Como a Hidrogeologia é Aplicada na Mineração?

A extração de bens minerais impacta as águas subterrâneas, exercendo considerável influência nas estruturas minerárias. A Hidrogeologia, ciência e técnica que trata das águas subterrâneas, desempenha um papel crucial em todas as fases de um projeto de mineração, desde a exploração até o fechamento da mina. Devido às variáveis entre empreendimentos e condições geológicas, a interação entre a mina e as águas subterrâneas requer uma investigação profunda, sendo essencial para o planejamento e operação da mina.

A presença de água subterrânea em cavas, taludes, barragens, pilhas de estéril, plantas de beneficiamento, aterros, entre outros locais, é uma realidade na mineração. Os efeitos da atividade minerária podem significativamente afetar a disponibilidade e qualidade da água, gerando impactos ambientais e sociais nas comunidades circunvizinhas.

Quando as atividades em uma cava ocorrem abaixo do nível de água subterrânea, essa água adentra as cavas a céu aberto e também os túneis e galerias em minas subterrâneas. Essa água precisa ser bombeada à superfície, garantindo a secura para tráfego de veículos pesados, eficiência na fragmentação da rocha e extração do minério.

O desaguamento das minas pode impactar os recursos hídricos subterrâneos, refletindo-se em áreas quilômetros distantes da mina, afetando nascentes, córregos e o abastecimento de água potável de comunidades vizinhas.

Pressões elevadas nos taludes podem resultar em instabilidades geotécnicas. O conhecimento hidrogeológico torna o desaguamento mais eficiente, garantindo a segurança dos taludes. Esse processo contribui para a estabilidade, permitindo geometrias com inclinações maiores e menor geração de material estéril.

Em situações onde a condutividade hidráulica das rochas nas paredes da mina dificulta o bombeamento por poços, drenos sub-horizontais podem ser instalados para despressurizar os taludes. O planejamento eficaz desse sistema depende de estudos das condições estruturais e hidrogeológicas do maciço rochoso.

Estudos hidrogeológicos nas barragens de rejeitos, desde a fase de pré-projeto até o fechamento, são essenciais. Conhecer as características dos aquíferos nas fundações e ombreiras, assim como a condutividade hidráulica dos rejeitos, é crucial para compreender o fluxo de água e a análise do transporte de contaminantes.

A má gestão do fluxo nas barragens de rejeitos pode comprometer a estabilidade da estrutura, aumentando o risco de colapso. Água é uma das principais causas de rupturas em barragens, seja pela erosão interna causada por altas velocidades de fluxo subterrâneo ou pela liquefação devido à deficiência no sistema de drenagem.

Depósitos de material estéril também participam da dinâmica hidrogeológica da mina. A variação granulométrica desses materiais torna a estrutura complexa do ponto de vista hidrogeológico. Estudos são necessários para prevenir, controlar e remediar a drenagem ácida de mina, especialmente em depósitos que contêm minerais sulfetados.

A Hidrogeologia é crucial no balanço hídrico da mina, quantificando entradas e saídas de água. Modelos hidrogeológicos computacionais são ferramentas essenciais para compreender e simular cenários, como operação de poços, desaguamento de galerias e enchimento de cavas e barragens.

O fechamento de mina, obrigatório legalmente, visa reduzir riscos no regime das águas subterrâneas, minimizando impactos na estabilidade geotécnica e na qualidade da água. Em minas subterrâneas, o desligamento do desaguamento resulta na inundação das galerias, enquanto em minas a céu aberto, o descomissionamento do bombeamento forma lagos nas cavas, exigindo atenção ao balanço hídrico e à qualidade da água.

A Hidrogeologia é um componente vital na mineração, proporcionando um amplo entendimento das condições hidrogeológicas para operação segura, estabilidade de estruturas e gestão sustentável dos recursos hídricos.

Referência:

Smith, Leslie. Hydrogeology and Mineral Resources Development. Groundwater Project, Guelph, Ontario, Canada, 2021.

Rafael Colombo

Mestre em Ciência e Tecnologia dos Minerais e Meio Ambiente no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) no tema de Traçadores Aplicados à Estudos Hidrogeológicos, e graduação em Engenharia Geológica pela Universidade Federal de Ouro Preto em 2007.
Professor e coordenador de pós graduação na PUC Minas e pesquisador sobre a utilização da tecnologia dos traçadores aplicados à hidrogeotecnia junto ao CDTN.
Experiência em consultorias ambientais para grandes empresas, dos setores de óleo e gás, mineração, industria química e pequenos empreendedores.
Tem na modelagem hidrogeológica conceitual e computacional um principais atributos profissionais, além de aptidão para trabalhos em campo, gerencia de projetos, coordenação de equipes, relacionamento com empresas, elaboração de propostas técnicas e marketing de serviços, buscando sempre a excelência técnica e a satisfação dos clientes.