Pedreira (geologia)
Uma pedreira é o local de onde são extraídos os materiais de construção, como a pedra (neste caso, a pedreira é às vezes chamada de perrière ), areia ou vários minerais não metálicos ou carboníferos. O trabalho é feito a céu aberto, "na encosta" ou "em uma cova" (às vezes até cem metros de profundidade). As pedreiras podem ser subterrâneas ou subaquáticas. Exploram rochas soltas (cascalho, aluvionar ) ou maciças (rochas sedimentares consolidadas ( calcário e arenito ), eruptivas ou metamórficas ( ardósias , granitos , porfirias , gnaisses , anfibolitos , quartzitos , xistos , basaltos , etc.)
O termo "pedreira" também designa uma instalação industrial completo, chamado em França uma instalação classificada para a protecção do ambiente , compreendendo: um local de extracção e as máquinas utilizadas para tratar a rocha extraído (o material em "all-round», Ou seja, não separados), galpões, oficinas onde blocos de rocha são cortados e cortados. A distinção entre mina e pedreira deve-se à natureza do material extraído (estratégico ou valioso para a mina, de menor valor para a pedreira). Na lei francesa, esta distinção é esclarecida pelos artigos L. 311-1 e L. 100-2 do novo código de mineração , dos quais este último pode ser citado: "qualquer substância mineral ou fóssil que não seja qualificada pelo livro I este código de substância de mina é considerado uma substância de pedreira ” . A palavra vem do baixo latim quadrus , "quadrado" (implícito: quadrus lapis , "pedra quadrada" para pedra cortada ).
História
O homem começou a cavar o solo com ferramentas rudimentares, em madeira , chifre ou osso para solo macio, em sílex , para rochas. Para moldar as rochas moles, ele então recorreu a ferramentas de rocha dura. Mas para moldar rochas duras, ele teve que esperar o advento dos metais, abrasivos poderosos como diamantes e explosivos.
As primeiras operações foram realizadas naturalmente, há mais de 5 mil anos, com a coleta de pedras da superfície do solo. As pedras retiradas em bruto são utilizadas na construção de paredes de pedra seca . Os seixos arredondados do rio são um material de escolha, mas são difíceis de implementar sem argamassa, por isso são cimentados com argamassas de argila , retiradas no local quando possível. A busca por pedras cada vez mais aprofundada levou ao estabelecimento de pedreiras a céu aberto ou subterrâneas. Assim, já no Neolítico , nas minas de sílex do Neolítico de Spiennes ( Hainaut ), os homens contemporâneos das antas cavam poços e galerias para obter a pederneira de giz, mais fácil de usar do que os seixos rolados incluídos nas longarinas.
No mundo antigo , gradualmente surgiu a necessidade de encontrar as pedras mais adequadas ao seu destino. O trabalho de extração e debitação das pedras realiza-se em várias etapas: após o trabalho de "descerramento" das bancadas de pedra próprias para a produção das pedras, duras ou moles, compatíveis com o seu destino, inicia-se o trabalho de extração. Para separar os blocos que podem ser moldados, o pedreiro lança mão, em casos muito raros, de camadas naturais e fendas, mais frequentemente tem que cavar sulcos, no pico, delimitando o volume e a forma das pedras como que eles terão que ser realizados.
De acordo com Eugène Viollet-le-Duc , os romanos são os exploradores de carreira mais inteligentes que já existiram. “As construções de pedra que eles deixaram são sempre erguidas com os melhores materiais que poderiam ser obtidos nas proximidades de seus monumentos. Não há edifício romano cujas pedras sejam de qualidade medíocre; quando faltavam absolutamente esses raios em um raio extenso, eles empregavam seixo ou tijolo , em vez de pedras de construção de qualidade inferior; e se alguém quer ter boas pedras lapidadas em um país onde os romanos ergueram monumentos, é apenas uma questão de procurar pedreiras romanas. "
As ferramentas dos pedreiros romanos consistiam em picaretas , cunhas , alavancas para a extração, serras para o desbaste dos blocos, cinzéis e martelos , massas ou marretas .
A antiga Roma , a Idade Média , o Renascimento , até o XIX th século fazem uso pesado de pedra natural em arquiteturas de prestígio.
As técnicas tradicionais de abate , por sangramento no topo, na cunha, na marreta realizada com braços humanos, sucedem ao trabalho mecânico e "cego" das máquinas: o golpe mecânico da britadeira , da motosserra ( chopper ) , o perfurador rotativo (do sem-fim para o rotativo), o martelo perfurador, o jato de água pressurizado ou mesmo o laser de potência.
A pedra deixa de ocupar o lugar centenário que ocupava na construção com a invenção do betão ( pedra artificial ), que é mais fácil de implementar.
As pedras de construção (ardósias, chamadas de pedras cortadas dimensionais, lápides e pedras ornamentais) representam apenas uma pequena, mas lucrativa parte da produção de rochas. Na França, se considerarmos todas as rochas explodidas , as pedreiras excedem em tonelagem a produção das minas. A cada ano, na França, são extraídos 200 milhões de toneladas de matéria mineral rochosa (excluindo aluviões, morenas e outros empréstimos de solo solto, que representam ainda mais) que são divididos entre: carvão e minérios (10 MT ); cimento e pedra de gesso (10 MT ); agregados de concreto, estradas, lastro (150 MT ); blocos para riprap (diques marítimos, obras portuárias) (30 MT ).
Homem e maquina
Comparado ao trabalho manual, onde o mineiro escolhe o ponto de ataque mais adequado a cada golpe, o trabalho da máquina é extremamente caro em energia: o abate com uma máquina pontual consome 76 vezes mais, o abate com o explosivo em furos de explosão é da mesma ordem. Uma broca de grande diâmetro consome 135 vezes mais, a combinação ideal de broca, cinzel e tiro de furo de poço reduz esse fator para 20.
Tipos de carreiras
Podemos distinguir as pedreiras pelo uso da rocha que é retirada delas:
Esta última categoria é, na França, de longe a mais importante em volume.
Também podemos distinguir pedreiras pelo seu método de extração:
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Pedreiras de rocha maciça : extração de uma camada geológica de rocha bastante homogênea e compacta por detonação, serragem e mais raramente por arraste (raspagem e polimento);
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Caixa de cascalho e caixa de areia : extração de depósitos sedimentares , aluviais ou marinhos de areias ou cascalhos.
- Existem pedreiras subaquáticas (areia, cascalho) e subterrâneas.
Operação
De longe as mais numerosas na França, as pedreiras maciças exploram seus depósitos de maneira quase sempre idêntica:
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Perfuração ou perfuração : perfuração de furos verticais de cerca de 10 cm de diâmetro na rocha de acordo com um espaçamento bem determinado (a "malha").
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Mineração : Os furos são preenchidos com explosivos. A explosão sucessiva dos furos fragmenta aproximadamente (<800 mm ) a rocha e a derruba.
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Recuperação : uma escavadeira hidráulica ou uma carregadeira de rodas coleta a rocha explodida e a carrega em um veículo de transporte.
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Laminação : uma máquina, mais raramente uma esteira transportadora, transporta materiais grosseiros para a estação de tratamento.
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Escalpelamento : opcional, os materiais avançam em trilhos com cerca de 200 mm de distância . Os pequenos passam. Os materiais finos são freqüentemente inadequados para os usos nobres de agregados, o escalpelamento os elimina.
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Britagem primária : materiais grosseiros são quebrados por uma ação mecânica direta, por exemplo, o fechamento de duas mandíbulas verticais ou a projeção violenta em uma tela de metal. Geralmente buscamos obter materiais que variam de 0 a 250 mm .
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Primário rastreio : após trituração primária, os materiais são enviados por transportadores de correia em uma série de grelhas vibratórias. O tamanho dos orifícios nas grades permite que os materiais sejam classificados. Os pequenos o suficiente para serem comercializados são colocados em estoque, os demais vão para a moagem secundária.
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Colocação em pré-estoque : opcional, a colocação em estoque e a devolução dos materiais destinados ao processamento posterior permitem dar flexibilidade operacional à planta. A parte primária pode, portanto, operar separadamente do resto da instalação.
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Britagem secundária : materiais muito grandes são quebrados por uma ação mecânica frequentemente indireta por atrito . Britadores cônicos verticais giratórios são comuns. Em seguida, tentamos reduzir o tamanho do maior para 50 mm .
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Peneiramento secundário : mesmo princípio acima, mas o material muito grosso volta para o britador secundário, os outros vão para a britagem terciária ou para estoques comercializáveis.
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Moagem terciária : o objetivo é obter materiais com menos de 14 mm de diâmetro.
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Peneiramento terciário : várias telas em série acabam separando os agregados em "cortes" cada vez mais finos.
Organização, estrutura de uma carreira
Além de oficinas, sistemas de pesagem, reservas de combustível e equipamentos operacionais ... uma pedreira é normalmente composta de áreas específicas, que evoluem no espaço e no tempo com o avanço da face de trabalho, etc.
- Frentes da cintura; estes são os lados (muitas vezes verticais ou quase) resultantes do corte da rocha (por vezes serrado, anteriormente fendido e hoje mais frequentemente derrubado por detonação (ex). Várias frentes sobrepostas podem ser organizadas em degraus, com uma altura reguladora de cada frente, estabelecida de acordo com o risco de desabamento. Na França segundo o ENCEM, o degrau localizado entre duas bancadas não deve ultrapassar 15 m (e até 30 m com isenção). Uma frente é dita "mais baixa" (da lavrada depósito) ou descoberta (composta de materiais de superfície desgastados , conhecidos como materiais de descoberta ).
- Os bancos; horizontais e muitas vezes com várias dezenas de metros de largura (área para mover as máquinas), eles separam as faces de trabalho (o pedreiro chama de camada a associação de uma fonte e sua bancada inferior). No final da operação, enquanto as faces de trabalho avançam, as bancadas “residuais” geralmente medem menos de cinco metros.
- O azulejo; é no fundo da cava o platô horizontal formado pelo avanço progressivo das frentes. Pode atingir centenas de hectares em pedreiras muito grandes.
- A rede de trilhas; permite que as máquinas circulem entre as diferentes zonas de uma pedreira. Cada pista está normalmente afastada cerca de 10 m .
- Os merlões; são depósitos lineares de 2 a 4 m de altura, geralmente de poucos metros (5 a 10 m ) de largura, depositados na periferia da pedreira para limitar o ruído, ocultar e delimitar o local. Lá são depositados geralmente resíduos da camada superficial e da pedreira, que podem ser reaproveitados no momento da reabilitação, no final da operação.
- Pilha (ou monte de escória): é um acúmulo significativo de materiais sem interesse comercial ("rejeitos"), resultantes de decapagem superficial ou produção profunda que pode atingir vários hectares e dezenas de metros de altura, às vezes são utilizados para aterro parcial da carreira no final da vida.
- Bacias; uma bacia de drenagem pode ser instalada perto da fossa ou no fundo da fossa. Recebe água da chuva e escoamento ou do bombeamento de água subterrânea (água de mina). É um local de armazenamento permanente ou temporário (em regiões chuvosas onde a água deve ser evacuada para não inundar a pedreira. Em substratos de drenagem, às vezes não é necessário).
Uma ou mais bacias de decantação coletam os sólidos em suspensão ( matéria em suspensão na água). Sua água pode ser reutilizada para lavagem de materiais (circuito fechado) ou para o tratamento de água de mina antes do descarte no ambiente natural. A limpeza periódica do lodo sedimentado é então necessária.
Estabelecimento de uma pedreira
Obedece a vários critérios:
- geológico obviamente,
- comercial: a proximidade dos locais de consumo é vital, pois o transporte representa uma grande parte do preço de venda.
- de segurança
- regulamentares e ambientais: ' em França, por exemplo, as pedreiras estão sujeitas a autorização da prefeitura. O prefeito elabora um plano departamental que descreve as áreas onde a exploração de uma pedreira é possível. Muitas outras restrições regulatórias são geralmente adicionadas; pode-se citar principalmente, a respeito da França: '
- restrições de planejamento urbano : o Plano de Planejamento Urbano Local do município onde a pedreira será implantada, o SCOTT (alinhamento dos PLUs de vários municípios), etc.
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restrições regulamentares destinadas a proteger a natureza e a flora : parques nacionais , paisagens classificadas, com na Europa; Zonas Natura 2000 , Zona de interesse comunitário para aves ( ZICO ), Zona de protecção especial (ZPE) e em França; Parque Natural Regional (PNR), ZNIEFF , Ordem de Proteção de Biótopos da Prefeitura (APB), Reserva Natural Regional (RNR), etc.
A superposição em um mapa de todas essas condicionantes permite perceber as possibilidades de abertura de carreira. Na prática, as superfícies disponíveis são pequenas, o que hoje coloca sérios problemas de acesso ao recurso, enquanto a pedra é o segundo material natural mais consumido depois da água (cerca de 20 kg por dia e por habitante)., Na França).
O arrendamento da pedreira não é um arrendamento comercial , mas sim um contrato de venda dos materiais a serem extraídos; A jurisprudência baseia-se no fato de que o material objeto do contrato (argila, granito, etc.) é uma peça de mobiliário por antecipação.
Impacto ambiental
O impacto das pedreiras no meio ambiente varia de acordo com o momento (estágio de exploração, etapas de recolonização), e de acordo com o tipo de extração e substrato:
- Algumas jazidas estão proibidas de explorar: é o caso das localizadas em leitos menores de cursos de água (as extrações para manutenção justificada de cursos de água são dragagens )
- As pedreiras subterrâneas geralmente influenciam a água por meio de suas interações com as águas subterrâneas e superficiais. O pedreiro deve bombear a água do porão para que não invada a pedreira. E os poluentes eventualmente dispersos em uma pedreira podem, ao final de sua vida, contaminar diretamente o lençol freático. Sob certas condições, pode ocorrer drenagem ácida . Por outro lado, algumas pedreiras, se não forem preenchidas, oferecem no final da operação um abrigo para morcegos ou para outras espécies (areia e cascalho em particular, que podem acomodar muitas espécies pioneiras e andorinhas de banco. , Após possivelmente constituírem um ambiente ecológico situação de armadilha para essas espécies ).
- As carreiras são frequentemente abandonadas no final da vida. Eles representam um grande perigo de colapso, porque a infiltração de água os enfraquece. Eles podem causar sérios danos às casas construídas acima. Numerosos no leste da França, mas também na região de Paris, são acompanhados de perto pelos serviços da prefeitura, INERIS (Instituto Nacional do Meio Ambiente e Riscos Industriais) e do BRGM;
- As pedreiras a céu aberto em rocha maciça modificam significativamente a paisagem, criando falésias, cortando colinas, criando buracos profundos na planície. A altura da frente de derrubada não era regulamentada anteriormente e as frentes com mais de 30 metros eram comuns. Essas alturas importantes acentuaram o aspecto vertiginoso dessas mudanças;
- É difícil medir o impacto a longo prazo das extrações no leito dos rios ou no mar, pois depende da resiliência ecológica do meio ambiente e da velocidade de retorno do aluvião. Extrações de poços de cascalho em depósitos sedimentares geralmente levam à criação de novos corpos d'água, permitindo que o lençol freático se expanda.
Impactos das pedreiras em operação
No curto prazo, esses impactos são:
- as vibrações das explosões: as explosões nunca são perfeitas, sofrem uma perda de energia. Os regulamentos estabelecem limites estritos para as vibrações máximas permitidas nas estruturas ao redor das pedreiras. O cumprimento dos regulamentos não impede reclamações (algumas das quais nem sempre isentas de má-fé e cálculos financeiros);
- vibrações do transporte por caminhão: muito menos percebidas, porque não são específicas das pedreiras, muitas vezes sua intensidade é muito superior à da detonação;
- ruído: o equipamento de trituração é particularmente ruidoso, tal como o som da queda de pedra no basculante de um camião vazio e o som dos avisadores de marcha atrás dos veículos. Também aqui os regulamentos regulam os níveis de ruído máximos aceitáveis no limite das operações durante o dia e a noite;
- poeira: o movimento das máquinas nas pistas, assim como a trituração e peneiramento levantam muita poeira. Nas pedreiras onde a rocha é rica em sílica ( Bretanha , Baixa Normandia , Maciço Central ...) este pó contém sílica livre suficiente para causar o aparecimento de silicose no pessoal, após uma exposição contínua e duradoura (vários anos). Na França, os trabalhadores da pedreira devem medir a precipitação de poeira no início das operações. No entanto, o método de medição geralmente implementado (o denominado método das “plaquetas”) não permite fazer uma avaliação sanitária dos efeitos do pó na população. Na verdade, esse método mede o peso da poeira assentando em um wafer. Isso não permite saber qual é a granulometria da poeira emitida. No entanto, o impacto da poeira na saúde está diretamente relacionado a este parâmetro.
Redução de impacto, compensação
Os trabalhadores da pedreira vêm pensando em reduzir esses impactos há vários anos; na França e em outros países, a integração paisagística de locais em fim de vida agora é levada em consideração assim que um local é aberto ou sua licença de operação é renovada. É necessária uma garantia financeira (em França, pelas prefeituras) para garantir que as obras de terraplenagem finais serão executadas mesmo em caso de falência do operador. Estes planos de reabilitação podem ser muito exaustivos e abrir novas perspectivas para os residentes e municípios locais, como o das pedreiras de Fréhel , que propõe a criação de um refúgio de águas profundas nesta costa de arenito rosa. (ainda atual?)
Os chamados locais "órfãos", dos quais faltavam operadoras na época da restauração, estão gradativamente sendo tratados pelo sindicato profissional UNICEM .
Os problemas de ruído e poeira e aerossol são objeto de tratamentos adaptados às situações: revestimento , contenção, sucção, filtração, pulverização de água, buzinas de recuo com amortecimento rápido do sinal, etc.
Fim da vida
As pedreiras formam “enclaves” na matriz da eco- paisagem , então apresentam um potencial de novo habitat para sucessões de espécies que variam de acordo com as características biogeográficas das pedreiras e seu contexto ecológico (riqueza e proximidade com as populações fonte capazes de recolonizar o local) . No final da operação, se a pedreira não tiver sido utilizada como depósito de produtos ecotóxicos ou indesejáveis ao meio ambiente, ela possui diversas características ecologicamente interessantes;
- Parada de pressões antropogênicas, dando lugar a espécies pioneiras, às vezes com o aparecimento de lagoas ou lagoas quando o lençol freático sobe após as paradas de bombeamento de desidratação;
- No que diz respeito à ecologia da paisagem, a pedreira abandonada torna-se um local original, ideal para determinadas espécies pioneiras ou que vivam em seixos, falésias e ambientes rochosos ou inundadas se necessário; As condições de vida lá são, pelo menos inicialmente difíceis (aridez, falta de solo e baixa disponibilidade de certos nutrientes, exposição, erosão se necessário ...), mas este contexto favorece espécies adaptadas a estas condições extremas;
- A diversidade de micro-habitats que se tornaram raros ou naturalmente raros (exceto montanhas) às vezes é alta: frente, cascalho, cerca de barro, azulejo, lagoa, o que é favorável às espécies que podem viver nesses pequenos habitats ou usá-los como um habitat substituição;
- Normalmente não há fertilizantes (fatores de eutrofização e banalização da fauna e da flora ... Isso é favorável a espécies de ambientes oligotróficos (particularmente ameaçados).
- Os pesticidas não são normalmente encontrados lá, o que é bom para as espécies que os sofrem, incluindo a maioria dos invertebrados e animais de sangue frio.
- Existem ecótipos particulares, adaptados à ausência de solo ou aos assentamentos intensos. Daniel Petit (1980) mostrou que plantas como a Sorrel de folhas redondas ( Rumex scutatus ) tiveram que se adaptar à pedra (que então ajudam a estabilizar);
Estão disponíveis guias de boas práticas para uma melhor reabilitação e gestão da biodiversidade, incluindo carreiras na água, carreiras na área Natura 2000 e, mais recentemente (2011), nas carreiras de rochas maciças.
Na França
De acordo com a BRGM, a França metropolitana e os departamentos e territórios franceses ultramarinos tinham 4.276 pedreiras declaradas "ativas" no final de 2013 e de acordo com a União Nacional de Produtores Agregados (UNPG), em 2010 a França teria cerca de 2.700 pedreiras agregadas ( produtos móveis de origem aluvial ou produzidos localmente por esmagamento do leito rochoso. Cobrem aproximadamente (2004) 0,02% do território (Unicem, 2000), produzindo cerca de 6,8 t / habitante (ou seja, 4,5 vezes o consumo individual de petróleo; 1,5 t / capita / ano) Mais da metade (55%) dos agregados vêm de pedreiras maciças.
Uma média de cerca de 1 milhão de toneladas, ou 20 kg por pessoa de areia e cascalho são produzidos todos os dias. As obras públicas são os primeiros consumidores na França com 408 milhões de toneladas de agregados e rocha extraídos para eles em 2004 por 1.770 empresas em cerca de 4.000 locais (pedreiras de rocha solta ou maciça). 500 milhões de toneladas consumidas em 1975 no auge da construção, mas muito mais do que os 75 milhões de toneladas consumidas em 1950 na França durante a reconstrução pós-Segunda Guerra Mundial. A UNICEM tem representado uma diminuição no número de carreiras e empresas nas últimas décadas, notadamente a favor das atividades de reciclagem.
Após a exploração ou como e quando ela ocorre, os pedreiros devem reconstruir ou renaturar seus sítios agrícolas, florestais, reserva ecológica, centro de lazer, elementos da grade verde e azul, etc.
Profissões de carreira
Notas e referências
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" BRGM - Relatório de atividades 2013 do banco de dados e site" Carrières & Matériaux "Relatório final BRGM / RP-63268-FR fevereiro 2014 "
Veja também
Bibliografia
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Artigos relacionados
links externos