Controles ambientais em portos de areias

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ARTIGO ORIGINAL

GONTIJO, Marcos Delgado [1]

GONTIJO, Marcos Delgado. Controles ambientais em portos de areias. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 04, Ed. 02, Vol. 03, pp. 137-150. Fevereiro de 2019. ISSN: 2448-0959.

RESUMO

O presente estudo traz um estudo de degradações e impactos ambientais advindos das atividades de dragagem de areia, medidas de monitoramento e ações para mitigação da turbidez gerada pelo carreamento de finos e lamas. A falta de padrões e as variadas condições de extrações, bem como técnicas rudimentares construtivas e operacionais dos portos de areia levam ao negligenciamento de contaminação ambiental, cujas soluções podem ser relativamente simples. Realizou-se uma pesquisa bibliográfica e técnica das práticas e estudos em empresas típicas do setor, com identificação de condições reais e possíveis soluções para controles das contaminações ambientais.

Palavras-chave: Dragagem, Porto de areia, Turbidez.

INTRODUÇÃO

A extração de areia é uma atividade de grande importância para o desenvolvimento urbano. É um dos insumos mais importantes da construção civil e usada para muitos outros fins, como na indústria de jateamento de areia.

A extração de areia por dragagem é um tipo de lavra caracterizada por um sistema de bombeamento que realiza a sucção da polpa formada no leito submerso. A draga pode possuir também um dispositivo mecânico na extremidade da tubulação de fundo, cuja função é desagregar o material da superfície do leito e facilitar o trabalho de formação de polpa. (NOGUEIRA, 2016)

A lavra de areia, feita por dragagem aluvionar em leitos de rios, no que se refere aos danos ambientais, pode ser considerada de baixo impacto, especialmente se executada de forma cuidadosa, respeitando os limites das margens, minimizando a geração de turbidez na água e evitando a sucção de pequenos peixes e detritos. Quando, porém, não se consegue evitar ou diminuir a turbidez, e/ou particulados finos em suspensão, a alteração das características da água e o acúmulo desordenado de sedimentos às margens dos rios constituem-se em um problema ambiental.

O método tradicional de extração de areias em leitos de rios é o de dragagem por sucção, feita por bombeamento submerso e uso de balsas flutuantes, conforme visto nas Figuras 01 (a) e (b). Após succionada, geralmente, a areia, juntamente com uma porção de água, é bombeada para um local às margens do rio para drenagem e posterior carregamento e transporte, podendo ou não passar por um processo de desaguamento e classificação.

Figuras 01 (a) e (b) – Dragagens de areia. Fonte: Autor.

Por se tratar de produto de baixo valor agregado, sua lavra não se utiliza de modernas tecnologias e controles, especialmente quanto a controles ambientais. Além disso, a atividade de dragagem de areia pode também ser vista como favorável e localmente importante, ao agir como desassoreador dos rios, evitando enchentes e danos às populações, além de gerar empregos diretos e indiretos, dentre outros benefícios.

Um dos principais danos dessa atividade está na devolução inadequada de águas poluídas aos rios, com certa turbidez, devido à presença de areias finas e lama em suspensão, comprometendo a qualidade ambiental em seu local de devolução. As Figuras 02 (a) e (b) mostram exemplos de portos de areias sem controles nos drenos e efeitos da devolução de materiais com turbidez no rio.

Figuras 02 (a) e (b) – Problemas: drenagem sem decantação e turbidez provocada no rio. Fonte: Autor.

Conforme Silva (2016), as práticas de extrações de areias não planejadas tendem a provocar inúmeros impactos ao meio ambiente, assim, e de forma concisa, deduz-se que o desenvolvimento da atividade de mineração de areia precisa ser analisado com base em uma visão ampla, traçada em projetos que envolvam os aspectos sociais, econômicos e ambientais, os quais sejam perfeitamente contemplados na exploração do mineral, almejando, desta maneira, a concretização do desenvolvimento sustentável.

OBJETIVOS E RELEVÂNCIAS

Para o presente trabalho, foram estudados os principais impactos ambientais avindos das atividades de lavra de areias, para uso em construção civil, em leitos de rios, através do método de dragagem por sucção, disposição e estocagem em portos de areias. Assim seguiram-se os seguintes passos:

  • Estudos técnicos e bibliográficos;
  • Diagnóstico das práticas efetuadas por empresas do setor;
  • Análise dos problemas ambientais encontrados e possíveis mitigações;
  • Conclusões e recomendações.

REVISÃO LITERÁRIA

Segundo Quaresma (2009), os principais impactos ambientais das atividades de extração de areia são: geração de efluentes com particulados nos rios, cavas inundadas com alteração do nível freático, alteração paisagística, desmatamento, emissão de particulados atmosféricos provenientes do tráfego de caminhões fora de estrada, ruído das máquinas, etc.

Também, tendo por base Nogueira (2016), pode-se destacar alguns impactos ambientais relevantes à operação de dragagem de areia:

A) Impactos negativos

  • Aumento da concentração de partículas em suspensão (turbidez) no curso d’água, devido ao revolvimento e desagregação do material mineral no curso d’água, durante o processo de extração de areia;
  • Geração de material particulado e gases, proveniente da combustão dos motores das dragas;
  • Revolvimento e desagregação do minério nos leitos dos cursos d’água, contribuindo para a eliminação de barramentos naturais e formação de bancos de sedimentos;
  • Risco de contaminação do curso d’água causada pelos resíduos (óleos, graxas, lubrificantes) provenientes de maquinarias utilizadas nos diferentes tipos de operação;
  • Estresse da fauna aquática, ocasionado pela geração de turbulência no curso d’água durante a extração de areia;
  • Comprometimento da vida aquática devido à diminuição da produtividade global do seu ecossistema típico, decorrente do aumento da turbidez nos cursos d’água;
  • Aumento da possibilidade de acidentes nos ambientes onde houve instabilidade do solo, provocado pelas operações para a extração de areia;
  • Geração de ruído;
  • Impacto visual, associado às estruturas de extração, à estocagem da areia e à descaracterização da paisagem natural;
  • Aceleração de processos erosivos nos barrancos pelo retorno da água bombeada. (TOBIAS et al., 2010)

B) Impactos positivos

  • Diminuição do assoreamento dos cursos d’água, em virtude da remoção dos sedimentos para a obtenção da areia.

E, conforme TOBIAS et al., 2010,

  • Aumento da oferta de areia, com repercussões positivas para a sociedade em geral, mediante o seu uso para diversos fins, com a consequente melhoria da qualidade de vida;
  • Geração de empregos diretos e indiretos;
  • Contribuição para o crescimento do município.

1) Controles e soluções

Para os controles ambientais relativos à turbidez, são medidos e monitorados parâmetros determinados pela legislação federal, através da Resolução CONAMA Nº.357, de 17/03/2005, que estabelece condições e padrões de lançamento de efluentes.

Tabela 1. Parâmetros qualitativos considerados. Fonte: Paiva e Cançado (2008) apud CONAMA (2005).

Baseado em Goes Filho (2004), são citados alguns controles para reduzir os impactos ambientais gerados no processo de dragagem:

  1. Janelas ambientais: as operações de dragagens devem ser reduzidas ou evitadas nos períodos críticos de riscos ambientais (por exemplo, na desova dos peixes)
  2. Monitoramento e controle nas operações e na disposição do material dragado – podendo se dar por:
  • Utilização dos métodos mecânicos ao invés dos métodos hidráulicos de disposição, especialmente para as partículas com grãos finos;
  • Redução das taxas de descarga;
  • Redução da velocidade das dragas ou barcaças;
  • Mudança na direção de aproximação das dragas ou barcaças;
  • Disposição, como bombeado através das tubulações de recalque;
  • Tratamento, incluindo desidratação, separação de silte e areia;
  • Utilização de drenos subterrâneos verticais e horizontais (com funcionamento a vácuo ou por gravidade);
  • Criação de uma zona de sedimentação estimulada.

3. Descarga submersa – disposição do material abaixo da coluna d’água, reduzindo a dispersão e espalhamento

4. Cortinas para sedimentos – cortinas colocadas nos locais de descarga para evitar que as partículas descarregadas sejam transportadas para fora dos limites especificados para a deposição.

5. Estruturas de contenção lateral – estruturas construídas nas laterais dos pontos de descargas, evitando o espalhamento e contaminações

Além desses procedimentos e estruturas, especificamente para dragagem de areia, destacam-se os seguintes métodos:

  • Desarenadores ou caixas de areias

Baseado em Junior e Lima (2014), uma solução que, normalmente, atende às exigências em portos de areia é o “desarenador” ou caixa de sedimentação de areia, conforme mostrado nas Figuras 03 (a) e (b):

Figuras 03 – (a) e (b) – caixas de areias. Fonte: Junior e Lima (2014).

Essa caixa deve ter dimensões que proporcionem velocidade baixa de fluxo, que produzam a deposição de areia e outras partículas no fundo da caixa (JUNIOR e LIMA, 2014). Deve ser aplicada em ponto de descarga onde a presença de sólidos é pequena em relação à água.

  • Bacia de decantação

Conforme Bastos (2000), é frequente a necessidade de tanques de decantação para contenção dos sólidos, melhoria nas condições de turbidez e atendimento à legislação, conforme ilustrado na Figura 05.

Figura 05 – Bacias de decantação em sequência. Fonte: Bastos (2000).

De acordo com Mata (2014), as bacias ou tanques de decantação vão garantir o controle da qualidade das águas que retornam ao meio ambiente. Nos reservatórios são armazenadas as águas coletadas pelo sistema de drenagem para que as partículas em suspensão sejam sedimentadas para o fundo do tanque após um determinado tempo. As Figuras 06 (a) e (b) mostram imagens do sistema de disposição da areia no porto e a caixa de decantação.

 

Figura 06 – (a) Porto, (b) Caixa de decantação. Fonte: Paiva (2004).

Ainda que de forma rudimentar, boa parte dos mineradores de areia que usam dragagem fazem uso de algum tipo de bacia de decantação. Dessa forma, é importante que haja estudos para determinar as condições técnico-operacionais de eficácia das mesmas, tendo em vista a boa aceitação e a praticidade das mesmas.

A Figura 04 mostra, em perfil, esquema para a construção do sistema de retenção de sólidos e de espessamento de lamas:

Figura 04 – Perfil do porto de areia e caixa de decantação. Fonte: PAIVA e CANÇADO (2008), Modificado de TEIXEIRA (2008).
  • Vertedouros

Uma das partes mais importantes do sistema é o extravasor (ou vertedouro), que fica na saída da bacia de decantação, pois regula as vazões do reservatório; minimiza as velocidades e vazões que carreiam particulados. Especialmente quando o nível de água se encontra alto, o extravasor mantém um nível adequado de interface e evita a formação de um lago demasiadamente grande.

Os vertedores (ou vertedouros) podem ser definidos como extravasores de reservatórios e são estruturas destinadas a escoar água de um reservatório; podendo ser livres (a céu aberto) ou em comportas, com paredes simples, diques ou aberturas sobre as quais um líquido escoa. O termo aplica-se, também, a obstáculos à passagem da corrente e aos extravasores das represas. (AZEVEDO NETTO et al., 1998)

Conforme citado por Turella (2010), identificam-se, dentre outros, os seguintes tipos de vertedores: canal extravasor, canal lateral, extravasor tubular-vertedor, tulipa ou cálice, sifão extravasor, vertedor em degraus, vertedouro com comportas, extravasor tipo galeria.

Figura 07 – Vertedores (a) sistema tulipa, (b) imagem da tulipa e (c) sistema de sifão. Fonte: Turella (2010).

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Foram estudados técnicas, impactos e materiais construtivos adequados ao sistema de decantação e extravasares em variados locais. Métodos tipo “tulipas” e antepares foram identificados para controles de descarga.

Identificaram-se métodos inovadores e convencionais, conforme as empresas citadas a seguir.

Empresa 1 – Apresenta baia grande e o sistema de descarga funciona relativamente bem. O sistema de vertedouro é feito com caixa de concreto, aberta na parte superior e o controle da vazão e sólidos é feito pela adição de anteparos na borda, na medida do enchimento da baia.

Figuras 05 (a) e (b) – Sistema de descarga em caixa e tubulação. Fonte: Autor.

Empresa 2 – Contempla um sistema de baia com um coletor central e tubulação em desnível. A drenagem é eficiente, mas a tubulação forma um obstáculo no centro da baia que dificulta as manobras da pá carregadeira e outras atividades na baia, além da falta de controle dos finos carreados.

Figuras 06 (a) e (b) – Baias com desaguamento central e vertedouro por tubulação em desnível. Fonte: Autor.

Empresa 3 – Neste porto foi construído um sistema de barreira de contenção em alvenaria, com um tubo central para descargas. É um sistema que evita um carreamento excessivo, especialmente em condições de chuva ou materiais trazidos com alta umidade. Porém, não há controle na turbidez e particulados devolvidos ao rio.

Figuras 07 (a) e (b) – Sistema de descarga por barreira de contenção. Fonte: Autor.

Empresa 4 – Essa empresa possui um sistema de vertedouro tipo “cachimbo”, que é prático e de fácil construção, feito com “manilha” de concreto com uma abertura lateral. O sistema permite ajuste da altura do nível com adições de placas de madeiras, conforme pode ser visto nas Figuras 09 (a) e (b).

Figuras 09 (a) e (b) – Baia e sistema de descarga em forma de “cachimbo”. Fonte: Autor.

Empresa 5 – No sistema a seguir, foram instalados vários tubos de drenagem, desordenados. O método também se mostra ineficiente para controles de contaminações ambientais.

Figuras 10 (a) e (b) – Descargas por vários tubos de drenagem. Fonte: Autor.

Empresa 6 – Essa empresa desenvolveu um sistema de caixa coletora e descarga, feita em madeira, bastante prática, relativamente barata, de fácil operação e manutenção.

Figuras 11 (a) e (b) – Baia com caixa de descarga em madeira. Fonte: Autor.

SISTEMAS COM MELHORES DESEMPENHOS

Baseado nos casos observados, pode-se destacar dois sistemas construtivos, conforme a figura seguir:

1) Sistema de comporta, tipo tulipa, na saída da bacia de contenção, com regulagem de vazão e controle de sedimentos acumulados, conforme visualizado abaixo:

Figuras 12 (a) e (b) – Desenhos do sistema com anteparo. Fonte: Autor.

2) Sistema de descarga constituído de manilha de concreto, aberto na lateral que, de modo prático, forma uma espécie de “cachimbo” de dreno e controle. Para funcionar melhor, o mesmo deve ser dotado de anteparo para permitir o ajuste de nível e evitar o arraste de sólidos.

Figura 13 – Desenho do sistema de “cachimbo”. Fonte: Autor.

ANÁLISE DE DADOS E INFORMAÇÕES:

Baseado nos estudos e pesquisas realizadas, para cada etapa seguinte, sugere-se as principais medidas de preservação ambiental e controles:

1) Processo de extração

  • Evitar danos e assoreamentos das margens dos rios ou lagos;
  • Evitar adicionar produtos químicos, especialmente graxas, óleos e derivados;
  • Programar as atividades de extração considerando as épocas e condições do meio ambiente (janelas ambientais), respeitando períodos críticos (por exemplo de desova de peixes);
  • Controlar e manter os parâmetros de turbidez adequados à preservação ambiental e de acordo com a legislação.

2) Estocagem e devolução de resíduos

  • Usar de vertedouros adequados, na saída da bacia de decantação e regular os níveis e as vazões do reservatório; minimizando a velocidade e o carreamento de particulados. Especialmente quando o nível de água se encontra alto, o extravasor deve manter um nível adequado de interface e evitar a formação de um lago demasiadamente grande;
  • Deve-se mante o controle e redução das taxas de descarga;
  • Recomenda-se a adoção de sistema de comporta ajustável, na saída da bacia de contenção, com regulagem de vazão e controle de sedimentos acumulados.

3) Em casos específicos, podem ser feitos os seguintes procedimentos:

  • Uso de descarga submersa ou cortinas de contenção, nos locais de disposição dos resíduos;
  • Uso de anteparos ou estruturas de contenção para conter a velocidade de propagação dos sedimentos;
  • Redução da geração de finos e melhor aproveitamento dos mesmos;
  • Tratamento dos licores (lamas) com floculantes ou coagulantes orgânicos para melhorar a clarificação da água.

CONCLUSÃO

O trabalho mostrou-se rico em exemplos de impactos positivos e negativos das atividades de dragagem de areia e serve de orientação para os profissionais, pesquisadores e empresas envolvidas e interessados.

Em especial, destacam-se os seguintes aspectos:

Os impactos negativos gerados ao meio ambiente podem ser significativamente reduzidos com adoção de práticas e controles ambientais adequados;

Devem ser adotadas técnicas de extração que perturbem minimamente o meio ambiente, respeitando os ciclos de reprodução, a biodiversidade aquática e os padrões estabelecidos pela legislação;

Os desarenadores (caixas de areia ou tanques), são mais eficientes, mas relativamente caros e complexos para empreendimentos de pequeno porte, onde o valor agregado é relativamente baixo e a quantidade de partículas devolvidas aos rios não é elevada;

Antes da devolução das águas turvas, deve-se promover um sistema de retenção de particulados que pode ser em alvenaria, com bacia de decantação e caixa receptora que permita a regulagem de vazão e contenção dos sólidos;

O sistema em alvenaria, com bacia de decantação e caixa receptora, permite regulagem de vazão por palhetas e mostra-se bem eficiente e operacional;

O sistema de cachimbo, em manilha aberta, é uma solução prática e de fácil instalação, mas precisa cuidar da regulagem de vazão;

O sistema de descarga, construído em madeira, é eficiente, de fácil montagem, manutenção e operação. Porém, sua vida útil é menor;

O melhor método dependerá de cada empresa e gravidade da situação, variando das condições operacionais, de características de turbidez dos licores gerados. Sendo certo que, para operações de dragagem de areia, é indispensável construir um sistema de controle dos resíduos e o ideal é um sistema de descarga que permita ajustes de nível e retenção dos particulados.

REFERÊNCIAS

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BASTOS, M. J. N. (Portugal). Aspectos Sobre Sistemas de Drenagem em Pedreiras a Céu Aberto. Paço de Arcos: Visa Consultores, 2000. 5 p. (Comunicações Técnicas). Disponível em: <http://www.visaconsultores.com/pdf/VISA_com06.pdf>. Acesso em: 28 nov. 2017.

BUENO, Rafael Ivens da Silva. Aproveitamento da areia gerada em obra de desassoreamento- caso: Rio Paraibuna/SP. Dissertação (Mestrado) Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 2010. Disponível em: <http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3134/tde-18112010-124317/pt-br.php> Acesso em 02 jul. 2018.

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NOGUEIRA, Geovane Rangel Ferreira. A extração de areia em cursos d’água e seus impactos: proposição de uma matriz de interação. Dissertação (Trabalho final de curso) Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária. Faculdade de Engenharia. UFJF. Juiz de Fora 2016. Disponível em <http://www.ufjf.br/engsanitariaeambiental/files/2014/02/TFC_Vers%C3%A3oFinal.pdf> Acesso em 10 mai. 2018.

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TURELLA, Débora Saccaro. Critérios de Dimensionamento para Bacia de dissipação por ressalto hidráulico tipo I. 2010. 86 f. TCC (Graduação) – Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010. Disponível em: <http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/26027/000754991.pdf?sequence=1>. Acesso em: 20 jun. 2018.

[1] Mestrado em beneficiamento mineral, pós-graduação em meio ambiente e sustentabilidade, pós-graduação em gestão de projetos, engenheiro de minas, Especialista em recursos minerais da ANM (Agência Nacional de Mineração).

Enviado: Setembro, 2018.

Aprovado: Fevereiro, 2019.

 

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