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Regras de Boa Prática no Desmonte a Céu Aberto (1999)

1. Definições

Para melhor compreender as regras de boa prática no desmonte a céu aberto, torna­se necessário introduzir as definições deconceitos, princípios e regras fundamentais da exploração mineira.

No que respeita aos conceitos fundamentais da exploração, torna­se importante definir o que se entende por exploração e quais ostipos existentes, introduzindo o conceito de método de exploração e por último o de método de desmonte.

Exploração é a actividade posterior à prospecção e pesquisa, abrangendo o reconhecimento, a preparação e a extracção dominério bruto, do solo ou subsolo, bem como o seu tratamento e transformação, quando processados em anexos mineiros. Estapode ser de quatro tipos:

Subterrânea;

A céu aberto;

A partir de perfurações;

Hidráulica.

A exploração diz­se subterrânea quando as escavações realizadas para a exploração do minério não estão em contacto com o arlivre, encontrando­se rodeadas pelos terrenos do subsolo.

A exploração diz­se a céu aberto quando as escavações realizadas para a exploração do minério estão em contacto com o ar livre.É o caso das pedreiras e minas a céu aberto.

A exploração por perfuração acontece quando o jazigo, embora subterrâneo, é explorado sem necessidade de se abandonar asuperfície, por exemplo a partir de sondagens (caso de algumas explorações de minerais uraníferos, sal gema, petróleo, etc.).

A exploração hidráulica, que pode ser tanto subterrânea como a céu aberto, consiste em utilizar a força hidráulica (essencialmenteágua) nas frentes de trabalho para o desmonte do minério.

Método de lavra pode­se definir como o conjunto de processos utilizados e de soluções adoptadas para a remoção da substânciaútil contida numa fracção de jazigo.

Este conceito é mais geral que o método de desmonte pois engloba os seguintes elementos fundamentais:

Domínio dos terrenos;

Tipo de preparação;

Posição das vias de transporte;

Forma, extensão, orientação e sentido de progressão da frente de desmonte;

Modo de evacuação dos produtos;

Tratamento dos vazios da exploração;

Desenvolvimento na horizontal e na vertical, da exploração.

Assim pode­se dizer que o método de lavra engloba operações de desmonte, domínio de terrenos, traçagem, preparação,remoção, etc. Método de desmonte é definido como o conjunto de processos utilizados para proceder ao arranque do minério domaciço. Trata­se de um conceito mais restrito que o de método de lavra, pois engloba apenas o conjunto de operações necessáriasà extracção da substância útil da frente de trabalho.

Uma vez compreendidos os conceitos de método de exploração e método de desmonte, torna­se fundamental compreender osprincípios e regras fundamentais que regem a exploração mineira.

Os princípios fundamentais da exploração mineira são:

Segurança;

Economia;

Bom aproveitamento do jazigo.

Protecção Ambiental;

A segurança é o primeiro e o mais importante princípio fundamental da exploração a respeitar ("safety first"), estando relacionadacom o princípio atrás referido.

Para que uma exploração possa decorrer com normalidade e eficiência os trabalhadores deverão sentir­se seguros, e comcondições que lhes permitam desempenhar os trabalhos adequadamente. Caso tal não aconteça, resultará numa menoroptimização do trabalho com o consequente aumento dos custos de exploração, o que vai contra o primeiro princípio enunciado.

A economia é um princípio fundamental já que um jazigo só será explorável se a sua exploração for rentável. Deste modo há quededicar particular atenção a todos os factores susceptíveis de se traduzirem em abaixamento de preços de custo do minérioextraído, como sejam por exemplo, a boa organização e optimização do trabalho e a procura de melhores soluções técnicas.

O bom aproveitamento do jazigo é importante pois não se deve esquecer que a indústria mineira se caracteriza pelo esgotamentoprogressivo do seu objecto. Tal significa que a riqueza mineral, salvo raras excepções, não se regenera, sendo por conseguinteesgotável.

Torna­se por isso indispensável que a boa técnica mineira se baseie no bom aproveitamento dos jazigos. Para tal é necessário terem consideração inúmeros aspectos resumidos nas regras fundamentais da exploração, a seguir enunciadas.

A protecção ambiental é cada vez mais essencial em qualquer projecto de exploração, na medida em que é necessário preservar omeio que nos rodeia para as gerações seguintes. Por conseguinte qualquer plano de lavra deverá adoptar medidas e sistemas deprotecção do ambiente, bem como um plano de recuperação ambiental e paisagística.

As principais regras da exploração são:

Equilíbrio entre os princípios fundamentais;

Boa aplicação do método de exploração;

Economia global;

Minimização de custo de operações diferentes;

Aperfeiçoamento permanente;

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Aperfeiçoamento permanente;

Aproveitamento racional das condições naturais.

Uma primeira análise dos quatro princípios anteriormente enunciados poderá levar à conclusão de que actuam em sentido inverso,já que uma exploração muito segura pode ser cara e de mau aproveitamento, ou que uma lavra muito económica pode serperigosa e ambientalmente opressiva.

Por conseguinte pode­se referir que uma das características que melhor define a perfeição de uma exploração mineira é o grau deequilíbrio conseguido entre os 4 princípios fundamentais.

A boa aplicação do método de exploração é importante, sendo considerado bom método todo aquele que é seguro, tenha um bomrendimento económico, aproveite bem o jazigo e proteja o ambiente circundante.

O que se torna fundamental é a sua correcta aplicação, sendo preferível um método regular, bem aplicado e com continuidade, doque um método "óptimo", mas que é mal compreendido, imperfeitamente aplicado ou deficientemente gerido.

A economia global é uma regra importante na medida em que qualquer tentativa exagerada de minimização de custos numa dadaoperação (por exemplo no desmonte) irá reflectir­se de uma forma negativa numa operação subsequente (por exemplo nabritagem). Deste modo o esforço tendente à redução do preço de custo do produto deve ser feito de um modo geral considerandoo circuito global (exploração­beneficiação) e não apenas uma parte.

O aperfeiçoamento permanente é sem dúvida uma regra que condiciona todo o processo técnico e/ou humano. Por conseguintedeve merecer a maior atenção no ramo mineiro e não ser descurado, como o é, na maioria dos casos.

O aproveitamento de factores naturais, ocorrentes na área do jazigo, pode determinar substanciais economias, caso sejamtomadas em consideração na aplicação do método de exploração.

2. Métodos de Desmonte a Céu Aberto

A exploração a céu aberto pode ser feita por:

Degraus direitos;

Arranque de pequenas ou grandes massas;

Nas explorações a céu aberto a dimensão dos degraus deve garantir a execução das manobras com segurança, obedecendo àsseguintes condições:

A altura dos degraus não deve ultrapassar 15 m, mas na configuração final, antes de se iniciarem os trabalhos de recuperaçãopaisagística, esta não deve ultrapassar os 10 m;

Na base de cada degrau deve existir um patamar, com, pelo menos, 2 m de largura, para permitir, com segurança, a execuçãodos trabalhos e a circulação dos trabalhadores, não podendo na configuração final esta largura ser inferior a 3 m, tendo emvista os trabalhos de recuperação;

Os trabalhos de arranque num degrau só devem ser retomados depois de retirados os escombros provenientes do arranqueanterior, de forma a deixar limpos os pisos que os servem;

Relação entre o porte da máquina de carregamento e a altura da frente não inferior a 1.

Sendo a exploração a céu aberto feita, na sua grande maioria, por degraus, é necessário a existência, de acordo com a lei emvigor, de um plano de trabalhos contendo os seguintes elementos:

altura das frentes de desmonte (degraus);

largura das bases dos degraus;

diagramas de fogo, caso existam;

situação das máquinas de desmonte em relação à frente e as condições da sua deslocação;

condições de circulação das máquinas de carregamento, perfuração e transporte;

condições de circulação dos trabalhadores;

configuração da escavação durante os trabalhos e no final dos mesmos, devendo­se ter em conta a estabilidade das frentes etaludes;

e local de deposição de eventuais escombros e terras de cobertura, área e forma a ocupar por estes.

Os métodos de desmonte a céu aberto podem ser:

Flanco de encosta;

Corta (abaixo da superfície).

Figura 1 ­ Típico Desmonte em Flanco de Encosta

Figura 2 ­ Típico Desmonte em CortaO método de desmonte está essencialmente dependente das características da exploração, pelo que o método usado paraexplorações de rocha ornamental será completamente diferente do usado em explorações de rochas industriais.

explorações de rocha ornamental será completamente diferente do usado em explorações de rochas industriais.

Assim, dado o facto de as operações inerentes ao método de desmonte dos dois tipos de exploração serem diferentes, optou­sepor tratá­los separadamente.

2.1­ Rocha Ornamental

Nas explorações de rocha ornamental programa­se o desmonte de blocos primários, blocos esses que são definidos consoante ascaracterísticas do maciço, as produções requeridas, mão de obra e equipamentos disponíveis.

Entende­se por tempo de desmonte de um bloco primário o tempo necessário à exploração até à retirada completa do estéril e dominério gerado pelo mesmo. A exploração de um bloco primário faz­se em 6 operações fundamentais, as quais se dividem por suavez em operações secundárias.

As operações fundamentais após a limpeza da rocha útil, são:

Furação;

Corte;

Derrube;

Esquartejamento;

Extracção;

Acabamento.

A definição de cada uma das operações deve constar no plano de lavra e tem por objectivo o aproveitamento máximo de blocos dedimensão comercial.

O desmonte inicia­se com a operação de furação (Figura 3), sendo os furos realizados com o objectivo de definir materialmente aárea do bloco primário e a largura das fatias, isto é a dimensão do bloco a desmontar.

Após a execução dos referidos furos é introduzido o fio helicoidal diamantado, roçadora ou jacto hidráulico com vista à realizaçãodo corte de levante (corte de fundo). Em seguida, para individualização do bloco primário, são realizados os cortes laterais.

Uma vez terminada a individualização do bloco primário, procede­se ao corte do bloco em fatias que definem o bloco maiortransportável, com a operação de esquartejamento.

Após as fatias se encontrarem plenamente individualizadas, são derrubadas sendo os blocos transportados por grua ou através deoutro equipamento de transporte se a corta estiver ligada ao exterior por rampa. Se o material exceder em peso a capacidade dagrua, as dimensões forem superiores ao arco máximo da monolâmina, ou apresentar irregularidades excessivas, serãoesquartejados na pedreira.

Figura 3 ­ Operações fundamentais e acessórias de desmonte de rocha ornamental (Granito)O derrube de uma fatia é realizado com o auxílio de uma almofada ou macaco hidráulico, que originam o desequilíbrio da fatia atéesta cair numa "cama" previamente realizada (. A cama tem uma dupla função: amortecer o impacto da queda da fatia derrubada,minimizando a quantidade de fracturas induzidas pelo choque, e ajudar posteriormente a operação de esquartejamento, permitindoa passagem do fio adiamantado, sem que seja necessário proceder a nova furação. A cama é normalmente construída com terra,fragmentos de rochas e pneus velhos.

Figura 4 ­ Pormenor da operação de derrube de uma fatiaO esquartejamento é sem dúvida a operação crítica no que diz respeito ao correcto planeamento das operações. Este é bastanteinfluenciado pelas características de fracturação do bloco, operações anteriores e posteriores, e pelo mercado.

O desmonte termina com a limpeza da frente retirando­se o estéril para a escombreira com o recurso à pá carregadora, eelevando o minério para o parque de blocos por grua ou dumper.

Pelo facto de os blocos apresentarem dimensões e formas muito variadas, torna­se necessário efectuar uma operação de

acabamento. Esta operação, realizada pela monolâmina, tem por objectivo a correcção total dos blocos transportados, com vista a

acabamento. Esta operação, realizada pela monolâmina, tem por objectivo a correcção total dos blocos transportados, com vista aposterior comercialização ou a serragem.

Figura 5 ­ Operações fundamentais de uma exploração de rocha ornamental (Mármore)Quer a corta quer a frente em flanco de encosta terão uma inclinação que está limitada pelas características geomecânicas domaciço, sendo esta inclinação função da relação altura/patamar (ver Figura 6).

Figura 6 ­ Inclinação do talude

2.2­ Rocha Industrial

A indústria de rocha industrial, ao invés da indústria extractiva de rocha ornamental, realiza o desmonte do minério com arranquepor explosivos no caso de massa mineral consistente, ou por arranque directo ou hidráulico em massas incoerentes.

Por conseguinte as operações fundamentais de uma exploração de rocha industrial são totalmente diferentes das operaçõesrealizadas numa exploração de rocha ornamental (ver Figura 7).

Figura 7 ­ Operações fundamentais de uma exploração de rocha industrial

2.2.1­ Massas Minerais Coerentes

Neste tipo de explorações são realizados na frente de desmonte pegas de fogo com o intuito de proceder ao arranque do minério.A realização destas pegas de fogo obedece a determinados critérios e factores que determinam a concepção e eficiência damesma.

Quando existe compartimentação geológica é indispensável introduzir a sua presença na previsão da fragmentação, em virtude deas descontinuidades dos maciços rochosos serem responsáveis por distribuições irregulares da energia explosiva, querabsorvendo, quer dispersando as ondas da explosão através de fendas pré­existentes na vizinhança dos furos.

O diâmetro das cargas explosivas deve ser tão próximo quanto possível do diâmetro dos furos, no caso de explosivosencartuchados, não deve ser nem tão pequeno que impeça o desenvolvimento completo da detonação, nem tão grande que possaoriginar vibrações, sopros exagerados, ou mesmo o fenómeno da sobrefracturação da rocha remanescente.

Em seguida é apresentada uma figura onde pode observar a configuração de uma típica exploração a céu aberto.

Figura 8 ­ Típica exploração de rocha industrial a céu abertoNa etapa de estabelecimento do diagrama de fogo deve­se ter em atenção factores importantes como:

Produção por pega de fogo;

Diâmetro do furo;

Comprimento do furo;

Subfuração;

Inclinação do furo;

Distância (afastamento) à face livre;

Nº de furos;

Espaçamento entre furos;

Atacamento;

Carga específica;

Consumo específico.

Figura 9 ­ Factores importantes numa pega de fogo a céu aberto(Extraído de EXPLOSA, 1994)

O diâmetro do furo depende das propriedades da rocha a ser desmontada, do grau de fragmentação pretendido, da altura dabancada, e está normalmente condicionado ao tipo de equipamento disponível.

Após a selecção do diâmetro do furo, dimensiona­se o comprimento mais adequado para o diâmetro escolhido e para as condiçõesexistentes, tendo em consideração a inclinação destes, a altura da bancada e a subfuração.

A subfuração, que varia consoante a distância à face livre e inclinação dos furos, facilita a execução da pega de fogo. No caso denão ser feita a subfuração, a base da bancada não será arrancada segundo um ângulo de 90º, originando por isso um repé.

A­ Furo Vertical B­ Furo InclinadoJ ­ SubfuraçãoB ­ Distância à face livre

T ­ Atacamento

L ­ Altura da bancadaH ­ Comprimento do furoPC ­ Comprimento da cargaP ­ Detonador

T ­ AtacamentoPC ­ Comprimento da cargaP ­ Detonador

Figura 10 ­ Nomenclatura de um furo(Adaptado de ATLASCOPCO)

O uso de furos inclinados é uma prática bastante comum nas pegas de fogo, uma vez que apresenta algumas vantagens, taiscomo:

bancadas mais seguras;

melhor fragmentação;

maior produção;

diminuição do consumo de explosivo;

menores vibrações.

O ajustamento da distância à face livre e o espaçamento entre furos permite melhorar os resultados de fragmentação e arranqueda rocha, que se traduzem numa diminuição do consumo específico de explosivo.

O atacamento deve ter um comprimento semelhante ao valor da distância à face livre de modo a não originar blocos de grandesdimensões provenientes da parte superior da bancada, não devendo ser muito inferior pois nesse caso existe a possibilidade dosgases da explosão se escaparem e provocarem projecções além da perda do efeito da expansão gasosa sobre a rocha.

Figura 11 ­ Componentes principais de um Jumbo de furação de bancada(Adaptado de Tamrock, 1984)

Deve ser realizado com material de granulometria fina ou com material destinado para o efeito, tal como argila, areia não siliciosa,pó da furação, água em manga de plástico, etc.

Nos diagramas de fogo a céu aberto a energia do explosivo necessária para que se produza a rotura da rocha não é constante emtoda a altura da bancada. Com efeito as tensões libertadas pela detonação devem ser superiores à resistência da rocha ao longoda bancada, especialmente na sua base.

Por tal razão a carga de fundo (ver Figura 9) possui geralmente maior energia que a carga de coluna, embora a dimensão destaúltima dependa da altura da bancada.

O atacamento, embora seja muitas vezes esquecido, é uma operação muito importante. Se esta operação não for correctamenteexecutada pode acontecer que se originem no interior do furo vazios, o que origina uma grande quebra no rendimento doexplosivo, devido à perda de eficiência por parte deste.

Outro aspecto importante a evitar é a folga (desacoplamento), que se define pela relação entre os diâmetro dos furos e o diâmetrodas cargas explosivas, a qual deve ser o mais próximo possível da unidade, para a qual contribuirá uma boa compactação doexplosivo do furo.

O consumo específico pode definir­se como a relação entre o peso de explosivo utilizado na pega de fogo e o volume total de rochadesmontada.

No que concerne ao dimensionamento dos diagramas de fogo, este tem sido elaborado por diversas fórmulas envolvendo osrespectivos parâmetros geométricos, algumas com certo fundamento científico, mas quase todas baseadas em relações empíricas.

Existem também ábacos e até réguas de cálculo construídos para o mesmo fim, mas quase todos estes métodos apresentam oinconveniente de desprezarem um grande número de variáveis que influenciam o fenómeno de desmonte. Assim, é habitualalgumas dessas fórmulas pretenderem aplicar­se a todos os tipos de rocha, outras não introduzem indicações sobre aspropriedades do explosivo, etc.

A principal razão para que existam tais expressões aproximadas deve­se à complexidade, variabilidade e elevado número deparâmetros que influem nos resultados de um desmonte.

ATEHISON considerou a existência de 20 parâmetros distintos que têm influência decisiva nos desmontes, dividindo­os em 3grupos:

Parâmetros relativos ao explosivo: densidade, velocidade de detonação, pressão de detonação, impedância de detonação,volume de gases libertados e energia disponível.

Parâmetros respeitantes ao carregamento dos explosivos nos furos: diâmetro e comprimento dos furos, natureza doatacamento, espaço livre entre o explosivo e paredes do furo, tipo de escorvamento e ponto de iniciação.

Parâmetros relativos à rocha: densidade, velocidade sísmica, impedância característica, índice de absorção de energia, tensãode rotura à compressão e à tracção, heterogeneidade e estrutura do maciço rochoso.

Além destes há a considerar certos factores externos (como por exemplo, a natureza e toxicidade dos fumos e a resistência doexplosivo à humidade existente no interior dos furos) que podem ditar a escolha de tipos de explosivos em contradição com asregras gerais. Por conseguinte, o recurso às fórmulas empíricas e ao trabalho por tentativas são muitas vezes as únicas soluçõesdisponíveis para projectar adequadamente um desmonte, face à dificuldade intrínseca do problema.

A Figura 12 apresenta as especificações geométricas principais de um desmonte em bancadas, com a respectiva legendaexplicativa.

Figura 12 ­ Especificações Geométricas dos Esquemas de Fogo para Desmontes em Bancadas(Adaptado de Gama, C. Dinis , 1988)

Em seguida são apresentadas as relações numéricas lineares, onde as letras têm o significado referido na Figura 12.

A = KA x d

(25 KA 40)S = KS x A (1.25 KS 5)h = Kh x A (1.5 Kh 4)G = KG x A (0.2 KG 0.5)T = KT x A (0.5 KT 1)Segundo a ordem indicada, a partir do conhecimento do diâmetro dos furos determina­se o afastamento das cargas, e este últimopermite calcular os restantes parâmetros geométricos do diagrama de fogo.

De salientar que o processo de selecção do tipo de explosivo a utilizar em determinado desmonte deve ser coerente com o seumecanismo de actuação após a detonação, e com a reacção da rocha aos correspondentes efeitos mecânicos.

Em relação o diâmetro das cargas explosivas, a sua escolha deve atender a diversos factores, entre os quais, a salientar:

tão próximo quanto possível do diâmetro dos furos (no caso de explosivos com forma geométrica fixa).

diâmetro nem tão pequeno que impeça o desenvolvimento completo da detonação, nem tão grande que possa originarvibrações, sopros exagerados, ou mesmo o fenómeno de sobrefracturação da rocha remanescente.

2.2.2­ Massas Minerais Incoerentes

A exploração de massas minerais incoerentes pode ser feita por desmonte directo ou desmonte hidráulico.

O desmonte directo pode ser manual ou mecânico e consiste em atacar directamente a frente de desmonte de modo aindividualizar o minério. Por conseguinte a sua utilização está limitada a massas minerais que sejam facilmente desagregadas.

São várias as explorações de massa mineral por desmonte directo mecânico, sendo a exploração de argila, areia e outrosmateriais de construção as mais comuns.

Nas explorações de argila, areia, cascalho ou quaisquer outras massas de fraca coesão, devem ser observadas as seguintesregras:

Se a exploração não for feita por degraus, o perfil da frente não deve ter inclinação superior ao ângulo de talude natural doterreno;

Se a exploração for feita por degraus, a sua base horizontal não pode ter, em nenhum dos seus pontos, largura inferior à alturado maior dos dois degraus que separa, e as frentes não podem ter inclinação superior à do talude natural;

Se o método de exploração exigir a presença normal de trabalhadores na base do degrau, a sua altura não pode exceder 2 m.

O desmonte hidráulico consiste em utilizar a força hidráulica (essencialmente água) nas frentes de desmonte para a desagregaçãodo minério (Figura 13).

De todos os sistemas de exploração existentes, o hidráulico é o único que permite combinar o desmonte de um material, o seutransporte para uma estação de tratamento e sua recuperação nessa mesma estação, assim como o posterior escoamento dosresíduos com a energia obtida por um fluxo de água.

Aplica­se fundamentalmente onde os materiais são desagregados por acção de água à pressão, como as aluviões de ouro,cassiterite, diamantes, ilmenite, rútilo, zircónio; formações argilosas, arenosas e outras.

Os equipamentos hidráulicos são equipamentos de desmonte, constituídos por uma lança ou canhão orientável, de largo diâmetro,que projecta um jacto de água sobre o maciço rochoso, que permite desagregar e arrastar os materiais, cujo estado deconsolidação é apropriado para tal finalidade.

A utilização destes equipamentos tem as seguintes vantagens:

Desmonte contínuo do material a explorar;

Infra­estrutura mineira reduzida;

Equipamentos mais económicos;

Menores necessidades de pessoal e com menor especialização;

Baixo custo de operação.

Os inconvenientes principais são:

Condições específicas do material a desmontar;

Grandes necessidades em caudal e pressão de água;

Necessidade de grandes áreas para retenção de resíduos;

Escassas probabilidades de selectividade;

Aplicabilidade do sistema quando o processo de tratamento posterior é feito em via húmida;

Condições topográficas adequadas para a circulação dos materiais desmontados;

Disposições restritivas sobre contaminação e impacto ambiental.

Figura 13 ­ Desmonte HidráulicoNa realização do desmonte hidráulico devem ser observadas as seguintes regras:

Os operários e os equipamentos que efectuam o desmonte devem estar protegidos por uma distância adequada de forma queos possíveis desmoronamentos e deslizamentos do talude não os atinjam;

É proibida a entrada de pessoas não autorizadas nos taludes onde se realiza o desmonte hidráulico;

O pessoal, no desmonte hidráulico deve estar provido de equipamento específico e adequado para serviços em condições dealta humidade;

Para instalações do desmonte hidráulico que funcionam com pressões de água acima de 10 Kg/cm2 devem ser cumpridas asseguintes regras adicionais:

a) os tubos, os acoplamentos e os suportes das tubagens de pressão devem ser apropriados para esta finalidade(certificados dos fornecedores, provas aleatórias);

b) deve existir um suporte para o equipamento

c) a instalação deve ter um dispositivo para desligar a bomba de pressão em caso de emergência, podendo este seraccionado pelo pessoal que estiver a trabalhar com o equipamento.

De acordo com as características mecânicas do maciço rochoso existem dois esquemas de exploração básicos:

Desmonte directo do material que se encontra na frente de trabalho;

Desmonte do material, após uma previa desagregação;

O princípio geral de trabalho quando é possível desmontar o maciço directamente, corresponde ao seguinte esquema operativo:

Projecção do jacto sobre o pé do talude de modo a criar uma sobreescavação do mesmo até que se origine a queda do talude;

O material desmontado é submetido à acção do jacto de modo a promover a sua desagregação e escoamento ao longo docanal de transporte;

Uma vez limpa a frente, o equipamento é aproximado da nova frente de trabalho, repetindo­se o ciclo.

As distintas possibilidades de posicionamento do equipamento dão origem as três esquemas de exploração, segundo as direcçõesrelativas do jacto projectado e da polpa escoada (ver Figura 14):

1. Em direcção

2. Em contracorrente

3. Misto

Legenda:1­ Equipamento2­ Tubagem de alimentação3­ Canal de transporte4­ Captação

5­ Estação de bombagem6­ Tubagem da polpa7­ Polpa

Figura 14 ­ Diferentes desmontes hidráulicosO desmonte em direcção é caracterizado pela direcção de circulação da polpa coincidir com a direcção do jacto de água projectado,sendo aplicado sobre frentes com altura inferior a 8 m.

O desmonte em contracorrente aplica­se fundamentalmente em grandes frentes de trabalho que podem variar entre os 20 a 30 m,sendo esta a altura máxima permitida por motivos de segurança.

O desmonte misto é utilizado quando se aplicam vários equipamentos na mesma frente de trabalho, permitindo o arranque domaterial situado na zona intermédia de dois equipamentos.

3. Sistema e Circuito de Transporte

O sistema e circuito de transporte em minas a céu aberto depende de inúmeros factores, sendo de realçar os seguintes:

Tipo de exploração;

Condições de trabalho;

Produção;

Características do material desmontado.

Os referidos factores, associados a muitos outros, vão determinar o modo como as operações de perfuração, carga e transporte sedesenrolarão, o modo como estas se conjugam ao longo da vida da exploração, bem como o tipo de sistema adoptado.

O sistema e circuito de transporte pode ser de dois tipos:

Contínuo;

Cíclico.

Nas operações contínuas em que certas máquinas combinam ou realizam simultaneamente o arranque e a remoção, as operaçõesde corte, perfuração e uso de explosivos são eliminados, sendo o arranque e a carga (extracção) realizados numa única ou simplesfunção, a escavação.

A adopção de um sistema contínuo, em exploração a céu aberto, está essencialmente dependente da inclinação dos taludes, ouseja, da profundidade da exploração e da coesão e granulometria do material (ver Figura 15).

Figura 15 ­ Sistema contínuoNas operações mineiras de superfície ou a céu aberto, os equipamentos mais comuns em sistema contínuo são as correias (outelas) transportadoras e os minerodutos.

No caso das operações cíclicas, as máquinas normalmente realizam em simultâneo as operações de carga e transporte,denominando­se por vezes máquinas de remoção.

Dependendo do tipo de sistema existente são empregues diferentes equipamentos para a realização do transporte.

No caso dos sistemas cíclicos os equipamentos mais utilizados são os dumpers, as pás mecânicas, e as gruas, sendo esta últimadeterminante quando os trabalhos se desenvolvem em profundidade (ver Figura 16).

Figura 16 ­ Sistema cíclicoPara que o transporte em explorações a céu aberto seja feito em segurança, devem ser observados os seguintes pontos:

Devem ser balizados os limites exteriores das bancadas utilizadas como estradas;

A largura mínima das vias de trânsito deve ser 2 vezes maior que a largura do maior veículo utilizado, no caso de um via única,e 3 vezes no caso de vias duplas;

É proibido o tráfego de veículos quando a visibilidade for 2 vezes inferior à distância mínima de travagem do veículo, rodando àvelocidade máxima permitida;

Circulação perto do talude, devendo a demarcação ser visível de modo a evitar a queda do veículo;

Deve existir um regulamento interno de circulação e as vias devem ter sinalização adequada;

A circulação em via dupla nas cortas deve fazer­se de modo que os veículos carregados circulem na parte interior da bancada,isto, é no lado da frente do degrau (ver Figura 17);

Figura 17 ­ Circulação em via dupla

4. Sistema e Circuito de Esgoto

A presença de água nas explorações causa problemas ao nível da produção, estabilidade de taludes, segurança, controle depoluição e por conseguinte no custo de exploração.

A realização das operações de esgoto tem como objectivo a combinação dos seguintes aspectos:

Melhorar a estabilidade dos taludes;

Melhorar as condições de trabalho;

Proteger a qualidade da água e dos aquíferos.

Para além dos referidos problemas as actividades decorrentes de explorações podem produzir alterações no regime das condiçõeshidrogeológicas e da qualidade da água. Quando se atinge o nível freático nas explorações a céu­aberto pode haver grandeafluência da água, sendo necessário recorrer à bombagem, que por sua vez pode provocar alterações no nível piezométrico ediminuir a quantidade de água disponível para as populações e culturas vizinhas da área em exploração.

Por conseguinte, todas as informações úteis à posição, extensão e profundidade dos antigos trabalhos e das acumulações de água,nomeadamente camadas aquíferas reconhecidas e fontes naturais à superfície que existam no perímetro ou na vizinhança de umaexploração, devem ser registadas em mapas actualizados.

Outra medida importante é a realização prévia de estudos geotécnicos e hidrogeológicos que permitam prever o comportamento

Outra medida importante é a realização prévia de estudos geotécnicos e hidrogeológicos que permitam prever o comportamentodos terrenos, bem como a realização de sondagem de reconhecimento.

No que respeita à operação de esgoto são vários os sistemas a adoptar para o correcto desvio e captação das águas com vista àsua completa remoção da exploração mineira:

Valas de drenagem na zona envolvente à área de exploração;

Valas de drenagem nos patamares e fundo da exploração;

Furos subhorizontais para drenagem das águas subterrâneas do interior do talude;

Poços verticais realizados na área envolvente à exploração;

Poços verticais realizados nas bancadas ou no fundo da exploração;

Combinação dos sistemas anteriores;

A selecção de um sistema e circuito de esgoto adequado é crucial para o sucesso da operação, dependendo este dos seguintesfactores:

Geologia e hidrogeologia do local;

Magnitude do sistema;

Método de exploração;

Custo.

Valas de drenagem na zona envolvente da área de exploração

O referido método deve ser aplicado quando o aquífero é de baixo caudal. O método é pouco oneroso, e deve ser realizado emconjunto com a drenagem da água superficial.

O circuito consiste em captar a água nas valas de drenagem existentes à volta do perímetro da exploração, por onde sãoconduzidas por gravidade para uma depressão de modo a serem colectadas. Após decantação, as águas podem ser utilizadas narega de itinerários, lavagem de camiões ou conduzidas para a bacia hidrográfica.

Figura 18 ­ Sistema de drenagem por valas de drenagem na zona envolvente da área de exploração

Valas de drenagem nos patamares e no fundo da exploração

O sistema e circuito de esgoto é em tudo semelhante ao anterior. A diferença reside apenas no tipo de aquífero; enquanto que asvalas à superfície são na sua grande maioria aplicadas na drenagem de aquíferos não confinados, as valas nos patamares e nofundo da exploração são usadas para a drenagem de aquíferos confinados.

As águas são colectadas, sendo em seguida conduzidas para uma bacia de decantação no fundo da exploração de modo a seremposteriormente bombeadas para uma bacia no exterior.

Figura 19 ­ Sistema de drenagem por valas de drenagem nos patamares e no fundo da exploração

Furos subhorizontais

Este método torna­se bastante eficaz quando a água subterrânea afecta a estabilidade de um dado talude.O método consiste na realização de furos subhorizontais no maciço através dos quais são normalmente, embora não seja

O método consiste na realização de furos subhorizontais no maciço através dos quais são normalmente, embora não sejanecessário, introduzidos tubos de PVC. Estes furos apresentam uma ligeira inclinação (2 a 5º) de modo a que a drenagem se possafazer por gravidade.

Os drenos podem ser furados a partir do fundo da exploração, ou de uma bancada, mas sempre a partir do ponto mais baixo doaquífero a ser drenado.

O circuito do referido sistema é simples e semelhante aos anteriores. A água que sai dos furos é drenada por valas de modo a sercolectada num ponto baixo, onde é em seguida bombada para o exterior da exploração.

As principais vantagens deste sistema são a rapidez de execução, o relativo baixo custo de instalação, o consumo de energia nulo,pois a drenagem faz­se por gravidade, o baixo custo de manutenção e a longa durabilidade e flexibilidade.

A principal limitação no uso do referido sistema é o facto de só poder ser economicamente efectuado apenas depois da escavaçãoestar realizada, e não antes desta. Em muitos casos, o tempo necessário para a instalação de um sistema eficaz é suficiente paraque ocorram desabamentos nos taludes.

Figura 20 ­ Sistema de Drenagem por furos subhorizontais

Poços verticais realizados na área envolvente à exploração

A drenagem através de poços verticais é um sistema bastante utilizado. A água pode ser retirada por bombagem, sendo o casomais comum é o uso de bombas submersíveis.

A grande vantagem deste sistema é a possibilidade de retirar a água antes de iniciar os trabalhos de exploração, prevenindo assima contaminação da água e anulando qualquer interferência desta com as operação mineiras. A possibilidade de drenar váriosaquíferos com um único poço, obtido por este sistema, não é imediatamente conseguido através dos outros métodos referidos.

A grande desvantagem do sistema é o custo de energia necessário para efectuar a operação, principalmente quando se trata deum aquífero de elevado caudal sobre uma camada impermeável.

Poços verticais realizados nas bancadas ou no fundo da exploração

Os aspectos técnicos do presente sistema são em tudo semelhantes ao anterior.

A vantagem na realização dos furos no fundo da exploração, consiste na diminuição da coluna de água a ser bombada, o queresulta numa diminuição de custos de energia.

As desvantagens residem no difícil acesso ao local onde os furos serão realizados, e na interferência com as operações mineiras.

Combinação dos sistemas anteriores

Em muitos projectos de esgoto, são usados dois ou mais sistemas referidos anteriormente, podendo­se simultaneamente combinaras vantagens dos vários métodos e minimizar as suas desvantagens, obtendo­se uma optimização da operação de esgoto.

5. Abastecimento de Energia, Ar Comprimido e Água Industrial

5.1­ Abastecimento de Energia Eléctrica

Sendo a energia eléctrica a fonte principal de explorações mineiras, o abastecimento de energia torna­se uma operação deextrema importância.

Esta é responsável pelo accionamento e funcionamento de variadíssimas instalações e equipamentos que realizam operações vitaispara a realização das operações de desmonte, extracção, esgoto, etc.

O desenvolvimento da utilização da electricidade tem sido bastante grande, sendo hoje em dia, a fonte de energia mais usada nasdiferentes explorações.

O seu desenvolvimento deve­se a inúmeros factores:

Rendimento (8 vezes superior ao do ar comprimido);

Custo de energia;

Custo de manutenção;

Regularidade de marcha;

Potência;

Facilidade de estabelecimento de ligações:

a) facilidade de ligar vários equipamentos utilizados;b) limitação de esforços;c) telecomando;

Permite o telecontrolo, ou seja o controlo à distância e monitorização de máquinas e equipamentos;

Automação.

No entanto, apesar de tantas vantagens, a electricidade apresenta uma série de desvantagens face ao ar comprimido, sendo eles:

Segurança:

a) risco de electrocussão;b) risco de incêndio;c) risco do grisu (faíscas);

Custo elevado da aparelhagem eléctrica;

Dificuldade de electrificar os aparelhos de movimento alternado.

A maioria dos sistemas de abastecimento de energia eléctrica são constituídos pelas seguintes componentes:Fontes de alimentação de corrente alterna;

Fontes de alimentação de corrente alterna;

Fontes de alimentação de corrente contínua;

Linhas de transmissão;

Transformadores;

Rectificadores;

Condensadores de correcção;

Condensadores de sobretensão.

Toda a exploração deve apresentar plantas dos esquemas de abastecimento de energia eléctrica onde estejam, pelo menos,representado:

a ligação da energia da companhia ao transformador principal da mina;

o cabo de alimentação principal;

o esquema eléctrico de alimentação das instalações em subsolo e superfície

as transmissões, linhas e cabos de tensão;

Painéis.

O licenciamento e fiscalização das instalações eléctricas, bem como dos respectivos anexos, rege­se pela legislação vigente paraas demais instalações eléctricas, da competência da Direcção Geral de Energia.

O projecto das instalações eléctricas é entregue no Instituto Geológico e Mineiro (I.G.M.).

As instalações eléctricas tem de obedecer aos regulamentos de segurança do domínio da electricidade, sendo a destacar, entreoutros, os seguintes pontos:

Nas instalações e nos serviços de electricidade, devem ser observadas no projecto, execução, operação, manutenção, reformae ampliação, as normas técnicas oficiais estabelecidas pelo órgão competente e, na falta destas, as normas internacionaisvigentes;

Todas as partes das instalações eléctricas a serem operadas, ajustadas ou examinadas devem ser projectadas, executadas edispostas de maneira que permita um espaço suficiente para trabalhar em segurança e de modo que seja possível prevenir, pormeios seguros, os perigos de choque eléctrico e de todos os outros tipos de acidentes;

Todas as instalações eléctricas devem estar convenientemente protegidas contra impactos ocasionais, água, poeira, animais einfluência de agentes químicos;

Os cabos e linhas eléctricas, especialmente no subsolo, devem ser dispostos de modo que não sejam danificados por qualquermeio de transporte, lançamento de fragmentos ou pelo peso próprio;

Redes eléctricas, transformadores, motores, máquinas e circuitos eléctricos, devem ser equipados com dispositivos deprotecção automáticos ou fusíveis para os casos de curto circuito, sobrecarga, queda de tensão e/ou fase;

Toda a rede eléctrica deve possuir ligação à terra, em intervalos definidos, conforme o projecto, devendo os pontos de ligaçãoestar assinalados;

Todos os dispositivos de protecção ao sistema eléctrico devem ser inspeccionados regularmente, de acordo com as instruçõesdo fabricante e normas técnicas vigentes;

A pedreira deve ser dotada de instalações de emergência que, por motivos de segurança, garantam o funcionamento deequipamentos de transporte de pessoal, de esgotos e de iluminação colectiva.

Na realização de trabalhos do tipo eléctrico devem ser observados, entre outros, os seguintes pontos:

A instalação, a operação e a manutenção de instalações eléctricas devem ser executadas apenas por pessoal qualificado,treinado e com autorização do responsável da pedreira;

Deverá conhecer perfeitamente os procedimentos para realizar qualquer tipo de reparação ou modificação que afecte umainstalação eléctrica;

Deve ter à sua disposição elementos de protecção e isolamento, tanto pessoal como material, adequados ao tipo de tensão dainstalação;

É estritamente proibido trabalhar numa instalação eléctrica com tensão;

A autorização e responsabilidade, tanto do corte como restabelecimento da tensão numa instalação eléctrica objecto de revisãoou reparação;

Evitar a existência de lamas ou fogo nas proximidades dos transformadores de modo a prevenir incêndios;

Os trabalhos sobre linhas eléctricas aéreas só se realizarão após garantia de que os circuitos estão fora de serviço;

Na presença de tempestades devem ser interrompidas quaisquer actividades em linhas eléctricas aéreas;

No que respeita a inspecções, devem ser observados os seguintes pontos:

As inspecções a instalações eléctricas devem ser efectuadas, sempre que possível, em conjunto, pelas entidades competentes.

Sempre que a entidade inspectora determine a aplicação de medidas que possam acarretar a paragem total ou parcial dalaboração, deve o IGM ser ouvido previamente.

5.2­ Abastecimento de Ar Comprimido

Nas explorações a céu aberto, o ar comprimido tem várias aplicações, sendo de referir a sua utilização no accionamento deferramentas (martelos, etc.), de motores (bombas, etc.).

As suas principais vantagens são:

As máquinas e ferramentas a ar comprimido são robustas, e por conseguinte apresentam um bom tempo de vida e baixo custode manutenção;

As canalizações de ar comprimido são menos delicadas que as transmissões eléctricas;

A sua utilização tem porém, alguns inconvenientes. A principal é o facto de o seu rendimento de utilização ser muito baixo,podendo em alguns casos atingir 30%, valor este correspondente à diferença entre a energia fornecida ao compressor e a energialibertada no aparelho utilizador.

Por conseguinte, e embora o ar comprimido tenha ainda utilizações dificilmente substituíveis, tende a ser cada vez mais preteridoem favor da energia eléctrica.

Uma boa eficiência das máquinas utilizadoras só pode ser obtida se as redes de distribuição que as alimentam forem concebidas demodo a poder fornecer­lhes, à pressão devida, ar de boa qualidade.

Para que tal seja obtido, uma rede de distribuição deve oferecer as seguintes garantias:

Pequena queda de pressão nas tubagens, para que as máquinas utilizadoras possam ser alimentadas à pressão devida;

Rigorosa estanquecidade, segurança de funcionamento e baixo custo de manutenção;

Eliminação da água de condensação, com o objectivo de evitar diluição das lubrificações e a formação de gelo nas condutas emecanismos;

Custo de instalação o mais baixo possível.

Uma inadequada rede de distribuição de ar comprimido originará elevadas despesas de energia, baixa performance dosequipamentos originando um fraca produção.

No que respeita aos compressores devem ser observadas as seguintes regras de segurança:

Os compressores e respectivos equipamentos de condução e distribuição de ar comprimido utilizados devem observar as

Os compressores e respectivos equipamentos de condução e distribuição de ar comprimido utilizados devem observar asnormas específicas de segurança e obedecer aos modelos aprovados nos termos da legislação em vigor;

Os compressores e respectivos equipamentos de condução e distribuição de ar comprimido devem ser periodicamenteexaminados, de acordo com as instruções do fabricante, de modo a mantê­los em perfeitos estado de funcionamento;

Só pode ser usado óleo cujo valor da temperatura do ponto de inflamação seja indicado e garantido pelo fabricante;

As operações de manutenção devem ser anotadas no livro de registo.

De salientar que a instalação de compressores é precedida da respectiva licença, concedida pelo Instituto Geológico e Mineiro(IGM). Depois da montagem deverá ser requerida uma vistoria e prova da instalação e do reservatório de ar comprimido.

Nas redes de ar comprimido é de máxima conveniência a intercalação de separadores de água de condensação (purgadores), paraque esta não chegue aos locais de utilização onde, por um lado, prejudica a lubrificação das máquinas utilizadoras, arrastando oóleo lubrificante, e, por outro, por congelação, devido ao arrefecimento provocado pela expansão do ar.

As mangueiras e os seus acessórios são outra componente importante nas redes de distribuição, uma vez que estabelecem aligação entre máquinas e ferramentas que utilizam o ar comprimido e a rede de distribuição. Estas, pelo facto de introduziremperdas de carga apreciáveis e proporcionais ao seu comprimento, devem ser o mais curtas possíveis.

Sendo destinadas, geralmente, a permitir o fácil deslocamento das ferramenta e equipamentos pneumáticos, ao longo dos locais detrabalho, há a necessidade de que tenham a robustez e a resistência ao desgaste suficientes para que possam ser arrastadas, semgrandes preocupações ao longo dos pisos irregulares e muito abrasivos.

Legenda:1. Compressor 2. Reservatório de ar3. Misturador

4. Purgador com colector de poeiras5. Jumbo de furação

Figura 21 ­ Abastecimento de ar comprimidoOutro ponto fundamental no abastecimento de ar comprimido é a manutenção das redes de distribuição de ar comprimido. Amanutenção consiste, essencialmente, em verificar e garantir a sua estanquecidade com o objectivo de minimizar as fugas.

As fugas mais importantes, que podem atingir facilmente 25% do débito dos compressores, são as pequenas fugas. Estas são,normalmente, as responsáveis pelo essencial das perdas globais das redes uma vez que, ao contrário das grandes, são maisdifíceis de detectar.

5.3­ Abastecimento de Água Industrial

O abastecimento de água industrial é importante na medida em que esta é utilizada durante a exploração em variadíssimasaplicações, pelo que projecto da rede e dimensionamento da mesma deve ser feito de acordo com as necessidades da exploração.

A rede de abastecimento de água industrial pode ser feita:

Por sondagens;

Por captações;

Pela rede pública.

A primeira opção é usada no caso de a zona onde a exploração está inserida não ter uma cursos de água importantes ou próximosda exploração, mas tem aquíferos subterrâneos próximos da área circundante, pelo que se realizam as referidas sondagens.

Caso a exploração esteja situada numa zona onde a rede hidrográfica é extensa, são realizadas captações junto dos cursos deágua com vista ao abastecimento de água em quantidades suficientes. Esta opção pode ser em muitos casos a mais vantajosa doponto de vista económico, na medida em que são efectuados apenas investimentos ao nível da rede.

Quando não é possível realizar nenhuma das anteriores opções, o abastecimento de água deverá ser feita pela rede pública sendoesta a solução mais onerosa.

As redes de abastecimento são na sua maioria constituídas por tubos galvanizados (de modo a conferir melhor resistência), tubosesses que se colocam no chão descendo ao longo do patamares até atingir o fundo da exploração, de modo a servir as frentes dedesmonte.

A sua manutenção não deve ser descurada pois a existência de fugas, implica a existência de água ao longo dos trabalhos, com oconsequente aumento de custo na operação de esgoto.

No que respeita às suas aplicações esta desempenha um papel importante nas frentes de desmonte, sendo no caso dasexplorações de rocha ornamental com uso de fio diamantado de extrema importância pois é usada no arrefecimento do fioaquando da operação de corte. Por conseguinte a rede de abastecimento deverá ser projectada até às várias frentes de desmonte.

6. Anexos Mineiros

6.1­ Aterros de Terras de Cobertura

Nas explorações a céu aberto as terras de cobertura devem ser retiradas para uma distância de segurança suficiente do bordosuperior da exploração, deixando­se livre uma faixa com a largura mínima de 2 m, a circundar e limitar o referido bordo.

Deste modo deve ser garantido o armazenamento do solo de cobertura tanto quanto possível próximo do seu estado inicial, tendoem vista a posterior reconstituição dos terrenos e da flora, de modo a se proceder à adequada aplicação das técnicas e normas dehigiene e segurança, e ao cumprimento das apropriadas medidas de protecção ambiental e recuperação paisagística.

Por conseguinte a localização do aterro está dependente da forma final da escavação.

6.2­ Aterros de Estéreis (Escombreiras)

6.2­ Aterros de Estéreis (Escombreiras)

As rochas estéreis provenientes de explorações a céu aberto depositam­se, geralmente, em montes que constituem asescombreiras.

A escolha de um local para o dimensionamento e construção de uma escombreira deve­se basear, entre outros, em critérios daseguinte natureza:

Técnicos;

Económicos;

Ambientais;

Socioeconómicos.

Para a construção de uma escombreira, para além dos referidos critérios, é preciso ter em atenção vários factores, tais como:

Local de implantação

Entre os critérios específicos mais importantes encontram­se os limites da área mineralizada, a distância de transporte desde aexploração até à escombreira, que afecta o custo total da operação, a capacidade de armazenamento necessária, que vem impostapelo volume total de estéril a transportar, e as alterações potenciais que podem produzir­se sobre o meio natural e as restriçõesecológicas existentes na área onde a escombreira é realizada.

Por conseguinte, a selecção da área de implantação de uma escombreira obedece a um número de objectivos, sendo a destacar osseguintes:

Minimizar os custos de remoção;

Obter a integração e restauração da estrutura, no final da exploração;

Garantir a drenagem;

Minimizar a área afectada;

Evitar a alteração e impacto em habitates e espécies protegidas.

Dimensão e forma

A dimensão das escombreiras está dependente do volume de estéril que é preciso retirar para a extracção do minério. Talquantidade de material depende, nas minas a céu aberto, não só da estrutura geológica do jazigo e da topografia da área, comotambém do valor económico do mineral e dos custos de extracção do estéril.

Em relação à exploração do jazigo, as escombreiras podem­se classificar em dois tipos: interiores, quando se encontram dentro dovazio criado pela exploração; exteriores, quando se encontram em terrenos contíguos à exploração.

Atendendo às formas naturais do terreno e às condições normais de exploração, o tipo de escombreiras mais frequentes são asexteriores, sendo a destacar os seguintes tipos: em vale; em flanco de encosta; em altura.

Geologia e capacidade

No que respeita ao local onde a escombreira será realizada, é necessário proceder a uma investigação de campo que corrobore,por um lado, a não existência de mineral no subsolo, que poderia ser potencialmente explorável no futuro, e por outro, permitir aobtenção de amostras e informação sobre as características geotécnicas dos materiais que constituem a base do depósito.

Método e sistema de construção

De acordo com a sequência de construção, em terrenos inclinados (o caso mais comum), os tipos de escombreiras que se podemdistinguir são quatro:

livre;

por fases;

com dique de retenção no pé do talude;

por fases ascendentes sobrepostas.

Figura 22 ­ Tipos de Escombreiras segundo a sequência de construçãoA formação livre só é aconselhável em escombreiras de pequenas dimensões e quando não existe o perigo de derrocada deblocos. Caracteriza­se por apresentar um talude coincidente com a inclinação máxima que permita a estabilidade dos taludes, e porapresentar uma acentuada separação granulométrica do estéril ou acumulação de blocos no sopé.

Este método, embora seja o mais utilizado até à data, apresenta­se como o mais desfavorável do ponto de vista geotécnico.

As escombreiras por fases proporcionam factores de segurança mais elevados, uma vez que os taludes finais são mais baixos. Aaltura total pode estar limitada por factores associados ao acesso aos níveis inferiores.

Quando os estéreis não são homogéneos e apresentam diferentes litologias e características geotécnicas, pode ser conveniente aconstrução de um dique no pé do talude com o estéril de maior dimensão e resistência, de modo a que actuem como obstáculo aoescorregamento do restante material depositado.

O tipo de construção por fases ascendentes sobrepostas confere uma maior estabilidade, uma vez que se diminuem os taludesfinais e se obtém uma maior compactação dos materiais.

Por tudo isto constata­se que a sequência de construção de uma escombreira incide directamente sobre a estabilidade dasreferidas estruturas e sobre a economia da operação, sendo necessário na maioria dos casos chegar a uma solução decompromisso entre ambos os factores.

6.3­ Bacias de Lamas

A função principal destas estruturas consiste em armazenar permanentemente os estéreis sólidos e reter temporariamente osefluentes líquidos provenientes das instalações de tratamento.

efluentes líquidos provenientes das instalações de tratamento.

Quando os referidos efluentes contêm contaminantes tóxicos, as presas devem ser projectadas para armazenar a água durante umlargo período de tempo, até que se degradem as substâncias químicas nocivas, ou até que a água se evapore.

As bacias de lamas diferem dos aterros de estéreis convencionais em três aspectos básicos:

As bacias de lamas armazenam tanto sólidos como líquidos;

Em muitos casos, as próprias lamas são utilizadas como material de construção devidamente preparados;

As bacias são construídas, normalmente, por etapas seguindo o desenrolar das operações;

De referir que nas últimas décadas observou­se um enorme progresso no projecto e construção de bacias de lamas, no querespeita ao campo da hidrologia e geotecnia. Tal avanço deve­se principalmente às exigências de segurança e protecção ambientalque estão, nos dias de hoje, inerentes a qualquer projecto mineiro.

Na tabela seguinte são apresentados os diversos factores que influenciam o dimensionamento e construção de uma bacia delamas:

Tabela: Factores que influenciam o dimensionamento e construção de bacias de lamas

Factores Locais Características das lamas Características dosefluentes Limitações Ambientais

Geologia Produção de resíduos

CaracterísticasQuímicas:­ pH­ catiões metálicos­ potencial­ oxidação/redução­ toxicidade

Qualidade do ar

Sismicidade Granulometria Produção de efluentes Qualidade das águassuperficiais

Topografia Quantidade em argila Capacidade de circulação Qualidade das águassubterrâneas

Rede de drenagem Composição química Necessidades de evaporação Necessidade de recuperaçãoAquíferos subterrâneos Densidade das lamas Drenagem da água superficialPrecipitações Lixiviabilidade Evaporação Disponibilidade dos terrenos Preço dos terrenos No que respeita aos factores locais, constata­se que os critérios para o dimensionamento e construção de uma bacia de lamas são,por razões ambientais, mais abrangentes, envolvendo mais do que apenas a proximidade à exploração e topografia dos terrenos.

A topografia é um factor básico e determinante que está relacionado com a altura e dimensão das bacias.

A disponibilidade dos terrenos é também decisiva, na medida em que o tamanho das bacias está dependente do custo dosterrenos, da necessidade e/ou custo da impermeabilização do mesmo e da sua recuperação final.

Ao construir­se uma bacia de lamas são vários os factores a considerar no âmbito da geologia e sismicidade da área em questão.Deve ser feito um estudo como objectivo de determinar se existem falhas potencialmente activas, e no caso de ser uma zonaactiva em termos sísmicos, dever­se­á avaliar o comportamento dinâmico das bacias.

Outros factores que se devem considerar na concepção de bacias de lamas são relativos à disponibilidade de materiais deconstrução, à capacidade de suporte, drenagem da base de apoio e qualquer existência de fracturação e/ou falhas geológicas naárea envolvente.

A permeabilidade do terreno que constitui a base da bacia pode ter um peso determinante sobre os custos de construção e aptidãodessa área para a criação de uma bacia de lamas, pois a infiltração dos efluentes é inadequada do ponto de vista ambiental.

Como foi referido as características das lamas são importantes uma vez que se estas apresentarem determinadas propriedadesfísicas e químicas podem ser usadas para construir a própria bacia de lamas. A sua utilização na construção de bacias de lamasdeve ser feita sempre que possível, já que tal medida trás enormes vantagens quer do ponto de vista económico como ambiental.

Nas figuras seguintes são apresentados os métodos seguros e inseguros de construção de bacias de lamas para o tipo deconstrução mais usual (construção a montante).

Figura 23 ­ Método seguro de construção a montante

Figura 24 ­ Método inseguro de construção a montanteAs características dos efluentes são outro conjunto de factores importantes para o correcto dimensionamento e construção de umabacia de lamas, sendo os mais importantes a quantidade de efluentes, o seu caudal e gradiente hidráulico.

Figura 25 ­ Construção a montante com ciclones

Figura 26 ­ Construção a jusante com ciclonesTal como foi referido anteriormente, a construção é realizada por etapas e no caso das lamas serem empregues na construção, asunidades de tratamento têm que operar um dado período de modo a ser produzido o material necessário que permita a conclusãoda mesma.

Por esta razão a bacia é na maioria dos casos construída com o estéril da própria exploração, ou com o estéril existente naescombreira.

6.4­ Bacias de Rejeitados

Uma significativa melhoria nas operações mineiras e processos metalúrgicos deu origem a que os trabalhos mineiros se efectuemmesmo com baixos teores, criando um problema difícil de resolver: qual o destino a dar aos rejeitados.

Os rejeitados são normalmente transportados hidraulicamente para a bacia de decantação, numa concentração que ronda os 40%de sólidos em peso.

As bacias de rejeitados são uma estrutura importante em qualquer exploração mineira na medida em que cada vez se pretendeuma laboração com custos mínimos, sendo o tratamento e consequente recirculação de águas um ponto importante para aobtenção de tais objectivos.

O tratamento dos rejeitos líquidos, incluindo água poluída, deve ser executado em instalações e através de processosadequadamente projectados e aprovados pelas entidades competentes.

No entanto ao armazenamento de rejeitos em forma de polpa está sempre associada uma potencial poluição que varia consoante otipo de exploração mineira, podendo em alguns casos ser bastante grave.

Por conseguinte estas bacias são estruturas importantes que envolvem dois aspectos que dizem respeito à saúde pública. Oprimeiro aspecto diz respeito à estabilidade estrutural da bacia e a possível libertação, caso ocorra um acidente, de um grandevolume de água e/ou de fluidos rejeitados. O segundo aspecto diz respeito a uma possível contaminação dos cursos de água eaquíferos subterrâneos, caso os rejeitos atravessem a bacia e se infiltrem no terreno.

As normas de segurança e ambientais face à poluição podem ter um elevado impacto no projecto, e, em particular, na realizaçãode medições de controle da infiltração, exigidas por lei.

Estas são bastante importantes na minimização do risco de contaminação ou poluição, pois quanto maior for a quantidade de águarecirculada, menor será a quantidade de rejeitos líquidos que necessitarão de tratamento e/ou armazenamento.

Quando a recirculação completa não for possível, os rejeitos líquidos que estiverem fora dos limites e padrões estabelecidos pelalegislação vigente de protecção ao meio ambiente devem ser recolhidos e tratados, antes de serem lançados nos corposreceptores.

Deste modo a construção e manutenção de bacias de rejeitados deve ser feita de acordo com as normas vigentes, tendo semprepresente que a operação a um custo mínimo está sempre associado a uma possível contaminação e/ou poluição do meio ambiente.

Vários métodos de construção foram desenvolvidos de modo a maximizar o condicionamento de rejeitados e outros produtos,podendo ser agrupados em três grandes grupos:

Construção a montante;

Construção a jusante;

Construção central (variante da construção a jusante);

Embora os rejeitados estejam longe de ser considerados material ideal para a construção de bacias, estes são na maioria dasvezes utilizados pelo facto de serem o material mais disponível e simultaneamente mais barato.

Por conseguinte a construção de bacias utilizando rejeitados deve obedecer aos seguintes pontos:

separação dos rejeitados em areias e polpas, sendo apenas as areias usadas como material de construção;

controle das operações de separação das areias, de modo a garantir que a areia obtida esteja de acordo com as exigências decalibre e permeabilidade;

Instalação de drenos e filtros internos de modo a prevenir fugas, e baixar o nível freático no interior dos taludes de areia;

compactação das areias de modo a aumentar a sua densidade. Tal medida aumenta a resistência das areias à liquefacçãoaquando de pequenos tremores de terra e permite usar com segurança taludes mais altos e abruptos;

protecção de superfícies facilmente erudíveis com vegetação, materiais grosseiros ou mesmo blocos de estéril.

O uso de blocos de estéril e material excedente proveniente da exploração e cujo transporte seja economicamente viável podem,na maioria dos casos, ser utilizado na construção de bacias de decantação conferindo­lhes uma maior estabilidade.

No entanto na maioria dos casos a disponibilidade deste tipo de material não coincide com a necessidade de elevar a bacia demodo a manter o topo acima dos rejeitados. Por conseguinte é usual combinar­se rocha estéril com areia de rejeitados de modo aproduzir uma bacia segura e económica.

Construção a Montante

Este é o método mais antigo de construção de bacias, sendo o método mais barato de despejo de rejeitados.

Este é o método mais antigo de construção de bacias, sendo o método mais barato de despejo de rejeitados.

A construção consiste em colocar material, para montante, em cima do material já existente, elevando assim os taludes da bacia.O material usado para o efeito são na maioria dos casos rejeitados da bacia anterior que entretanto secou, repetindo­se o ciclo.

Deste modo, à medida que a altura da bacia aumenta, o dique vai­se movendo para montante encontrando­se apoiado nosrejeitados anteriormente depositados.

Figura 27 ­ Construção a montanteAs vantagens do presente método são o seu baixo custo e rapidez de construção. No entanto todas as variantes deste método têma grande desvantagem de todas as bacias serem construídas em cima de rejeitados previamente depositados, que não seencontram devidamente consolidados.

Construção a Jusante

Os métodos de construção a jusante são relativamente recentes, sendo o método o culminar de tentativas de desenvolvimento debacias maiores e mais seguras.

O seu método de construção é em tudo semelhante ao anterior variando apenas a direcção de construção e/ou desenvolvimento.

Todas as variantes deste método têm um ponto em comum, uma vantagem face ao método anterior, o facto de serem construídasna direcção jusante e por conseguinte terem fundações previamente preparadas e não rejeitados previamente depositados.

As vantagens do presente método, para além da anterior, são: o controle de compactação e colocação dos materiais poder serrealizado ao longo das operações de enchimento; a possível instalação de sistemas internos de drenagem à medida que a bacia éconstruída, o que melhora a sua estabilidade; o facto de a bacia poder ser projectada e construída para qualquer grau desegurança, incluindo resistência a tremores de terra, a possibilidade de esta poder ser elevada, com um mínimo de alterações eproblemas, acima do valor inicialmente previsto no projecto.

Figura 28 ­ Construção a jusanteEsta última vantagem torna­se muito importante na indústria mineira, na medida em que por vezes a vida da exploração éacrescida por novas descobertas de minério, melhorias no método de exploração ou aumento das cotações do metal.

A grande desvantagem de todos os métodos de construção a jusante é o enorme volume de areias necessário para construir abacia.

Construção Central

Este é uma variante do método anterior, sendo a única diferença o facto de o topo da bacia não se mover para jusante mas simverticalmente.

Este método permite que se eleve a bacia de um modo mais rápido e com recurso a menos material (areia).

Figura 29 ­ Construção central

6.5­ Bacias de Decantação

Em qualquer exploração as águas poluídas quer física quer quimicamente não podem ser lançadas na bacia hidrográfica sem teremsido sujeitas à operação de neutralização e decantação de modo a obterem­se as condições mínimas na legislação em vigor.

Assim, no tratamento dos rejeitos líquidos, incluindo as águas da exploração e de drenagem, devem ser esgotadas todas aspossibilidades técnicas e económicas, de forma a maximizar a quantidade de água a ser recirculada.

Quando a recirculação completa não for possível, os rejeitos líquidos que estiverem fora dos limites e padrões estabelecidos pelalegislação vigente de protecção ao meio ambiente, são então recolhidos e tratados em bacias de decantação, antes de seremlançados na bacia hidrográfica.

O tratamento dos rejeitos líquidos deverá ser executado através de processos adequadamente projectados e aprovados pelosórgãos competentes.

Um outro aspecto importante é a dimensão das referidas bacias, que devem ser projectadas e protegidas de modo que as águassuperficiais não prejudiquem o seu funcionamento.

No que concerne ao controle dos depósitos e bacias de decantação devem ser observados os seguintes pontos:

Todos os depósitos e bacias de decantação de estéril, rejeitos e produtos, bem como as suas instalações devem ser controladosregularmente.

Quando forem construídas barragens para bacias de decantação a montante de áreas habitadas ou cursos de águas, deve serfeita a monitorização constante da barragem de modo a prever situações de emergência.

Qualquer ocorrência que afecte a segurança dos depósitos e bacias de decantação deve ser corrigida e comunicadadirectamente ao I.G.M.

6.6­ Instalações SociaisAs instalações sociais são parte integrante dos anexos mineiros, e variam não só com a dimensão, localização geográfica e tipo de

As instalações sociais são parte integrante dos anexos mineiros, e variam não só com a dimensão, localização geográfica e tipo deexploração, como também com o número de trabalhadores.

No que respeita às obrigações da entidade empregadora tem­se que:

Cabe à empresa assegurar­se de que os empregados admitidos encontram­se aptos a realizar os trabalhos de exploração;

A entidade empregadora deve adoptar medidas de higiene e de segurança adequadas à prevenção de doenças de trabalho,devendo garantir o imediato atendimento ao acidentado, de acordo com a legislação vigente;

A entidade empregadora deve garantir a higiene e segurança dos trabalhadores, devendo existir instalações sanitárias para oefeito;

A entidade empregadora deve manter em boas condições de higiene e funcionamento as instalações sanitárias regulamentares,devendo haver no mínimo um sanitário por cada 5 trabalhadores;

Sempre que os trabalhadores estejam sujeitos a molhar­se ou a sujar­se em demasia, terão direito ao uso de vestuário ecalçado apropriados, a fornecer gratuitamente pela empresa. Caso se torne necessário deverá existir vestiários nas instalaçõessanitárias;

As explorações que empreguem 50 ou mais trabalhadores devem dispor de um posto para primeiros socorros, devendo estesituar­se em local central relativamente às instalações da exploração e obedecer às seguintes condições:

­ ser espaçoso;­ ser mobilada de maneira adequada ao fim a que se destinam, compondo­se pelo menos de sala de espera, sala decurativos, gabinete e casa de banho;­ proporcionar acesso fácil a uma maca transportando uma pessoa;­ estar isolado dos locais destinados a outros fins;­ ser utilizado unicamente para os primeiros socorros e assistência a sinistrados;­ ter boas condições ambientais de temperatura, ventilação e iluminação;­ dispor de água quente e fria.

Nas explorações com mais de 500 trabalhadores, as instalações do posto de primeiros socorros deve ser composta deinstalações e material de acordo com a lei vigente;

Os trabalhadores devem ter à sua disposição instalações onde haja água potável em quantidade suficiente;

Em todas as explorações deve existir pelo menos 1 socorrista;

Em locais de trabalho com risco para a saúde do trabalhador, a empresa deve possuir um sistema de monitorização doambiente e controle dos parâmetros que afectam a saúde do trabalhador.

Além dos casos referidos podem existir, consoante o número de trabalhadores e localização da exploração, outras instalações taiscomo:

cantina;

hospital;

escola;

edifício de habitação;

escritórios;

pré fabricados;

7. Regras de Segurança e Sinalização

7.1­ Regras de Segurança

A segurança em explorações mineiras a céu aberto está directamente relacionada com a configuração e organização das mesmas,com a utilização dos equipamentos e máquinas empregues e com produtos como os explosivos.

As regras de segurança têm como principal objectivo o controle e minimização dos riscos e doenças profissionais característicosdas explorações a céu aberto.

No sentido de atingir esse objectivo principal, as regras de segurança devem ter em consideração, bem como respeitar e transmitirà entidade empregadora, um conjunto de premissas em seguida enumerados:

Preservar a integridade dos trabalhadores e de outras pessoas envolvidas;

Organizar o trabalho de modo a que o risco seja mínimo;

Colocar a prevenção à frente da correcção;

Possuir os equipamentos de protecção colectiva necessários;

Possuir instalações de higiene e instalações sociais para os trabalhadores;

Possuir os equipamentos de protecção individual necessários;

Informar e dar formação aos trabalhadores sobre os riscos que correm no seu posto de trabalho;

Possuir primeiros socorros;

Usar sinalização adequada;

Conhecer e cumprir a legislação vigente.

Em seguida são apresentadas regras gerais de segurança a serem observadas com vista à prevenção de acidentes comuns.

No que concerne à prevenção da queda de equipamentos ou de cargas, devem ser observadas as seguintes regras de segurança:

Não exceder a capacidade do equipamento;

Distribuir bem a carga;

Utilizar vias de circulação com pisos em bom estado o pouco inclinadas;

Proceder à verificação diária e inspecção periódica dos equipamentos de extracção, carregamento e transporte;

Substituir periodicamente os cabos de aço da grua em com frequência os cabos auxiliares que abraçam os blocos.

Os atropelamentos podem ser evitados quando observados as seguintes regras de segurança:

Manutenção periódica e adequada das pás, retro e dumpers;

Sinalizar com sinais de perigo as zonas de movimentação de máquinas;

Usar sinalização sonora de marcha atrás nos equipamentos.

De modo a prevenir o desabamento de terras e queda de blocos dos taludes devem ser observadas as seguintes regras desegurança:

Limpar a terra existente na bordadura da escavação até distâncias de pelo menos 2 m;

Sanear os taludes;

Trabalhar o mínimo possível junto dos taludes e só quando não existir outra alternativa

Usar capacete;

Usar botas de protecção.

Para evitar a queda de pessoas de escadas, precipícios e no mesmo nível devem ser observadas as seguintes regras desegurança:

Fixar as escadas de mão, de modo a não poderem escorregar, tombar ou oscilar;

Colocar as escadas de mão, de modo a que estas ultrapassem em pelo menos 1 m o limite superior do local a atingir;

Colocar as escadas de mão, de modo a que estas ultrapassem em pelo menos 1 m o limite superior do local a atingir;

Utilizar escadas fixas com protecções laterais para o acesso dos trabalhadores ao interior da pedreira;

Colocar vedação com altura superior a 90 cm junto às zonas de precipício;

Manter o piso das zonas de passagem regular e não escorregadio;

Desimpedir de obstáculos as zonas de passagem;

Usar calçado com sola antiderrapante.

De modo a prevenir pancadas de pérolas diamantadas ou de fragmentos resultantes de um rebentamento devem ser observadasas seguintes regras de segurança:

Evitar que existam pessoas a trabalhar nas imediações da máquina, em direcções coincidentes com a do corte;

Manejo de explosivos por pessoa habilitada com célula de operador;

Respeitar os diagramas de fogo;

Usar capacete;

Usar botas de protecção.

As regras de segurança a serem observadas com vista à prevenção de entalamentos e cortes, são:

Realizar uma manutenção periódica dos equipamentos;

Utilizar ferramentas em perfeitas condições;

Usar luvas;

Usar capacetes;

Usar botas de protecção.

A prevenção do ruído é obtida quando observadas as seguintes regras de segurança:

Utilizar equipamentos mais modernos e menos ruidosos;

Reduzir os tempos de exposição;

Usar auriculares adequados.

As poeiras podem ser minoradas quando observadas as seguintes regras de segurança:

Usar sistemas de captação de poeiras;

Usar sistemas de perfuração a húmido

Regar periodicamente as vias de circulação;

Usar máscaras de protecção.

As regras de segurança a serem observadas com vista à prevenção de vibrações, são:

Utilização de martelos pneumáticos mais recentes;

Não utilizar cargas de explosivo excessivas.

De modo a evitar o risco de electrização (electrocussão, queimaduras, etc.) devem ser observadas as seguintes regras desegurança:

Realizar uma manutenção periódica aos circuitos e quadros eléctricos da exploração;

Não permitir que os cabos eléctricos passem por zonas susceptíveis de serem descarnados;

Não colocar os quadros eléctricos móveis em zonas que possam ficar submersos.

As regras de segurança a serem observadas com vista à prevenção de riscos químicos (contacto com lubrificantes), são:

Armazenamento dos lubrificantes e substâncias afins em locais próprios;

Evitar a existência deste tipo de substâncias em locais em que as pessoas têm que tocar com as mãos;

Usar luvas.

De modo a prevenir o risco de incêndio ou explosão devem ser observadas as seguintes regras de segurança:

Armazenamento de combustíveis, explosivos e lubrificantes em locais apropriados;

Sinalizar adequadamente os locais de armazenamento das substâncias atrás referidas com sinais de proibição e de perigo,adequados;

Manter fechado o acesso aos locais de armazenamento destas substâncias.

A transmissão de doenças podem ser prevenidas quando observadas as seguintes regras de segurança:

Utilizar copos individuais para os trabalhadores ingerirem água;

Possuir instalações sociais e de higiene limpas e em bom estado.

Nas explorações a céu aberto é de salientar a importância dos riscos mecânicos pelo facto de estarem na origem da maior partedos acidentes que se registam nas pedreiras, sendo responsáveis por quase todos os acidentes mortais que aí se verificam.

Deste tipo de riscos destacam­se os seguintes:

Queda de blocos;

Queda de máquinas;

Desabamento e projecção de pedras de grandes dimensões.

Além dos riscos mecânicos, o ruído, as vibrações e as poeiras, estas últimas assumindo especial importância nas explorações degranito devido ao problema da silicose, são também riscos a considerar e a combater prioritariamente a outros tambémapresentados.

7.2­ Sinalização

A sinalização visual de segurança, de uso obrigatório nos locais de trabalho de acordo com a legislação vigente, tem por funçãochamar à atenção de forma rápida e eficaz, os trabalhadores e outras pessoas, para objectos e situações que poderão provocardeterminados perigos.

Serve ainda para indicar a posição de dispositivos que sejam importantes do ponto de vista de segurança, bem como recomendarformas de actuação.

Os sinais de segurança devem ser colocados juntos dos locais de trabalho, de um modo bem visível, devendo estes ter asdimensões indicadas na legislação. Os sinais existentes devem ser capazes de informar sobre os principais riscos existentes, bemcomo facultar as informações necessárias numa situação de emergência.

Em seguida é apresentada a sinalização de segurança comum a todas as explorações.

Figura 30 ­ Sinalização de Segurança

Figura 31 ­ Sinalização de Segurança (cont.)

Figura 32 ­ Sinalização de Segurança (cont.)

8. Casos Práticos

Quanto a casos práticos são muitos os existentes em Portugal, dado o grande número de explorações a céu aberto existentes emtodo o país, pelo que o exemplo a apresentar deve ser o mais idêntico e fidedigno possível de uma típica exploração de rochaindustrial existente em Portugal.

No que respeita a pedreiras de rocha ornamental temos as variadíssimas explorações de mármore na zona de Estremoz, Borba eVila Viçosa.

As inúmeras pedreiras de calcário, cujos desmontes, abastecem as fábricas de cimento são um vivo exemplo de uma típicaexploração a céu aberto de rocha industrial.

Para que o exemplo fosse o mais real possível optou­se pela apresentação de um caso concreto, aplicado por uma das empresasmais conceituadas no ramo e que mais estudos tem desenvolvido no sentido de optimizar as várias pegas de fogo aplicadas nassuas explorações a céu aberto.

Por conseguinte o exemplo apresentado refere­se a uma pega de fogo aplicada numa exploração a céu aberto pertencente aoGrupo Cimpor.

O diagrama de fogo para desmonte de calcário é o seguinte:

Carga por furo = 31 KgVolume desmontado por furo = 4 x 4.5 x 10 mCarga específica = 0.172 Kg/m3 = 0.064 Kg/t

Em seguida são apresentados os diagramas de fogo e o esquema de carregamento dos furos.

Figura 33 ­ Diagrama de Fogo

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Figura 34 ­ Esquema de Carregamento dos Furos

COMO CITAR ESTA PUBLICAÇÃO (HOW TO CITE THIS PUBLICATION):Instituto Geológico e Mineiro (1999). Regras de Boa Prática no Desmonte a Céu Aberto.Versão Online no site do INETI: http://e­Geo.ineti.pt/geociencias/edicoes_online/diversos/boa_pratica/indice.htm