaicas ou painéis solares, além de estar presente em fios e cabos para condução de energia elétrica. Além disso, pode ser encontrado, ainda, em equipamentos elétricos e eletrônicos. A reciclagem dos metais destes produtos, cujo consumo vem crescendo exponencialmente devido ao estilo de vida contemporâneo, é significativa.
Há uma variedade de tecnologias, em plena operação ou em fase de desenvolvimento, que permitem a recuperação de metais básicos (Cu, Zn, Pb, etc.) e metais preciosos (Au, Ag, etc.) dos REEE (Resíduos de Equipamentos Elétricos e Eletrônicos).
O levantamento mais recente sobre a geração de REEE, realizado pelos pesquisadores Baldé et al. (2017), da Universidade das Nações Unidas (UNU), estimou que, em 2016, houve a geração de 44,7 milhões de toneladas de REEE no mundo, correspondendo a 6,1 kg/habitante. A quantidade projetada para 2021 alcança 52,2 milhões de toneladas t e 6,8 kg/habitante. Do quantitativo informado, apenas cerca de 20% (8,9 milhões de toneladas) de REEE gerado mundialmente são coletados e reciclados. A outra parte não reciclada apresenta destino oficialmente desconhecido, sendo provavelmente, disposta em aterros, com comercialização clandestina ou reciclada inapropriadamente, sem os devidos e necessários cuidados ambientais.
Conforme informado no Quadro 1, o Brasil ocupa a 7ª posição em volume, correspondendo a 3,4% do total mundial. Analisando somente a geração per capita, o Brasil apresenta, aproximadamente, cerca de duas a três vezes menos que os países ditos desenvolvidos.
Um estudo semelhante elaborado pela UNU apresentou uma estimativa da geração dos materiais mais valiosos, conforme é mostrado no Quadro 2. O destaque maior entre os metais, em valor, é o ouro, seguido pelo cobre.
Quadro 1 – Geração de REEE em alguns países
Quadro 2 – Principais materiais nos REEE no mundo e valor potencial
Considerando uma extrapolação para o Brasil, com os 3,4% de participação na geração de REEE conforme apresentado no Quadro 1, e admitindo-se que as características médias dos REEE no País sejam iguais às mundiais, apresenta-se no Quadro 3 a quantidade da produção primária (mineração tradicional) e o potencial de produção secundária (mineração urbana) de alguns metais. Analisando, é possível observar que o potencial de produção secundária é bastante expressivo, tanto em relação à produção primária brasileira, quanto em valor potencial.
Quadro 3 – Produção primária e valor potencial de REEE no Brasil em 2016
Sucintamente, as tecnologias de reciclagem dos REEE são adaptações da tecnologia mineral. Cada grupo ou subgrupo de REEE, assim como cada minério, utiliza de uma rota tecnológica distinta e apresenta questões ambientais particulares. O processo de reciclagem desses materiais, considerando as quantidades envolvidas, precisa ganhar mais relevância nas políticas e programas de estímulo à inovação, visando o melhor aproveitamento das riquezas acumuladas no nosso “sobressolo”.
Aprofundar as questões de gestão de resíduos dentro da construção civil se torna cada vez mais essencial, visto que a maior parte do lixo sólido vem deste setor, acarretando impactos significativos, tanto econômicos, quanto ambientais. Diante disso, através do conceito de mineração urbana, conseguir reduzir tais impactos a fim de melhorar e aprimorar este cenário se faz cada vez mais necessário.
A Pesquisa seguiu três etapas principais. Na primeira foram feitas descrições sobre a Mineração Urbana, apresentando seu conceito, sua aplicação nos resíduos de construção, demolição e equipamentos elétricos e eletrônicos. Apresentou-se, ainda, as principais utilizações do elemento cobre na construção civil. É importante ressaltar que não foi descrita nenhuma informação sobre custos ambientais relacionados a Mineração Urbana, uma vez que este método visa justamente reduzir ou até mesmo acabar com os custos ambientais.
Na etapa seguinte foi abordada a Mineração Tradicional de cobre, apresentando os níveis de sua obtenção, as formas e problemas oriundos da extração no país, descrevendo os principais processos de produção e tecnologias utilizadas. Foram destacados, também, os custos ambientais referentes à prática desse tipo de mineração, evidenciando os prejuízos que causam ao meio ambiente, ao longo e após o processo de extração, implicando em consequências, na maioria dos casos, irreversíveis. A legislação referente a política de gestão dos resíduos, representada por leis e resoluções do CONAMA, SISNAMA, Política Nacional de Resíduos Sólidos, também foi abordada.
A terceira e última etapa consistiu em um estudo de caso. Nele foi feita uma análise comparativa do impacto ambiental referente aos dois processos de mineração mencionados (tradicional e urbana), tendo como fator de análise o consumo de água. Com relação a Mineração Tradicional, utilizou-se como parâmetro os dados quantitativos referentes ao estudo realizado pelo Conselho Científico das Academias Europeias (Easac, 2016). Para a Mineração Urbana, foi realizado um levantamento quantitativo, estimando a quantidade de cobre presente em um edifício residencial simulado pelo autor. Ao final desta etapa foi possível verificar o volume de água economizado com o reaproveitamento do cobre presente no edifício exemplificado, por meio da mineração urbana.
Ao utilizar como exemplo, definido por Creder (2007, p. 363), um projeto de instalação de um edifício residencial, foi possível encontrar um quantitativo de cobre para o mesmo. A tabela 1 apresenta os materiais utilizados nesse projeto.
Tabela 1 – Quantitativos: Lista de Materiais
Para o levantamento deste quantitativo foi utilizada a tabela 2, auxiliando na informação sobre o peso nominal de cada material. Os materiais específicos compostos por cobre e suas respectivas quantidades no edifício modelo são:
Tabela 2 – Características Técnicas de Fios e Cabos de Cobre
A partir do levantamento estimou-se que este edifício possui um peso total de cobre de 181,23 kg. O Quadro 4 mostra, para alguns metais, a vantagem da produção por reciclagem a partir de sucatas (mineração urbana), em comparação com a produção a partir de minérios, na mineração tradicional, tendo em vista que a prioridade deste trabalho está no elemento cobre e no uso de água.
Quadro 4 – Consumo de energia e uso de água na mineração tradicional e na mineração urbana
Verifica-se neste estudo, ainda, que o consumo energético e o uso de recursos hídricos são significativamente menores na mineração urbana. Percebe-se, também, a grande variação na mineração tradicional, possivelmente refletindo as diferentes características dos minérios, como teor, tipo de lavra, método de processamento, entre outras. O uso da água não deve ser confundido com consumo, pois grande parte da água de processo (cerca de 80%) geralmente é recirculada.
Para a mineração tradicional foram utilizados dois parâmetros: o mínimo de 40 m³/t e o máximo de 200 m³/t. Para o mínimo, tem-se um uso de água de 7,2 m³/t. Para o máximo de 200 m³/t, o consumo será de 36 m³/t.
No caso da mineração urbana, o estudo mostra que a quantidade de água utilizada é de cerca de 15 m³/t. Aplicando o mesmo cálculo adotado na mineração tradicional, observa-se que o uso de água será de 2,7 m³/t.
Para o exemplo da edificação simulada, o volume de água utilizado na mineração urbana é bem inferior ao encontrado na mineração tradicional, visto que, mesmo adotando o parâmetro mínimo para meios de comparação, é possível observar que a mineração urbana usa quase três vezes menos do volume da mineração tradicional. Desta forma, por meio da mineração urbana, seria possível economizar um volume de água de 4,5 m³/t aproximadamente.
Ainda nesse contexto, fazendo o comparativo com o parâmetro máximo de 200 m³/t, observa-se que a mineração tradicional utilizaria, quase quinze vezes a mais de água, se comparada à mineração urbana.
A pesquisa mostrou que a temática da sustentabilidade e principalmente os conceitos de mineração urbana possuem um grande potencial na economia de água, utilizando o reaproveitamento de cobre nas construções. Entretanto tais definições ainda são superficiais e escassas no meio acadêmico, principalmente quando se trata de mineração urbana, havendo a necessidade de especialização dos arquitetos e engenheiros que coordenam construções dos diversos tipos.
Através da análise quantitativa do edifício exemplificado, considerando um total de 181,23 kg de cobre. Os cálculos comparativos mostraram que, para esta quantidade, seriam necessários 2,7 m³/t de água na mineração urbana, e de 7,2 m³/t a 36 m³/t na mineração tradicional. Desta forma, ao adotar os conceitos da mineração urbana, seria possível economizar entre 4,5 m³/t e 33 m³/t de água, o que é algo bastante significativo no que diz respeito à sustentabilidade. Ainda do ponto de vista da preservação ambiental, é possível concluir que o conceito de Mineração Urbana gera menores impactos, acarretando benefícios para o meio ambiente, o que torna a Mineração Tradicional de Cobre prejudicial e inapropriada para este fim.
Em um primeiro momento, a quantidade de cobre encontrada na edificação exemplificada pode não parecer significativa, mas trata-se de um estudo demonstrativo que adotou um modelo de edifício composto por subsolo, térreo, pavimento tipo (dois pavimentos exatamente iguais, com quatro apartamentos cada), cobertura (dois apartamentos iguais) e telhado. Vale ressaltar que os apartamentos localizados no pavimento tipo são compostos por: três quartos (suíte, empregada, quarto independente), sala, cozinha, área de serviço, três banheiros (suíte, independente e empregada) e duas varandas. Os apartamentos da cobertura são maiores que os demais e apresentam a mesma composição com exceção da área de serviço e varandas.
Portanto pode-se intuir que, ao utilizar o mesmo conceito e análise para construções de grande porte e com maior quantidade de cobre existente, o volume de água que poderá ser economizado por meio da mineração urbana será ainda mais significativo. Sendo assim, quando se amplia a mineração urbana para um bairro ou cidade, o potencial amplia significativamente.
Deseja-se que esta pesquisa contribua para o desenvolvimento científico, mostrando como engenheiros e arquitetos devem se posicionar em relação à questão da mineração urbana.
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[1] MBA em Orçamento, Planejamento e Controle na Construção Civil; MBA em Gestão de Obras na Construção Civil; Bacharel em Engenharia Civil pela Universidade Federal Fluminense (UFF). ORCID: 0009-0005-6984-3350.
Material recebido: 28 de março de 2025.
Material aprovado pelos pares: 07 de abril de 2025.
Material editado aprovado pelos autores: 01 de junho de 2025.
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