A Importância da Geologia para a compreensão sistêmica do impacto ambiental decorrente da mineração de carvão : estudo de caso no EIA/RIMa do Projeto Mina Guaíba (RS), Brasil

Abstract

O uso do carvão mineral como combustível tem sido tema de discussão em eventos internacionais que promovem acordos de redução de emissões de Gases do Efeito Estufa (GEE), tais como a COP 26 que ocorreu em Glasgow em 2021. Assim, a necessidade de uma transição energética justa provocou governos e empresas para elaboração de planos de descarbonização, sobretudo referentes à eliminação gradual do carvão mineral. No Brasil, a representatividade do carvão na matriz energética é muito baixa (<5%) e as termelétricas a carvão localizadas na região sul do país são as menos eficientes e as maiores emissoras de CO 2e/kWh. A qualidade do carvão que ocorre nas jazidas da Formação Rio Bonito - Bacia do Paraná - é muito baixa, com altos teores de cinza e enxofre e baixo poder calorífico. Por esse motivo, a dificuldade no beneficiamento e a geração de grande quantidade de resíduos confere ao carvão brasileiro e a sua indústria de geração de energia, baixa eficiência e alto impacto ambiental. Apesar disso, vê-se um aumento no número de proposições de empreendimentos termelétricos a carvão mineral e de mineração de carvão no sul do Brasil. Dentre eles, destaca-se o Projeto Mina Guaíba, na Região Metropolitana de Porto Alegre - RS, pela escala da megamineração proposta em um ambiente de alta sensibilidade socioambiental. Frente a esse paradoxo, a pesquisa se divide em duas etapas: na primeira apresenta uma contribuição na avaliação do EIA/RIMA em conjunto de uma análise histórica da legislação pertinente. A partir da identificação de lacunas nos estudos geológicos do Diagnóstico Ambiental do Meio Físico, na segunda etapa, apresenta um dimensionamento do impacto da exploração. Na segunda etapa, técnicas de análises de fácies, Difração de Raio-X (DRX), Microscopia óptica em luz refletida, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e análises químicas em ICP-MS e ICP-AES foram utilizadas para caracterização mineralógica e geoquímica e do ambiente deposicional do carvão. As análises foram realizadas em cinco amostras coletadas em testemunho de sondagem disponível pela CPRM. Os resultados indicam a deposição de carvão em um ambiente lacustre com significativa contribuição continental de um fandelta e com pouca influência marinha. A maioria dos elementos químicos analisados apresenta alto conteúdo nas amostras, em comparação com a média mundial. Estes elementos tornam-se mais facilmente disponíveis ao meio ambiente quando associados a matéria orgânica e minerais argilosos do que os sulfuretos. Devido à ocorrência pouco expressiva de sulfetos e o destaque da caulinita em relação a outros argilominerais, sugere-se a associação dos elementos com a matéria orgânica e secundariamente com as argilas. Os elementos As, Zn e F são os mais críticos devido ao seu enriquecimento (>10 vezes a média mundial para As e Zn) e ao impacto potencial na saúde humana.

The use of coal as fuel has been a topic of discussion at international events that promote agreements to reduce Greenhouse Gas (GHG) emissions, such as the COP 26 that took place in Glasgow in 2021. Thus, the need for a just energy transition has provoked governments and companies to elaborate decarbonization plans, especially regarding the gradual elimination of coal. In Brazil, the representativity of coal in the energy matrix is very low (<5%) and coal-fired power plants located in the southern region of the country are the least efficient and the largest emitters of CO 2e/kWh. The quality of the coal found in the Rio Bonito Formation - Paraná Basin - is very low, with high levels of ash and sulfur and low calorific value. For this reason, the difficulty in processing and the generation of large quantities of residues give Brazilian coal and its energy generation industry low efficiency and a high environmental impact. Despite this, there is an increase in the number of coal-fired thermoelectric and coal mining projects being proposed in southern Brazil. Among them, the Guaíba Mine Project, in the metropolitan region of Porto Alegre - RS, stands out because of the scale of the proposed mega-mining in an environment of high socio-environmental sensitivity. Faced with this paradox, the research is divided into two stages: the first presents a contribution in the evaluation of the EIA/RIMA together with a historical analysis of the pertinent legislation. From the identification of gaps in the geological studies of the Environmental Diagnosis of the Physical Environment, the second stage presents a dimensioning of the impact of exploration. In the second stage, facies analysis techniques, X-Ray Diffraction (XRD), Optical Microscopy in reflected light, Scanning Electron Microscopy (SEM) and chemical analyses in ICP-MS and ICP-AES were used for mineralogical and geochemical characterization and the depositional environment of the coal. The analyses were performed on five samples collected from drill cores available from CPRM. The results indicate coal deposition in a lacustrine environment with significant continental contribution from a fandelta and little marine influence. Most of the chemical elements analyzed show high content in the samples, compared to the world average. These elements become more easily available to the environment when associated with organic matter and clay minerals than sulfides. Due to the low occurrence of sulfides and the prominence of kaolinite in relation to other argillominerals, the association of the elements with organic matter and secondarily with clays is suggested. The elements As, Zn, and F are the most critical due to their enrichment (>10 times the world average for As and Zn) and the potential impact on human health.