INTRODUÇÃO, CONCEITO DE MINERAL, CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA DOS MINERAIS

A mineralogia é a ciência que estuda os minerais, o que são eles, como são
formados e onde ocorrem. Uma vez que os minerais estão por toda parte (são as substâncias
formadoras das rochas, solos e sedimentos) e fornecem uma grande parte das matérias
primas usadas em aplicações tecnológicas e industriais, o potencial de aplicação deste
conhecimento é vasto. Na verdade, com exceção das substâncias orgânicas, os demais
materiais que usamos ou com os quais convivemos no dia a dia são todos minerais ou de
origem mineral.
Embora sejam substâncias extremamente comuns, estabelecer um conceito claro e
preciso de mineral não é uma tarefa fácil. Abaixo estão listadas algumas das muitas
definições já propostas:
•  Mineral é um sólido homogêneo natural, inorgânico, com uma composição química
definida e um arranjo atômico ordenado (Mason et al. 1968)
•  Mineral é um corpo produzido por processos de natureza inorgânica, tendo
usualmente uma composição química definida e, se formado sob condições
favoráveis, uma certa estrutura atômica característica, a qual está expressa em sua
forma cristalina e outras propriedades físicas (Dana & Ford, 1932)
•  Minerais são substâncias inorgânica naturais, com uma composição química e
propriedades físicas definidas e previsíveis (O’Donoghue, 1990)
•  Minerais podem ser distinguidos uns dos outros pelas características individuais que
são uma função direta dos tipos de átomos que eles contém e dos arranjos que estes
átomos fazem no seu interior (Sinkankas, 1996)
•  Mineral é um composto químico que é normalmente cristalino e que foi formado
como resultado de processos geológicos. (Nickel, 1995)
O conceito mais aceito, e que utilizaremos neste curso é o de Klein & Hurlbut (1999):
“Um mineral é um sólido, homogêneo, natural, com uma composição química definida
(mas geralmente não fixa) e um arranjo atômico altamente ordenado. É geralmente
formado por processos inorgânicos”.
Vejamos algumas implicações deste conceito em maior detalhe, abaixo:

-  Sólido: as substâncias gasosas ou líquidas são excluídas do conceito de mineral.
Assim, o gelo nas calotas polares é um mineral, mas a água não. Algumas
substâncias que fogem a esta definição ainda assim são objeto de estudo do
mineralogista. É o caso do mercúrio líquido, que pode ser encontrado na natureza,
em determinadas situações. Nestes casos, a substância é chamada de mineralóide.
-  Homogêneo: algo que não pode ser fisicamente dividido em componentes químicos
mais simples. Este conceito é obviamente dependente da escala de observação, uma
vez que algo que é aparentemente homogêneo a olho nu pode ser constituído de
mais de uma substância, quando observado em escala microscópica.
-  Natural: exclui as substâncias geradas em laboratório ou por uma ação consciente
do homem. Quando estas substâncias são idênticas em composição e propriedades a
um mineral conhecido, o nome deste mineral pode ser usado, acrescido do adjetivo
“sintético” (por exemplo, esmeralda sintética). Acima, consideramos o gelo das
calotas polares como um mineral. Entretanto, para seguir o conceito de mineral à
risca, o gelo que fabricamos na geladeira não constitui um mineral.
-  Composição química definida: significa que um mineral é uma substância que pode
ser expressa por uma fórmula química. Por exemplo, a composição do ouro nativo é
Au, a do quartzo é SiO2, a da calcita é CaCO3, e assim por diante. Entretanto em
muitos minerais é possível a substituição de um ou mais elementos da fórmula
original por outros. Assim, a dolomita CaMg(CO3)2 admite a substituição de Mg
por quantidades variáveis de Fe e Mn, e a esfalerita ZnS admite a substituição de Zn
por quantidades variáveis de Fe. Em muitos casos, a composição química dos
minerais pode variar dentro de certos limites, sem que seja necessário alterar o
nome do mineral. Em outros casos as variações são tão grandes que caracterizam
uma espécie mineral distinta.
-  Arranjo atômico ordenado: implica na existência de uma estrutura interna, onde os
átomos ou íons estão dispostos em um padrão geométrico regular. Este padrão
obedece às regras de simetria que você estudou na disciplina de cristalografia, e os
sólidos assim constituídos pertencem a um dos sistemas cristalinos: triclínico,
monoclínico, ortorrômbico, tetragonal, hexagonal (trigonal) e isométrico. Sólidos
que possuem tal arranjo interno ordenado são chamados de cristalinos. Os que não o
possuem são chamados de amorfos, e fogem á classificação estrita de mineral,
compondo o grupo dos mineralóides.
-  Inorgânico: aqui o termo “geralmente” é incluído por Klein e Hurlbut no conceito,
para permitir o enquadramento de substâncias que atendem a todos os requisitos
acima, mas são geradas naturalmente por (ou com a ajuda de) organismos. Estes
minerais são chamados de biogênicos e, à exceção da sua origem, são idênticos aos
minerais equivalentes formados por processos inorgânicos. O exemplo mais comum
de mineral biogênico é o carbonato de cálcio (CaCO3) presente nas conchas de
moluscos na forma dos minerais calcita, dolomita ou vaterita. Alguns outros
exemplos incluem alguns sulfetos, sulfatos, fosfatos, fluoretos, óxidos, enxofre
nativo e formas amorfas de SiO2.

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA DE MINERAIS
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Conforme visto acima, a definição de mineral implica em “uma composição
química definida (mas geralmente não fixa)”.
Para determinar com segurança a composição química de um mineral é necessário
fazer uma análise química em laboratório. Diversos métodos analíticos (análise por via
úmida, fluorescência de raios-x, microssonda eletrônica, espectrometria de absorção
atômica, ICP-MS, etc.) podem ser utilizados para tanto, e cada um tem características e
aplicações específicas que estão fora do escopo do curso de Fundamentos de Mineralogia.
Os resultados da análise química quantitativa de minerais e rochas são geralmente
expressos em proporção relativa ao peso do material analisado. Assim, os elementos (ou
óxidos) mais abundantes na amostra podem ser expressos em termos de “percentagem em
peso”, enquanto elementos que estão presentes em quantidades muito pequenas são
normalmente expressos em “ppm”. (partes por milhão, também relativamente ao peso do
material analisado).
A tabela abaixo (Klein & Hurlbut, 1999, p. 240) ilustra um resultado de análise química
quantitativa de um sulfeto.
1 2 3 4
% em
peso
Peso
atômico
Proporção
atômica
Razões
Atômicas
Cu 34,30 63,54 0,53982 ≈ 1
Fe 30,59 55,85 0,54772 ≈ 1
S 34,82 32,07 1,08575 ≈ 2
Total 99,71
A julgar pelos resultados da coluna 1, poderíamos interpretar o mineral como tendo
proporções iguais de Cu, Fe e S. Esta interpretação pode ser justificada do ponto de vista de
percentagem em peso, mas não reflete a real proporção de átomos de cobre, ferro e enxofre
na fórmula do mineral. Isto ocorre porque os três elementos possuem pesos atômicos
diferentes (coluna 2). Assim, um átomo de enxofre pesa pouco mais que a metade de um
átomo de ferro e quase a metade de um átomo de cobre. A verdadeira proporção entre os
átomos de cobre, ferro e enxofre na formula do mineral pode ser obtida dividindo-se os
valores das percentagens em peso (coluna 1) pelo respectivo peso atômico de cada
elemento (coluna 2), fornecendo as proporções atômicas da coluna 3. A partir destes
valores, é possível deduzir que existem, aproximadamente, 1 átomo de Cu e 1 átomo de Fe
para cada 2 átomos de S no mineral em questão. É possível, agora, representar a fórmula
química do mineral como CuFeS2, que corresponde ao mineral calcopirita. Note que, na
calcopirita, a proporção de Cu:Fe:S é 1:1:2, mas a proporção dos metais para o não-metal é
(Cu+Fe):S = 2:2 = 1:1. A proporção entre os metais e os não-metais é freqüentemente
usada como um critério para separar tipos químicos dentro de uma classe de minerais,
como veremos mais adiante.

Considere agora o caso da esfalerita (ZnS). A esfalerita admite quantidades
variáveis de Fe substituindo o Zn e, portanto, formando uma solução sólida parcial com
FeS. A fórmula química de soluções sólidas é freqüentemente expressa numa forma
semelhante a esta: (Zn,Fe)S, que indica que o mineral é um sulfeto de zinco e ferro, mas
contendo proporções variáveis dos dois metais. Na verdade, outros elementos, como
manganês e cádmio, também podem entrar na estrutura da esfalerita, porém em quantidades
subordinadas. A tabela abaixo mostra o resultado de uma análise química (percentagens em
peso) de esfalerita rica em ferro (Klein & Hurlbut, 1999, p. 241):
1 2 3
% em
peso
Peso
atômico
Proporção
atômica
Fe 18,25 55,85 0,327
Mn 2,66 54,94 0,048
Cd 0,28 112,41 0,002
Zn 44,67 65,38 0,683
S 33,57 32,07 1,047
Total 99,43
Neste caso, o total de cátions na fórmula do mineral é de 1,060 (coluna 3,
Fe+Mn+Cd+Zn). Note que a proporção de cátions para o enxofre é de aproximadamente
1:1, como na esfalerita pura (ZnS). Como o mineral é uma solução sólida, uma
representação mais adequada da fórmula seria (Zn,Fe,Mn,Cd)S. Nos casos em que se
dispõe de uma análise química quantitativa, é possível expressar a fórmula exata para
aquele mineral específico. Para o sulfeto da tabela acima esta fórmula seria:
(Zn64,4 Fe30,8 Mn4,5 Cd0,2)S
Os índices da fórmula acima foram obtidos dividindo a proporção atômica de cada cátion
(coluna 3) pelo total de cátions (1,060) e multiplicando por 100. Estes índices representam,
portanto, as percentagens de ZnS, FeS, MnS e CdS na fórmula do mineral analisado.
Como a maior parte dos minerais contém grandes quantidades de oxigênio, muitas
vezes é mais conveniente expressar a análise química de um mineral como percentagem em
peso de óxidos (como CaO, MnO, SiO2, etc) ao invés de percentagem em peso de
elementos químicos puros. Nestes casos, o cálculo da fórmula do mineral segue um método
semelhante ao descrito acima, porém os pesos moleculares dos óxidos são utilizados, em
lugar dos pesos atômicos dos elementos.
CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA DOS MINERAIS
Minerais que possuem um mesmo ânion (ou grupo aniônico) dominante apresentam
mais semelhanças entre si do que os que são formados pelo mesmo cátion dominante.
Assim, um carbonato de cálcio apresenta muito mais semelhanças com um carbonato de
magnésio do que com um sulfato de cálcio. Além disso, minerais que possuem o mesmo
ânion (ou grupo aniônico) dominante costumam ocorrer juntos, ou em ambientes
geológicos semelhantes (por exemplo, cloretos de sódio e de potássio em evaporitos,

carbonatos de cálcio e de magnésio em rochas calcárias, sulfetos de ferro e de cobre em
veios hidrotermais, e assim por diante).
Por estas razões, os minerais são agrupados em classes segundo o seu ânion ou
grupo aniônico (por exemplo, carbonatos, fosfatos, silicatos, etc.), e o estudo dos minerais
durante o curso de Fundamentos de Mineralogia também obedecerá a este agrupamento.
Cumpre ressaltar, entretanto, que a correta classificação dos minerais não se baseia somente
na composição, mas também na estrutura interna de cada mineral (por exemplo, CaCO3
cristalizado no sistema ortorrômbico é o mineral aragonita, enquanto a forma trigonal de
CaCO3 é a calcita).
Os minerais dentro de uma classe podem ainda ser subdivididos em famílias, de
acordo com o tipo químico, grupos, de acordo com a similaridade estrutural, e espécies
(minerais com mesma estrutura, mas com composição química diferente, como os membros
de uma série isomórfica). As classes de minerais são
•  elementos nativos
•  sulfetos
•  sulfossais
•  óxidos
!  simples e múltiplos
!  hidróxidos
•  halogenetos
•  carbonatos
•  nitratos
•  boratos
•  fosfatos
•  arseniatos
•  vanadatos
•  sulfatos
•  tungstatos
•  silicatos
BIBLIOGRAFIA
Bloss, F.F., 1994. Crystallography and crystal chemistry: An introduction. Washington,
Mineralogical Society of America, 545p.
Klein, C & Hurlbut, C.S., 1999, Manual of Mineralogy. New York, John Wiley & Sons,
21st edition, 596p.

Processos de Datação Das Rochas

A BIOESTRATIGRAFIA

            A bioestratigrafia procura registrar de forma sistemática a distribuição no tempo e no espaço de todas as espécies. O confronto dessa distribuição permite a identificação de horizontes particularmente marcantes que servem para a delimitação da unidade bioestratigráfica fundamental, que é a zona. A distribuição espacial e temporal dos organismos fornece uma escala de tempo relativo e que pode ser associada à escala de tempo absoluto, resultando numa escala de tempo integrada.

URÂNIO-CHUMBO

            Todos os isótopos do urânio (existem cerca de 15 conhecidos) são instáveis. Em seus processos de desintegração, muitos elementos intermediários são formados, e seus produtos finais (“filhos”) são isótopos estáveis do chumbo (Pb).

            Dois isótopos de urânio (U) são usados para datação: ²³⁵U, que se transforma em ²⁰⁶Pb na base de uma vida média de 713 milhões de anos, e o ²³⁸U, que se transforma em ²⁰⁶Pb a uma vida média de 4,5 bilhões de anos. O chumbo de origem natural que ocorre nos minerais é formado por inúmeros isótopos, dos quais aproximadamente a metade foi produzida pela desintegração do urânio.

            Além de minério de urânio, que não é muito comum, um dos melhores minerais para se utilizar na datação pelo processo urânio-chumbo é a zirconita. A fórmula química da zirconita é ZrSiO₄.

            As zirconitas são encontradas em pequenas quantidades em rochas comuns como o granito, e nesse caso a idade medida representa o tempo em que o granito se solidificou. Uma das características da datação pelo processo urânio-chumbo é que dois isótopos diferentes estão se desintegrando ao mesmo tempo, e assim dois “filhos”são produzidos juntamente, o que vem a ser uma maneira de se conferir os resultados, diminuindo a margem de erro. Se a idade calculada a partir de cada binômio “mãe-filhos” é a mesma, pode-se ter certeza de estar num sistema fechado e de que se obteve uma idade precisa.

POTÁSSIO – ARGÔNIO

            Existem três isótopos naturais do potássio (K) e dois deles, que juntos perfazem mais de 99% do potássio mundial, são estáveis. Entretanto, ⁴⁰K não é estável e desintegra-se de duas maneiras diferentes. Cerca de 89% do ⁴⁰K desintegra-se pela emissão de uma partícula beta, convertendo assim um nêutron em um próton. O potássio então converte-se em cálcio (Ca), mas esse descendente, ⁴⁰Ca, não é diferente da forma mais comum de cálcio e não é produzido através da radioatividade. Dessa maneira, a probabilidade de que parte desse ⁴⁰Ca medido num mineral já pertencia à rocha no início da contagem do tempo torna limitado o uso do sistema.

            Os restantes 11%de ⁴⁰K desintegra-se, capturando um de seus próprios elétrons orbitais para dentro de seu núcleo, em vez de emitir partículas. A adição de uma carga negativa no núcleo converte um próton em um nêutron, e o elemento com um próton a menos que o potássio é o argônio (Ar). Argônio é o terceiro gás mais abundante em nossa atmosfera (depois do nitrogênio e do oxigênio), e a maior parte dele é gerada pela radioatividade. O potássio faz parte da constituição de diversos minerais muito comuns, como as micas, o que faz com que o método ⁴⁰K – ⁴⁰Ar seja mais utilizado para a datação.

            O problema aqui é que o descendente argônico – que é um gás relativamente inerte – pode facilmente escapar do sistema; decorre daí que a datação computada pode ficar muito recente. Por sorte alguns minerais tendem a reter mais o argônio do que outros.

            Se houver suspeita de que a rocha sofreu um reaquecimento, devem ser escolhidos outros minerais para a datação. A abundância de minerais portadores de potássio e a meia-vida de 1,3 bilhão de anos para o ⁴⁰K permitem a datação em muitos tipos de rochas.

            As melhores condições para datação ocorrem para rochas que se formaram somente 50.000anos atrás. Entretanto, a pequena quantidade de ⁴⁰Ar produzida durante esse curto intervalo de tempo torna imperativa a execução de medidas com precisão rigorosa, o que limita o uso desse método para rochas jovens.

RUBÍDIO – ESTRÔNCIO

            O último sistema para datação de rocha é o da transformação do rubídio-87 (⁸⁷Rb) em estrôncio-87 (⁸⁷Sr). Existem algumas dúvidas quanto à meia-vida exata do ⁸⁷Rb, mas sabe-se que é muito longa, cerca de 47 bilhões de anos. Este método é mais frequentemente usado para a datação de certas micas e feldspatos de rochas ígneas ou metamórficas.

rochas ígneas

1.   SEQÜÊNCIA DE CRISTALIZAÇÃO DAS ROCHAS ÍGNEAS:

AS ROCHAS ÍGNEAS SÃO CARACTERIZADAS POR SE ORIGINAREM ATRAVÉS DO RESFRIAMENTO E CONSOLIDAÇÃO DO MAGMA, QUE É UMA SOLUÇÃO SILICATADA COMPLEXA, QUENTE, EM ESTADO TOTAL OU PARCIAL DE FUSÃO.

·                  ROCHAS DE COMPOSIÇÃO DIFERENTES FUNDEM EM TEMPERATURAS DIFERENTES;

·                  MINERAIS RESULTANTES DA SOLIFICAÇÃO DE UMA FUSÃO DEPENDEM DA:

-          COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA FUSÃO

-          PRESSÃO TOTAL

-          PRESSÃO PARCIAL DOS VOLÁTEIS

2.   MODO DE OCORRÊNCIA DAS ROCHAS ÍGNEAS:

INTRUSIVAS: O RESFRIAMENTO SE DÁ NO INTERIOR DA CROSTA

-          PLUTÔNICAS OU ABISSAIS – grandes profundidades – Ex: granito, sienito;

-          HIPOABISSAIS – médias profundidades – Ex: diabásio;

EXTRUSIVAS: FORMADAS NA SUPERFÍCIE TERRESTRE

-          DERRAMES VULVÂNICOS – extravasamento e resfriamento da lava – Ex: basalto, andesitos;

-          DEPÓSITOS PIROCLÁSTICOS – ocorrem explosões – Ex: brechas vulcânicas, tufos, cineritos.

3.   DESCRIÇÃO MACROSCÓPICA DAS ROCHAS ÍGNEAS:

a)    TEXTURA:

-          HOLOHIALINA – somente matéria vítrea;

-          HOLOCRISTALINA – somente matéria cristalina;

-          HEMICRISTALINA – ambos.

b)   TAMANHO COMPARATIVO DOS GRÃOS:

-          EQUIGRANULAR – grãos com tamanhos semelhantes;

-          INEQUIGRANULAR – grãos com tamanhos diferentes (3 a 4 vezes);

-          PORFIRÍTICA – a rocha possui matriz holocristalina com cristais;

-          PÓRFIRA – a rocha possui matriz holohialina e cristais.

c)    ESTRUTURA:

-          MACIÇA – minerais homogeneamente distribuídos;

-          VESICULAR – presença de cavidades em formas esféricas ou irregulares, devido à presença de bolhas de vapor de água ou gases da lava em resfriamento;

-          AMIGDALÓIDE – ocorrem quando as cavidades vesiculares estiverem preenchidas por minerais secundários;

-          FLUIDAIS – correspondem à orientação de minerais, vesículas ou mesmo a formação de bandas, devido ao fluxo da lava em consolidação.

4.     APLICAÇÕES PRÁTICAS DAS ROCHAS ÍGNEAS

a)   CONSTRUÇÃO CIVIL – EDIFICAÇÕES:

O GRANITO É A ROCHA MAIS EMPREGADA COMO PEDRA DE CONSTRUÇÃO: GRANDES BLOCOS PARA PEDESTAL DE MONUMENTOS, PEDRAS PARA MUROS E MEIO-FIOS, PARALELEPÍPEDOS E PEDRAS IRREGULARES PARA PAVIMENTAÇÃO, BRITA PARA CONCRETO, PLACA POLIDAS PARA REVESTIMENTO DE PAREDES, PIAS, LAVABOS, ETC.

O BASALTO TAMBÉM SE PRESTA PARA AS MESMAS UTILIDADES.

b)  ATERROS:

OS SOLOS ORIGINADOS DE ROCHAS GRANÍTICAS, POR MISTURAREM GRÃOS DE QUARTZO COM LAMELAS DE ARGILA, APRESENTAM-SE COMO EXCELENTES MATERIAIS PARA A CONSTRUÇÃO DE ATERROS COMPACTADOS, POIS ALIAM ATRITO E COESÃO.

SOLOS PROVENIENTES DE BASALTO POSSUEM GRÃOS PURAMENTE ARGILOSOS, RESISITINDO SOMENTE À COESÃO.

c)   ESTRADAS:

AS ROCHAS GRANÍTICAS TÊM A GRANDE VANTAGEM DE FORNECER GRAGMENTOS DE BRITA DE FORMA CUBÓIDE, IDEAIS PARA O EMPREGO EM BASES DE ESTRADAS, FACE À ELEVADA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO E AO DESGASTE QUE A ELAS CONFERE.

O PAVIMENTO É UMA ESTRUTURA CONSTRUÍDA APÓS A TERRAPLENAGEM E DESTINADA, ECONÔMICA E SIMULTANEAMENTE, EM SEU CONJUNTO A:

-          RESISTIR E DISTRIBUIR AO SUBLEITO OS ESFORÇOS VERTICAIS E HORIZONTAIS PRODUZIDOS PELO TRÁFEGO;

-          MELHORAR AS CONDIÇÕES DE ROLAMENTO E SEGURANÇA;

d)   TÚNEIS:

PARA OS TÚNEIS ESCAVADOS EM ROCHAS SÃO NORMALMENTE ESTABELECIDADES AS SEGUIINTES OPERAÇÕES:

-          PERFURAÇAÕ DE FRENTE DE ESCAVAÇÃO COM MARTELETES;

-          CARREGAMENTO DOS FUROS COM EXPLOSIVOS;

-          DETONAÇÃO DOS EXPPLOSIVOS;

-          VENTILAÇÃO E REMOÇÃO DOS DETRITOS E DA POEIRA;

-          REMOÇÃO DA ÁGUA DE INFILTRAÇÃO, SE NECESSÁRIO;

-          COLOCAÇÃO DO ESCORAMENTO PARA O TETO E PAREDES LATERIAS, SE NECESSÁRIO;

SONDAGENS À PERCUSSÃO, SONDAGENS ROTATIVAS, POÇOS DE OBSERVAÇÃO, ENSAIOS GEOFÍSICOS, MAPEAMENTO GEOLÓGICO, INSPEÇÕES DE CAMPO.

NA CONSTRUÇÃO DE TÚNEIS, O COMPORTAMENTO DO MACIÇO DE ROCHA SERÁ, EVIDENTEMENTE, GOVERNADO PELO TIPO E INTENSIDADE DE DIACLASAMENTO QUE APRESENTAR.

UM TÚNEL COM O EIXO NORMAL AO FRATURAMENTO PREDOMINANTE, NA ZONA DE ROCHAS COM DIACLASAMENTO COLUNAR HAVERÁ MENORES DESMORONAMENTOS E, CONSEUQNTEMENTE, NECESSIDADE DE ESCORAMENTOS MENOS ROBUSTOS NO TETO DO TÚNEL.

TÚNEIS EM ROCHAS COM DISCLAMENTO TABULAR, EM GERAL, APRESENTAM MENORES POSSIBILIDADES DE INFILTRAÇÕES DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS.

e)   BARRAGENS:

BARRAGENS EM BASALTOS – PROBLEMAS DE PERMEABILIDADE, DEVIDO AO INTENSO FRATURAMENTO DA ROCHA.

-          INJEÇÃO DE CALDA DE CIMENTO;

-          CORTINA DE JET GROUTING;

-          BERMAS NA REGIÃO DE MONTANTE.

f)   FUNDAÇÕES:

TANTO ROCHAS GRANÍTICAS COMO AS BASÁLTICAS SÃO EXCELENTES MATERIAIS PARA SERVIREM DE FUNDAÇÃO DE PRÉDIOS E DEMAIS OBRAS DE ENGENHARIA.

O PROBLEMA ESTÁ ASSOCIADO AOS SOLOS RESIDUAIS DESSAS ROCHAS – PRESENÇA DE MATACOS.

O que faz um geólogo?

Esta graduação também pode ser encontrada em algumas instituições como Engenharia Geológica. O curso com duração média de cinco anos começa com as matérias básicas: Matemática, Física, Química e Biologia, mas logo no início do curso o estudante vai a campo para familiarizar-se com os conteúdos específicos da Geologia. Na sequência dos estudos entram disciplinas como: Sedimentologia, Paleontologia e Petrografia. Estudos em Geologia Econômica, Tratamento de Minérios e Geologia Urbana estão mais para a fase final do curso. Muitas atividades extraclasses são desenvolvidas com os alunos, chamados trabalhos de campo; onde o estudante faz mapeamento e coleta de material para análise em laboratório. Para conclusão do curso, é exigido um trabalho de campo ou em uma empresa, dependendo do tema escolhido.
Por conta das recentes descobertas de jazidas de petróleo no Brasil, o mercado anda bem aquecido para o geólogo. Na área de mineração ainda há boas perspectivas de emprego. Todos os graduados encontram trabalho, pois em alguns casos existe até a falta de mão de obra qualificada no mercado. No setor público há muitos concursos para a Petrobrás e Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais, outra opção é a Vale. Há oportunidades em todas as regiões do país, na Amazônia, Nordeste, Sul e principalmente no Sudeste.

Atividades

Uma das principais atividades do geólogo são o estudo e investigação das ações de forças da natureza sobre o planeta, como a erosão, glaciação e desertificação. Para tal faz muitas pesquisa com fósseis, minérios e topografia dos terrenos. Deve procurar evitar os danos que a exploração desses recursos têm causado ao meio ambiente. Veja os campos de atuação:

• Na mineração, localiza jazidas e estuda a viabilidade de exploração;
• Com Geofísica, pesquisa os fenômenos térmicos magnéticos elétricos, gravitacionais ou sísmicos;
• Na Geologia Ambiental, avalia riscos geológicos e planeja como recuperar o solo;
• Na Geologia do Petróleo, localiza e explora reservas petrolíferas e de gás natural, na área de recursos energéticos;
• Com Hidrogeologia, planeja a exploração de depósitos de água, garantindo sua pureza;
• Como engenheiro geológico, faz levantamento geológico e geotécnico de áreas para a construção de represas, túneis e estradas, também estuda a recuperação de áreas degradadas por atividades de mineração.

O que faz um engenheiro de petróleo

O engenheiro de petróleo, como o próprio nome já diz, trabalha direta ou indiretamente com setores ligados ao petróleo.

As principais funções de um engenheiro de petróleo são:

• projetar e criar novos reservatórios;
• simular processos petrolíferos;
• analisar a qualidade e produção de óleo,
• monitorar perfurações de poços petrolíferos.

Para tornar-se um engenheiro de petróleo é preciso cursar Engenharia de Petróleo.
O curso é limitado à algumas regiões do Brasil e tem a duração média de 5 anos. Dentre as disciplinas estudadas estão: Laboratório de fluídos; Geologia do Petróleo; Petrofísica; Mecânica das rochas, etc.
Este profissional pode trabalhar diretamente com empresas petrolíferas ou em indústrias fabricantes de equipamentos e motores. O salário médio inicial é de 1.500,00 reais mensais.

O que faz um engenheiro de minas

O engenheiro de minas  se dedica à pesquisa e desenvolvimento de projetos para a extração de recursos minerais.

Este profissional é responsável por localizar jazidas de minérios e analizar a qualidades dos mesmos. Além disso, o engenheiro de minas escolhe os materiais apropriados para a execução da extração de minérios.
É preciso estudar Engenharia de Minas para poder tornar-se um profissional desta área.
O curso é oferecido em algumas universidades do país e o aluno estuda: Física, Química, Geologia, Topografia, Petrologia, Rochas, Mecânica de Solos, Avaliação de Reservatórios de Óleo e Gás, entre outras disciplinas.
O mercado de trabalho para este profissional se restringe à companhias mineradoras e empresas construtoras de estradas. O salário inicial pode chegar à 3.000,00 reais mensais.

Nióbio

Mercados  consumidores

Três são as aplicações  principais do nióbio: a) 79% da  demanda do  metal ocorrem na

produção de aços microligados, sob a forma de ferronióbio; b) 10% são utilizados na fabricação

de  aços  inoxidáveis  e  resistentes  ao  calor,  também sob a  forma  de  ferronióbio;  c)  9%  são

direcionados à  produção de superligas,  sob  a forma de óxido de nióbio e masterligas. Os 2%

restantes atendem a outros usos, também sob a forma de óxido de nióbio. De fato, a indústria

do nióbio pode ser dividida em dois segmentos bastante distintos, em função do grau de pureza

dos produtos: os que fazem uso do ferronióbio standard e os que utilizam o óxido de nióbio de alta pureza e seus derivados. Constata-se que a siderurgia é, mais uma vez, a responsável pela principal demanda desse metal, a exemplo do verificado com o níquel e zinco. A bem da verdade, a importância é ainda mais significativa, ao atingir 89% do consumo. De acordo com Heisterkamp & Carneiro (2001,P.3),  constatou-se uma mudança  significativa  em termos dos consumidores  finais de nióbio, ao longo do período 1980-2000, dado que a importância relativa de tubos de aço regrediu de 58% para 25%. Concomitantemente, a relevância de automóveis cresceu de 10% para 29%, a de aços estruturais de 10% para 17%, a de outros aços de 6% para 8% e a de metais ligados e especiais de 5% para 10% . Por outro lado, a participação de aços inoxidáveis manteve sua importância relativa de 11%.Vale ressaltar que na produção de aços microligados, em geral, consome-se apenas 400 gramas de ferronióbio por cada tonelada de aço produzida.                                             Tendências da demanda A demanda mundial de nióbio cresceu de 2,86 para 20,61 mil toneladas de nióbio contido, ao longo do período 1965-1997. Essa trajetória, contudo, não foi linear. Observa-se no GRAF. 8 que, após um incremento substancial entre meados da década de 1960 até 1979, a demanda mundial se estabilizou no patamar de 13 mil toneladas de metal contido. Uma segunda fase de crescimento se verificou a partir de 1994, como uma decorrência de: a) o desenvolvimento e a produção de  novos  produtos  siderúrgicos  que consomem  nióbio, especialmente,  aços  IF interstitial free e  aços inoxidáveis; b) um aumento da produção  de automóveis, aviões  e tubos, que são importantes demandantes do metal; c) a elevação de preços do ferro-vanádio, que é um concorrente do nióbio em algumas aplicações; d) a estratégia de enobrecimento levada a cabo pelas empresas siderúrgicas,  o  que  acaba  beneficiando a  produção  de  aços  contendo  nióbio (Bordignon, Vargas & Souza, 1998, p. 9). GRÁFICO 8 EVOLUÇÃO DA DEMANDA MUNDIAL DE NIÓBIO, 1965-1997 (MIL TONELADAS DE NIÓBIO CONTIDO) Em termos de perspectivas de longo prazo, Heisterkamp & Carneiro (2001, p. 2) comentam que, em 1981, as estimativas de crescimento anual do consumo de nióbio oscilavam entre 3-3,5% e 10%. Contudo ambas previsões superestimaram o incremento, pois, no período 1980-90, registrou-se  um  crescimento  anual  médio  de  2,6%.  Por  sua  vez,  BNDES  (2000c, p.  2-3) destaca  que o consumo mundial de ferronióbio, em termos de nióbio contido, aumentou de 14,2 para 19,25 mil toneladas, ao longo do período 1995-1999, representando um crescimento anual médio de 7,9%.Entretanto, para os próximos anos, a expectativa é de que o consumo de ferronióbio se estabilize, oscilando no intervalo de 18,2 a 21 mil toneladas. Em suma, observa-se a combinação de grandes surtos de crescimento  com períodos  de  estagnação,  embora  a  taxa de  crescimento  anual seja relativamente alta para um produto mineral.                                         Reservas  mundiais   Segundo o U.S. Geological Survey, as reservas mundiais medidas e indicadas de nióbio (em termos de nióbio contido), no ano de 2001, atingiram 5,7 milhões de toneladas, das quais 91,2% se encontram no Brasil. O restante das reservas se distribui entre Canadá (7,0%) e Nigéria (1,6%). Congo e  Austrália possuem pequenos depósitos, mas sem estimativas precisas do tamanho das reservas. Ao  ritmo atual  da produção  mundial  de  nióbio, as reservas conhecidas demandariam séculos para se exaurir. O nióbio é obtido, principalmente, a partir do mineral pirocloro, embora também seja encontrado na columbita-tantalita. Nesse último caso, o nióbio é obtido como um subproduto do tântalo.                                                          Reservas brasileiras Ressalte-se que  as  reservas  brasileiras  de nióbio aumentaram  de 3,6  (em 1997)  para  5,2 milhões de toneladas (em 2001), consolidando o seu papel de liderança. As reservas brasileiras se concentram em Araxá (Minas Gerais), com 96,3%, ao passo que os demais depósitos localizam-se em  Catalão e Ouvidor  (Goiás),  com  1%,  e São  Gabriel  da Cachoeira  (Amazonas), com  2,7% (Silva, 2001b,  p.  87).                                            Produção mundial Estimativas do U.S. Geologic Survey indicam que a produção mundial do nióbio, em 2001 ter-se-ia mantido no mesmo patamar do ano anterior. De acordo com Crowson (2001, p. 286), a produção mundial em 1999 foi de 23.690 toneladas (em termos de nióbio contido), sendo que o Brasil manteve  a  liderança  histórica, com  88,9%  do  total. A produção canadense foi equivalente  a  10,0% do total mundial,  ao passo que Austrália  (0,6%), Ruanda (0,3%) e Nigéria(0,1%) completaram a lista dos produtores mundiais do nióbio. A indústria do nióbio é um  negócio  com dimensões  relativamente pequenas.  De acordo com Crowson (2001), o valor da produção do nióbio, em 1999, foi estimado em US$ 224 milhões. Trata-se de um pequeno valor em comparação, por exemplo, com o zinco (US$ 9,02 bilhões) e o níquel (US$ 6,21 bilhões), mas bastante superior ao do tântalo (US$ 45 milhões).                               Produção e exportação brasileira  de ferronióbio O ferronióbio é produzido principalmente no Brasil e no Canadá. Duas empresas estão localizadas no Brasil: Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM, de propriedade do grupo brasileiro Moreira Salles e da mineradora norte-americana Molycorp) e a Mineração Catalão de Goiás (originalmente uma joint-venture entre a Anglo-American e um grupo de investidores reunidos na empresa Unamina) A terceira é a Niobec, localizada no Canadá, que possui seu controle compartilhado entre duas outras empresas canadenses, Cambior e Mazarin (Quadro 13). Atualmente, a CBMM possui uma capacidade instalada para a produção  de  ferronióbio  de  45  mil  toneladas  anuais,  ao  passo  que  a  da  Mineração Catalão  de  Goiás  é  de 5.200  toneladas, e  da  Niobec,  de  4.500  toneladas. QUADRO 13 A INDÚSTRIA MUNDIAL DO FERRONIÓBIO, 2000 Controlador GRUPO MOREIRA ANGLO-AMERICAN CAMBIOR (50%), SALLES (55%), (100%) MAZARIN (50%) MOLYCORP (45%) Início das Operações 1961 1977 1976 Localização Araxá Catalão e Ouvidor Oka das Minas (Minas Gerais) (Goiás) (Québec, Canadá) Tipo do Minério Pirocloro Pirocloro Pirocloro Tipo de Operação da Mina Céu Aberto Céu Aberto Subterrânea Tempo de Vida da Mina  Alguns  Séculos 30 anos 16 anos Localização da Usina Araxá Catalão Oka (Québec, de Metalurgia (Minas  Gerais) (Goiás) Canadá) Produção (toneladas em nióbio contido) 15.477 2.741 2.170 Faturamento (US$ milhões) 213 38 32 Exportações / Faturamento (%) 95 100 - Número de Empregados 269 319 185 FONTE: BRASIL MINERAL, DNPM; Empresas; SILVA, 2001b; Metal Bulletin;  Exame Maiores e Melhores,  Balanço Anual da Gazeta Mercantil Em 2000, a CBMM produziu 15.477 toneladas de nióbio contido em ferronióbio e 1.274 toneladas na forma de óxido de nióbio. A empresa destinou 94,5% de sua produção ao mercado externo naquele ano. As exportações  de ferronióbio da  CBMM atingiram  14.630 toneladas  de nióbio contido, resultando em exportações de US$ 194,2 milhões. A Mineração Catalão de Goiás, por sua vez, produziu 4.123 toneladas de ferro-ligas, o equivalente a 2.741 toneladas de  nióbio contido (Silva, 2001b, p. 87). Toda a produção dessa empresa foi exportada, gerando exportações de US$ 37,9 milhões. Portanto, essa atividade mineral, mesmo atendendo à totalidade da demanda interna, é fortemente direcionada ao mercado externo. De acordo com BNDES (2000c, p. 4), na indústria brasileira de ferro-ligas, o ferronióbio vem se destacando como o único produto a apresentar crescimento real no volume produzido, tanto no curto, quanto  no longo prazo.  Ele apresentou um crescimento  praticamente contínuo durante  a década de  1990, passando  de 13  para 27  mil  toneladas  exportadas, em 1990 e 1998, respectivamente.  Em termos financeiros, as  receitas  das  vendas  externas  passaram de US$  111 para US$ 242 milhões, representando sozinho cerca de 43% do valor das exportações brasileiras de ferro-ligas. Adicionalmente, seu preço variou positivamente em 6,14% no período 1990-1998, atingindo em média US$ 8.787 por tonelada nesse último ano.                                          O Segmento de óxido de nióbio O segundo segmento de mercado da indústria de nióbio refere-se à produção de óxido de nióbio. A CBMM é a única empresa que atua nos dois segmentos, produzindo óxido de nióbio a partir do pirocloro, ao passo que todos os outros participantes do mercado o fazem por meio do processamento da columbita-tantalita, na qual o nióbio é obtido como um subproduto do tântalo. Outra alternativa refere-se aos chamados produtores não-integrados de óxido de nióbio. A CBMM, em 1999, detinha cerca de 55,8% da capacidade mundial instalada de óxido de nióbio para ligas e metais e 17,6% de óxidos especiais de nióbio (TAB. 25). TABELA 25 A INDÚSTRIA MUNDIAL DE ÓXIDO DE NIÓBIO, 1999 (TONELADAS) LIGAS E METAL ÓXIDOS ESPECIAIS TOTAL CBMM (Brasil) 2.400 150 2.550 Metallurg (EUA) 1.200 - 1.200 H.C. Starck (Alemanha) 300 300 600 Cabot (EUA) 100 - 100 Oremet-Wah Chang (EUA) 300 - 300 Mitsui (Japão) - 400 400 TOTAL 4.300 850 5.150 FONTE: BNDES , 2000c, p. 4                                                          O caso CBMM É interessante analisar quais têm sido as principais estratégias da CBMM com o objetivo de manter sua expressiva  participação (com  cerca de  72%  do  mercado  mundial de  nióbio).  Dois parecem ser os pilares da estratégia competitiva da empresa: a) elevados investimentos, aumentando a capacidade instalada,  que permitam  garantir  o  atendimento de um  eventual  crescimento  da demanda;  b)  alto  grau de  verticalização, sendo  a única  empresa a  atuar  tanto  na produção de ferronióbio quanto na de óxido de nióbio. A  CBMM  concluiu,  no  biênio  2000-2001,  investimentos  da  ordem  de  US$  82,5  milhões. Desse  total,  US$ 45 milhões  foram gastos  na  implantação  da  tecnologia  pirometalúrgica,  em substituição ao  processo  anterior de  lixiviação,  garantindo  economia  de  custos e  melhor  qualidade do processo produtivo. Isso também per mitiu a ampliação da capacidade de produção de concentrado de nióbio  de  50 para 84 mil toneladas anuais.  Em  termos de produtos  finais, a capacidade instalada de ferronióbio subiu de 30  para  45 mil toneladas anuais (QUADRO 14). Expandiu-se  a capacidade de óxido de nióbio de alta pureza, de 2.400 para 3.000 toneladas, bem como a de níquel-nióbio  e  de ferronióbio grau  vácuo,  de 800  para  1000 toneladas anuais.  Apenas  a capacidade  instalada de óxido de nióbio grau óptico (150 toneladas anuais) e a de nióbio metálico (60 toneladas anuais) mantiveram- se  inalteradas.  Mesmo  assim,  cabe  ressaltar  que,  para  2003,  a  capacidade  de  nióbio  metálico  será expandida  para  210  toneladas  anuais,  a  um custo de US$ 7 milhões. Como já mencionado, a CBMM é a única a atuar tanto no segmento de ferronióbio quanto de óxido de nióbio.  De fato, deve-se enfatizar  que a empresa possui  o mix de produtos  mais  amplo do mercado,  incluindo: ferronióbio  standard (que  começou  a ser produzido  em  1964),  óxido  de  nióbio alta pureza (1980), níquel-nióbio e ferronióbio grau vácuo (1982), nióbio metálico  (1989) e óxido de nióbio  grau  óptico  (1998).  Em  face  da  recorrente  verticalização  e  ampliação  do  mix   de  produtos, desde 1981, a CBMM não vende mais o concentrado de nióbio no mercado. Adicionalmente, dentro do objetivo global de aumentar a dimensão do mercado, a empresa mantém um programa de assistência e  desenvolvimento  técnico  de  mercado  nas  diversas  partes  do  mundo.  Nessas  e  nas  atividades  de pesquisa  e desenvolvimento, a  empresa geralmente  investe  cerca  de 2% do  seu faturamento  anual. QUADRO 14 CAPACIDADE INSTALADA DA CBMM INÍCIO DE CAPACIDADE CAPACIDADE PRODUTO PRODUÇÃO CONTEÚDO PRÉVIA* ATUAL* Ferronióbio Standard 1964 65 - 67 Nb 30.000 45.000 Óxido de Nióbio Alta Pureza 1980 99 Nb2O5 2.400 3.000 Ferronióbio Grau Vácuo e 1982 65 Nb 800 1.000 Níquel-Nióbio Grau Vácuo Óxido de Nióbio Grau Óptico 1998 99.9 Nb2O5 1 50 150 Nióbio Metálico 1989 99.9 Nb 60 60 FONTE: CBMM NOTA: * em toneladas.                              Novos entrantes na indústria mundial de nióbio No que se refere a novos entrantes nesse mercado, existem duas possibilidades principais: exploração do pirocloro ou da columbita-tantalita. No primeiro caso, o projeto mais avançado é da Niocan, localizado também em Oka (Québec, Canadá).  A empresa foi constituída em 1995, tendo investido, desde  então, mais de  US$  6  milhões  para desenvolver o  depósito,  situado aproximadamente a 40 quilômetros de Montreal. O projeto, cuja previsão inicial era de entrar em operação em 2002, prevê uma capacidade instalada de 4.500 toneladas de ferronióbio (2.800 toneladas de nióbio contido). Estima-se que as reservas sejam suficientes para 15 anos de operação, durante os quais o empreendimento empregará 150 pessoas. No segundo caso, a Mamoré (produtora de estanho controlada pelo grupo Paranapanema) entrou nos mercados de tântalo  e nióbio, como fornecedora de  matéria-prima,  em 1998, com quantidades médias de 50  e 500 toneladas  de tântalo e nióbio contidos, respectivamente. Além disso, em agosto de 2000, a empresa inaugurou, em São Tiago (Minas Gerais), uma planta de óxidos com capacidade para tratar 2.000 toneladas de  liga por  ano, que é  atualmente capaz  de produzir 100 toneladas de tântalo, 250 toneladas de óxido de nióbio e 1.000 toneladas de fer ronióbio. Estima-se que essa planta gere um faturamento de US$ 25 milhões anuais, distribuídos entre US$12 milhões com o tântalo, US$ 4 milhões com o óxido de nióbio e US$ 9,3 milhões com o ferronióbio(Brasil Mineral, 2000, n. 186). No primeiro semestre de 2001, a Mamoré produziu 4,9 mil toneladas de estanho metálico, 21 toneladas de óxido de tântalo, 71 toneladas de óxido de nióbio e mais 49 toneladas de ferronióbio (Gazeta Mercantil, 6 ago. 2001). Apesar da pequena dimensão, a Mamoré poderá aumentar seu envolvimento  com  o negócio  do  nióbio, como  consequência  do  projeto Rocha  Sã, em sua  mina de  Pitinga  (Amazonas).  Assim, pode-se esperar que, em médio prazo, o número de produtores mundiais de ferronióbio se eleve.                                                               Preços Segundo  BNDES  (2000c,  p.  7),  de  todas  as  aplicações  do  nióbio,  apenas  para  os supercondutores,  cujo  consumo não atinge 2% da  demanda mundial  desse  metal, não existem substitutos  diretos. Para todas as demais aplicações,  o  nióbio sofre  a concorrência  técnica do vanádio,  titânio,  molibdênio,  tungstênio e  tântalo  que,  isoladamente ou  combinados em certas proporções, podem conferir ao produto que os contém características próximas àquelas transmitidas pelo nióbio. Assim, a possibilidade de novos entrantes e de metais concorrentes acabam por limitar uma elevação mais significativa de preços, mesmo num contexto de alta concentração de mercado. De  fato,  os  preços  do  nióbio  são  bastante  estáveis,  o  que  o  diferencia  muito  do comportamento cíclico e instável de outros minerais, como níquel e zinco, para citar apenas dois exemplos. De fato, os preços do ferronióbio têm mostrado poucas alterações ao longo de duas décadas. Eles aumentaram gradualmente, de US$ 10 por quilograma de nióbio contido em 1977 para US$ 15 por quilograma de metal contido na segunda metade da década de 1990 (GRAF. 9). GRÁFICO 9 EVOLUÇÃO DO PREÇOS DE FERRONIÓBIO, FERROVANÁDIO E FERROTITÂNIO, 1977-2001 (US$ / QUILOGRAMA DE METAL CONTIDO) FONTE: BORDIGNON, VARGAS & SOUZA ,1998, CBMM Informações colhidas junto ao DNPM ratificam um comportamento mais estável de preços do ferronióbio, algo bastante peculiar em produtos minerais metálicos. Ao longo do período 1988-2000, não foram observadas grandes oscilações. A liga ferronióbio apresentou um crescimento de20, 84% em valores nominais e um decréscimo de 7,97% em termos reais. Por sua vez, o óxido de nióbio teve um crescimento de 37,88% em valores nominais e 5,01% em reais. Quando se considera que a comercialização do ferronióbio e do óxido de nióbio é realizada diretamente pelas empresas produtoras e  não por meio  de bolsa  de mercadorias,  ratifica-se  que o  nióbio não  se comporta como uma commodity. Adicionalmente, no caso da CBMM, a comercialização e a distribuição dos produtos são realizadas por meio de subsidiárias localizadas em  Dusseldorf  (Alemanha), Pittsburgh  (Estados Unidos) e Tóquio (Japão), nesse último em associação com a trading company japonesa Nissho Iwai. Cada uma das empresas mantém estoque para suprir o mercado de suas regiões por três meses, garantindo estabilidade de fornecimento e entregas just-in-time. Isto é, naturalmente, coerente com o fato de  que,  no  ano 2000, a distribuição geográfica de  nióbio foi  a  seguinte: Europa  (37%), América  do Norte (34%),  Japão  (19%)  e demais países  (10%)    ver Heisterkamp &  Carneiro(2001, p.  3).                                                         Perspectivas   De um modo sucinto, pode-se afirmar que: as perspectivas do crescimento da demanda de nióbio são boas, podendo-se acreditar que ele mantenha o ritmo histórico de 2,6% ao ano; considerando o caso brasileiro, tanto a CBMM (Minas Gerais) quanto a Mineração Catalão de Goiás (Goiás) recentemente concluíram expansões. No caso da primeira, contemplou- se não apenas a ampliação da produção de ferronióbio standard, mas também de outros produtos de maior valor agregado. Adicionalmente, a capacidade ociosa mundial na produção de ferronióbio é da ordem de 40%. Assim, não existe nenhuma razão objetiva para esperar uma nova rodada de investimento das empresas já atuantes no mercado; mesmo com a  possibilidade de  novos  ingressantes  na  indústria mundial do nióbio, é sensato esperar que Minas Gerais, por intermédio da CBMM, venha manter sua posição de liderança nessa indústria, mesmo a longo prazo.