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IX SIMPÓSIO DE ROCHAS ORNAMENTAIS DO NORDESTE

10 a 13 abril de 2016, João Pessoa - PB

DISPONIBILIDADE DE RESÍDUOS DE PEDREIRAS PARA APROVEITAMENTO

NA PAVIMENTAÇÃO DA BR-101, NO ESPÍRITO SANTO

Hieres Vettorazzi da Silva1, Nuria Fernandez Castro2

1 Geólogo, Pesquisador PCI CETEM/NRES

2 Eng. de Minas, Tecnologista Pleno CETEM/CATE

[email protected]

RESUMO

Os materiais utilizados na base e sub-base de um pavimento, geralmente constituídos por

agregados e solos, devem apresentar boa resistência compressiva, baixa deformabilidade e serem

suficientemente permeáveis, para cumprirem sua função de carregar os esforços compressivos do

tráfego e o acúmulo de água sobre o revestimento sem que ocorram danos estruturais ao

pavimento. Por outro lado, os resíduos acumulados nas pedreiras de rocha ornamental, ao longo de

décadas de atividade, geram desconforto visual e representam um passivo ambiental que necessita

de mitigação urgente. Esses materiais residuais da produção de blocos encontram-se estocados sob

a forma de pontas de aterro, conhecidos vulgarmente como “bota-fora”, comumente tidos como

rejeito, mas que na verdade devem ser considerados como “estoques remanescentes”, em vista das

aplicações que cada tipo litológico pode ter, determinadas pela caracterização tecnológica somada

a demandas mercadológicas regionais. Este projeto tem foco na sustentabilidade e visa,

especificamente, à indicação do uso de resíduo grosso das lavras de rochas ornamentais do Estado

do Espírito Santo, na base ou sub-base de pavimentos, sob a forma de Brita Graduada Simples

(BGS). Este uso justifica-se, principalmente, pela possibilidade de absorção rápida dos volumes

existentes nos depósitos, em função do aumento de demanda desse tipo de material diante dos

investimentos crescentes em pavimentação no estado, desde que estejam em distâncias favoráveis.

Portanto, o objetivo central deste trabalho é indicar quais depósitos de resíduos grossos das lavras

existentes no estado do Espírito Santo poderão ser aproveitados na pavimentação da Rodovia

Governador Mario Covas BR-101 que está em fase inicial. A etapa inicial do trabalho contou com o

geoprocessamento em ambiente GIS (Sistema de Informações Geográficas) de informações, dados e

imagens de diversos órgãos e instituições, que possibilitou a indicação de 72 alvos, frentes de lavra

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de rochas ornamentais, potencialmente fornecedoras de resíduo, das quais, após reconhecimento

em campo, apenas 23 mostraram-se com disponibilidade de aproveitamento. A segunda etapa, em

andamento, consistiu na coleta de amostras nas frentes de lavra selecionadas e sua caracterização

no Laboratório de Resíduos do Núcleo Regional do Espírito Santo do Centro de Tecnologia Mineral -

NRES/CETEM/MCTI. As análises e ensaios pertinentes ainda estão sendo realizados e, por isso, não

serão apresentados neste artigo, mas, ao que tudo indica, o aproveitamento de parte desses

resíduos na base da pavimentação da BR-101 é viável técnica e economicamente.

PALAVRAS-CHAVE: resíduo grosso, agregado mineral, bota-fora.

ABSTRACT

Materials commonly used in base and subbase layers of pavements, usually aggregates and soil,

must have, specifically, high compression strength, low deformability, and drainage capability to

comply with the function to transfer compressive efforts generated by traffic and water

accumulation above the pavement coating without occurring structural damages on the pavement.

On the other hand, wastes of natural stones quarries, accumulated during decades of production,

are visually uncomfortable and represent an environmental liability that needs urgent mitigation.

These wastes are deposited within the quarries in piles so called “bota-fora” (throw away), and

considered as wastes without any use, but that should be seen as “remaining stocks” due to the

diverse uses that they can have depending on their characteristics and regional market demands.

This project seeks to appoint the use of stones quarries wastes, in the State of Espirito Santo, as

simple graded aggregate in pavements base or subbase, which can be justified by the high volumes

that could be used, as the duplication of the 420 km of the BR-101 highway will require a high

demand for aggregates during the next 10 years. So, the main goal of this research is to indicate

which wastes deposits could be useful for the BR-101 highway paving, in that duplication works. In

order to do so, a georeferenced map was first elaborated when 72 potential targets of study were

identified, from which 23 were considered adequate as a function of the distance to the road and

the identifiable volumes of wastes. A fieldwork was then carried out, collecting samples and more

information about the quarries operations and deposits and now, characterization tests are being

done in the Espirito Santo’s Regional Unit of the Centre for Mineral Technology - NRES/CETEM

residue laboratory. The analysis and relevant tests are still being carried out and therefore will not

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be presented in this article, but everything indicates the feasibility of using stone quarries wastes as

base materials for the BR-101 pavement.

KEYWORDS: coarse aggregate, dimension stone, sub-base.

1. INTRODUÇÃO

A lavra de rochas ornamentais é, caracteristicamente, causadora de impactos pontuais, mas

significativos nos locais de operação, em sua maioria a céu aberto. Dentre os impactos mais

relevantes, podemos citar a alteração topográfica com depreciação estética da paisagem e

dispersão e sobrecarga de resíduos (OLIVEIRA, 2006). O principal resíduo gerado na lavra, por sua

maior representatividade em volume, é o resíduo grosseiro, constituído de pedaços de rocha,

proveniente das etapas de desmembramento das bancadas e recorte em blocos. De acordo às

estimativas do CETEM, com base em dados em campo, em média, nas pedreiras de rochas

ornamentais, apenas 20-25% do volume extraído é aproveitado sob a forma de blocos. Os resíduos

grosseiros geralmente são estocados em pontas de aterro que se localizam próximas aos pátios de

extração das pedreiras (Figura 1), e são compostos por rocha alterada do decapeamento, blocos de

rocha de tamanhos decimétricos a métricos, fora de padrão ou, embora cada vez menos, blocos em

dimensões comercializáveis, mas de padrão estético indesejável. Na maioria das ocasiões,

encontram-se completamente soterrados por solo removido durante a abertura das frentes de

lavra, inviabilizando seu uso em diversas aplicações que poderiam demandar grande volume, como

por exemplo, na superfície de pavimentos asfálticos (VIDAL et al.,2014).

Figura 1 – Bota-fora em pedreira no município de Aracruz-ES. Foto: CETEM/MCTI, 2015.

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O tamanho do problema pode ser medido pelo volume de material residual existente nas

pedreiras: só em 2014, teriam sido geradas quase 30 Mt de resíduo, considerando que nesse ano a

produção de rochas ornamentais do país foi de 10,13 Mt (ABIROCHAS, 2014) com uma taxa de

aproveitamento média, na extração, de 25%. Se considerarmos os resíduos acumulados por

décadas de extração, o volume total existente hoje pode ultrapassar os 500 Mt.

No Brasil e no mundo a cada ano são desenvolvidas e descobertas novas alternativas em que

o aproveitamento dos resíduos oriundos da mineração tem mostrado viabilidade tecnológica e

ambiental. Porém, mesmo iniciativas já implementadas e que geraram ganhos estratégicos de

mercado e de operação para as entidades envolvidas, mostram-se atualmente inviáveis sob o

aspecto econômico, principalmente pela falta de implementação de planos de ordenamento

territorial, decisivos para uma mobilização de investimentos com base em uma ampla percepção

regional (CAMPOS et al., 2007.).

Para regulamentar e instituir a gestão dos resíduos oriundos da mineração e de todas as

atividades humanas, foi criada no Brasil na última década a Política Nacional de Resíduos Sólidos,

Lei 12.305/2010 que obriga à gestão adequada dos resíduos, instando à busca de soluções para seu

aproveitamento ou reciclagem e orientando à deposição, embasada em argumentos técnicos

ambientalmente plausíveis, quando comprovadamente for inviável sua utilização. Há diversas

soluções, tecnicamente viáveis, para o aproveitamento dos resíduos da lavra de rochas

ornamentais, pois se trata de rochas sem nenhum tipo de processamento, porém inviáveis

econômica ou legalmente hoje. O ordenamento territorial seria a chave para se vencer essas

barreiras, viabilizando, por exemplo, como indica Fernandes (2004) para o caso do resíduos

reciclados de construção e demolição (RCD), consórcios locais com estoques de resíduo de

interesse, que atendessem necessidades locais ou regionais de matéria prima, como indústrias

cerâmicas, agricultura, polímeros, vidros e, principalmente, a construção civil, em substituição aos

agregados utilizados na composição de argamassa, concretos a base de cimento Portland,

betuminoso e misturas solo-brita utilizadas em bases de pavimentos. Essa última aplicação justifica-

se pela capacidade de absorção de grandes quantidades de resíduos e, ainda mais, pelo baixo custo

atual de investimento para instalação de plantas britagem e peneiramento móveis.

No Brasil, mais de 50% do total do volume de brita comercializado é destinado para a

produção de concreto e 9% para pavimento asfáltico (ANEPAC, 2012). Dados de produção e

consumo anuais estão desatualizados, mas conforme os sumários minerais do DNPM de 2013 e

2014, 268.098.000 t de brita e cascalho foram consumidos em 2011. No Espírito Santo, não existem

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muitos dados de produção e consumo de agregados, mas segundo o Instituto Brasileiro de

Mineração (IBRAM, 2012) no estado, em 2011, foram consumidos 6.050.982 t de brita e cascalho.

Embora estejamos diante de um cenário de crise e queda nos investimentos governamentais, há

demanda de materiais rochosos granulares no Espírito Santo em projetos em andamento ou já

anunciados como a pavimentação de rodovias estaduais, federais em regime de concessão, a

construção de trilhos ferroviários e de diques de enrocadura de portos litorâneos. Especificamente

na pavimentação, diversos materiais podem ser usados em substituição aos agregados naturais

como: escórias de alto-forno, Resíduos de Construção e Demolição (RCD), misturas asfálticas

fresadas e por último, resíduos de extração de rochas ornamentais. Experiências de

aproveitamento desse tipo de resíduo na base de pavimentos em gnaisses miloníticos de Santo

Antônio de Pádua - RJ (RIBEIRO, 2003) e em quartzitos de Pirenópolis – GO (CAMPOS, 2002),

mostraram que a alternativa pode ser viável, necessitando apenas adequações de variáveis

operacionais no processo de britagem para que os índices de forma mínimos desejáveis para tal

aplicação sejam alcançados (BERNUCCI et al., 2006 apud RUSSO, 2011).

Projetos de pavimentação rígida ou flexível comtemplam uma delgada camada granular

localizada abaixo dos níveis de revestimento, denominada base ou sub-base, a depender da

necessidade do projeto. Sua função principal no controle de uniformização ao longo do pavimento,

absorvendo as cargas e evitando assim mudanças indesejáveis de volumes das camadas adjacentes,

causadas pelo excesso de água infiltrada ou de cargas do tráfego rodoviário (DNIT, 2006).

Normalmente, a escolha do tipo de agregado e solo a ser utilizado em projetos de pavimentação

deve satisfazer requisitos tecnológicos embasados em ensaios laboratoriais e práticos in situ, mas

considerando, além dos fatores técnicos, a disponibilidade de jazidas e se estas apresentam

interesse econômico logístico. Os materiais rochosos escolhidos devem apresentar comportamento

tecnológico suficientemente resistente aos esforços cisalhantes verticais, responsáveis por

transferir e distribuir as tensões para as camadas de sub-base sem que haja danos estruturais caso

sejam utilizados em algum pavimento (BALBO, 2007). Por se tratarem de rochas de composição

silicática e de alta cristalinidade, os resíduos das pedreiras capixabas, teoricamente, apresentariam

bom potencial quanto a algum desses requisitos, como resistência a abrasão e massa específica, por

exemplo.

Existem vários tipos de graduação utilizados para base de pavimentos. A norma NBR

12264:1991 define a Brita Graduada Simples (BGS) como sendo uma mistura em usina de produtos

de britagem de rocha sã que, em proporções adequadas, resulta numa graduação contínua, que se

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for corretamente compactada, gera produtos com estabilidade e durabilidade. Diferentemente dos

pavimentos asfálticos e o concreto para os quais os agregados não podem estar contaminados com

solo, a BGS é na verdade uma camada granular estabilizada por granulometria sem a adição de

ligantes hidráulicos ou asfáltico, compactada apenas por efeitos compressivos que adensam as

partículas constituintes, sendo composta principalmente por agregados minerais, solos ou a mistura

dos dois componentes (BALBO, 2007). A necessidade alta de finos na composição do traço pode

ainda ser uma rota alternativa de aproveitamento dos resíduos finos gerados durante o

processamento dos blocos em chapas (RIBEIRO, 2003).

Geograficamente, o trecho da Rodovia BR-101 que atravessa o estado do Espírito Santo, do

sentido sul para norte, discorre ao lado de grandes maciços com formato em pão-de-açúcar e

pequenos morros em forma de meia laranja, compostos por rochas de composição silicática,

variando o teor em sílica (SiO2) entre tipos ácidos, intermediários e básicos. A variedade litológica

regional e alta cristalinidade são remanescentes de uma raiz crustal profunda de uma cadeia

montanhosa continental edificada no fim do neoproterozóico denominada Orógeno Araçuaí,

responsável por metamorfisar, deformar e fundir protólitos existentes, gerando então por

granitogênese, a imensa parte das rochas extraídas para uso como revestimento. Marcantes feições

estruturais no relevo preservam ao sul, o trend estrutural NNE proveniente da Faixa Ribeira

localizada mais ao sul, nos estados do Rio de Janeiro e São Paulo (PEDROSA-SOARES; CAMPOS,

2000 apud PEDROSA-SOARES et al. , 2007).

2. OBJETIVOS

O objetivo deste trabalho é apresentar um mapa de potencialidades para aproveitamento de

resíduos sólidos grosseiros, oriundos da lavra de rochas ornamentais, para a composição da base

dos pavimentos rodoviários sob a forma de agregados minerais durante a pavimentação e

duplicação programada da Rodovia Governador Mario Covas BR-101. Os objetivos específicos são:

mapeamento, identificação e amostragem das frentes de lavra próximas à rodovia; caracterização

tecnológica das amostras como agregado mineral para utilização em base de pavimentos

rodoviários seguindo normas nacionais, internacionais e especificações internas da empresa

concessionária da rodovia em questão; e por último, confecção de um mapa de potencialidades de

aproveitamento dos resíduos que contenha quantificação de volumes, frentes de lavra em

operação, distância para transporte e indicação de viabilidade tecnológica.

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3. METODOLOGIA

O referencial bibliográfico utilizado neste trabalho pode ser dividido em duas partes: (a) a

primeira, utilizada durante a etapa de geoprocessamento, baseou-se em publicações de mapas

regionais, folhas em maiores escalas de detalhe, dados vetoriais e matriciais, relatórios, teses e

dissertações; (b) a segunda, correspondeu à pesquisa de fontes de caracterização tecnológica de

agregados minerais, e trabalhos sobre aproveitamento de resíduos na construção civil.

A primeira etapa serviu para a elaboração de um mapa georreferenciado para identificação e

escolha dos locais de interesse para o trabalho. A seguir, foram definidos os parâmetros de

exclusão, e elaborado o mapa de alvos potenciais em função do volume e estado de deposição ou

soterramento dos resíduos rochosos e a distância do empreendimento de interesse à rodovia,

considerando 25 km como limite para o aproveitamento.

Com o mapa de alvos potenciais, iniciou-se a etapa de campo, quando foram realizados os

cadastramentos das mineradoras em operação, coletados dados da produção e operação da lavra,

realizadas as estimativas de cubagem dos depósitos de resíduos e amostragem, nos casos de

interesse, conforme especificado na norma NBR NM 26 (ABNT, 2009).

Parte das amostras coletadas foram caracterizadas no laboratório de Pavimentos da COPPE-

UFRJ enquanto que as demais estão em etapa de caracterização para uso na base de pavimentos

rodoviários no Laboratório de Resíduos do CETEM/NRES em Cachoeiro de Itapemirim.

Por estarem em andamento os resultados parciais não são agora apresentados, mas a maioria

das amostras caraterizadas atendem os requisitos mecânicos mínimos para seu uso na base da

rodovia BR-101.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Ao final da etapa de geoprocessamento, identificou-se que existem próximas aos limites

laterais da Rodovia BR-101 nos trechos sul e norte, um número total de 61 pedreiras que operaram

ou estão em atividade. Destas, 23 encontram-se operando, sendo que no trecho sul 12 estariam

aptas, pela quantidade, forma de deposição e interesse dos proprietários, ao aproveitamento dos

resíduos nos municípios de Mimoso do Sul, Cachoeiro de Itapemirim, Rio Novo do Sul e Iconha,

enquanto que no trecho norte, 11 estariam aptas, nos municípios de João Neiva, Aracruz e Colatina.

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Mais ao norte, as principais pedreiras encontram-se a maiores distâncias da rodovia o que pode

inviabilizar sua utilização neste caso pelo custo do transporte.

Ao Sul, o trecho da rodovia desde a divisa com o Estado do Rio de Janeiro em direção a

Vitória, em sentido NNW, discorre entre afloramentos de gnaisses migmatíticos e kinzigitos do

embasamento cristalino transamazônico, antigamente denominado Complexo Paraíba do Sul e hoje

desmembrado em Grupos São Fidélis e Italva, destacados em rosa (Figura 2); granitóides cinzentos e

claros ortoderivados pré-colisionais do tipo-I destacados com a legenda azul; granitoides sin-

colisionais tipo-S, em cor branca na figura, e por fim os granitóides pós-colisionais tipo-I de plútons

zonados bimodais compostos por granitos cinzentos, dioritos, noritos e gabros (SALINO, 2013),

destacados pelas legendas cinzentas do mapa elaborado. No Norte do estado, a partir de Vitória, as

exposições rochosas dominantes na região são de gnaisses e anatexitos pré-colisionais do Grupo

Nova Venécia, sendo encontrados também leucogranitóides sin-colisionais do tipo-S da suíte

Ataléia; charnockitos, granitos, dioritos, pequenos corpos gabróicos e piroxenitos pós-colisionais da

Suíte Espírito Santo (SALINO, 2013).

Figura 2 – Mapa 1:250.000 de unidades geotectônicas com ocorrência de lavras, em operação ou não, próximas ao trecho sul da Rodovia Governador Mario Covas BR-101. Elaboração: Hieres Vettorazzi, 2015.

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No Leste, a partir da divisa entre os limites administrativos dos municípios de João Neiva,

Aracruz, Linhares e Colatina, a exposição das rochas sedimentares Grupo Barreiras (Figura 3)

inviabiliza a lavra de rochas ornamentais, ficando estas na região noroeste, inviabilizando a

utilização de seus resíduos para este trabalho, como já indicado, por estarem longínquas da

rodovia. No entanto, podem ser utilizados para as rodovias regionais e locais, motivo pelo qual

também serão estudadas no âmbito desta pesquisa. Os tipos litológicos extraídos no Sul são mais

variados que os do norte do estado, destacando a extração de granitóides mesocráticos finos

comercialmente chamados de “Cinza Andorinha, Cinza Nobre, Cinza Stª Eosa, Cinza Mundo Novo e

Prata Imperial” que ao total são extraídos em 9 pedreiras, dois kinzigitos ou gnaisses migmatíticos

“Juparanã Ouro Negro e Blue Fantasy”, um gnaisse migmatítico leucocrático comercialmente

chamado de “Romanix”, e por fim, um gabro chamado “Gold Black”.

Figura 3 - Mapa 1:250.000 de unidades geotectônicas estaduais com ocorrência de lavras, em operação ou não, próximas ao trecho norte da Rod. Gov. Mario Covas BR-101. Elaboração: Hieres Vettorazzi, 2015

No Norte o número de ocorrências de atividades mineiras é menor, porém de volume residual

muito superior as demais sulinas. Ao total, somam-se aproximadamente 2,9 Mt de resíduo grosso

inaproveitados (Tabela 1). Mesmo estando a uma distância superior aos 25 km estipulados, existe

no distrito de Baunilha em Colatina uma concentração de 4 pedreiras.

203



Tabela 1. Tabela de empresas, materiais extraídos, volume de resíduo em estoque, distância e município

com potencialidade de aproveitamento dos resíduos na pavimentação da BR-101.

Empresa Designação Comercial

Tipo Litológico

Volume (m³)

Distância BR-101

(km) Município

SDD Mineração Cinza Andorinha Granitóide

mesocrático 150.000 < 1 Mimoso do Sul

Kamigran Cinza Andorinha Granitóide

mesocrático 50.000 4 Mimoso do Sul

Gavigran Cinza Santa Rosa Granitóide

mesocrático 45.000 11 Mimoso do Sul

Ricamar Cinza Andorinha Granitóide

mesocrático 80.000 6

Cachoeiro de Itapemirim

TG Mineração Cinza Andorinha Granitóide

mesocrático 45.000 4

Cachoeiro de Itapemirim

Mineração Pedra do Frade

Cinza Nobre Granitóide

mesocrático foliado

35.000 10 Rio Novo do Sul

SamGranitos Romanix Gnaisse

migmatítico 40.000 7 Rio Novo do Sul

Mineração Irmãos Castellari

Cinza Mundo Novo Granito

mesocrático 125.000 13 Rio Novo do Sul

Calvigran Juparanã Ouro

Negro

Gnaisse migmatítico –

kinzigito 25.000 2 Rio Novo do Sul

Mineração Andrade

Blue Fantasy Gnaisse

migmatítico – kinzigito

30.000 7 Rio Novo do Sul

Mineração São José

Cinza Nobre Granito

mesocrático porfirítico

225.000 22 Iconha

Mineração Mameri

Gold Black Diorito/gabro 50.000 19 Iconha

Mineração Mameri

Prata Imperial Granitóide

mesoleucocrático foliado

65.000 17 Iconha

GranRochas Preto Aracruz norito 160.000 14 Aracruz

Cajugran Preto Aracruz norito foliado 120.000 18 Aracruz

Gransal Preto Brilhante norito 300.000 9 Aracruz

Imetame Preto Brilhante norito 250.000 9 Aracruz

Três Irmãos Granitos

Branco Romano Gnaisse

leucocrático migmatizado

100.000 4 João Neiva

Terralatina Preto São Gabriel Norito 90.000 32 Colatina

Granicap Preto São Gabriel Norito 600.000 32 Colatina

Marbrasa Mineração

Preto São Gabriel Norito 1.000.000 29 Colatina

MRB – Mineração Rio Baunillha

Preto São Gabriel Norito 300.000 32 Colatina

GranFort Preto São Gabriel Norito 550.000 31 Colatina

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5. CONCLUSÃO

Conclui-se a partir dos resultados alcançados que o aproveitamento dos resíduos das

pedreiras na base de pavimentos pode ser uma alternativa sustentável ao depósito desordenado e

viável para a maior parte do trecho da BR-101 que atravessa o estado do Espírito Santo,

principalmente em regiões onde a concentração de frentes de lavra é maior. A viabilidade

tecnológica ainda não foi totalmente comprovada para todos os materiais extraídos, mas,

considerando os requisitos comumente exigidos para agregados de base de pavimentos, e pelos

resultados que já estão sendo obtidos para alguns deles, espera-se que a maioria possa ser usada.

Uma vez finalizado o mapa de disponibilidade, aqui proposto, será apresentado à empresa que

detém a concessão da rodovia.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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