MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto Departamento de Engenharia de Minas Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral – PPGEM

DISPOSIÇÃO DE ESTÉRIL EM CAVA - UM ESTUDO DE CASO

LUCIANA RODRIGUES DE FARIA

Ouro Preto/MG Outubro de 2016

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto Departamento de Engenharia de Minas Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral – PPGEM

DISPOSIÇÃO DE ESTÉRIL EM CAVA - UM ESTUDO DE CASO

Autora: LUCIANA RODRIGUES DE FARIA Orientador: Prof. Dr. ADILSON CURI

Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação do Departamento de Engenharia de Minas da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Mineral.

Área de concentração: Lavra de Minas

Ouro Preto/MG Outubro de 2016

F224d

Faria, Luciana Rodrigues de . Disposição de estéril em cava [manuscrito]: um estudo de caso / Luciana Rodrigues de Faria. - 2016. 102f.: il.: color; grafs; tabs. Orientador: Prof. Dr. Adilson Curi. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Universidade Federal de Ouro Preto. Departamento de Engenharia de Minas. Pós Graduação em Engenharia Mineral. Área de Concentração: Lavra de minas. 1. Mina a céu aberto. 2. Impacto ambiental. 3. Lavra a céu aberto Sequenciamento. 4. Lavra a céu aberto - Disposição de estéril. I. Curi, Adilson. II. Universidade Federal de Ouro Preto. III. Titulo. CDU: 622.2

Catalogação: www.sisbin.ufop.br

AGRADECIMENTOS Neste espaço gostaria de agradecer a todos que contribuíram para a realização deste trabalho, em especial: 

Ao PPGEM pela oportunidade de estudo e à CAPES, pela bolsa concedida;



Aos professores do Departamento de Engenharia de Minas da UFOP e aos colegas de curso, pelas ótimas aulas e discussões;



Ao professor Adilson Curi, pelas ideias e orientação;



Aos meus colegas do Instituto Tecnológico Vale, Germán, Luciano, Leandro, Paulo, Gustavo e Taís, que me ajudaram com tantas revisões e ideias;



À minha família, pelo incentivo e apoio;



Ao Geraldo, pela insistente cobrança, paciência, auxílio e companheirismo.

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RESUMO A atividade da mineração é a base para o desenvolvimento social e econômico da sociedade, mas, apesar de sua importância, é um setor sempre lembrado pelos problemas com as questões ambientais. Desta maneira, este trabalho busca a conciliação entre o conceito de sustentabilidade ambiental e a mineração, com o uso consciente e sustentável da natureza. Esta dissertação pretende discutir a inclusão de parâmetros ambientais na atividade de lavra, aliando o aspecto técnico ao ambiental, através da avaliação da disposição de estéril dentro da cava simultaneamente à lavra, método este que aqui será chamado “Sequenciamento Verde”. Com os resultados obtidos, foi possível a análise desta metodologia em três diferentes vertentes: comparação econômica entre o método tradicional e o proposto, possíveis ganhos ambientais e possibilidade de esterilização de reservas. Palavras-chave: mina a céu aberto, impacto ambiental, sequenciamento de lavra, disposição de estéril.

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ABSTRACT The mining sector is the basis for social and economic development in the society. Despite its importance, it is an industrial sector always associated to environmental problems. Thus, this study aims to conciliate the concept of environmental sustainability and mining operations with the conscious and sustainable use of nature. It intends to discuss the inclusion of environmental parameters in the mine scheduling activity combining the technical aspects to the environmental assessment through the waste disposal in the pit during the mining operations. This methodology will be called "Sequenciamento Verde". With the obtained results, it was possible to analyze this methodology in three different aspects: economic comparison between the traditional method and the proposed method, potential environmental gains and possibility of preclude the remaining reserves. Keywords: open pit, environmental impact, mine scheduling, waste disposal.

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LISTA DE FIGURAS Figura 1: Processo de suprimento mineral ................................................................................. 5 Figura 2: A mineração e o mercado consumidor ....................................................................... 6 Figura 3: Fases de um projeto de mineração e a capacidade de influência nos custos .............. 7 Figura 4: Classificação de recursos e reservas ........................................................................... 8 Figura 5: Bloco representando o domínio total e domínio total discretizado em blocos menores. ..................................................................................................................................... 9 Figura 6: Modelo de blocos conceitual .................................................................................... 11 Figura 7: Fluxograma do algoritmo dos cones flutuantes ........................................................ 14 Figura 8: Seção vertical do modelo de blocos.......................................................................... 15 Figura 9: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (1,4) .................................................. 15 Figura 10: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (2,4) ................................................ 16 Figura 11: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (3,4) ................................................ 16 Figura 12: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (3,3) ................................................ 17 Figura 13: Configuração final da cava pelo método dos cones flutuantes ............................... 17 Figura 14: Matriz de blocos econômicos ................................................................................. 18 Figura 15: Acumulação dos valores dos blocos ....................................................................... 19 Figura 16: Aplicação da fórmula do algoritmo de Lerchs & Grossman .................................. 19 Figura 17: Configuração final da cava pelo algoritmo de Lerchs & Grossman ....................... 20 Figura 18: Exemplo de sequencia de lavra............................................................................... 22 Figura 19: Sequência de lavra por cavas aninhadas ................................................................. 23 Figura 20: Avanços pela retirada de conjunto de blocos ......................................................... 23 vii

Figura 21: Drenos no formato espinha de peixe ...................................................................... 26 Figura 22: Dreno de fundo ....................................................................................................... 27 Figura 23: Tipos de sistemas de drenagem .............................................................................. 28 Figura 24: Método descendente de construção de pilha de estéril ........................................... 29 Figura 25: Método ascendente de construção de pilha de estéril ............................................. 29 Figura 26: Tipos de pilhas de estéril ........................................................................................ 30 Figura 27: Sequência de lavra em Ouéléba, Simandou, ao início das atividades de lavra. ..... 33 Figura 28: Sequência de lavra em Ouéléba, Simandou, no meio da vida da mina. ................. 34 Figura 29: Sequência de lavra em Ouéléba, Simandou, ao final das atividades de lavra. ....... 34 Figura 30: Sequência de lavra em Pic de Fon, Simandou, ao início das atividades de lavra. .. 35 Figura 31: Sequência de lavra em Pic de Fon, Simandou, no meio da vida da mina. ............. 35 Figura 32: Sequência de lavra em Pic de Fon, Simandou, ao final das atividades de lavra. ... 36 Figura 33: Planejamento para o fechamento ............................................................................ 38 Figura 34: Fluxograma das etapas do trabalho ......................................................................... 39 Figura 35: Minerais estratégicos no contexto do Brasil ........................................................... 42 Figura 36: Gráfico das curvas de parametrização .................................................................... 43 Figura 37: Gráfico do relatório do VPL – escolha da cava ótima ............................................ 45 Figura 38: Cava matemática ótima........................................................................................... 45 Figura 39: Cava operacional .................................................................................................... 46 Figura 40: Comparação da aderência entre cava matemática e cava operacional.................... 47 Figura 41: Seção transversal da comparação cava matemática x cava operacional ................. 48

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Figura 42: Seção longitudinal da comparação cava matemática x cava operacional ............... 48 Figura 43: Pilha de estéril gerada para o sequenciamento convencional ................................. 50 Figura 44: Ano 12 – exaustão de uma porção da cava ............................................................. 50 Figura 45: Cava e pilha de estéril até o ano 12 ........................................................................ 51 Figura 46: Cava e pilha de estéril até o ano 14 ........................................................................ 52 Figura 47: Cava e pilha de estéril até o ano 15 ........................................................................ 52 Figura 48: Pilhas de estéril geradas para o Sequenciamento Verde ......................................... 55 Figura 49: Configuração final da cava no Sequenciamento Verde .......................................... 59

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LISTA DE TABELAS Tabela 1: Abordagens para o planejamento da cava final ........................................................ 13 Tabela 2: Casos de disposição de resíduos em cava ................................................................ 32 Tabela 3: Dados para otimização da cava ................................................................................ 44 Tabela 4: Aderência entre cavas matemática e operacional ..................................................... 48 Tabela 5: Configurações da pilha de estéril do Sequenciamento Convencional ...................... 49 Tabela 6: Resultados incrementais obtidos no Sequenciamento Verde ................................... 54 Tabela 7: Configurações da pilha de estéril do Sequenciamento Verde .................................. 55 Tabela 8: Comparação entre as pilhas de estéril geradas nos dois sequenciamentos .............. 58

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APÊNDICES Apêndice 1: Pushbacks gerados pelo software para o sequenciamento convencional no estudo de caso de uma mina de potássio ............................................................................................. 67 Apêndice 2: Sequenciamento convencional ano a ano gerado pelo software no estudo de caso de uma mina de potássio .......................................................................................................... 70 Apêndice 3: Resultados acumulados ao longo dos anos para VPL e tonelagens de minério e estéril obtidos no sequenciamento convencional ..................................................................... 77 Apêndice 4: Pushbacks gerados pelo software para o Sequenciamento Verde no estudo de caso de uma mina de potássio .................................................................................................. 78 Apêndice 5: Sequenciamento Verde ano a ano gerado pelo software no estudo de caso de uma mina de potássio ....................................................................................................................... 80 Apêndice 6: Resultados acumulados ao longo dos anos para VPL e tonelagens de minério e estéril obtidos no Sequenciamento Verde ................................................................................ 87

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas CAPES – Coordenação de Aperfeiçoamento Pessoal de Nível Superior CAPEX – Capital Expenditure (Despesas de Investimento) DMT – Distância Média de Transporte DNPM – Departamento Nacional de Produção Mineral IBRAM – Instituto Brasileiro de Mineração K2O – Óxido de Potássio LG - Lerchs-Grossmann (algoritmo de Lerchs-Grossmann) NBR – Norma Brasileira OPEX – Operational Expenditure (Despesas operacionais) PPGEM – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral REM – Relação Estéril-Minério UFOP – Universidade Federal de Ouro Preto VEB – Valor Econômico do Bloco VPL – Valor Presente Líquido

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SUMÁRIO RESUMO..................................................................................................................... v ABSTRACT................................................................................................................ vi LISTA DE FIGURAS…………………………………………………………....... vii LISTA DE TABELAS................................................................................................. x LISTA DE APÊNDICES .......................................................................................... xi LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ............................................................. xii

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INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1 1.1

Objetivos ........................................................................................................... 3

1.2

Estrutura da Dissertação ................................................................................... 3

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................. 5 2.1

Planejamento de Lavra ..................................................................................... 5

2.1.1 Fases de um Projeto de Mineração .............................................................. 5 2.1.2 Recursos e Reservas .................................................................................... 7 2.2

Limites da Lavra ............................................................................................... 9

2.2.1 Modelo de Blocos ........................................................................................ 9 2.2.1.1 Valor Econômico dos Blocos .................................................................... 11 2.2.2 Abordagens para o Planejamento da Cava ................................................ 12 2.2.3 Método dos Cones Flutuantes ................................................................... 13 2.2.4 Algoritmo de Lerchs & Grossman ............................................................ 18 2.3

Sequenciamento de Lavra ............................................................................... 21

2.4

Disposição de Estéril ...................................................................................... 24

2.4.1 Projeto de Pilha de Estéril ......................................................................... 24 2.4.1.1 Construção da Pilha de Estéril ................................................................... 26 xiii

2.4.1.2 Tipos de Pilhas de Estéril .......................................................................... 29 2.4.2 Disposição em Cava .................................................................................. 31 2.5

Impactos Ambientais Provocados pela Mineração ......................................... 36

3

METODOLOGIA DO TRABALHO ................................................................. 39

4

RESULTADOS E DISCUSSÕES ....................................................................... 41 4.1

Estudo de Caso ............................................................................................... 41

4.1.1 Minérios de potássio .................................................................................. 41 4.2

Dados do projeto ............................................................................................. 43

4.2.1 Reserva ...................................................................................................... 43 4.2.2 Modelo de Blocos e Otimização................................................................ 43 4.2.3 Operacionalização da Cava ....................................................................... 46 4.3 5

Sequenciamento da Lavra ............................................................................... 49

CONCLUSÕES .................................................................................................... 56 5.1

Conclusões ...................................................................................................... 56

5.1.1 Comparação Econômica: Valor Presente Líquido .................................... 56 5.1.2 Comparação Ambiental ............................................................................. 57 5.1.3 Esterilização da Reserva ............................................................................ 59 5.1.4 Considerações finais .................................................................................. 60 5.2

Recomendações para trabalhos futuros .......................................................... 61

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 62 APÊNDICES ............................................................................................................... 67

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1

INTRODUÇÃO A atividade de mineração é milenar e essencial para o desenvolvimento

socioeconômico da sociedade moderna. É um setor da economia de extrema importância, que emprega milhões de pessoas ao redor do mundo e movimenta bilhões de dólares todo ano, tanto de lucros como de investimentos em equipamentos e tecnologias. Atualmente, a indústria da mineração está inserida num mercado global e competitivo, que força as empresas, não só de mineração, mas de todos os segmentos, a melhorar suas práticas, seja no âmbito social, ambiental ou econômico (Mahmoud, 2013). Há uma grande dificuldade de encontrar depósitos minerais de boa qualidade, acessíveis, com alto teor, grande tonelagem e num país estável econômica e politicamente. As reservas consideradas de qualidade e de fácil acesso já foram achadas em tempos passados, resultando numa dificuldade muito maior para os trabalhos atuais, onde, ao lidar com os problemas citados acima, a empresa esbarra em impasses ambientais e de aderência econômica (Mahmoud, 2013). A grave consequência disto são os problemas ambientais e o aumento dos custos operacionais, que contribuem para reduzir o Valor Presente Líquido – VPL - podendo chegar até a inviabilidade do projeto. O conceito de sustentabilidade ambiental foi colocado pela primeira vez em 1987 na The World Commission on Environment and Development, da Oxford University Press, e o define da seguinte maneira: “Habilidade da humanidade em garantir recursos para atender as necessidades do presente sem comprometer a habilidade de gerações futuras em atender suas próprias necessidades.” É impossível pensar em desenvolvimento da sociedade, qualidade de vida e crescimento econômico sem a utilização de recursos minerais. Desta forma, o conceito de desenvolvimento sustentável conduz ao pensamento que é evidente a importância da conciliação entre a atividade mineral e o uso consciente e sustentável da natureza (Borges, 2009). Há, então, a necessidade da integração de fatores econômicos, sociais e ambientais para a tomada de qualquer decisão. Infelizmente, a mineração continua focando seus trabalhos em considerações técnicas e financeiras, enquanto as questões ambientais e sociais são relegadas ao longo da vida da mina. Ao final das atividades, acabam sendo tratadas sem o devido cuidado, na maioria das vezes mais como medidas mitigadoras dos impactos, e não da 1

solução deles. Hoje em dia, não só o fechamento, mas todas as medidas ambientais que devem ser tomadas ao longo da vida da mina devem ser pensadas junto do planejamento de todo o projeto. Em alguns países, incluindo o Brasil, o direcionamento dado para os aspectos ambientais é mandatório até para o começo das atividades da empresa. Deve-se ter em mente que a maximização do VPL sem considerar o fechamento de mina não é uma maximização real do VPL, pois postergar as questões ambientais é desfavorável para a empresa, que arcará com custos muito maiores no futuro (Mahmoud, 2013). Diante do exposto, esta dissertação abre espaço para a discussão da inclusão de parâmetros ambientais nas atividades da mineração, mais especificamente no planejamento da lavra, através de uma metodologia aqui denominada “Sequenciamento Verde”, empenhandose para aliar o aspecto técnico ao ambiental. Atualmente, ao se enxergar um projeto de lavra, percebe-se como ele é um projeto integrado, onde se deve levar em consideração a cava final, o sequenciamento de lavra, com todas suas questões técnicas e operacionais, a disposição de estéril, a formação dessas pilhas de estéril e as questões ambientais. A abordagem ambiental é de suma importância não só para a empresa, uma vez que as partes interessadas também incluem os trabalhadores, comunidades, governos e acionistas. As minas com operações a céu aberto movimentam uma grande quantidade de material, dentre eles o estéril, que é depositado em áreas adjacentes à cava, áreas estas que podem ser muito maiores que a própria cava. Além disso, a disposição de estéril também envolve custos de preparação da pilha, transporte, licenciamentos, geotecnia e outros. O sequenciamento de lavra busca a melhor solução para a lucratividade da mina e define sua vida útil e razão de produção, obedecendo às ressalvas geotécnicas e operacionais. Aliando as questões técnicas e operacionais às questões ambientais, já existem alguns estudos sobre a disposição de estéril dentro da própria cava, e esse procedimento tem se tornado uma tendência atual. Assim sendo, este trabalho analisará a possibilidade de dispor o estéril dentro da cava, mas seguindo uma metodologia alternativa, onde a disposição acontece ao mesmo tempo que a lavra. Os ganhos ambientais alcançados com esta metodologia são fáceis de ser imaginados, como a agilidade nos processos de reabilitação, diminuição da área degradada com a pilha de estéril e diminuição da DMT – distância média de transporte. Então, além dos ganhos ambientais, também será analisado o fator econômico, ou seja, se eventualmente o Sequenciamento Verde pode ser atrativo economicamente ou não. 2

1.1 Objetivos Como descrito no Capítulo 3 – Metodologia do Trabalho - será aplicado sobre um estudo de caso dois sequenciamentos de lavra diferentes. Baseando-se nos resultados destes dois sequenciamentos, será discutido o ganho ambiental que a metodologia traz através da não utilização de outras áreas para a disposição do estéril. No quesito financeiro, será examinada a influência que a metodologia acarreta no VPL, com o propósito de investigar se há alterações significativas nos ganhos financeiros da empresa. O objetivo deste trabalho é, portanto, investigar a metodologia do “Sequenciamento Verde” econômica e ambientalmente. Será analisada, paralelamente, a possibilidade de esterilização da reserva. Portanto, faz-se interessante levantar os prós e contras desta técnica, já que ela pode contribuir positivamente na minimização da pegada ambiental da mineração, mas pode levar a esterilização de uma reserva remanescente.

1.2 Estrutura da Dissertação Esta dissertação está dividida em seis capítulos, com o intuito de alcançar os objetivos propostos, aplicando a metodologia apresentada e discutindo os resultados obtidos, apresentados da seguinte forma: Capítulo 1 – Introdução O primeiro capítulo é composto pela introdução aos assuntos tratados na dissertação, apresentando o problema e definindo os objetivos a serem alcançados. Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica Apresenta a revisão bibliográfica, abordando itens como: o planejamento de lavra e suas fases; a obtenção dos limites da lavra através de um modelo de blocos e algoritmos de otimização; o sequenciamento de lavra e o projeto de pilha de estéril, explicando questões como os tipos de pilhas e seus métodos construtivos. A revisão bibliográfica é encerrada abordando itens sobre gerenciamento ambiental na mineração, os impactos que a atividade traz para a sociedade e o meio ambiente e exemplos de disposição de estéril e rejeito em cava.

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Capítulo 3 – Metodologia do Trabalho Apresenta os métodos propostos para realizar a pesquisa, que incluem a utilização de uma base de dados de tutorial de software de planejamento de lavra e a aplicação de dois sequenciamentos de lavra diferentes, com fins de comparação econômica e ambiental. Capítulo 4 – Resultados e Discussões Este capítulo mostra os resultados obtidos através da metodologia proposta, onde o modelo foi analisado de duas maneiras distintas. São apresentados o estudo de caso e os resultados e discussões dos trabalhos realizados, contemplando gráficos e tabelas comparativos de sequenciamento e VPL. Capítulo 5 – Conclusões Mostra uma revisão final do trabalho, as conclusões alcançadas através dos resultados obtidos no estudo de caso em questão e recomendações para trabalhos futuros.

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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Planejamento de Lavra A lavra compreende todas as etapas necessárias para a extração do bem mineral de forma economicamente viável, segura e sustentável. Para tanto, deve ser feito um planejamento de lavra que vise o melhor aproveitamento dos recursos minerais, recuperandoos de forma organizada e otimizando a quantidade dos recursos extraídos em função da maximização do lucro. 2.1.1 Fases de um Projeto de Mineração A indústria da mineração é, na economia, responsável pelo suprimento de recursos minerais à sociedade. Para tanto, a mineração tem as funções de descobrir, cubar, lavrar, processar e comercializar seus produtos. O setor é estimulado a partir da dupla “potencialidade e necessidade”, como pode ser visto na Figura 1. A potencialidade é a jazida em si, que, junto da demanda desses bens na economia, permite o suprimento mineral (Calaes, 2006).

Figura 1: Processo de suprimento mineral Fonte: Calaes, 2006

O suprimento de minerais tem um caráter dinâmico, intimamente relacionado ao mercado, depleção e avanços tecnológicos, como mostra a Figura 2. O mercado consumidor cria uma demanda por bens minerais, forçando investimentos na prospecção e na exploração mineral. Novos depósitos são descobertos e avaliados, e, se provada sua viabilidade técnica e econômica, são lavrados, processados e vendidos, completando o ciclo. Segundo Calaes (2006), este ritmo de produção motiva esforços constantes na exploração mineral. Depósitos 5

mais “fáceis” de serem encontrados são lavrados primeiramente, levando a um processo contínuo de depleção e, consequentemente, onerando o suprimento mineral ao longo do tempo. Já os avanços tecnológicos estão presentes em todo o ciclo, pois é interessante aperfeiçoar métodos de exploração, técnicas de lavra e processos de beneficiamento a fim de se reduzir os custos das operações, contribuindo ainda para anular os efeitos da depleção.

Figura 2: A mineração e o mercado consumidor Fonte: Hustrulid & Kuchta, 2006

Os processos envolvidos na recuperação de bens minerais são divididos em Prospecção, Exploração, Desenvolvimento, Lavra e Fechamento de Mina, sendo que a Lavra ainda pode ser subdividida em Planejamento, Implementação e Produção, que também possuem suas próprias subfases. É importante destacar também a logística de escoamento dos minérios, que tanto interna como externamente, é um fator que influencia na competitividade do produto. A Figura 3 mostra que a maior possibilidade relativa de influenciar nos custos de produção acontece na fase de planejamento. Nesta fase, faz-se uma análise detalhada de aspectos técnicos e econômicos, provendo critérios para tomadas de decisão sendo, portanto, a fase mais importante para o sucesso de um empreendimento. A fase de planejamento é dividida em três partes: estudo conceitual, análise de pré-viabilidade econômica (ou estudo preliminar) e estudo de viabilidade econômica.

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Figura 3: Fases de um projeto de mineração e a capacidade de influência nos custos Fonte: Hustrulid & Kuchta, 2006 - Adaptação

O Estudo Conceitual fornece uma avaliação inicial, buscando ressaltar os principais aspectos de investimento para uma possível mina. Nesta fase, aceitam-se erros de estimação de custos e investimentos na ordem de 30%. Na Análise de Pré-Viabilidade Econômica estabelecem-se conceitos técnicos, qualidade e quantidade do minério, possíveis cronogramas de produção, estimativas de custos de investimento e de operação e o fluxo de caixa do projeto. Se os resultados da análise de pré-viabilidade econômica são satisfatórios, passa-se para a etapa de Estudo de Viabilidade Econômica. Nesta fase prepara-se um estudo detalhado, capaz de levar a uma decisão de investimento (Lee, 1984). Na fase de Implementação, a possibilidade de influenciar nos custos diminui drasticamente, chegando à zero no final do comissionamento. A implementação se refere às atividades de construção, preparação da mina e da infraestrutura necessária ao projeto e ao comissionamento, onde são feitos testes de operação, a fim de assegurar as exigências para o startup (Lee, 1984). A partir deste ponto, a produção da mina começa, com a planta sendo alimentada pela mina até atingir um regime onde a qualidade e quantidade de produto estão no nível desejado. 2.1.2 Recursos e Reservas Recurso mineral é a ocorrência de algum mineral de interesse econômico, identificado com base em informações geológicas disponíveis, mas que ainda não foi avaliado economicamente. Quando os recursos minerais são estudados e comprovam viabilidade 7

técnica e econômica, passam a ser chamados de reservas, ou seja, os recursos estão disponíveis para lavra. Avanços tecnológicos e flutuações nos preços das commodities podem tornar antigos recursos em reservas, ou, ao contrário, inviabilizar reservas já definidas (Curi, 2014). Segundo Hustrulid & Kuchta (2006), recursos e reservas podem ser classificados como mostrado na Figura 4:

Figura 4: Classificação de recursos e reservas Fonte: Hustrulid & Kuchta, 2006 – Adaptação.

O recurso medido possui alto grau de confiança em suas informações, tendo passado por trabalhos de pesquisa mineral bem detalhados e alcançando características geológicas bem definidas, como densidade, tonelagem, forma, profundidade e teor. O recurso indicado possui uma precisão geológica menor, onde suas características são estimadas com um grau de confiança razoável. Já o recurso mineral inferido é baseado em evidências geológicas, onde assume-se a continuidade do corpo mineral, mas com baixo grau de confiança. Reservas provadas e prováveis correspondem às partes economicamente lavráveis dos recursos medidos e indicados, respectivamente. Desta maneira, pode-se concluir que recursos e reservas relacionam-se de maneira dinâmica: o aumento no grau de conhecimento geológico pode transformar um recurso inferido em recurso medido, à medida que os trabalhos de exploração mineral avançam e fornecem resultados mais pertinentes e conclusivos. Da mesma maneira, um recurso medido pode tornar-se reserva provada se estudos mostrarem que fatores econômicos, técnicos, ambientais e legais são favoráveis e permitem a continuidade do projeto.

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2.2 Limites da Lavra 2.2.1 Modelo de Blocos O modelo de blocos é a base para projetos de cava no planejamento da lavra. Essa divisão permite discretizar o domínio que será avaliado por meio de um modelo matemático, transformando o bloco numa pequena porção que o algoritmo do modelo consegue enxergar. O modelo de blocos representará o corpo de minério, armazenando informações que serão utilizadas antes e durante todas as operações de lavra. Além disso, o uso de computadores permite atualizações constantes nos planos de lavra e o tratamento de diversos parâmetros, por meio de análises de sensibilidade. Para se otimizar uma cava de mineração é necessário um modelo tridimensional do corpo de minério, que é obtido através dos trabalhos de pesquisa mineral. A partir daí um bloco tridimensional, com posição definida de acordo com um sistema de coordenadas, envolve todo o volume do depósito a ser estudado, e é, então, dividido em blocos menores, como mostrado na Figura 5. Cada pequeno bloco é analisado individualmente em função de características geológicas, minerais, metalúrgicas e econômicas, que, juntas, atribuem um valor, ou peso, para cada um deles.

Figura 5: Bloco representando o domínio total e domínio total discretizado em blocos menores.

A forma dos blocos é geralmente igual, com seção horizontal quadrada ou retangular e altura igual à altura do banco de lavra, ou submúltiplo dela. Quanto ao tamanho do bloco, Rudeno (1981) apud Carmo (2001) esclarece que blocos pequenos podem conduzir para uma excessiva suavização e imprecisão do modelo. Blocos maiores conseguem responder a questões sobre a recuperação do minério sem delimitar a posição exata dos teores dentro do bloco, minimizando então os impasses associados com a estimação vinda dos blocos pequenos.

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A principal função do modelo de blocos é ajudar na definição dos limites finais da cava. O trabalho começa diferenciando-se a reserva geológica da reserva recuperável, ou lavrável. Segundo Carmo (2001), a reserva geológica corresponde à totalidade do depósito, sem se considerar quaisquer aspectos técnicos ou econômicos. A reserva lavrável refere-se à parte do depósito que pode ser extraída com lucro. Não se pode pensar em aproveitar a totalidade do depósito, desprezando-se os aspectos econômicos, pois essa alternativa não se preocupa em maximizar os lucros, e pode até levar a prejuízos financeiros. A alternativa de aproveitar exclusivamente as partes ricas do depósito (lavra seletiva) também deve ser descartada, pois traz falsos resultados positivos, uma vez que, novamente, não há a preocupação em maximizar os lucros. Além disso, a lavra seletiva não é ambientalmente sustentável, uma vez que pode inviabilizar a reserva remanescente (Costa, 1979 apud Carmo, 2001). Posto isto, deve-se buscar uma solução intermediária para o aproveitamento do minério, que será alcançada a partir da análise computacional do modelo de blocos. Segundo Peroni (2002), algoritmos de otimização analisam o modelo de blocos e definem um projeto cuja configuração resultante apresente: 1.

máxima lucratividade;

2.

maior valor presente líquido;

3.

maior aproveitamento dos recursos minerais.

A Figura 6 apresenta um exemplo de modelo de blocos conceitual, onde alguns blocos já foram extraídos.

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Figura 6: Modelo de blocos conceitual Fonte: Crawford & Davey, 1979

Finalizando, pode-se dizer que os limites finais da cava buscam não só maximizar o lucro. Além disso, também definem tamanho e forma da cava ao final da sua vida útil, a extensão das reservas lavráveis e a quantidade de estéril que será removido ao longo das atividades. Delimitam a fronteira até onde o depósito é economicamente viável, dentro da qual estruturas do empreendimento, como pilhas de estéril, barragens de rejeito e plantas de beneficiamento não podem ser construídas. 2.2.1.1 Valor Econômico dos Blocos Um dos desafios do projeto da cava é encontrar um conjunto de blocos que fornecerá o máximo valor possível, levando em consideração as restrições impostas. Desta maneira, o valor econômico de um bloco (VEB) é de suma importância, e pode ser calculado como na Equação 1: VEB = R – CD

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onde, 1. Receita (R) = valor da porção recuperável e vendável do bloco; 2. Custos Diretos (CD) = custos que podem ser atribuídos diretamente ao bloco, como custos de perfuração, desmonte, carregamento e transporte etc. O valor econômico do bloco – VEB – não leva em consideração o lucro ou o prejuízo, pois podem acontecer casos de blocos de estéril que, por não apresentarem receita, possuem VEB negativo, blocos de minérios ou blocos com ambos, onde o VEB pode ser menor, igual ou maior que zero decorrente da qualidade e quantidade de minério contido nele (Carmo, 2001). Para atingir os valores de lucro ou prejuízo (Equação 2), devem-se considerar também os custos indiretos: 3. Custos Indiretos (CI) = custos que não podem ser atribuídos individualmente a cada bloco. São custos dependentes com o tempo, como salários, depreciação de equipamentos etc. Lucro (ou prejuízo) = ∑ (VEB) – CI

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Deste modo, qualquer critério de otimização escolhido para o planejamento da cava final deve obedecer à Equação 3: Máximo Z = ∑ (VEB)j

(3)

Vale ressaltar que este máximo está sujeito a restrições de estabilidade de taludes e das operações da lavra. 2.2.2 Abordagens para o Planejamento da Cava O primeiro passo para o planejamento da produção é a concepção de um projeto de cava final. A Tabela 1, adaptada de Wright (1990), mostra diversos tipos de abordagem para o planejamento da cava final, seus autores e períodos de lançamento. A escolha de um método em particular depende da familiaridade com o modelo, assim como a disponibilidade de informações exigidas por ele. A Tabela 1 mostra que as técnicas mais empregadas são a simulação e a programação dinâmica, que serão explicadas mais adiante através dos métodos dos cones flutuantes e do algoritmo de Lerchs & Grossman.

12

Tabela 1: Abordagens para o planejamento da cava final Fonte: Wright, 1990

Pana (1966)

X X X

Johnson & Sharp (1971)

X

Francois-Bongarçon & Marechal (1976) Lee & Kim (1979)

Parametrização

Teoria de Grafos

Programação linear

X

X

Meyer (1966)

Fairfield & Leigh (1969)

X

X

Lerchs & Grossman (1965)

Erikson (1968)

Programação dinâmica

Axelson (1964)

Simulação

Autor

Manual

Métodos básicos

X X

Koenigsberg (1982)

X

Wilke & Wright (1984)

X

Shenggui & Starfield (1985)

X

Wright (1987)

X

2.2.3 Método dos Cones Flutuantes O método dos cones flutuantes (Pana & Carlson, 1966; Lemmieux, 1979) busca o contorno final ótimo do depósito de uma maneira simples e fácil, utilizando basicamente dois parâmetros: o modelo econômico de blocos e as restrições físicas e geomecânicas, através do ângulo final do talude. Um cone é definido no espaço com ápex voltado para baixo e arestas com inclinação de α graus, inclinação esta correspondente ao ângulo final do talude. Este cone faz uma varredura bloco a bloco, calculando a somatória do valor econômico dos blocos, ∑VEB, 13

localizados dentro do cone. É um método de tentativas, e quando a avaliação é positiva, ou seja, o valor de um bloco consegue pagar a retirada dele mesmo e do material imediatamente acima, os blocos contidos no cone são lavrados (Lemmieux, 1979). Se a avaliação é negativa, os blocos são deixados e a análise prossegue, até que os cones economicamente lavráveis acabem. A cava final é alcançada a partir da interseção de todos os cones de valor econômico positivo. A Figura 7 mostra o princípio de funcionamento do método dos cones flutuantes.

Figura 7: Fluxograma do algoritmo dos cones flutuantes Fonte: Wright, 1990 - Adaptação

O exemplo a seguir ilustra a aplicação do método dos cones flutuantes: Toma-se uma seção vertical do modelo de blocos, como mostrado na Figura 8. A seção tem 5 linhas (i) e 10 colunas (j). A análise começa na linha 1 e coluna 1, fazendo uma varredura até encontrar um bloco positivo, neste caso o bloco (1,4), de valor 3. Este bloco é lavrado e o valor acumulado da cava é 3. A seção passa a ter a configuração da Figura 9.

14

Figura 8: Seção vertical do modelo de blocos Fonte: Carvalho, 2009

Figura 9: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (1,4) Fonte: Carvalho, 2009

Acabados os blocos positivos na linha 1, o cone segue para a linha 2, onde o bloco (2,2) tem valor igual a 1. Para se lavrar este bloco, é necessária a lavra dos blocos acima dele, (1,1), (1,2) e (1,3). Como a somatória deste cone é -4, o cone é considerado fraco e não é lavrado. Segue-se pela linha até o bloco (2,4), de valor igual a 7. Acrescenta-se ao cone somente os blocos (1,3) e (1,5), pois o (1,4) já foi considerado anteriormente. O cone é lavrado, a cava apresenta valor parcial igual a 5 e toma a configuração da Figura 10. Na Figura 11, retoma-se a varredura do cone flutuante, que encontra o bloco (3,3), que, apesar de positivo, tem cone com valor -1, portanto inviável. O próximo bloco positivo é o (3,4), de valor 8. Este novo cone tem valor 2, que, acumulado com o cone anterior passará a

15

valer 7. A lavra dos blocos (3,5) e (3,7) não é possível, pois seus cones tem valores negativos em 1 e 5, respectivamente.

Figura 10: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (2,4) Fonte: Carvalho, 2009

Figura 11: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (3,4) Fonte: Carvalho, 2009

Após cada atualização na geometria é importante reavaliar blocos positivos que anteriormente não foram considerados viáveis. É o caso do bloco (3,3), que passa a ser viável depois da lavra do bloco (3,4), resultando numa cava de valor 8 e geometria como na Figura 12.

16

Figura 12: Configuração parcial da cava, lavra do bloco (3,3) Fonte: Carvalho, 2009

Os blocos positivos das linhas 4 e 5 resultam em cones fracos. Dessa maneira, a cava final seria a da Figura 12, com valor 8. Ocorre que o método apresenta imperfeições ligadas à combinação dos blocos. Os blocos (5,4) e (5,5), quando analisados individualmente, apresentaram valores negativos para seus cones, mas quando são analisados em conjunto, geram um cone positivo de valor 1, que deve ser incluído na cava final, resultando em uma cava com valor 9, como visto na Figura 13. Dessa maneira, concluímos que o método possui falhas e não pode garantir que a cava ótima será encontrada (Dowd & Onur, 1992 apud Peroni, 2002). A ordem como a varredura dos blocos ocorre pode influenciar nessa busca.

Figura 13: Configuração final da cava pelo método dos cones flutuantes Fonte: Carvalho, 2009

17

2.2.4 Algoritmo de Lerchs & Grossman Lerchs e Grossman publicaram em 1965 um algoritmo de otimização bidimensional de cavas usando conceitos de Programação Dinâmica. O método trabalha com uma matriz (i, j) de blocos econômicos, conforme a Figura 14 (mesma matriz da Figura 8), com i representando a linha e j representando a coluna onde um determinado bloco está fixado. Para cada bloco é atribuído seu respectivo VEB. O próximo passo, Figura 15, difere da matriz anterior ao inserir uma linha (i=0) somente com valores iguais a 0 e calcular o valor acumulado Mij para cada coluna da matriz: Mij = ∑ mkj

(com k de 1 a i),

(4)

onde,  Mij = benefício obtido com a extração de uma coluna da sessão;  mkj = valor atual do bloco.

Figura 14: Matriz de blocos econômicos Fonte: Carvalho, 2009

18

Figura 15: Acumulação dos valores dos blocos Fonte: Carvalho, 2009

O passo seguinte consiste em somar o valor do bloco com o bloco adjacente à esquerda que tenha o maior valor, segundo a Equação 5: Pij = Mij + Máx.

P i-1,j-1

(5)

P i,j-1 P i+1,j-1

A Figura 16 ilustra a aplicação da Equação 5:

Figura 16: Aplicação da fórmula do algoritmo de Lerchs & Grossman Fonte: Carvalho, 2009

19

Todos os blocos devem ser atualizados com novos valores seguindo este modelo. Uma seta pode ser desenhada no sentido do bloco original para o bloco de maior valor, para ajudar na visualização da configuração final da cava. Finalmente, a matriz da Figura 17 define o limite da cava com o maior valor possível. Observa-se que a configuração final da cava obtida com o algoritmo de Lerchs & Grossmann coincide com a Figura 13, a cava final obtida pelo método dos cones flutuantes, ou seja, os dois métodos apresentaram a mesma cava final.

Figura 17: Configuração final da cava pelo algoritmo de Lerchs & Grossman Fonte: Carvalho, 2009

O exemplo acima tem relação 1:1 nos ângulos de talude, o que nem sempre acontecerá. De acordo com Carmo (2001), o processo de otimização está ligado à escolha do ângulo de talude e mudanças nos ângulos implicam em modificações na maneira de combinar os blocos. Como exemplo, toma-se uma cava com a relação vertical/horizontal de 2:1, que seguirá uma relação um pouco modificada, mostrada na Equação 6: Pij = Mij + Máx

P i-2, j-1

(6)

P i-1, j-1 P i, j-1 P i+1, j-1 P i+2, j-1

20

2.3 Sequenciamento de Lavra O planejamento da cava é uma das mais importantes funções do engenheiro no desenvolvimento de um projeto de mineração. Para a evolução deste projeto, consideram os seguintes fatores: naturais (condições geológicas e geotécnicas, tipos e características de minérios, topografia, etc.); econômicos (teor e tonelagem, teor de corte, CAPEX e OPEX, condições do mercado, razão de produção, etc.); e tecnológicos (tecnologia disponível, equipamentos e aspectos geométricos de operacionalização da cava). Anteriormente, no item 2.2, foi levantada a importância da definição do limite da cava, uma vez que todas as decisões de projeto serão fundamentadas nesse limite. Porém, esta geometria ótima da cava não leva em consideração o seu progresso ao longo do tempo. Existem inúmeras maneiras de se lavrar os recursos para alcançar os limites da cava, que podem orientar a diversos resultados técnicos e econômicos (Flores, 2008). Desta maneira, também deve ser dada atenção à elaboração de uma sequência ótima da lavra e ao sequenciamento de produção ao longo da vida da mina. Planos de lavra podem ser de curto, médio e longo prazo, diferenciando-se no grau de detalhamento. Presume-se, por exemplo, que planos com prazos menores apresentem maior grau de acuracidade e confiança em suas estimativas. Planos de longo prazo têm como objetivo definir os limites da cava, podendo passar por atualizações ao longo do tempo, com o objetivo de adequar-se a novas situações, como mudanças na economia, melhoria no conhecimento da reserva e aperfeiçoamento de tecnologias de mineração. O planejamento de médio prazo diz respeito à escala e à sequência de produção. São estabelecidos equipamentos e sistemas de operação que atendam a produção dentro dos critérios ótimos de produtividade e os compromissos de produção da empresa. A programação de produção tem objetivo de maximizar o Valor Presente Líquido – VPL – e o retorno do investimento através da lavra, beneficiamento e venda do produto mineral. Já o planejamento de curto prazo tem finalidade de guiar as atividades de lavra para um período curto, na casa dos semestres, trimestres, meses, semanas, podendo chegar até mesmo ao planejamento diário. Tem como objetivo determinar áreas de lavra e desenvolvimento no curto prazo que gere o maior fluxo de caixa, mas respeitando o conceito econômico e geométrico da cava ótima, através de um conjunto de sequências ótimas de expansão que levem à exaustão da reserva lavrável. Por sequenciamento de lavra entende-se especificar a sequência na qual os blocos devem ser lavrados, garantindo a geometria de desenvolvimento da cava, de maneira a se alcançar o maior retorno econômico possível, ou seja, a melhor sequência de lavra é aquela 21

que maximiza o VPL de maneira prática e operacional. Peroni (2002) comenta que dentro do sequenciamento de lavra, além da sequência de extração dos blocos, define-se a vida útil da mina a partir da razão de produção e projetam-se os avanços operacionais, ou pushbacks. Ainda segundo o autor, citando Seymor (1995), técnicas de pesquisa operacional auxiliam o engenheiro de minas a suprimir rapidamente as alternativas menos atrativas, concentrando seus esforços nas opções mais rentáveis a médio e longo prazo. A Figura 18 exibe uma sequência de lavra, cuja melhor relação custo benefício vai de A a G.

Figura 18: Exemplo de sequencia de lavra Fonte: Mathieson, 1982 - Adaptação

A extração ordenada dos blocos está vinculada a restrições técnicas e econômicas, como ângulos seguros para os taludes, espaço razoável para a operação e manobra de equipamentos, assim como a quantidade máxima de bancos que devem ser lavrados simultaneamente (Pegman et al., 1996, apud Amaral, 2008). Goodwin et al. (2005) colocam como restrições econômicas fatores como a capacidade da planta de beneficiamento, o limite máximo de contaminantes no produto para controle de qualidade e a oscilação do preço do minério ao longo do tempo. Existem várias técnicas que tratam da programação da produção, entre elas os Métodos Paramétricos, Programação Linear, Programação Dinâmica e Heurística. Entretanto, todas elas esbarram em impasses como: não conseguir atender todas as restrições do 22

problema, oferecer somente soluções sub-ótimas e sem parâmetros de qualidade, e satisfazem melhor os problemas de pequeno porte (Flores, 2008). Alguns destes métodos usam cavas aninhadas (nested pits), ilustrada na Figura 19, que retiram os blocos através de uma sucessão de lavra de pequenas cavas que podem ser caracterizadas pelos diferentes teores de corte. Outra maneira consiste em avanços na cava pela lavra de conjunto de blocos, como mostrado na Figura 20.

Figura 19: Sequência de lavra por cavas aninhadas Fonte: Hustrulid & Kuchta, 2006.

Figura 20: Avanços pela retirada de conjunto de blocos Fonte: Mathieson, 1982 - Adaptação

23

2.4 Disposição de Estéril 2.4.1 Projeto de Pilha de Estéril Robertson et al. (1985), citados por Aragão (2008), definem estéril como um material natural constituído por um ou mais minerais, desprovido de valor econômico, mas que necessariamente precisa ser retirado, com o objetivo de liberar o minério. A movimentação deste material pode ter um caráter negativo no desenvolvimento da mina, com consequências de ordem econômica, de segurança e ambiental, devido aos grandes volumes movimentados nas operações mineiras, disponibilidade de áreas adequadas para a disposição de estéril e às imposições dos órgãos reguladores (Aragão, 2008). Robertson et al. (1985), Vandre (1985) e Wahler (1979), todos citados por Aragão (2008), comentam que a partir do final da década de 70 e início da década de 1980 novos projetos de disposição de estéril começaram a ser planejados, tratando de maneira controlada o projeto, a construção, a operação e a reabilitação das estruturas finais. Antigamente, os estéreis eram dispostos em bota-fora de forma desordenada, sem maiores preocupações ambientais, de estabilidade ou operacionalidade. Nos dias de hoje, não só as exigências ambientais, como também questões sociais e de segurança tornam o trabalho mais rigoroso. A Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT – especifica em sua NBR 13029 de 2006 as condições mínimas para a elaboração do projeto de disposição de estéril em pilha na mineração, sendo do planejamento de longo prazo a atribuição de elaborar tanto o projeto de pilha de estéril quanto seu sequenciamento no decorrer das atividades de lavra. Alguns aspectos devem ser analisados para que se siga uma abordagem adequada sobre a disposição do material: definição das necessidades do sistema, estudos de impacto ambiental, estudos geológicos e geotécnicos, estudos hidrológicos (regime hidrológico, cheias máximas prováveis, dimensionamento da drenagem superficial), projeto da pilha (geometria, acessos de construção e manutenção, drenagens interna e superficial, análise de estabilidade de taludes) e planos de desativação (Peroni, 2008; Curi, 2014). A elaboração do projeto de pilha começa com uma estimação de volumes e tipos de estéril que serão empilhados. A quantidade de estéril gerada pode ser estimada durante o planejamento de longo prazo, a partir da cava operacional e deve considerar possíveis mudanças nos cenários econômicos. Uma pilha de minério marginal, também chamado de estéril temporário, deve ser preferencialmente posicionada próximo à usina de tratamento, 24

para reduzir a distância de transporte em caso de uma eventual retomada. Quanto ao tipo, o estéril pode ser analisado a partir da distribuição granulométrica e da caracterização geoquímica. A distribuição granulométrica interfere na escolha do ângulo de estabilização da pilha, enquanto a caracterização geoquímica analisa possíveis alterações que o estéril pode sofrer ao entrar em contato com o ar e água, e os impactos que isso pode acarretar. Com isso, uma boa caracterização geoquímica permite que materiais diferentes sejam gerenciados de forma adequada, minimizando custos de operação e manutenção da pilha (Peroni, 2008). A pesquisa para a localização da pilha de estéril envolve a obtenção de conhecimento sobre possíveis locais para a acomodação do material, através da análise de elementos relacionados à geologia, topografia, vegetação, hidrologia, clima etc. O ideal seria a disposição do material dentro da própria cava ou o mais próximo possível dela, ou em áreas já degradadas dentro do limite legal do empreendimento. Sobre este ponto, Peroni (2008) comenta o dilema entre a redução do custo de lavra e a imobilização de recursos, uma vez que, por um lado, a proximidade da pilha com a cava reduz custos operacionais, mas por outro, pode acarretar uma possível esterilização de reserva remanescente. O autor lista quatro passos para auxiliar na escolha do local da pilha: 1. Identificação de locais com potencial de receber o estéril, locais estes posicionados fora da área da cava econômica com preço de mercado futuro o mais otimista possível; 2. Ordenar os locais disponíveis de acordo com a capacidade de armazenamento e os custos de transporte por tonelada; 3. Avaliar a viabilidade geotécnica e geológica dos locais com capacidade adequada e menores custos; 4. Estimar os custos de recuperação. Na perspectiva ambiental, Aragão (2008) explica que deve-se estudar se a área é destinada a parques, reservas ecológicas, se é sítio arqueológico ou histórico, ou se possui nascente de algum rio. Sendo este o caso, a disposição de estéril só ocorre com autorização de órgãos ambientais competentes. Além disso, deve-se descrever os possíveis impactos ambientais, com o objetivo de escolher o local onde estes serão os menores possíveis. Ao final do planejamento, o projeto de pilha de estéril deve conter conhecimentos aprofundados sobre a disposição do material, avaliações das condicionantes ambientais, possíveis impactos

25

ambientais e estratégias para mitigação destes impactos, para que possa então ser avaliado pelos órgãos ambientais competentes, responsáveis pela concessão da licença. 2.4.1.1 Construção da Pilha de Estéril A construção da pilha de estéril começa com a limpeza da cobertura vegetal, consistindo no desmatamento, destocamento da área e remoção do solo superficial (ABNT, 2006). Se este solo for rico em compostos orgânicos, deve ser armazenado e posteriormente reaproveitado para recobrimento de locais que serão revegetados. A remoção do solo também contribui com a estabilidade, uma vez que esta camada pode funcionar como uma superfície lubrificante entre o terreno da fundação e o material da pilha (Eaton et al., 2005 apud Aragão, 2008; Freitas, 2004). O próximo passo compreende a execução de serviços de drenagem e desvios de cursos d’água existentes. Aragão (2008) comenta que em áreas com surgência ou solo úmido, os drenos podem ser feitos de pedregulhos e direcionados para uma vala coletora. Já os drenos de fundo podem consistir em colchões ou valas preenchidas com pedregulhos e, em casos de vazões maiores, instalam-se tubos. O conjunto de drenos tem a forma de uma espinha de peixe, onde os drenos mestres são assentados no fundo do talvegue, ilustrado na Figura 21. Em alguns casos, é necessário um tapete drenante no contato com a fundação, aumentando assim a estabilidade, como mostra a Figura 22. Todos os drenos de fundo são conduzidos até o enrrocamento de pé, com o objetivo de evitar erosões e taludes de praia (Freitas, 2004).

Figura 21: Drenos no formato espinha de peixe Fonte: Carvalho, 2009

26

Figura 22: Dreno de fundo Fonte: Freitas, 2004

Aragão (2008), citando McCarter (1990), explica a importância de se controlar a água superficial nas pilhas, cujos objetivos são: impedir a saturação dos taludes, prevenir a infiltração da água dentro da pilha, reduzir a erosão na superfície da pilha e o surgimento de rupturas por fluxo de água. Segundo Freitas (2004), os sistemas de drenagem podem ser internos, superficiais ou periféricos, ilustrados na Figura 23 e explicados a seguir: 

Drenagem interna (drenagem de fundo): estruturas drenantes construídas no interior da pilha, orientando o escoamento das águas. Evita que águas subterrâneas ou de infiltrações formem seus próprios caminhos internos provocando instabilização da pilha.



Drenagem superficial: evita o escoamento da água da chuva que cai sobre a pilha em si, com o objetivo de evitar erosões. É feita através de caimentos de 1 a 2% nas praças e 5% nas bermas (em direção ao pé da bancada superior). Dessa forma, a água não escorre pelas faces dos taludes. Canaletas devem ser instaladas, conduzindo a água para pontos de descida. As descidas devem ser executadas com enrrocamentos, a fim de se reduzir a velocidade da água.



Drenagem periférica: tem função de evitar que águas que caiam dentro da área de contribuição e drenagem eventualmente escoem em direção à pilha, evitando que este volume d’água e sua velocidade causem danos à estrutura da pilha.

27

Figura 23: Tipos de sistemas de drenagem Fonte: Freitas, 2004

A pilha pode ser construída de duas maneiras: método ascendente ou método descendente. O método descendente, mostrado na Figura 24, é feito sem planejamento, como um bota-fora. Neste caso, não existe preparação da fundação da pilha, não há estruturas drenantes e nem compactação do material, ou seja, o método não atende a questões mínimas de segurança, podendo causar escorregamentos e erosão. Além disso, no período chuvoso uma grande quantidade de finos é carreada para cursos d’água localizados a jusante (Carvalho, 2009). O método ascendente é ilustrado na Figura 25. É o mais adequado, por ter um planejamento, permitindo que seja feito de forma ordenada e controlada e atendendo todos os procedimentos de segurança e estabilidade. Neste método, cada alteamento é suportado pelo 28

anterior, e, desta maneira, qualquer ruptura terá que passar pelo banco de baixo, que vai atuar como apoio para o pé do talude e fornecerá certo confinamento para os solos da fundação. A compactação do material acontece devido ao tráfego dos próprios equipamentos utilizados, contribuindo para a estabilização da pilha. A altura dos bancos varia entre 10 e 15 metros e as bermas devem ter largura de, pelo menos, 6 metros.

Figura 24: Método descendente de construção de pilha de estéril Fonte: Freitas, 2004.

Figura 25: Método ascendente de construção de pilha de estéril Fonte: Freitas, 2004.

2.4.1.2 Tipos de Pilhas de Estéril De acordo com Aragão (2008), classificar as pilhas contribui para previsões sobre o comportamento interno da pilha e para prevenir que ela seja construída numa potencial área problema. Várias classificações propostas na literatura usam aspectos como a configuração das pilhas ou suas características de fundação para especificá-las em tipos (OSM, 1989; MESA, 1975; USBM, 1982; Taylor & Greenwood, 1981; Wahler, 1979 e BC Mine Waste Rock Pile Research Committee, 1991), como ilustrado na Figura 26.

29

Figura 26: Tipos de pilhas de estéril Fonte: BC Mine Waste Rock Pile Research Committee, 1991 - adaptação

A Figura 26(a) ilustra o preenchimento em vale, ou Valley Fills, onde ocorre o preenchimento completo ou parcial do vale. A construção da pilha pode ocorrer como num bota-fora, com despejo do material pela encosta, ou de forma ascendente. Como visto anteriormente, o método ascendente demanda mais tempo e planejamento, porém possibilita melhor controle operacional, facilitando a recuperação da área. A Figura 26(b) representa um aterro transversal, ou Cross-Valley Fills, uma variação do Valley Fills. Neste método, a pilha atravessa de um lado a outro do vale e conta com taludes bem estabilizados tanto a montante quanto a jusante. A Figura 26(c) mostra um aterro em encosta, também chamado de Sidehill Fills. Neste caso, o preenchimento ocorre em terreno íngreme e não obstrui cursos de drenagens. O aterro em crista é ilustrado na Figura 26(d) e também pode ser chamado Ridge Crest Fills. Corresponde a uma variação do aterro em encosta, porém neste caso, a disposição do material ocorre dos dois lados da crista do morro. Finalizando, têm-se as pilhas, ou Heaped 30

Fills, como mostrado na Figura 26(e), cujo método consiste em camadas de material estéril com taludes em todos os lados (Peroni, 2008). 2.4.2 Disposição em Cava Anualmente, bilhões de toneladas de minério são extraídas no mundo. Junto com este material, são também geradas muitas toneladas de resíduos (estéril e rejeito), que podem corresponder entre 1 a 5 vezes o volume de minério lavrado. Diante destes números, percebese que o gerenciamento de resíduos é de grande relevância no sucesso do empreendimento mineiro, pois o descarte do estéril e do rejeito são fontes potenciais de contaminação do meio ambiente (Vasconcelos, 2008). O uso de cavas exauridas para fins de disposição de resíduos é uma prática bem aceita em diversos países do mundo e inclui, além da acomodação de estéreis e rejeitos da mineração, refugos de outras atividades como resíduos de processos industriais e lixos e esgotos municipais (Kuyucak, 1999). Ainda segundo o autor, em alguns países, como o Canadá, órgãos ambientais estimulam a indústria de mineração a conceberem o projeto de cava já considerando a possibilidade de usá-la como meio de disposição de estéril. Mend (1995) apud Kuyucak (1999) conduziu um estudo que localizou mais de 40 locais pelo mundo onde cavas eram ou ainda são utilizadas para dispor resíduos, como Canadá, Estados Unidos, Austrália e Alemanha. A Tabela 2 mostra alguns destes países, especificando os tipos de minério, de resíduos, de cobertura e a necessidade posterior de monitoramento da área:

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Tabela 2: Casos de disposição de resíduos em cava Fonte: Vasconcelos, 2008

Mina

Local

Rum Jungle

Austrália

Island Copper

BC, Canadá BC, Canadá

Bell Mine Iron Mountain Berkeley Brenda Mine

California, EUA Montana, EUA BC, Canadá

Mt. Morgans

Austrália

Lichtenberg

Thurigia, Alemanha

Tipo de

Tipo de

resíduos

cobertura

Urânio

Rejeito, estéril e resíduos de cianeto

Úmida e seca

Cobre

Estéril

Úmida

Estéril reativo Rejeito piritoso e lama Drenagem ácida de mina Água de processo Rejeito e estéril

Úmida e seca

Minério

Cobre Ouro, prata, cobre e zinco Cobre Cobre Ouro Urânio

Estéril

Úmida Úmida Úmida

Monitoramento Águas subterrâneas e superficiais Águas subterrâneas Águas superficiais Águas subterrâneas e superficiais Águas subterrâneas Águas superficiais

Seca

-

Úmida

Águas subterrâneas e superficiais

A disposição de rejeitos e estéreis dentro da cava apresenta vantagens como: estabilização das paredes da cava, controle de geração de drenagem ácida, redução na lixiviação de metais pesados, prevenção de acidentes com barragens (que deixaram de ser construídas) e redução de custos com manutenção da estrutura de contenção do resíduo, uma vez que a cava é mais estável do que uma barragem ou pilha (Lage, 2001). Entretanto, é importante considerar que não se deve supor que todas as cavas estão aptas a receber resíduos. Questões de geotecnia da cava e caracterização geoquímica e hidrogeológica do resíduo devem ser analisados em conjunto para chegar a uma resposta sobre a possibilidade deste método de descarte (Vasconcelos, 2008). Como se pode perceber nos exemplos citados, a disposição de resíduos em cavas, não só de mineração, mas de outros tipos, já é uma prática bastante usada no mundo. Contudo, a metodologia buscada neste trabalho difere dos usos citados acima ao propor que a disposição 32

de estéril de mina aconteça ao mesmo tempo que as atividades de lavra, enquanto nos casos já citados, a disposição começou após a vida útil da mina. Esta metodologia não é um procedimento que pretende ser aplicado em todos os casos, exigindo estudos de mina para mina. A seguir são apresentados dois exemplos, ambos pertencentes ao projeto de minério de ferro da Rio Tinto em Simandou, Guiné (Figura 27 a Figura 32). O projeto consiste em duas cavas, Ouéléba e Pic de Fon. No inicio da lavra, uma pilha de estéril é formada próxima a cava. À medida que a lavra avança, o estéril é acomodado tanto na pilha como dentro da parte já lavrada da cava. As Figura 29 e Figura 32 mostram claramente que esta prática traz benefícios estéticos ao minimizar os impactos na topografia da região, e diminui a área a ser revegetada (Lage, 2001), uma vez que o estéril cobre os taludes profundos.

Figura 27: Sequência de lavra em Ouéléba, Simandou, ao início das atividades de lavra. Fonte: Relatório interno Rio Tinto, SEIA, 2012.

33

Figura 28: Sequência de lavra em Ouéléba, Simandou, no meio da vida da mina. Fonte: Relatório interno Rio Tinto, SEIA, 2012.

Figura 29: Sequência de lavra em Ouéléba, Simandou, ao final das atividades de lavra. Fonte: Relatório interno Rio Tinto, SEIA, 2012.

34

Figura 30: Sequência de lavra em Pic de Fon, Simandou, ao início das atividades de lavra. Fonte: Relatório interno Rio Tinto, SEIA, 2012.

Figura 31: Sequência de lavra em Pic de Fon, Simandou, no meio da vida da mina. Fonte: Relatório interno Rio Tinto, SEIA, 2012.

35

Figura 32: Sequência de lavra em Pic de Fon, Simandou, ao final das atividades de lavra. Fonte: Relatório interno Rio Tinto, SEIA, 2012.

2.5 Impactos Ambientais Provocados pela Mineração A crosta terrestre tem diversos usos para a humanidade. É nela que acontecem os ciclos das matérias orgânicas e inorgânicas, necessárias para a sobrevivência do homem. A fixação e nutrição vegetal, a extração de materiais, o armazenamento de água são exemplos deles. Com o desenvolvimento da humanidade ao longo do tempo, tem-se também que o solo e as rochas são importantes para o suporte das nossas edificações e disposição dos nossos resíduos. O impacto ambiental é inerente à atividade mineradora, uma vez que, para fornecer os recursos necessários para o desenvolvimento da sociedade alteram-se as características ambientais naturais. Desta maneira, a relação do setor mineral com o meio ambiente é mais complexa que a maioria dos outros setores econômicos, pois, apesar de não ser o único tipo de atividade impactante no ambiente (várias outras atividades causam sérios problemas ambientais de degradação do solo e subsolo, como pode-se perceber no Brasil casos de desmatamento, agricultura, monocultura, pecuária, garimpos e barragens de todos os tipos), a mineração tem proporções maiores e causa degradação visual e estética (Borges, 2009). Além das escavações feitas para a recuperação do minério, outras estruturas são necessárias para o andamento das atividades, como estradas, usinas de beneficiamento, escritórios, oficinas, 36

fornecimento de água e energia etc. Os principais impactos relacionados à mineração estão presentes desde a exploração até seu desativamento, trazendo consequências para os meios físico, biótico e socioeconômico. Deve-se então cuidar para que todas essas atividades que contribuem para impactos ambientais sejam realizadas em conformidade com a legislação ambiental vigente no país. No caso do Brasil, a Constituição de 1988 estabelece no parágrafo 2º do artigo 225 a responsabilidade das empresas pela recuperação ambiental das áreas degradadas pela extração de minérios. Instrumentos legais, referentes a licenciamento ambiental, relatórios de impactos ambientais, planos para recuperação de áreas degradadas – PRAD - existem para forçar as empresas a operarem causando menos degradações. Soluções técnicas também contribuem para a redução dos impactos, uma vez que as melhorias nas tecnologias aumentam a eficiência dos processos e diminuem perdas energéticas. A recuperação das áreas impactadas pela mineração é um tema novo no Brasil. Até os anos 80, toda a atenção era voltada para o aproveitamento dos recursos minerais. Só então a questão ambiental passou a ser uma variável a se considerar e tem entrado gradativamente nas discussões sobre o tema. O tema é tão importante que deve-se ter em mente que a falta de preocupação com parâmetros ambientais deste a pesquisa mineral até o fechamento da mina tem poder de influenciar no sucesso ou não do empreendimento, devendo então ser incorporado em todo o planejamento do projeto. Diante da complexidade destes impactos, destaca-se a importância de trabalhar o planejamento integrado e sistêmico para o gerenciamento ambiental na mineração (Vale, 2003). O planejamento ambiental antecipa as diretrizes para o uso sustentável e racional do recurso natural, pautado pelo fator ambiental como determinante para a tomada de decisões. Ao antecipar os impactos, o planejamento permite o acréscimo de ações orientadas à prevenção e proteção, controle e monitoramento, descomissionamento e fechamento e remediação e restauração logo na concepção do projeto (Borges (2009), Vale (2003)). O gerenciamento consolida e formaliza os planos propostos anteriormente, proporcionando o uso sensato da capacidade ambiental em completa consideração com outras demandas dos recursos naturais (Borges, 2009; Higgins, 1988 apud Lage, 2001). Atualmente, planos para o fechamento da mina são concebidos concomitantemente com o projeto da mina, devendo ser atualizados regularmente e, assim, ganhando maior detalhamento ao longo da vida do empreendimento (Figura 33). É fundamental um 37

planejamento adequado para essa etapa, incluindo objetivos bem definidos e estimativas de custos. Estes custos podem também ser minimizados se a empresa der atenção adequada para a gestão ambiental desde o nascimento do empreendimento. Esta abordagem é de suma importância não só para a empresa, uma vez que as partes interessadas também incluem os trabalhadores, governos, acionistas e principalmente a comunidade onde a mina está inserida, uma vez que esta é a maior interessada sobre o futuro de um local que faz parte do seu dia a dia. O planejamento do fechamento da mina abrange a desativação da mina e a reabilitação da área. A desativação começa no final da operação da mina e inclui o descomissionamento das estruturas. Reabilitar uma área degradada consiste em devolver equilíbrio e estabilidade ao local, mas não da exata forma como ela existia antes, ou seja, serão considerados potenciais usos futuros para a área. O pós-fechamento engloba o monitoramento e a manutenção em longo prazo, até que se possa garantir a estabilidade do local e a criação de um ecossistema autossustentável.

Figura 33: Planejamento para o fechamento Fonte: ICMM, 2008

38

3

METODOLOGIA DO TRABALHO A primeira parte do trabalho consiste na fundamentação teórica, feita através da

revisão bibliográfica dos tópicos de planejamento de lavra, algoritmos para a definição da cava, sequenciamento de lavra, disposição de estéril de mineração, mostrando as formas de depositar os resíduos resultantes da mineração e impactos ambientais. O entendimento destes conceitos é importante para introduzir a temática principal deste trabalho, uma vez que uma nova metodologia de disposição de estéril é proposta e analisada quanto a sua influência nas questões ambientais e econômicas na mineração. O estudo de caso foi trabalhado no Laboratório de Planejamento de Lavra do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral da Universidade Federal de Ouro Preto, através de ferramentas computacionais próprias para aplicação na indústria mineral. Os dados disponíveis do caso estudado foram retirados de uma cava hipotética de um minério de potássio utilizada em tutoriais de softwares de planejamento de lavra e foram trabalhados de acordo com o esquema da Figura 34.

Figura 34: Fluxograma das etapas do trabalho

39

A partir do recurso geológico, é feito o modelo de blocos, onde cada bloco é analisado individualmente com a incorporação de atributos relativos ao tipo de minério, parâmetros econômicos (como o preço do minério, custos de lavra e processamento), recuperações da mina e do processamento e parâmetros geotécnicos (conforme item 2.2.1 – Modelo de Blocos). Uma vez preparado o modelo de blocos, o trabalho continua com a otimização da cava, com o objetivo de se alcançar a sua geometria final ótima. O próximo passo é a operacionalização da cava, etapa obrigatória e que exige do engenheiro especial cuidado para não fugir da solução ótima obtida pelo programa, devido à colocação de acessos, cristas e bermas. Além disso, dados como a capacidade de produção, os equipamentos que serão utilizados e a localização de pilhas de disposição de estéril, planta de beneficiamento e outras instalações também devem ser considerados. Portanto nesta fase, diversas cavas operacionais devem ser desenhadas, tanto para a cava final quanto para as cavas dos períodos de lavra, escolhendo-se as que apresentarem maior aderência à cava matemática. Parte-se então para o sequenciamento de lavra, foco principal desta dissertação. A proposta dessa metodologia trabalha com dois sequenciamentos de lavra diferentes: o primeiro caso segue as práticas atuais, com objetivos de atender metas de produção e de lucro. No segundo caso, aqui chamado de “Sequenciamento Verde”, além de buscar atender o alvo de produção, também aborda a questão ambiental. No método proposto nesta dissertação, a disposição de estéril acontecerá preferencialmente dentro da cava simultaneamente às atividades de lavra, baseado no propósito de sustentabilidade buscado neste estudo. Para tanto, a lavra começa em uma porção do corpo mineral, antecipando a exaustão nesta área, que posteriormente será usada para a disposição de estéril. Neste método, deve ser considerado como premissa básica que seja feita uma boa análise da malha de sondagem da reserva, assegurando que a mesma seja bem fechada e estudada para que a disposição do estéril não aconteça em potenciais áreas de minério (Carvalho, 2009). Baseando-se nos resultados destes dois sequenciamentos, será discutido o ganho ambiental que a metodologia traz através da não utilização de outras áreas para a disposição do estéril. No quesito financeiro, será examinada a influência que a metodologia acarreta no VPL – Valor Presente Líquido, com o propósito de investigar se há alterações significativas nos ganhos financeiros da empresa.

40

4

RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 Estudo de Caso O estudo de caso deste trabalho consiste em uma cava hipotética utilizada em tutoriais de softwares de planejamento de lavra. Trata-se de um depósito teórico de rochas de K2O – óxido de potássio – utilizado principalmente na produção de fertilizantes. Os parâmetros base para o desenvolvimento do estudo também são provenientes do tutorial. 4.1.1 Minérios de potássio A denominação potássio é uma maneira generalizada para representar a grande variedade de minerais potássicos. Apesar de ser o sétimo elemento mais comum da crosta terrestre e estar amplamente difundido, não ocorre em sua forma elementar, devido a sua alta reatividade e afinidade com outros elementos. Por este motivo, é usual a utilização do termo “K2O equivalente” para expressar o potássio contido no minério (Oliveira, 2009; Silva, 2013). A aplicação do potássio é fortemente ligada à agricultura, sendo seu principal uso associado com nitrogênio e fósforo para a fabricação de fertilizantes. Mais de 95% da produção mundial de potássio é destinada à produção de fertilizante, ficando os outros 5% para usos industriais como fabricação de vidros especiais, sabões, detergentes, cerâmicas e produtos farmacêuticos (Greenwell (1999) apud Nascimento et al. (2005)). Os dois principais produtos gerados no beneficiamento dos minérios de potássio são os sais de cloreto de potássio, que contém de 60 a 62% de K2O, e de sulfato de potássio, que contém de 50 a 52% de K2O (Oliveira, 2009). Minérios de potássio são considerados estratégicos no contexto brasileiro, como pode ser visto na Figura 35. Segundo colocado pelo IBRAM (2015) no Plano Nacional de Mineração 2030, o conceito de mineral estratégico está associado a três condições de referência: 1. Bem mineral do qual o país é dependente de importações em alto percentual para o suprimento de setores vitais da sua economia; 2. Minerais que tem perspectiva de crescimento em importância nas próximas décadas por sua aplicação tecnológica e 3. Recursos minerais em que o país apresenta vantagens comparativas essenciais para sua economia pela geração de divisas. 41

Figura 35: Minerais estratégicos no contexto do Brasil Fonte: IBRAM, 2015

No Brasil, o potássio está inserido no primeiro caso, onde há grande dependência externa. Todo o hemisfério sul é pobre em depósitos de potássio, sendo a mina de TaquariVassouras (SE) a maior do Brasil, mas que ainda assim não corresponde nem a 10% das necessidades do país (DNPM, 2004; Nascimento et al., 2005). A produção de fertilizantes é considerada de importância estratégica devido ao aumento da população mundial e a diminuição da pobreza no mundo, o que demandará cada vez mais o aumento da produção de alimentos e a melhora de sua qualidade. Neste cenário, tem-se que os fertilizantes NPK (nitrogênio, fósforo e potássio) tem papel significativo para o aumento da produtividade agrícola. Entretanto, o déficit brasileiro na produção de fertilizantes é imenso para os três elementos: o Brasil tem uma dependência externa na ordem de 90% para potássio, 70% para nitrogênio e 50% para fósforo (IBRAM, 2015; Silva, 2013). Compreendendo-se a relevância estratégica do potássio, é indispensável a busca por novas jazidas ou fontes alternativas aos depósitos de evaporitos e novas práticas que melhorem os processos para sua extração. Este trabalho tem como estudo de caso a rocha silicatada Verdete, um meta-argilito glauconítico que ocorre na região do Alto Paranaíba, em Minas Gerais. As reservas desta região apresentam teores na ordem de 10% de K2O. Além disso, tem localização privilegiada, por ser próxima da maior região agrícola do país. Desta maneira, é uma boa alternativa para amenizar a dependência de importações (Silva, 2013).

42

4.2 Dados do projeto 4.2.1 Reserva O trabalho começou com a elaboração das curvas de parametrização, com a finalidade de se analisar o potencial de reservas do caso em estudo e obter o teor médio dos blocos a partir de um teor de corte. As curvas de parametrização estabelecem a relação entre teores e quantidades de minério no depósito, através de duas curvas: tonelagem x teor de corte e teor médio dos blocos x teor de corte. Partiu-se de um valor já definido para o teor de corte, igual a 7,5%, pré-estabelecido no relatório do caso hipotético, com resultados que podem ser vistos na Figura 36 e que conduz a uma reserva de 19.392.625 toneladas, com teor médio de 9,79% de K2O.

Figura 36: Gráfico das curvas de parametrização

4.2.2 Modelo de Blocos e Otimização Para a criação do modelo econômico de blocos e posterior otimização da cava, foram usados os dados da Tabela 3. Estes dados foram obtidos através de pesquisa por projetos de minério para uso em fertilizantes e dissertações e trabalhos reais com casos parecidos. Para a otimização, foram considerados dois ângulos gerais de talude, um setor com ângulo de 30 graus e outro setor com ângulo de 53 graus, valores estes definidos no relatório do caso em questão. Neste passo, o teor de corte considerado anteriormente também é necessário para 43

construir a função beneficio. Através dele estabelece-se se o bloco é minério, minério marginal ou estéril. Esta função benefício é que fornece o valor econômico do bloco (VEB), visto no item 2.2.1.1 deste trabalho, ou seja, é um valor atrelado ao lucro e ao custo relativo a cada bloco. Estão presentes no caso cinco litologias, chamadas no software de CODE 1, CODE 2, CODE 3, CODE 4 e CODE 5. Entretanto, para a produção desta discussão, as litologias foram separadas em somente dois tipos: CODE 1, CODE 2 e CODE 3 como minério e CODE 4 e CODE 5 como estéril. Tabela 3: Dados para otimização da cava

Parâmetros

Valores

Preço do Minério

US$ 187,74/t

Custo de Mina

US$ 3,00/t

Custo de Processo

US$ 55,29/t

Recuperação Metalúrgica

100% acima de 7,5% K2O 0% abaixo de 7,5% K2O

Custo de reabilitação, descomissionamento e fechamento de mina

US$ 0,91/t

Taxa de desconto anual (%)

10%

Output rate

330 000 t/ano

A cava foi otimizada utilizando algoritmo Lerchs-Grossmann (LG), e estas fases LG foram geradas utilizando Fator de Preço. O processo de otimização gera uma sequência de cavas em função do VPL, indicando qual delas apresenta maior lucratividade e melhor aproveitamento do recurso. Neste trabalho, o Fator de Preço escolhido foi de 35%, correspondente ao Pit 4, como ilustrado no gráfico da Figura 37. O gráfico mostra que a partir do Pit 4 praticamente não há variação do VPL (variação de 2,10% em relação ao maior VPL encontrado), concluindo-se que não vale a pena estender a vida útil da mina por causa de um incremento tão pequeno no lucro. Além disso, qualquer incremento de minério iria acarretar num aumento ainda maior de estéril e da REM, sem causar impacto praticamente nenhum no retorno do VPL da mina. A Figura 38 mostra a cava matemática ótima gerada pelo software.

44

Figura 37: Gráfico do relatório do VPL – escolha da cava ótima

Figura 38: Cava matemática ótima

45

4.2.3 Operacionalização da Cava Após a otimização, a cava matemática segue para a operacionalização, etapa obrigatória e que exige do engenheiro especial cuidado para não fugir da solução ótima obtida pelo programa. Este estágio é necessário para definir a estrutura da mina que permitirá a lavra de maneira segura e eficiente, consistindo no traçado de rampas para a locomoção dos equipamentos e bermas e taludes em função de parâmetros geotécnicos, dimensão de equipamentos e outros. O conjunto destes fatores influencia diretamente na aderência entre cava matemática e cava operacional, que, consequentemente impacta a quantidade de material extraído. Desta maneira, quanto melhor a aderência obtida, maior será a certeza que as variáveis anteriormente estimadas, como VPL, REM (Relação Estéril-Minério) e teor médio se mantêm na prática. A Figura 39 reproduz a cava operacional, mostrando em verde a configuração da rampa de acesso.

Figura 39: Cava operacional

Os parâmetros utilizados para operacionalizar a cava matemática foram: 

Rampas: 12,5 metros de largura e 8% de inclinação. Para bancadas inferiores, 10% de inclinação



Largura da berma: 5 metros para CODE 4 e 3 metros para CODE 1, 2, 3, 5



Altura da bancada: 5 metros



Ângulo de face: 53º para CODE 4 e 81º para CODE 1, 2, 3 e 5

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Diversas cavas operacionais foram construídas, permitindo a comparação entre cava operacional e cava matemática ótima e escolhendo a que apresentou maior aderência à cava matemática ótima. A partir desta confrontação, representada na Figura 40, verificam-se as alterações no VPL, movimentação de material e REM. Os resultados da Tabela 4 mostram que foi alcançado êxito nesta fase, já que os valores encontrados sofreram alterações muito pequenas. A massa de minério obtida na cava operacional corresponde a 97,14% da massa de minério obtida na cava matemática, enquanto a massa de estéril aumentou somente 0,46%, o que, consequentemente também aumentou a REM em 3,41%. O fato da cava operacional movimentar mais material que o estimado na cava matemática já era esperado, pois nela são respeitados fatores como ângulo de talude, bermas, rampas e outros. As Figura 41 e Figura 42 ilustram esta questão, com as linhas laranja representando a cava operacional e cinza a cava matemática. Através destas linhas percebe-se que a cava operacional extrapola os limites ótimos para a inclusão de bermas e rampas.

Figura 40: Comparação da aderência entre cava matemática e cava operacional

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Tabela 4: Aderência entre cavas matemática e operacional

CAVA MATEMÁTICA

CAVA OPERACIONAL

VARIAÇÃO

VPL ($)

351.057.687,00

343.648.305,00

- 2,11%

Massa de Minério (t)

12.403.965

12.049.769

- 2,86%

Massa de Estéril (t)

26.473.790

26.596.109

0,46%

Massa Total (t)

38.877.755

38.645.878

- 0,60%

REM

2.1343

2.2071

3,41%

Figura 41: Seção transversal da comparação cava matemática x cava operacional

Figura 42: Seção longitudinal da comparação cava matemática x cava operacional

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4.3 Sequenciamento da Lavra O planejamento de lavra não se resume em determinar a exaustão da mina, mas também conta com a sequência na qual as atividades acontecem ao longo dos anos, e que determina a melhor ordem de lavra que maximiza o VPL. Além disso, define a vida útil da mina a partir da razão de produção e projetam-se os avanços operacionais, ou pushbacks. Após a definição do Pit 4 como a melhor opção matemática, e sua operacionalização, o trabalho prosseguiu para o seu sequenciamento até o fim da sua vida útil, seguindo as diretrizes definidas na metodologia. Encontrou-se uma produção anual em torno de 330.000 toneladas ao longo de 38 anos de vida útil da cava. Esta etapa começou com o sequenciamento convencional. Escolheu-se fazer um decapeamento intensivo nos dois primeiros anos da mina, pois o depósito é bem horizontalizado, colocando este ramp-up como necessário para a liberação de minério. A partir daí a taxa de lavra foi realizada tentando manter uma REM estável, trazendo vantagens como o melhor provisionamento de equipamentos de lavra e ganhos operacionais por manter uma taxa de movimentação constante. Os pushbacks e as atividades anuais do sequenciamento convencional são mostrados, respectivamente, nos Apêndice 1 e Apêndice 2. O resultado obtido ao final do 38º ano para o VPL foi igual a US$339.182.030, gerando 12.049.770 toneladas de minério e 26.596.110 toneladas de estéril, com densidade de 1800 kg/m³ (Apêndice 3). Esta massa de estéril foi disposta em uma pilha (Figura 43) que apresenta as seguintes configurações (Tabela 5): Tabela 5: Configurações da pilha de estéril do Sequenciamento Convencional

Geometria da pilha Ângulo de face

36º

Largura da berma

5 metros

Altura da bancada

10 metros

Extensão longitudinal

890 metros

Extensão transversal

482 metros Área da pilha

325.605 m² Perímetro da pilha 2262 metros 49

Figura 43: Pilha de estéril gerada para o sequenciamento convencional

Diferente do Sequenciamento Convencional, para o Sequenciamento Verde não houve preocupação em manter a taxa de movimentação ou a REM constante ou decrescente. Aqui, o objetivo foi exaurir uma porção da mina o mais rapidamente possível para permitir a disposição de estéril dentro da cava simultaneamente com a lavra na porção restante. Desta maneira, a lavra começou na extremidade mostrada na Figura 44, a partir do ano 13. Os pushbacks e as atividades anuais do sequenciamento verde são mostrados, respectivamente, nos Apêndice 4 e Apêndice 5.

Figura 44: Ano 12 – exaustão de uma porção da cava

50

O resultado obtido ao final do 38º ano para o VPL foi igual a US$356.800.301, gerando 12.049.770 toneladas de minério e 26.596.110 toneladas de estéril, com densidade de 1800 kg/m³ (Apêndice 6). Para este sequenciamento, duas pilhas de estéril tiveram de ser formadas. Até o ano 12, 9.536.008 toneladas de estéril foram movimentadas e dispostas na pilha da Figura 45. A partir do ano 13 começam os trabalhos de disposição de estéril dentro da cava simultaneamente ao trabalho de lavra, resultando em 1.079.574 toneladas de estéril movimentadas somente neste ano. No ano 14, foram retiradas 3.884.548 toneladas, acumulando 4.964.122 toneladas (Figura 46). Entretanto, o volume disponível na porção exaurida da cava é inferior, permitindo a acomodação de 4.230.000 toneladas, e fazendo com que, logo no segundo ano de disposição dentro da cava, o estéril volte a ser depositado na pilha externa. O ano 15, se considerado sozinho com seus 6.244.722 toneladas de estéril, extrapolaria a capacidade da pilha interna em 147%. Este fato se mostrou um impeditivo para a continuação da pilha dentro da cava, como a Figura 47 ilustra, sob o risco de dispor material acima do minério.

Figura 45: Cava e pilha de estéril até o ano 12

51

Figura 46: Cava e pilha de estéril até o ano 14

Figura 47: Cava e pilha de estéril até o ano 15

52

A Tabela 6 mostra os valores das movimentações de estéril e minério ano a ano, ressaltando como a metodologia, ao não se preocupar com a manutenção de uma REM estável, contribui para anos com REMs absurdamente altas em algumas épocas ou iguais a zero em outras. Outro problema apresentado foi a possibilidade de esterilização de reservas se fosse dado prosseguimento ao método. Se os estéreis dos anos 14 e 15 tivessem sido dispostos dentro da cava, não só esterilizariam aquela região, mas colaborariam para a esterilização de todo o resto da cava. Escolheu-se, então, a partir deste ponto, voltar à deposição do estéril na cava externa. A Tabela 7 e a Figura 48 mostram as configurações finais das pilhas de estéril alcançadas com a metodologia do sequenciamento verde. Outras possibilidades para exaurir a cava antecipadamente foram testadas, exigindo o teste de várias alternativas que abrangeram desde o sequenciamento de lavra até a pilha final. A solução encontrada neste estudo considerou o tempo como fator decisivo para esta escolha. Como as outras extremidades demandariam mais tempo para exaurir um volume igual, escolheu-se o ano 12 como o momento mais apropriado para começar a metodologia. Sobre a extremidade escolhida para este trabalho, foi feita uma análise para contornar o impasse de esterilização de reserva, onde somente uma alternativa não apresentou problemas: aquela onde a disposição de estéril dentro da cava começa no ano 26. Contudo, esta opção não foi considerada interessante, já que, dos anos 26 a 38, somente 833.225 toneladas de estéril seriam dispostas na cava, e essa situação não atenderia as finalidades ambientais que esta dissertação busca.

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Tabela 6: Resultados incrementais obtidos no Sequenciamento Verde Estéril (t) Ano VPL ($) Minério (t)

REM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

13.434.137 26.834.057 32.870.863 27.704.123 26.838.022 23.023.994 15.243.576 20.001.727 18.147.467 16.227.622 14.980.963 13.499.220 11.289.263 7.918.769 5.345.196 9.041.203 8.181.417 7.389.534 6.664.057 6.104.133 5.480.352 4.996.960 4.485.475 4.069.789 2.404.908 3.322.521 3.005.711 2.706.418 2.425.599 2.228.026 2.031.504 1.823.474 1.650.862 1.504.686 1.355.868 1.208.923

166.324 247.350 328.950 331.436 328.950 329.524 330.863 331.500 328.950 328.950 331.500 329.587 330.863 329.651 328.249 331.372 330.607 328.950 328.950 331.500 328.950 331.500 328.886 330.480 330.544 330.097 329.269 328.950 331.500 328.950 331.500 328.950 328.950 331.373 330.225 328.631

2.277.824 204.000 94.350 1.152.250 122.400 859.213 4.441.559 173.400 25.500 158.100 22.950 4.463 1.079.574 3.884.548 6.244.722 91.928 44.243 10.200 48.450 0 0 0 63,75 31.620 4.791.499 52.403 17.531 61.200 249.900 0 0 2.550 0 127,5 6.375 153.319

13,6951 0,8247 0,2868 3,4765 0,3721 2,6074 13,4242 0,5231 0,0775 0,4806 0,0692 0,0135 3,2629 11,7838 19,0244 0,2774 0,1338 0,031 0,1473 0 0 0 0,0002 0,0957 14,4958 0,1587 0,0532 0,186 0,7538 0 0 0,0078 0 0,0004 0,0193 0,4665

37 38 Total

1.097.720 262.162 356.800.301

331.564 85.425 12.049.770

186.574 103.275 26.596.110

0,5627 1,209 2,2072

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Tabela 7: Configurações da pilha de estéril do Sequenciamento Verde

Ângulo de face Largura da berma Altura da bancada

Geometria da pilha interna 36º 5 metros 10 metros Capacidade da pilha interna

4.230.000 toneladas

Ângulo de face Largura da berma Altura da bancada Extensão longitudinal Extensão transversal

Geometria da pilha externa 36º 5 metros 10 metros 831 metros 452 metros Área da pilha externa

253.576 m² Perímetro da pilha 2085 metros Capacidade da pilha externa 22.366.000 toneladas

Figura 48: Pilhas de estéril geradas para o Sequenciamento Verde

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5

CONCLUSÕES

5.1 Conclusões Os resultados deste trabalho possibilitam analisar três vertentes do “Sequenciamento Verde”: aspectos econômicos, ambientais e possibilidades de esterilização de minério, permitindo chegar a conclusões significativas a respeito do assunto. A metodologia proposta para o “Sequenciamento Verde” não tem a intenção de obter respostas concretas e que afirmem que a metodologia é boa ou é ruim. O tema é polêmico e os resultados obtidos possibilitam a discussão sobre a proposição, mostrando que quanto mais se estuda o tema, mais complicações aparecem e merecem ser estudadas. Este mesmo trabalho, que começou com objetivo de avaliar econômica e ambientalmente o Sequenciamento Verde alcançou resultados que permitem discutir a questão da esterilização de reservas, aumentando a controvérsia sobre o método. 5.1.1 Comparação Econômica: Valor Presente Líquido O Sequenciamento Convencional apresentou VPL igual a US$339.182.030, enquanto o Sequenciamento Verde tem VPL igual a US$356.800.301, ou seja, 5,19% a mais que o primeiro, mostrando ser uma vantagem do método. Entretanto, não se pode afirmar que este aumento do VPL foi causado porque a metodologia é benéfica economicamente para todos os casos. Conclui-se que, no caso estudado nesta dissertação, a exaustão antecipada de uma porção da cava para a disposição de estéril tomou ares de lavra predatória, onde blocos prédeterminados foram propositalmente atingidos primeiro, levando a um aumento do VPL não só nos primeiros anos, mas que acompanha a mina até o fim de sua vida útil. Todavia, neste caso os blocos foram lavrados antecipadamente com o objetivo de alcançar a exaustão, e não para obter lucro imediato, como nas lavras predatórias. Assim sendo, não se deve considerar a metodologia como uma prescrição certeira para o aumento do VPL em todos os casos, recomendando-se que cada mina seja estudada individualmente para verificar seu comportamento econômico em relação à metodologia proposta.

56

5.1.2 Comparação Ambiental A disposição de resíduos de mina envolve a utilização de uma área reservada para este fim, custos de transporte, licenciamento, avaliações geotécnicas, construção e manutenção da pilha e barragens, entre outros. Deste modo, a proposta de depositar resíduos dentro da cava apresenta vantagens ambientais e operacionais, como a estabilização das paredes da cava; redução da DMT, seguido de aumento da produtividade; redução de gastos com construção e manutenção de pilhas e barragens, com consequente redução de acidentes com essas estruturas, uma vez que a cava é mais estável. Ambientalmente, os benefícios englobam a redução da área degradada, controle ou redução da drenagem ácida, pouca interferência na conformação topográfica da região e redução da área a ser revegetada e reabilitada, todos estes contribuindo para acentuada redução dos impactos ambientais. Este trabalho buscou pesquisar o ganho ambiental que a metodologia poderia trazer ao reduzir a área usada para a disposição de estéril, e obteve alguns resultados positivos e outros negativos, como foi explicado no Item 4.3 – Sequenciamento da Lavra. Ao se comparar a área utilizada para a disposição de estéril, percebe-se que foi alcançado êxito com a metodologia do Sequenciamento Verde. A Tabela 8 compara as características das pilhas geradas no Sequenciamento Convencional e o Sequenciamento Verde, mostrando uma redução de 7,20 hectares, ou 22% no segundo caso em relação ao primeiro. Apesar de positivo, esperavam-se resultados mais expressivos. Outros trabalhos, como os exemplos de Simandou mostrados nas Figura 27 a Figura 32 (Item 4.2.4 – Disposição em Cava) e Carvalho (2009), onde metodologia similar foi aplicada em Carajás, mostram ganhos ambientais consideráveis, como no último caso, onde se economizam em torno de 600 hectares ao se dispor estéril dentro da cava. É importante ressaltar aqui a diferença nas proporções dos empreendimentos, onde Simandou e Carajás são substancialmente maiores que o projeto deste trabalho. Conclui-se, então, que independentemente do tamanho da reserva em questão, é possível aplicar a metodologia e se obter ganhos, devendo cada caso ser estudado individualmente.

57

Tabela 8: Comparação entre as pilhas de estéril geradas nos dois sequenciamentos

Sequenciamento Convencional

Sequenciamento Verde

Extensão longitudinal

890 metros

831 metros

Extensão transversal

482 metros

452 metros

Área da pilha

325.605 m²

253.576 m²

Perímetro da pilha

2262 metros

2085 metros

Geometria da pilha

Os dois sequenciamentos tem a mesma cava final, porém, para a metodologia do Sequenciamento Verde, obteve-se uma redução da cava resultante ao final da vida útil da mina. O primeiro caso resultou em uma cava com extensão longitudinal de 700 metros por 545 metros de extensão transversal (no nível mais profundo). A pilha de estéril dentro da cava do segundo caso contribuiu para reduzir a extensão em 225 metros, com uma cava resultante de 475 metros de comprimento por 545 metros de largura. Esta redução da cava em conjunto com a diminuição da pilha de estéril explicada anteriormente contribuem para uma menor área a ser revegetada e reabilitada e menor interferência na topografia, diferença esta que pode ser notada na Figura 49. Apesar dos pontos positivos alcançados, um ponto negativo bastante presente no Sequenciamento Verde foi a instabilidade na movimentação de material (Tabela 6), onde um dos anos chegou a movimentar cerca de 6.500.000 toneladas de minério e estéril enquanto outro movimentou somente as 330.000 toneladas de minério estipuladas para a produção anual. Essa instabilidade traz desvantagens graves quanto à provisão dos equipamentos e sua produtividade, podendo levar à inviabilidade do empreendimento neste estudo.

58

Figura 49: Configuração final da cava no Sequenciamento Verde

5.1.3 Esterilização da Reserva Inicialmente, este estudo considera que uma premissa essencial para a realização do Sequenciamento Verde é garantir que toda a malha de sondagem seja minunciosamente estudada, para não haver o risco de dispor estéril acima de uma possível reserva mineral remanescente e esterilizar este material. É importante levar esta premissa em conta, pois caso esta situação acontecesse, estaria minimizando a pegada ambiental da mineração à custa da sustentabilidade da própria atividade de mineração. Deve-se, então, buscar um equilíbrio entre a sustentabilidade ambiental e a sustentabilidade da indústria mineral. Assim sendo, buscou-se especial atenção a este fato durante a realização do trabalho, não dando chances de que estéril fosse depositado acima de potenciais reservas. Entretanto, durante os trabalhos, chegou-se a uma situação curiosa e inesperada de esterilização de reserva, mas não para partes externas à cava, e sim para dentro dela. O ano 13 foi fixado como o ano para começar a disposição de material dentro da cava. Entretanto a metodologia 59

proposta, ao deixar a REM instável durante toda a vida útil da mina, não permite a continuidade do sistema proposto, uma vez que a região disponível é menor que a quantidade de estéril gerada. Se, a partir do ano 15 o estéril fosse disposto internamente à cava, ele seria colocado acima de minério, esterilizando não só aquela região, mas todo o resto da reserva (como pode ser observado na Figura 47). Para este problema não ocorrer, a exaustão da cava deveria prosseguir até o ano 26, para só então prosseguir com a disposição do estéril dentro da cava. Entretanto, esta situação não atende às finalidades que a metodologia busca, uma vez que somente 833.225 toneladas de estéril seriam dispostas na cava, não trazendo grandes ganhos ambientais. 5.1.4 Considerações finais A partir de tantas questões discutidas podem ser levantados diversos pontos. Este estudo trabalhou no sentido de colocar a maior quantidade possível de estéril dentro da cava, mas alcançou uma taxa de 22% de material disposto em seu interior, considerada pequena nas conclusões. Entretanto, qualquer direcionamento da empresa para reduzir impactos ambientais deve ser considerado positivo para a sua imagem, ainda que solucionando parcialmente o problema. Um exemplo é quando se discutiu que do ano 26 até o final da vida da mina é possível dispor 833.225 toneladas de estéril na cava, que, apesar de pouco, já apresenta ganhos não só ambientais, mas também na redução da DMT. Acerca disso, pode ser levantado um aspecto valioso: a disposição em conjunto. A dissertação mostra que não se precisa colocar todo o estéril dentro da cava, podendo-se pensar numa metodologia onde o estéril é disposto tanto na pilha quanto no interior da cava, conjuntamente. Para tanto, basta o planejamento de lavra analisar ano a ano qual o melhor local para a deposição do estéril. Outra maneira de se aplicar esta metodologia em conjunto se refere ao minério marginal, com o objetivo de retomá-lo posteriormente. Sob esta ótica, esta mudança pode resolver o problema da esterilização do minério alcançada nos resultados e o problema da REM instável alcançada nos resultados. Em resumo, todos os questionamentos que essa dissertação gerou conduzem para soluções para redução de custos técnicos e cuidados ambientais, trazendo o benefício de se avançar nas pesquisas e ideias que a mineração precisa para reduzir passivos e produzir com maior eficiência e melhores práticas.

60

5.2 Recomendações para trabalhos futuros Este estudo analisou a influência da metodologia no VPL do projeto. Entretanto, outros aspectos econômicos merecem ser estudados, entre eles os benefícios ao diminuir a área da pilha externa, com licenciamentos e estruturas de construção e manutenção da pilha que deixam de ser construídos. Operacionalmente, duas áreas podem ser estudadas: a primeira corresponde aos problemas referentes às grandes variações de REM que a metodologia traz. É interessante estudar uma maneira de seguir a metodologia de forma que alie as vantagens ambientais mas mantendo a REM menos instável, e não trazendo prejuízos quanto ao provisionamento dos equipamentos. A segunda análise se refere à influência desta metodologia na usina, abordando benefícios ou complicações que a metodologia pode causar no teor do material que atenderá à usina de beneficiamento. Ambientalmente, faz-se interessante analisar os prós e contras do Sequenciamento Verde através da avaliação da minimização da pegada ambiental da mineração e da possibilidade de esterilização de reserva remanescente em longo prazo.

61

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dois

casos

de

não

metálicos

no

Rio

de

Janeiro.

Rio

de

Janeiro:

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66

APÊNDICES Apêndice 1: Pushbacks gerados pelo software para o sequenciamento convencional no estudo de caso de uma mina de potássio

1 4

2 5

3

67

6

7

9

10

8 11

68

12

13

14

15

16

17

69

Apêndice 2: Sequenciamento convencional ano a ano gerado pelo software no estudo de caso de uma mina de potássio

Ano 1

Ano 4

Ano 2

Ano 5

Ano 3

Ano 6

70

Ano 7

Ano 8

Ano 9

Ano 10

Ano 11

Ano 12

71

Ano 13

Ano 16

Ano 14

Ano 17

Ano 15

Ano 18

72

Ano 19

Ano 20

Ano 21

Ano 22

Ano 23

Ano 24

73

Ano 25

Ano28

Ano 26

Ano 29

Ano 27

Ano 30

74

Ano 31

Ano 34

Ano 32

Ano 35

Ano 33

Ano 36

75

Ano 37

Ano 38

76

Apêndice 3: Resultados acumulados ao longo dos anos para VPL e tonelagens de minério e estéril obtidos no sequenciamento convencional Ano

VPL ($)

Minério (t)

Estéril (t)

1

5.291.939

166.579

5.016.553

2

20.245.833

412.526

9.927.386

3

51.103.810

743.134

10.943.239

4

79.195.711

1.074.634

11.912.299

5

104.297.670

1.403.584

12.919.609

6

126.906.685

1.732.534

14.095.249

7

147.292.429

2.064.034

15.349.599

8

165.607.253

2.393.876

16.599.583

9

181.931.634

2.723.782

18.064.877

10

197.522.961

3.053.752

18.881.626

11

211.698.978

3.384.742

19.675.246

12

224.415.915

3.713.692

20.488.756

13

236.024.533

4.042.642

21.118.636

14

246.624.916

4.374.142

21.813.877

15

256.084.508

4.703.092

22.590.017

16

264.799.817

5.034.975

23.222.034

17

272.548.044

5.364.116

24.000.655

18

279.544.441

5.694.022

24.787.649

19

286.141.893

6.023.674

25.004.207

20

292.100.749

6.353.580

25.222.551

21

297.512.848

6.684.570

25.470.086

22

302.359.630

7.013.966

25.747.590

23

306.800.585

7.343.745

25.899.761

24

310.837.251

7.673.396

25.988.310

25

314.504.998

8.003.494

26.048.363

26

317.854.035

8.334.994

26.048.363

27

320.846.070

8.663.689

26.103.548

28

323.552.808

8.993.914

26.232.323

29

326.001.678

9.322.800

26.308.980

30

328.233.751

9.654.300

26.377.830

31

330.249.692

9.983.250

26.377.830

32

332.087.819

10.314.750

26.377.830

33

333.736.715

10.644.337

26.417.992

34

335.230.144

10.973.287

26.417.992

35

336.591.846

11.304.787

26.417.992

36

337.814.960

11.634.311

26.435.269

37

338.917.175

11.964.090

26.518.590

38

339.182.030

12.049.770

26.596.110

77

Apêndice 4: Pushbacks gerados pelo software para o Sequenciamento Verde no estudo de caso de uma mina de potássio

1

4

5 2

3

6 78

7

9

8

10

79

Apêndice 5: Sequenciamento Verde ano a ano gerado pelo software no estudo de caso de uma mina de potássio

Ano 1 Ano 4

Ano 2 Ano 5

Ano 3

Ano 6

80

Ano 7

Ano 10

Ano 8

Ano 11

Ano 9

Ano 12

81

Ano 13

Ano 14

Ano 15

Ano 16

82

Ano 17

Ano 18

Ano 19

Ano 20

Ano 21

Ano 22

83

Ano 23

Ano 25

Ano 24

Ano 26

Ano 27

84

Ano 28

Ano 31

Ano 29

Ano 32

Ano 30

Ano 33

85

Ano 37 Ano 34

Ano 38 Ano 35

Ano 36

86

Apêndice 6: Resultados acumulados ao longo dos anos para VPL e tonelagens de minério e estéril obtidos no Sequenciamento Verde Ano

VPL ($)

Minério (t)

Estéril (t)

1

13.434.137

166.324

2.277.824

2

40.268.194

413.674

2.481.824

3

73.139.057

742.624

2.576.174

4

100.843.180

1.074.060

3.728.424

5

127.681.202

1.403.010

3.850.824

6

150.705.196

1.732.534

4.710.037

7

165.948.772

2.063.396

9.151.596

8

185.950.500

2.394.896

9.324.996

9

204.097.967

2.723.846

9.350.496

10

220.325.589

3.052.796

9.508.596

11

235.306.553

3.384.296

9.531.546

12

248.805.773

3.713.884

9.536.008

13

260.095.036

4.044.746

10.615.583

14

268.013.804

4.374.397

14.500.131

15

273.359.000

4.702.646

20.744.853

16

282.400.202

5.034.019

20.836.780

17

290.581.619

5.364.626

20.881.023

18

297.971.154

5.693.576

20.891.223

19

304.635.210

6.022.526

20.939.673

20

310.739.343

6.354.026

20.939.673

21

316.219.696

6.682.976

20.939.673

22

321.216.655

7.014.476

20.939.673

23

325.702.130

7.343.362

20.939.737

24

329.771.919

7.673.842

20.971.357

25

332.176.828

8.004.386

25.762.856

26

335.499.349

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27

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25.832.790

28

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25.893.990

29

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26.143.890

30

345.865.102

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26.143.890

31

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26.143.890

32

349.720.080

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33

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26.146.440

34

352.875.628

10.973.925

26.146.567

35

354.231.496

11.304.150

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36

355.440.419

11.632.781

26.306.261

37

356.538.139

11.964.345

26.492.835

38

356.800.301

12.049.770

26.596.110

87

88