Os efeitos do garimpo sobre o rio Abacaxis, no Amazonas

Nicoly Ambrosio

Exploração ilegal de ouro na região impacta comunidades e traz preocupações sobre saúde, segurança alimentar e qualidade da água

FOTO: Daniel Beltrá/Greenpeace/2017

Floresta Nacional Reserva Urupadi, em Maués (AM), impactada por garimpo ilegal

Há mais de uma década, moradores das comunidades ribeirinhas e indígenas do rio Abacaxis, afluente do rio Madeira, no Amazonas, convivem com o medo de ameaças, da água contaminada e de que o garimpo ilegal nunca pare de avançar sobre a Floresta Nacional Urupadi, localizada na parte sul do município de Maués (a 267 km de Manaus). Desde 2018, moradores destas áreas denunciam ao Ministério Público Federal (MPF), por meio da Associação Nova Esperança do Rio Abacaxis (Anera), a atividade clandestina e de grande impacto no Filão do Abacaxis.

“Sai um comando do garimpo, entra outra milícia. Depois há uma operação, essa milícia sai e outra tenta voltar. É algo sistêmico”, diz o psicólogo Fábio Cunha Coêlho, um dos fundadores da associação, à Amazônia Real.

O esforço em denunciar não foi em vão. A Justiça Federal do Amazonas tornou réus, no início deste mês, 13 pessoas apontadas como integrantes da organização criminosa que extraiu, sem autorização, 71 quilos de ouro da Flona de Urupadi, uma unidade de conservação federal. O esquema movimentou mais de 258 milhões de reais e, segundo o MPF, submeteu trabalhadores a condições análogas à escravidão.

Os réus são oito homens e cinco mulheres do Pará, de Mato Grosso, de Rondônia, do Piauí e do Amazonas. Um dos epicentros do esquema era a cidade paraense de Itaituba, onde um dos réus possuía uma joalheria utilizada para o comércio do ouro ilegal.

Sobre o dano ambiental causado dentro da unidade de conservação, a ação penal afirma: “A Flona Urupadi é um espaço territorial especialmente protegido, que abriga uma das regiões mais ricas em biodiversidade do mundo, com estimativa de 800 espécies de aves e alto grau de endemismo de primatas . A exploração ilegal nesta área causou a degradação de milhares de hectares e um dano socioambiental estimado em mais de R$ 267.061.361, ferindo a integridade de bioma com proteção constitucional reforçada”, diz trecho da ação penal obtida pela Amazônia Real.

Registros da exploração ilegal de ouro na região remontam a 2015, quando a Polícia Federal (PF) deflagrou a Operação Filão dos Abacaxis, para desarticular os criminosos do esquema milionário de garimpo na Flona de Urupadi. As investigações apontaram que cerca de 70 hectares de floresta foram devastados pela atividade garimpeira, com sinais de contaminação do solo por mercúrio e cianeto.

A denúncia aceita pela Justiça é resultado de investigações mais recentes sobre a atividade criminosa do garimpo. Na Operação Déjà Vu, em 2023, a PF cumpriu seis mandados de prisão temporária e dez de busca e apreensão em Manaus e Nova Olinda do Norte (AM), Itaituba (PA), Goiânia (GO) e Campo Grande (MS), além de determinar o bloqueio de bens e valores dos investigados. À época, o dano ambiental provocado pelo garimpo foi estimado em mais de 430 milhões de reais, valor recalculado nos anos seguintes conforme novas perícias.

Desde então, foram realizadas outras quatro operações policiais e fiscalizatórias na área: Aurum, Mineração Obscura, Mineração Obscura 2 e Barões do Filão, esta última é a mais recente e foi deflagrada em agosto de 2025.

Na Operação Barões do Filão, os agentes identificaram, além do garimpo ilegal, crimes correlatos como lavagem de dinheiro e exploração de 50 trabalhadores em condição análoga à escravidão. Os policiais federais cumpriram 4 mandados de prisão preventiva e 12 de busca e apreensão em residências dos investigados, localizadas em Itaituba e Novo Progresso (PA), Sinop (MT), Porto Velho (RO) e Regeneração (PI). Também foi decretado o sequestro de bens e bloqueio de ativos de até 74.110.528 de reais, quantia calculada com base no dano ambiental atribuído a essa fase da investigação.

Embora o foco da exploração fosse a Flona Urupadi, os impactos do garimpo ultrapassaram os limites da unidade de conservação e atingiram comunidades ribeirinhas e indígenas localizadas nas cidades de Borba e Nova Olinda do Norte, vizinhas de Maués. Os territórios indígenas afetados são a aldeia Terra Preta, do povo Maraguá, que não é demarcada pela Fundação Nacional dos Povos Indígenas (Funai), e a TI Kwatá Laranjal, do povo Munduruku.

FOTO: Bruno Kelly/Amazônia Real

Vista aérea do rio Abacaxis, na área da aldeia Terra Preta, do povo Maraguá

Fábio Cunha destacou a chegada das operações da PF, sobretudo por ter havido um aumento da estrutura empregada nas ações, com helicópteros, lanchas e recursos de inteligência. Mas ele espera que os efeitos sejam duradouros.

A organização criminosa

Conforme as investigações, no topo da organização criminosa está o atual líder do garimpo, que teria assumido o comando após a prisão do antigo chefe, na Operação Déjà Vu, em 2023. Segundo o MPF, mesmo sem ir até a área de extração, ele coordenava as atividades à distância: arrendava os poços de mineração a outros integrantes do grupo e recebia parte do ouro produzido.

A investigação apontou que os chamados sócios-arrendatários administravam os poços de extração, supervisionavam trabalhadores e mantinham a logística da atividade garimpeira. Cadernos de contabilidade apreendidos pela PF durante a Operação Mineração Obscura 2, em fevereiro de 2025, registraram a produção de cada frente de exploração e a divisão dos lucros entre os envolvidos.

Já o núcleo financeiro da organização é formado por familiares e pessoas próximas aos principais investigados. Conforme o MPF, empresas formalmente registradas e pessoas físicas eram utilizadas como “laranjas” e o montante de recursos movimentado era incompatível com a renda declarada de seus proprietários, uma clara tentativa de ocultar a origem ilícita do dinheiro obtido com os lucros do garimpo.

Alguns dos acusados também foram apontados pelo Ministério Público do Trabalho (MTE) como responsáveis pela submissão de dezenas de trabalhadores a condições análogas à escravidão. Os profissionais cumpriam jornadas exaustivas em turnos de 24 horas de trabalho por 24 horas de descanso e eram obrigados a manusear substâncias altamente tóxicas (mercúrio e cianeto) sem Equipamentos de Proteção Individual (EPIs).

“O lançamento de rejeitos com mercúrio e cianeto contaminou os igarapés da bacia do rio Abacaxis. Segundo o Relatório do MTE, o minério era moído até virar areia fina, de onde o ouro era extraído com auxílio de mercúrio. Estima-se que 8.540,53 gramas de mercúrio foram convertidos em metilmercúrio e incorporados à cadeia trófica, expondo cerca de 67.370 pessoas ao risco de contaminação em um raio de 100 km”, afirmou a ação penal do MPF.

Os trabalhadores do garimpo não eram livres, pois dependiam de prévia autorização do “dono”, o que, segundo a ação penal, evidencia o controle absoluto sobre a locomoção dos empregados. Em dezembro de 2025, três trabalhadores morreram no garimpo após o desabamento de uma galeria subterrânea.

Em janeiro deste ano, ​o presidente do Superior Tribunal de Justiça (STJ), ministro Herman Benjamin, negou pedido liminar para revogação de prisão preventiva decretada contra um homem investigado no âmbito da Operação Barões do Filão. Segundo o Ministério Público, o homem seria um dos principais articuladores da extração e da comercialização ilícitas do ouro, exercendo papel de proprietário e administrador do garimpo clandestino.

Com a aceitação da denúncia pela Justiça Federal, os acusados responderão pelos crimes apontados pelo MPF, entre eles usurpação de bens da União, organização criminosa armada, lavagem de dinheiro, redução à condição análoga à de escravo, crimes ambientais e posse ilegal de arma de fogo.

Saúde e segurança alimentar

Uma liderança da Associação Nova Esperança do Rio Abacaxis (Anera) contou à Amazônia Real, em condição de anonimato por medo de ameaças, que a atividade garimpeira modificou a rotina das comunidades e trouxe preocupações constantes com relação à qualidade da água, a saúde, a pesca e a segurança alimentar dos moradores.

“Com a vinda do garimpo, observamos o impacto ambiental que está causando dentro do rio, sendo um deles o uso de substâncias químicas tóxicas para extração do ouro. Isso afeta a vida aquática dos animais e das pessoas que consomem essa água. A poluição da água é uma das maiores preocupações”, descreveu ele.

Um estudo apresentado na ação penal do MPF relata que entre os possíveis efeitos à saúde estão os riscos graves de infarto e sintomas neuropsicológicos, além da perda de QI em cerca de 33% dos nascidos vivos na região.

A liderança tem expectativa de que as operações de fiscalização se tornem permanentes. Embora reconheça que seja difícil eliminar completamente o garimpo ilegal devido às riquezas minerais existentes na região do rio Abacaxis, ele acredita que a atuação contínua do poder público pode reduzir os impactos da atividade. “Esperamos que o poder público sempre faça essas ações. Sabemos que é difícil parar totalmente essas atividades, mas, se houver fiscalização constante, pelo menos será possível minimizar essa situação”, afirmou.

O rio Abacaxis é uma área de forte pressão de atividades ilícitas, tais como pesca e caça ilegal. Há também registros de tráfico de drogas e exploração de madeira. A atividade garimpeira sempre fez parte de relatos locais há anos. A área, em 2020, ficou marcada pelo episódio violento que ficou conhecido como Massacre do Rio Abacaxis.

Aliciamento e ameaças

Fábio Cunha Coêlho relatou à Amazônia Real que as invasões na Flora Urupadi culminaram no aliciamento de pessoas da própria região para trabalhar no garimpo.

“Pessoas são contratadas com as suas embarcações para levar combustível, levar produtos, levar alimentação, para levar e trazer pessoas no garimpo. Havia também uma suspeita de que fora o garimpo, tinha a questão do tráfico, porque houve aumento do consumo de entorpecentes como maconha do tipo skunk. Começamos esse processo de solicitar e pedir socorro devido aos relatos que os ribeirinhos traziam para nós”, disse o psicólogo à Amazônia Real.

O avanço do garimpo também trouxe um cenário de insegurança para moradores das comunidades do rio Abacaxis. Segundo Fábio, lideranças ribeirinhas, indígenas e colaboradores que auxiliaram nas denúncias passaram a sofrer intimidações.

Um dos casos envolveu um jovem indígena que atuava como guia durante as expedições das autoridades à região e recebeu ameaças para abandonar o trabalho. “Justamente porque alguns garimpeiros residem em Nova Olinda [do Norte], falaram que estava ficando perigoso para ele e que precisava parar”, contou.

Após o episódio, os moradores das comunidades foram afastados das ações em campo, e a própria PF passou a conduzir as operações com maior autonomia, utilizando tecnologias como GPS para mapear a área.

“Nenhum dos envolvidos na cadeia de comercialização possuía autorização da Agência Nacional de Mineração (ANM) para a compra de ouro de garimpo. A legislação vigente exige que as operações de primeira aquisição sejam realizadas exclusivamente por instituições autorizadas, mediante emissão de nota fiscal que identifique a origem do mineral e comprove o recolhimento dos tributos devidos”, sustenta o MPF na ação penal.

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As ameaças ambientais no plano do Chile para o lítio

John Bartlett

Governo Kast promete a investidores atalho para explorar um dos minerais mais disputados do mundo. Impactos sobre ecossistemas locais preocupam

FOTO: Víctor Burgos/Presidência da República do Chile

Em 15 de maio, o presidente chileno José Antonio Kast, junto ao ministro de Economia e Minas, Daniel Mas, assinou um projeto de lei que simplifica o sistema de concessões de mineração

Nos planaltos áridos compartilhados por Chile, Argentina e Bolívia, uma cadeia de salinas varridas pelo vento é considerada peça central para a transição energética global. Essa região forma o Triângulo do Lítio, que concentra mais da metade das reservas mundiais conhecidas do mineral crítico para baterias de veículos elétricos e outras tecnologias de energia renovável.

No caso sul-americano, o lítio geralmente é extraído de uma salmoura encontrada a cerca de dez metros abaixo da superfície de lagos salgados. O Chile detém a maior parte dessas reservas, que estão localizadas na Cordilheira dos Andes.

O ex-presidente Gabriel Boric buscou impulsionar as receitas do setor por meio de sua Estratégia Nacional de Lítio, lançada em 2023. Porém, seus planos sofreram um revés com a eleição do ultraconservador José Antonio Kast. Desde que assumiu a presidência em 11 de março, Kast está dando uma guinada radical em relação ao lítio, deixando empresas, comunidades e investidores em um cenário incerto.

Uma das primeiras medidas do governo Kast foi unir o comando das pastas de Economia e Minas na figura do “biministro” Daniel Mas — sinal de que o crescimento econômico, a flexibilização das regras de licenciamento e a política de mineração avançarão juntas. “Nosso foco será reduzir a carga regulatória e tributária, garantindo segurança para criar um mercado competitivo e atrair novos investimentos”, afirmou Kast em campanha.

Ao mesmo tempo, Kast terá a missão de manter um delicado equilíbrio entre as relações do Chile com os Estados Unidos e a China. Tudo isso enquanto o futuro de alguns dos ecossistemas andinos mais sensíveis está em jogo.

Estratégia inacabada

A estratégia de Boric buscava garantir que o Chile fosse o maior produtor mundial de lítio, ao mesmo tempo em que fortalecia o papel do Estado no setor e mantinha regras ambientais rigorosas. Ela também criou uma rede para proteger 30% das salinas até 2030 — até agora, 7,7% estão sob proteção.

Em dezembro passado, os planos de nacionalização deram origem à joint venture Novaandino Litio, formada pela estatal de cobre Codelco e a gigante química chilena SQM. A empresa tem licença para operar no Salar de Atacama até 2060.

Para Francisco Urdinez, diretor do Núcleo Milênio sobre Impactos da China na América Latina, a política de Boric deve ser abandonada pela nova gestão. “No fim das contas, ela ficou inacabada no governo anterior e a atual administração não tem interesse em levá-la adiante”, disse ao Dialogue Earth.

Em uma sinalização desses novos rumos, o Ministério de Minas disse ao Dialogue Earth que o Chile não conseguiu aproveitar ao máximo as ondas recentes do lítio no mercado internacional. Em um comunicado, a pasta afirmou que seu objetivo é “garantir que os projetos sejam efetivamente desenvolvidos, usando os instrumentos criados pelo atual marco legal e proporcionando segurança aos investidores que acreditam em nosso país”.

“Sempre que um projeto não é executado ou seu processo é desnecessariamente prolongado, a possibilidade de o Chile se desenvolver, gerar empregos e melhorar a qualidade de vida das pessoas é adiada”, acrescentou o ministério.

O Chile segue em segundo lugar, atrás da Austrália, na produção global de lítio. Os dois países respondem por 59% da produção global, mas o cenário está mudando: nos últimos anos, grandes reservas foram descobertas em outros lugares e, somado à queda no preço para um quarto de seu valor em novembro de 2022, o entusiasmo na exploração do mineral reduziu.

Ecossistemas sensíveis em risco

Até agora, Kast tem buscado enfraquecer a legislação ambiental do país. Em sua primeira semana no cargo, o presidente revogou 43 decretos ambientais da gestão Boric. Isso removeu o status de proteção atribuído a algumas espécies ameaçadas de extinção e derrubou a normativa que teria dado ao Chile a quarta maior área marinha protegida do mundo. Entre os decretos revogados, seis criavam áreas protegidas em salinas e lagos dos planaltos chilenos.

As populações que vivem perto das salinas temem que o foco pró-mercado de Kast ameace esses ecossistemas, considerando que a agilização dos processos de licenciamento também pressiona a elaboração dos estudos de impacto ambiental e as consultas às comunidades. Autoridades do governo Kast têm criticado o que eles chamam de “cultura do licenciamento” em projetos de exploração de recursos naturais.

A extração de lítio da salmoura retira água dos sistemas subterrâneos que sustentam as áreas de reprodução dos flamingos. Um estudo de 2024 constatou que o Salar de Atacama (a maior planície salina do Chile) está afundando de 1 a 2 cm por ano devido à extração de lítio.

“Como resultado do aumento da evaporação da água nas piscinas de lítio, estamos observando menos cobertura vegetal, diminuição das populações de flamingos e perda de locais de nidificação, além de danos às estruturas microbianas nas zonas úmidas”, explicou a microbiologista Cristina Dorador, professora da Universidade de Antofagasta que pesquisa os ecossistemas das salinas.

A indústria está prestes a se expandir para outras salinas além do Atacama, preocupando outras comunidades: hoje, o Salar de Maricunga abriga o segundo maior depósito de lítio do Chile. A Codelco está explorando um projeto de US$ 900 milhões com a Rio Tinto, gigante britânica da mineração, e a produção deve começar em 2030.

“O complexo do Salar de Maricunga é um lugar sagrado para o povo Colla”, contou Cindy Quevedo, presidente do Conselho Nacional do Povo Colla, ao Dialogue Earth.

FOTO: Alex Ibañez/Presidência da República do Chile

Ex-presidente chileno Gabriel Boric na cerimônia de assinatura do contrato para a extração de lítio no Salar de Maricunga, segundo maior depósito de lítio do Chile, em fevereiro

“Não é apenas uma salina: ele abriga biodiversidade em suas lagoas e é um importante corredor biológico onde há flora e fauna, mas também onde nosso principal apu [espírito sagrado da montanha] cuida de nós – o vulcão Copayapu”, acrescentou Quevedo.

Entre Washington e Beijing

A corrida para controlar as cadeias globais de baterias elétricas também é um fator importante para o futuro do lítio chileno. O país é pressionado pelos interesses dos EUA e da China. Por enquanto, Beijing mantém uma posição dominante nas cadeias de minerais, enquanto os EUA, sob o governo de Donald Trump, têm buscado mudar isso, particularmente na América Latina.

Kast parece ter escolhido um lado rapidamente: em seu primeiro dia no cargo, ele deixou às pressas a cerimônia de posse na cidade de Valparaíso para assinar um acordo sobre minerais críticos com os EUA. O presidente argentino e seu aliado de extrema direita, Javier Milei, também assinou um memorando de entendimento com os EUA. Mas a China é a maior compradora de cobre do Chile, o que ainda a mantém como um ator vital da economia chilena.

“Acho que o objetivo agora é usar o lítio e outros metais como moeda de troca por favores geopolíticos”, disse Urdinez. “Parte do objetivo desses memorandos [com os EUA] é impedir que a China tenha acesso a certos minerais e elementos críticos, como as terras raras”.

Independente da política adotada por Kast, o acesso ao lítio dependerá do marco regulatório definido pelo governo. Há atualmente dez projetos na fila para aprovação, e ele afirmou que vai dar sequência a esses pedidos.

Enquanto isso, as comunidades temem os efeitos de uma nova leva de investimentos no setor. “Eu moro aqui nas montanhas. Por que eu deveria ter que destruir minhas terras sagradas para fornecer soluções para pessoas em outro continente que não pararam suas emissões de CO₂?”, questionou Quevedo. “Estamos pagando as consequências socioambientais para criar uma solução para as mudanças climáticas – um problema que não criamos”.

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Como se formam os depósitos de minério?

Autores

Marta S. Codeço, Robert B. Trumbull

Jovens revisores

Ava, Isa, Momo, Sean

Resumo

Os depósitos de minério são massas de minério (rochas ricas em metal) que são extraídas para obter os metais necessários para as máquinas e dispositivos que usamos na vida cotidiana. Mas como se formam os depósitos de minério, e onde os encontramos? Hoje em dia, a reciclagem fornece alguns metais, mas não todos, e não em quantidades suficientes. Assim, por muitos anos ainda, continuaremos a depender das jazidas de minério. Para aumentar as chances de encontrar novos depósitos, os geólogos precisam entender quais processos concentram metais em minérios. Este é o objetivo dos estudos científicos sobre a formação de minério, e o melhor método é perfurar poços através de um depósito para obter uma série contínua de amostras de rocha – núcleos de perfuração – de cima para baixo. O projeto de perfuração Bushveld, na África do Sul, é aqui descrito como exemplo. Este projeto tem como alvo o maior depósito de minério de platina do mundo, um metal fundamental para tecnologias de energia verde.

Introdução

Este artigo descreve o que são depósitos de minério e como eles se formam. Ainda há muitas questões em aberto, e este é um tema quente de pesquisa, porque todos os metais dos quais dependemos para a vida cotidiana vêm de depósitos de minério. A demanda por metais continua aumentando à medida que a população mundial cresce, e mudamos dos combustíveis fósseis para a energia verde ecologicamente correta. A energia verde descreve a energia que vem de fontes renováveis, como a energia eólica ou solar. A reciclagem ajuda a fornecer alguns metais, mas não o suficiente para satisfazer a demanda [ 1].

A Figura 1 mostra as curvas de oferta e demanda de platina, um metal de alto valor e com grande demanda por tecnologias de energia verde. Estas são apenas previsões, mas de acordo com o enredo, o fornecimento de platina proveniente da mineração e reciclagem não atenderá à crescente demanda. Isto significa que devemos aumentar a oferta – através da descoberta de novas jazidas ou através de uma melhor reciclagem – ou reduzir a demanda.

Figura 1 – Curvas estimadas de oferta e demanda de platina.

Os suprimentos de platina provenientes da mineração (azul) e da reciclagem (verde) são combinados para criar a curva violeta. De acordo com estas curvas, a procura por platina (vermelho) excederá a oferta em breve, a menos que a mineração ou a reciclagem sejam aumentadas ou a procura de platina seja reduzida [Figura adaptada deste website e usada com permissão; dados de demanda de platina de [3]].

O que são os depósitos de minério?

Os depósitos de minério são locais na Terra onde os processos geológicos concentraram metais em quantidade suficiente para que possamos extraí-los com eficiência. Os metais na maioria dos depósitos de minério foram originalmente dissolvidos e transportados em fluidos nas profundezas da terra, muitas vezes por longas distâncias, antes de se cristalizarem na forma de minério sólido. Além disso, existem muito poucos metais em sua forma pura na natureza. O ouro é uma exceção, mas quase todos os outros se combinam com elementos como oxigênio, carbono ou enxofre para formar o que chamamos de minerais-minério[1] . Após a mineração, os minérios devem ser processados ​​para obter o metal puro. O processamento consome muita energia e água, e as sobras devem ser recicladas ou armazenadas em lixões. Estes são aspectos negativos da mineração.

Existem muitos tipos de depósitos de minério [1], portanto este artigo descreve apenas os dois que são a fonte mais importante de metais para tecnologias de energia verde. Eles são chamados de depósitos hidrotérmicos e magmáticos, um depósito de minério formado pela cristalização de um magma, e a diferença entre eles é a forma como os metais são dissolvidos e transportados. Em depósitos hidrotérmicos, que é um depósito de minério formado pela cristalização de um fluido hidrotérmico, os metais são dissolvidos em água quente (algo semelhante às fontes termais), mas em depósitos magmáticos, os metais são transportados em rocha líquida derretida chamada magma (imagine algo semelhante à lava).

Depósitos hidrotérmicos são frequentemente encontrados em veios de quartzo que preenchem fissuras abertas nas rochas (Figura 2). Os minérios hidrotérmicos foram transportados por fluidos quentes que circulam na Terra, por isso é fácil perceber porque são encontrados em fendas e fissuras como nesses veios. Mas fluidos quentes também podem permear (absorver) materiais porosos. Diz-se que um material é poroso quando contém espaços abertos ou poros, como uma esponja, rochas como arenito ou calcário, por exemplo. Esse processo forma minérios hidrotérmicos que se espalham pelas rochas porosas.

Figura 2 – Co-autora Marta Codeço em frente a um veio de quartzo hidrotermal (larga faixa branca atravessando a rocha) na mina da Panasqueira, Portugal.

Esta mina é a segunda maior fonte de tungstênio da Europa (Crédito da foto: Robert Trumbull).

Os depósitos magmáticos contêm metais que foram transportados por rocha derretida chamada magma. A maioria das pessoas conhece o magma como a lava que flui de um vulcão, mas ele se forma nas profundezas da Terra. A temperatura de fusão das rochas é de cerca de 1.000°C, mas a temperatura exata depende dos minerais que a rocha contém. Se os minerais em fusão contiverem metais, eles serão liberados no magma. Como o magma é líquido e geralmente menos denso que a rocha sólida, ele flui para cima através da crosta. Às vezes, o magma irrompe na superfície como lava ou cinza vulcânica. Mas nas profundezas de cada vulcão existe um reservatório de magma chamado câmara magmática. Os depósitos de minério podem se formar tanto no ambiente superficial quanto em câmaras magmáticas, conforme explicado abaixo.

Como se formam os depósitos de minério hidrotérmico?

Os depósitos hidrotérmicos se formam pela interação de água quente, chamada de fluido hidrotérmico, com as rochas. Os fluidos hidrotérmicos estão entre cerca de 200 e 500°C e reagem quimicamente com as rochas por onde passam, fazendo com que os minerais das rochas se dissolvam liberando metais no fluido. Exatamente quais metais e quanto deles se dissolvem depende da solubilidade. Este termo descreve quanto de uma substância pode ser dissolvida em outra dos minerais que os contêm. Por exemplo, o sal-gema é um mineral muito solúvel em água, mesmo à temperatura ambiente. Outros minerais como feldspatos e micas são muito menos solúveis que o sal, mas podem se dissolver em altas temperaturas, liberando metais como chumbo, ferro, titânio, estanho e lítio no fluido hidrotérmico.

Uma vez dissolvidos, os metais podem se mover por longas distâncias através de rachaduras e poros. Os depósitos de minério se formam quando os metais saem da solução novamente e cristalizam como minérios. Cristalização é o processo de formação de cristais pela transformação de líquido em sólido ou por ultrapassagem do limite de solubilidade, muitas vezes acontece quando o fluido hidrotérmico flui para rochas mais frias e esfria – como as balas crescendo a partir de uma solução de açúcar. Outros processos como ebulição, reação com oxigênio ou alterações no pH também podem causar cristalização. Os geólogos estudam os depósitos de minério em detalhes para descobrir o que causou a cristalização dos minerais no local onde ocorreram. Esse conhecimento os ajuda a decidir onde procurar por mais minerais.

Como se formam os depósitos de minério magmático?

Os depósitos de minério magmático se formam pela fusão de minerais em rochas profundas, transportando os metais para cima no magma líquido e cristalizando os minerais de minério para formar um depósito. Existem dois locais onde essa cristalização acontece. Um está perto ou na superfície de vulcões. Como a pressão é muito baixa, formam-se bolhas no magma – como quando se abre uma garrafa de refrigerante. Este processo é denominado de desgaseificação, o processo de perda de gás de uma solução excedendo o limite de solubilidade, como o CO2 liberado da água carbonatada. (perda de gás) e libera vapor de água, dióxido de carbono e enxofre no ar.

A desgaseificação é a razão pela qual alguns vulcões têm uma nuvem de “fumaça” (na verdade, vapor) acima deles e por que cheiram a enxofre. A desgaseificação pode formar depósitos de minério porque os fluidos quentes liberados contêm metais. Tecnicamente, estes são depósitos hidrotérmicos porque se formam a partir de fluidos quentes. Porém, como os fluidos provêm do magma, usamos um termo especial: magmático-hidrotérmico. Grande parte do cobre mundial vem de depósitos magmático-hidrotérmicos. A cristalização de minerais a partir de fluidos magmático-hidrotermais segue os mesmos processos descritos para depósitos hidrotermais.

O segundo local onde se formam os minérios magmáticos são as câmaras magmáticas. Elas estão localizadas em profundidade suficiente (vários quilômetros abaixo da superfície) para que o magma esfrie lentamente – ao longo de centenas ou milhares de anos. Isso dá tempo para que os minerais cristalizem e se separem do magma líquido, flutuando ou afundando dentro da câmara. Se os cristais formarem camadas, o conteúdo metálico nas camadas pode ser alto o suficiente para a mineração (Figura 3).

Assim, a formação de minério em câmaras de magma envolve a cristalização de minerais de minério e sua concentração em depósitos lavráveis. Muitos fatores desempenham um papel aqui. A temperatura e a composição do magma determinam quais minerais cristalizam e quando. A densidade determina se os cristais afundam ou flutuam. A fluidez do magma afeta a rapidez com que os cristais se separam. E a taxa de resfriamento determina se há tempo suficiente para os cristais se assentarem em camadas antes que o magma se solidifique. Os geólogos devem compreender esses fatores para encontrar novos depósitos.

Figura 3 – Afloramentos rochosos contendo minério de cromo magmático (camadas pretas) no Complexo Bushveld, África do Sul.

As camadas de minério contém cerca de 50% em peso de cromo metálico. Eles se formaram pelo acúmulo de cristais em uma câmara de magma (Crédito da foto: Wikimedia Commons, CC-BY-2.0).

Por que a perfuração científica é importante?

É incomum encontrar depósitos de minério expostos na superfície da Terra. Geralmente, eles são pelo menos parcialmente cobertos por grama, árvores, neve ou areia do deserto, ou podem estar profundamente erodidos. Portanto, para estudar detalhadamente os depósitos de minério, nada melhor do que perfurar a Terra e retirar um cilindro de rocha chamado núcleo de perfuração. Os núcleos de perfuração têm geralmente de 5 a 10 cm de espessura e de várias centenas de metros a mais de 3.000 m de comprimento. Além disso, muitos projetos de perfuração fazem mais de um furo, para que possam obter um registro 3D das rochas sob nossos pés.

Um registro 3D detalhado dos depósitos de minério permite que os geólogos procurem características nos minérios e nas rochas circundantes que forneçam pistas sobre o processo de formação do minério. Exemplos são fissuras e zonas porosas na rocha, mudanças na cor ou textura e mudanças no tipo e abundância de minerais. O próximo passo é levar amostras ao laboratório e determinar o teor de metal e os tipos de minérios presentes. Os núcleos de perfuração são ideais para análises químicas e minerais porque são amostras “frescas do solo”, não afetadas por anos de intemperismo e erosão na superfície da Terra.

O Programa Internacional de Perfuração Científica Continental (ICDP, na sigla em inglês) é uma organização multinacional que fornece dinheiro e consultoria técnica para projetos de pesquisa que utilizam perfuração para pesquisa científica. O maior projeto do ICDP para estudar depósitos de minério é o Bushveld Drilling Project (BVDP) na África do Sul.

O alvo do BVDP é o maior depósito de minério magmático de platina e metais relacionados do mundo [2]. Esses metais têm muitas aplicações e espera-se um aumento na demanda por tecnologias de energia verde [3]. Os minérios de platina de Bushveld são encontrados como camadas em uma câmara de magma antiga e agora sólida como rocha (Figura 3).

Ninguém sabe exatamente como essas camadas se formaram, e a única maneira de descobrir é estudá-las detalhadamente, juntamente com as rochas acima e abaixo. Quando concluído, em 2024, o projeto BVDP terá coletado mais de 10 quilômetros de testemunhos de perfuração através da câmara magmática e suas camadas de minério. Esta coleção de testemunhos de perfuração será estudada por equipes internacionais de geólogos para descobrir como as camadas de minério se formaram. Se pudermos responder a isso, será mais fácil encontrar outros depósitos de platina no futuro.

Olhando para o futuro

A platina é um dos vários metais que são ingredientes essenciais para fontes de energia ambientalmente seguras, pelo que o nosso futuro depende de um abastecimento adequado. Mais e melhor reciclagem fará parte da solução, mas os depósitos de minério serão a principal fonte de metais durante muitos anos. Como os depósitos atuais estão esgotados pela mineração, é necessário encontrar novos. A investigação científica desempenha aqui um papel fundamental, porque a Terra é um lugar grande e saber onde encontrar novos depósitos de minério exige compreender como se formam.

Glossário

Energia Verde: A expressão energia verde descreve a energia proveniente de fontes renováveis, como a energia eólica ou solar.

Depósito Magmático: Um depósito de minério formado pela cristalização de um magma.

Depósito Hidrotérmico: Um depósito de minério formado pela cristalização de um fluido hidrotérmico.

Poroso: Diz-se que um material é poroso quando contém espaços abertos ou poros, como uma esponja.

Fluido Hidrotérmico: O termo significa literalmente fluido aquoso quente, geralmente água rica em sal dissolvido e minerais em temperaturas de 200 a 500°C.

Solubilidade: Este termo descreve quanto de uma substância pode ser dissolvida em outra.

Cristalização: Processo de formação de cristais pela transformação de líquido em sólido ou por ultrapassagem do limite de solubilidade.

Desgaseificação: Processo de perda de gás de uma solução excedendo o limite de solubilidade, como o CO2 liberado da água gaseificada.

Núcleo de Perfuração: Um cilindro de rocha extraído do solo por perfuração. Os núcleos de perfuração têm geralmente de 5 a 10 cm de espessura e de várias centenas de metros a mais de 3.000 m de comprimento.

Referências

[1] Arndt, N. T., Fontboté, L., Hedenquist, J. W., Kelser, S. E., Thompson, J. F., e Wood, D. G. 2017. Global mineral resources. Geochem. Perspect. Eur. Assoc. Geochem. 6:1–171. doi: 10.7185/geochempers.6.1

[2] Mungall, J. E., e Naldrett, A. J. 2008. Ore deposits of the platinum-group elements. Elements 4:253–8. doi: 10.2113/gselements.4.4.253

[3] Smith, B. J., Graziano, D. J., Riddle, M. E., Liu, D.-J., Sun, P., Iloeje, C., et al. 2022. Platinum Group Metal Catalysts: Supply Chain Deep Dive Assessment. Washington, DC: Departamento de Energia dos Estados Unidos. doi: 10.2172/1871583

Citação

Trumbull RB and Codeço MS (2023) How Do Ore Deposits Form?. Front. Young Minds. 11:1237650. doi: 10.3389/frym.2023.1237650

Unesp para Jovens

Minerais críticos: a negociação que separa país de colônia

Alfredo Lopes

Se conduzida com inteligência, pode se converter em motor de reindustrialização, redução de dependência tecnológica, geração de empregos qualificados e fortalecimento territorial.

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Há temas que parecem econômicos, mas são desafio civilizacional.

Minerais críticos — terras-raras, lítio, grafite, níquel, cobalto — deixaram de ser um capítulo técnico da mineração para se tornarem eixo de soberania. O debate não é mais sobre a rocha que se extrai. É agora sobre o que se constrói depois dela: refino, processamento, ligas especiais, ímãs permanentes, baterias, semicondutores, defesa, inteligência artificial.

A primazia das disputas por matérias primas no século XXI está ficando cada vez mais em segundo plano. A disputa por cadeias produtivas é o que dá o tom no mundo de hoje. E cadeias produtivas são aquilo que transforma os territórios trazendo desenvolvimento, ou em plataforma de extração dependente e subdesenvolvida.

O Brasil está diante de uma dessas encruzilhadas históricas.

Controle e manufatura das commodities é real poder

A corrida global por minerais críticos não é retórica ambiental nem modismo industrial. Ela responde a três vetores estruturais que não retrocedem: a transição energética, a digitalização da economia e a reorganização estratégica da indústria de defesa.

Tudo isso exige insumos específicos, concentrados e tecnologicamente sensíveis. A pergunta decisiva, portanto, não é quem tem reservas geológicas, mas quem domina o refino, o processamento e a engenharia aplicada.

Reservas sem cadeia produtiva são promessa incompleta. Cadeia produtiva sem soberania é dependência sofisticada.

O cobalto é um dos minerais críticos, ele é crucial para a produção de baterias, especialmente as utilizadas em veículos elétricos e dispositivos eletrônicos. Foto: Getty Images.

Negociação adulta começa em casa

A maturidade não começa na mesa de negociação internacional. Na verdade ela demanda uma definição interna de projeto nacional. Para que o Brasil precisa desses minerais nos próximos vinte anos?

Sem essa resposta clara, corremos o risco de repetir o velho padrão histórico: exportar barato, importar caro, e chamar isso de inserção no mercado global de bens de maior valor agregado.

Mineral crítico é insumo estratégico. Antes de pensar no mercado externo, o país precisa assegurar sua capacidade de abastecer demandas internas vinculadas à tecnologia, à energia, à defesa industrial e à modernização produtiva.

Exporta-se o excedente. Não se exporta a base do próprio futuro.

Beneficiamento não é triturar. É industrializar

Há uma diferença decisiva entre moer e dominar tecnologia.

Beneficiamento real significa controle das etapas industriais de separação, refino químico, metalização e transformação em componentes de alto valor agregado. É nesse elo que surgem empregos qualificados, engenharia nacional, pesquisa aplicada, arrecadação consistente e encadeamento produtivo duradouro.

Sem esse salto, o Brasil não vende apenas minério. Vende o direito de outro país ser tecnológico.

Negociação consequente exige transferência efetiva de conhecimento, instalação de capacidade industrial no território nacional e integração com a base produtiva existente. O contrário é retórica diplomática com resultado colonial.

Exclusividade é tutela disfarçada

Parcerias são bem-vindas. Mas subordinação geopolítica é a receita para a perpetuação do atraso.

Qualquer tentativa de impor exclusividade comercial ou alinhamento automático a um único bloco geopolítico compromete a autonomia brasileira. O país precisa negociar com múltiplos mercados, preservar liberdade diplomática e evitar tornar-se peça de disputa entre potências.

Mineração em terras raras. Foto: Bloomberg.

Território como variável econômica

Há ainda um equívoco recorrente de tratar salvaguardas ambientais e sociais como entraves.

Toda corrida por recurso tende a pressionar licenciamento, comunidades, água, rejeitos e rastreabilidade. Quando esses pilares são fragilizados, o custo aparece sob forma de judicialização prolongada, conflito social, perda de credibilidade internacional, encarecimento do crédito e exclusão de mercados exigentes.

Devastar para desenvolver é equação que gera lucro imediato e passivo estrutural. O território preservado não é obstáculo ao investimento. É garantia de estabilidade econômica de longo prazo.

Entre extrair e projetar um país

A negociação que se impõe ao Brasil não é meramente ideológica. Se conduzida com inteligência, pode se converter em motor de reindustrialização, redução de dependência tecnológica, geração de empregos qualificados e fortalecimento territorial.

Se conduzida com pressa ou ingenuidade, apenas atualizará o velho modelo extrativista com nova embalagem tecnológica.

Entre extrair e projetar um país há um abismo. A diferença está nas cláusulas que o Brasil escolher escrever.

Não é uma oportunidade qualquer. É um teste histórico

O Brasil pode transformar minerais críticos em base de reindustrialização, autonomia tecnológica e fortalecimento territorial.

Ou pode repetir o gesto automático de extrair, embarcar e assistir ao valor agregado florescer em outro lugar.

Entre ser fornecedor e ser protagonista há uma escolha silenciosa. Ela não será feita em discursos. Será feita em cláusulas.

Minerais críticos são infraestrutura de poder

O mundo disputa refino e tecnologia, não apenas extração. Exportar bruto é importar dependência. Negociação madura começa com definição de projeto nacional. Mercado interno estratégico vem antes do excedente externo.

Beneficiamento real significa industrialização e domínio tecnológico.

Transferência de conhecimento deve ser exigência contratual. Exclusividade compromete soberania. Território protegido é ativo econômico.A brasilidade estratégica se escreve em contratos inteligentes.

Alfredo Lopes

Alfredo é consultor ambiental, filósofo, escritor e editor-geral do portal BrasilAmazôniaAgora

Portal BrasilAmazôniaAgora

A "corrida do ouro" no rio Madeira

Imagens de balsas espalhadas em trecho proibido de um dos principais afluentes do Amazonas correram o mundo. Uma afronta ao Estado, segundo ativistas, e um reflexo do momento que o país vive

Deutsche Welle

Autazes, cidade de 41 mil habitantes a pouco mais de 100 quilômetros da capital Manaus (AM), pode ter entrado para o mapa informal da mineração da Amazônia. Às margens do rio Madeira, o município não tinha um histórico de exploração de ouro até que viu surgir, subitamente, uma cidade flutuante formada por balsas emparelhadas na última semana.

A corrida teria se iniciado a partir de um boato, após uma embarcação ter encontrado ouro na região. A notícia correu e atraiu centenas de balsas para o ponto, como conta à DW um morador das redondezas. Ele passou dois dias com os garimpeiros e prefere não ter o nome identificado na reportagem.

“Lá tem família, tem criança, adulto, jovens, adolescentes. Eu vi todo o processo de extração do minério lá dentro”, disse ele por telefone à DW nesta sexta-feira (26/11), após deixar uma das balsas.

Os garimpeiros começaram a se dispersar. A retirada ocorre depois das declarações do vice-presidente Hamilton Mourão no Palácio do Planalto, que disse que uma operação estava em “processo de planejamento” para fiscalizar a atividade no Madeira. Polícia Federal e Marinha participariam da ação.

No estado do Amazonas, garimpo de ouro no rio Madeira é ilegal.

Para Danicley de Aguiar, porta-voz da Campanha Amazônia do Greenpeace, o anúncio prévio de Mourão deu tempo suficiente para que os garimpeiros organizassem uma fuga. “O Estado não foi capaz de colocar de pé uma operação”, disse à DW.

Na última quarta-feira, um avião fretado pela organização sobrevoou o local e divulgou imagens que rodaram o mundo das centenas de embarcações garimpeiras. “A pergunta é essa: vai ficar o dito pelo não dito? Qual vai ser a posição das autoridades federais agora? Os garimpeiros saem do lugar e fica tudo bem?”, questiona Aguiar.

Procurado, o gabinete da vice-presidência não comentou o assunto até o fechamento desta reportagem.

Impacto ambiental da mineração

Segundo relatos de moradores, a presença dos garimpeiros dividiu opiniões na cidade. Alguns comerciantes relataram vendas recordes em poucos minutos para os forasteiros. Houve quem se aproximasse em pequenos barcos das balsas para oferecer produtos.

“A parte contra é por cauda da degradação do ambiente. Nessa parte, fica todo mundo ressabiado. Por que a balsa fica mexendo o solo debaixo da água rio”, disse um morador ouvido pela DW.

Dragas chegavam a trabalhar 48 horas na região ininterruptamente em busca do ouro. “Imagine 400 dragas fazendo isso ao mesmo tempo”, diz o morador que acompanhou os garimpeiros.

Movidas por motores a diesel, as dragas sugam um grande volume de sedimento acumulado no fundo do rio, que é despejado sobre um espécie de carpete. Os fragmentos de ouro sugados junto com a terra são recuperados com a ajuda do mercúrio, que tem a capacidade de se unir a outros metais e formar amálgamas.

Após essa etapa, basta o calor de um maçarico para separar os dois metais, já que o mercúrio se liquidifica e evapora numa temperatura inferior do que o ouro. No fim do processo, normalmente, as partes que não interessam, como os restos contaminados, são jogados de volta ao rio.

Um dos maiores problemas do uso mercúrio é o impacto causado no ambiente e na saúde: ele contamina peixes que podem virar alimento e se acumula no corpo humano. Os sistemas nervoso e imunológico podem ser afetados, assim como pulmões e rins, com sintomas que vão de tremores a perda de memória – e, em casos extremos, morte.

Histórico de degradação

Com mais de 3 mil quilômetros de extensão, o rio Madeira é um dos principais afluentes do rio Amazonas, e corta os estados de Rondônia e Amazonas. Ele é uma via de transporte hidroviário importante na região Norte, além de sua importância ambiental e na pesca.

Os relatos de presença de ouro no Madeira datam de 1826, com intensificação da atividade de garimpo registrada a partir da década de 1970. Um relatório publicado em 1982 pelo então Departamento Nacional de Produção Mineral estimava a presença de 1.200 garimpeiros no leito do rio com uma produção de 817 quilos do metal. Naquela época, a operação era semimecanizada, e as balsas dependiam de mergulhadores que posicionavam os tubos sucção.

Nas décadas seguintes, a corrida do ouro atraiu habitantes de outros estados a Rondônia. Com o passar dos anos, a extração do metal em toda a Amazônia passou a ser feita com maquinário pesado: balsas, dragas, pás-carregadeiras e escavadeiras hidráulicas que custam milhões de reais.

“Os índices de ilegalidade na atividade são alarmantes. O ouro, ativo financeiro de enorme importância estratégica para as finanças nacionais, esvai-se pelas fronteiras com pouco ou nenhum controle das agências públicas, ao mesmo tempo que recursos hídricos são contaminados por mercúrio e parcelas da floresta são postas abaixo na busca por novos veios, e o tão prometido desenvolvimento econômico não chega”, ressalta o documento publicado em 2020 produzido pelo Ministério Público Federal.

Em Rondônia, um decreto estadual de janeiro liberou o garimpo no rio Madeira. Segundo o texto, o licenciamento ambiental é feito pela Secretaria de Estado do Desenvolvimento Ambiental, e as embarcações devem ter cadastro na Capitania dos Portos ou na Marinha.

No curso do mesmo rio no estado do Amazonas, por outro lado, a atividade é proibida. Em 2017, o governo estadual chegou a liberar a exploração do ouro sem os estudos prévios, concedendo licenças de operação. Naquele mesmo ano, uma liminar caçou as licenças e, em agosto de 2021, a Justiça Federal condenou o Instituto de Proteção Ambiental do Estado do Amazonas (Ipaam) a anular as licenças dadas irregularmente.

“Licença política”

Para Danicley de Aguiar, do Greenpeace, a aglomeração das balsas onde elas são proibidas é um reflexo simbólico do momento que o país vive. “Os infratores ficam à vontade pra fazerem o que quiserem porque não serão punidos. Eles não têm licença ambiental, mas têm licença política”, afirma, mencionando o discurso pró-garimpo do presidente Jair Bolsonaro e dos governadores.

Na visão de Aguiar, operações de repressão não são suficientes para resolver a questão. “A crise econômica levou para pobreza milhares de pessoas. Precisamos de um debate sério que promova a reorientação do sistema econômico brasileiro, que considere a floresta e seus rios como um ativo, e não como problema”, argumenta.

Ao que tudo indica, diz Aguiar, as balsas de garimpo que estavam em Autazes e que agora se dispersam estão subindo o rio no sentido de Humaitá, considerada refúgio histórico dessas embarcações no estado. Foi lá que, em 2017, prédios do Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade, Icmbio, e Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis, Ibama, foram incendiados por garimpeiros.

“O que aconteceu em Autazes foi uma afronta ao Estado. Ninguém coloca 300 balsas num lugar sem organização. O Estado tem que entender o que está acontecendo”, finaliza Aguiar.

Revista Planeta

Terras-raras: pesquisas indicam caminho para criar cadeia produtiva no Brasil

Terras-raras são abundantes no país, mas custo tecnológico da separação de minérios é obstáculo para produção nacional; estudos incluem catalisadores, células solares, ímãs e lasers

Júlio Bernardes 

Jornal da USP / Arte: Rebeca Alencar | Jornal da USP

Óxidos de terras-raras refinados são pós pesados e arenosos, geralmente marrons ou pretos, mas podem ser de cores mais claras, conforme mostrado aqui. A partir da esquerda: gadolínio, praseodímio, cério, samário, lantânio, neodímio. Crédito: Peggy Greb, Departamento de Agricultura dos EUA/Wikimedia Commons

As terras-raras são um conjunto de elementos químicos, normalmente encontrados na natureza misturados a minérios, de difícil extração – daí o nome –, mas com características peculiares, como magnetismo intenso e absorção e emissão de luz. Essas propriedades especiais fazem com que sejam usadas numa infinidade de aplicações tecnológicas, como lâmpadas de LED, lasers, superímãs presentes nos discos rígidos de computadores e motores de carros elétricos, e na separação de componentes do petróleo. Atualmente, o Brasil tem a segunda maior reserva mundial conhecida de terras-raras, porém essa riqueza não é explorada, devido ao custo da tecnologia de extração e separação, o que obriga o país a importar esses elementos para usar como matéria-prima nas indústrias, principalmente da China, maior produtor do mundo.

Na USP, grupos de pesquisa realizam estudos com terras-raras, obtendo resultados promissores, como um método de separação não poluente, baseado em nanotecnologia, além de aplicações em iluminação, lasers, produção de aço, células solares, filtros de raios ultravioleta e catalisadores automotivos. A Universidade também coordena um Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) voltando ao domínio de todas as etapas da cadeia produtiva da fabricação dos superímãs de terras-raras, da mina ao ímã, e no momento colabora com a instalação de uma fábrica de ímãs em Minas Gerais.

As maiores reservas mundiais comprovadas de terras-raras estão na China, com 44 milhões de toneladas. O Brasil vem logo a seguir, com 22 milhões, mesma quantidade do Vietnã, e à frente da Rússia, com 12 milhões, da Índia, com 6,9 milhões, e da Austrália, com 3,4 milhões, de acordo com dados de 2018 do United States Geological Service (USGS).

“No Brasil, as terras-raras são encontradas nas areias monazíticas do litoral e principalmente em jazidas próximas a vulcões extintos, como nas cidades de Araxá e Poços de Caldas, em Minas Gerais, e Catalão, em Goiás, e também em Pitinga, no Amazonas. É provável que as reservas brasileiras sejam muito maiores do que está comprovado atualmente, em especial na Amazônia”, relata ao Jornal da USP o professor Fernando Landgraf, da Escola Politécnica (Poli) da USP. “No entanto, na cadeia produtiva das terras-raras, o Brasil tem o minério, tem o consumo final, pois importa superímãs para geradores eólicos e motores elétricos, mas não domina as etapas intermediárias do processo, ou seja, a separação dos elementos e a fabricação de superímãs.”

O professor Henrique Elsi Toma, do Instituto de Química (IQ) da USP, relata que o Brasil chegou a ter protagonismo no campo, ao desenvolver a tecnologia de separação e purificação. “A primeira jazida foi descoberta em 1886, na praia de Cumuruxatiba, na Bahia, e em 1915 o Brasil era o maior fornecedor mundial de monazita, um mineral extraído da areia que contém terras-raras, e na época era usado para produzir mantas incandescentes, que permitem aos lampiões de gás emitirem luz branca.” Em 1946, o químico Pawell Krumholz, que depois se tornou professor da USP, criou a técnica de separação das terras-raras da monazita e a aplicou na empresa Orquima, que tinha fundado cinco anos antes. “Em 1957, foi criada uma linha de pesquisa sobre química de terras-raras na USP, coordenada pelo professor Ernesto Giesbrecht”, relata.

Na década de 1950, o foco da exploração de monazita passou a ser a extração de tório e urânio, usados na produção de energia nuclear. “O Brasil dominava a tecnologia de extração de terras-raras, mas elas tinham poucas aplicações tecnológicas significativas. A situação mudou com o surgimento da televisão em cores, no final dessa década, quando as telas passaram a ser pintadas com európio para produzir as imagens coloridas. Posteriormente, as principais aplicações das terras-raras passaram a ser em ímãs de alta potência e em lasers, com uso do neodímio extraído da monazita, mas aí o Brasil já havia perdido espaço no mercado mundial”, explica Toma. “Em 1962, a Usina Santo Amaro (Usam), pertencente à Orquima, foi estatizada e passou a fazer parte da empresa Nuclemon, que teve o nome mudado em 1992 para Indústrias Nucleares do Brasil (INB). Em 2004, o país deixou de produzir terras-raras e, em 2012, foram interrompidas as exportações de monazita para a China, que passou a monopolizar o mercado mundial com sua produção interna. Embora o Brasil seja considerado um ‘pais mineral’ pela abundância das jazidas, o foco é a exportação de minério bruto, especialmente de ferro, que não exige tecnologias sofisticadas ou muito custosas de extração.”

Locais de maior incidência do extrativismo de terras-raras no Brasil. Crédito: Reprodução

De acordo com Fernando Landgraf, o mercado mundial de terras-raras é relativamente pequeno em termos financeiros, movimentando cerca de 5 bilhões de dólares por ano, mas a sua importância estratégica é enorme. “Por exemplo, os ímãs de terras-raras são indispensáveis para os carros elétricos. A China investiu em toda a cadeia produtiva das terras-raras, começando pela extração, passando pela separação, produção de ímãs e por fim a produção de carros elétricos. É evidente que ela vai querer vender o carro, não o ímã”, afirma. “Hoje, no Brasil, não há ninguém que faça a extração do concentrado de terras-raras separado de outros elementos, logo, elas não são comercializadas. O custo de obtenção não é compensador frente ao produto importado. Há planos para que a Mineração Serra Verde, em Minaçu, no estado de Goiás, comece a produzir e exportar o concentrado, mas só a partir do ano que vem.”

Os dados do USGS indicam que a China é o maior produtor mundial de terras-raras, com 120 mil toneladas extraídas em 2018, seguida pela Austrália, com 20 mil toneladas, e Estados Unidos, com 15 mil.

Crédito: Arte por Rebeca Alencar com imagens de Flaticon

Extração e cadeira produtiva

No IQ, o grupo de pesquisa do professor Henrique Toma, especializado em nanotecnologia, desenvolveu uma técnica chamada de hidrometalurgia magnética para a separação de terras-raras, simplificando e barateando o processo. “O método usa nanopartículas magnéticas modificadas com um agente químico que captura as terras-raras que estão misturadas ao minério, colocado em um pequeno reator. Depois de as nanopartículas serem resgatadas com um ímã de neodímio, sua acidez é modificada, liberando as terras-raras”, descreve. “No processo tradicional, feito em reatores gigantescos, essa separação requer milhares de litros de solvente, que só podem ser usados uma única vez e poluem o ambiente. Com as nanopartículas, assim que as terras-raras são separadas, elas podem voltar a ser usadas.”

Segundo Toma, o processo é automatizado, não poluente, facilita a separação de elementos químicos distintos e pode ser utilizado na recuperação de terras-raras em lixo eletrônico. “Para limpar o meio ambiente, o ideal não é explorar, mas apenas reciclar os minérios, como acontece com as latinhas de alumínio. Por exemplo, calcula-se que um carro elétrico possua um quilo de neodímio. Quando o veículo virar sucata, se não for reciclado, o neodímio se transformará em poluente. Por essa razão, é fundamental o desenvolvimento de técnicas avançadas que permitam fazer a reciclagem no futuro”, ressalta. “Essa ainda é uma técnica nova, que vem rendendo publicações e trabalhos científicos, mas que para chegar ao mercado precisa de apoio – a pesquisa quase parou por falta de recursos. O Brasil tem terras-raras e tecnologia, poderia avançar bastante, porém as empresas não têm tradição de desenvolvimento tecnológico, quase tudo é importado”, diz.

A pesquisa teve apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e um dos artigos que descrevem a técnica de hidrometalurgia magnética foi publicado em 2019, na revista científica Hidrometallurgy, e pode ser acessado neste link.

Resultados promissores em extração e aplicações das terras-raras

Trabalhos recentes de pesquisadores da USP sobre o tema estratégico para a economia brasileira

Crédito: Arte por Rebeca Alencar com imagens de Flaticon

Juntamente com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT), a USP coordena o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Processamento e Aplicações de Ímãs de Terras-Raras para Indústria de Alta Tecnologia (INCT Patria), que tem colaborado com a instalação de uma fábrica-laboratório de ímãs de terras-raras em Minas Gerais, a LabFabITR. A fábrica, uma iniciativa da Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge), será instalada no município de Lagoa Santa, na Grande Belo Horizonte, a partir do projeto elaborado por um grupo da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

“As duas primeiras etapas do processo, a concentração e separação das terras-raras para obter o óxido de neodímio usado nos ímãs, foram coordenadas pelo Centro de Tecnologia Mineral (Cetem) e o Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear (CDTN), do governo federal, com a colaboração da Poli e da mineradora CDMM, que fornece as terras-raras usadas no projeto”, descreve Landgraf. “Pesquisadores do IPT e da Poli conduziram as etapas seguintes, a transformação do óxido de neodímio em neodímio metálico, usado na produção de uma liga metálica com boro e ferro. Esses elementos são fundidos e passam por um processo de solidificação controlada, do qual são obtidas tiras muito finas, para melhor controle da estrutura da liga. As tiras são moídas e o pó resultante serve para fabricar o ímã.”

O IPT também colaborou com estudos de proteção do ímã contra corrosão. Os equipamentos da fábrica já foram adquiridos e as instalações devem começar a produzir em abril do ano que vem. “Com o LabFabITR será formada uma cadeia produtiva desde a extração do neodímio até a fabricação de ímãs para empresas que produzem motores e geradores elétricos”, observa o professor da Poli. “A ideia é que, em dez anos, a fábrica faça 100 toneladas de ímãs por ano. Esse número é inferior à demanda do mercado brasileiro, que é de 2.000 toneladas anuais, mas há a expectativa de que, quando a produção estiver consolidada, empresas entrem no projeto, permitindo aumentar a quantidade de ímãs produzidos”. As pesquisas do INCT Patria envolvendo o LabFabITR têm apoio da Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), CNPq e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Uma luz, várias aplicações

Também no IQ, o grupo coordenado pelo professor Hermi Felinto de Brito pesquisa materiais luminescentes conversores de luz, contendo terras-raras, que atuam tanto como emissores de luz eficientes, quanto podem ser aplicados como marcadores ópticos. “As terras-raras vêm sendo empregadas como conversores de luz em lasers, displays, lâmpadas fluorescentes, LEDs e OLEDs”, conta o professor. “Nós desenvolvemos novos materiais luminescentes como centros emissores, cujas aplicações têm crescido significativamente nos últimos anos, em estudos avançados de fotônica, dispositivos optoeletrônicos, marcadores biológicos fluorescentes, dispositivos emissores de luz branca, pigmentos multicolores e filmes transparentes emissores. Esses elementos possuem grande importância na área da biomedicina, por exemplo. Alguns testes de sangue utilizam o fenômeno da luminescência de complexos de európio como marcador de doenças, como é o caso do PSA, que detecta câncer de próstata”, conta o professor ao Jornal da USP.

Brito exemplifica a atividade dos pesquisadores do grupo, descrita em artigos publicados em revistas científicas internacionais, como o Journal of Material Chemistry e a ACS Applied Material & Interfaces, com o desenvolvimento recente de compostos de terras-raras que atuam como marcadores ópticos em documentos, como RG, passaporte, diploma, carteira de habilitação e selos, bem como em cédulas de dinheiro. “O objetivo principal desses marcadores é comprovar a autenticidade por meio da luminescência do material”, destaca.

O professor lembra que o Brasil sempre contribuiu com a pesquisa de terras-raras no mundo, dominando o processo de separação e até exportando óxido de európio puro na metade do século passado. “Porém, nas décadas de 1970 e 1980, o Brasil já tinha perdido a competitividade no mercado. Hoje, apesar de o país ter enormes reservas de terras-raras, um dos maiores gargalos da produção é a necessidade de novas tecnologias de separação desses elementos, porque as terras-raras apresentam propriedades químicas semelhantes, dificultando a sua produção em grande escala e com alta pureza.”

A pesquisa sobre marcadores ópticos conta com a colaboração do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, das Universidades Federais de Pernambuco (UFPE) e Paraíba (UFPB) e do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), além do apoio financeiro da Capes, CNPq e Fapesp.

“Nosso grupo desenvolve atualmente pesquisas em catálise de fuligem automotiva, fotocatálise para decomposição de antibióticos e poluentes em água, recuperação de terras-raras de lâmpadas e catalisadores exauridos, e polímeros inorgânicos para termômetros de faixa fisiológica”, relata o professor Osvaldo Antônio Serra, coordenador do Laboratório de Terras-raras da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). “Nós usamos diversas terras-raras, como cério em catálise, európio e térbio para luminescência, neodímio e itérbio para termometria. Existem algumas empresas no Brasil que fazem mineração de terras-raras, em Minas Gerais e Goiás, mas a quantidade é pequena e os custos de produção são elevados, comparados aos da China. Além disso, há o problema ambiental, que surge na abertura do minério com ácidos e bases concentrados; alguns deles podem conter elementos radioativos, como tório e urânio, dificultando ainda mais a mineração.”

Recentemente, os pesquisadores da FFCLRP conseguiram desenvolver um método que emprega materiais luminescentes para detecção de resíduos de arma de fogo, em colaboração com o professor Marcelo Firmino de Oliveira, da área de Química Forense do Departamento de Química da FFCLRP. “Nosso grupo também trabalha há 15 anos com desenvolvimento de protetores solares à base de terras-raras, especificamente com cério. Temos uma patente licenciada e vários artigos científicos sobre o tema”, observa Serra. “Em novas colaborações com a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), iniciamos os testes de toxicidade em pele. Espera-se que no futuro essa formulação possa estar nos protetores solares disponíveis no mercado.”

A emissão de luz por meio das terras-raras é também pesquisada pelo grupo do professor Euclydes Marega Junior, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP. Os elementos mais estudados são o érbio, o itérbio e o túlio, que emitem luzes de cores distintas. “Muitas vezes, a presença das terras-raras no dia a dia nem é notada. Sabe qual é a semelhança entre um lampião de gás e uma lâmpada de LED?”, questiona o professor. “Eles não produzem luz branca, somente azul. No lampião, uma manta incandescente recebe a luz azul e a transforma em branca, na verdade uma junção de luzes das três cores básicas, azul, verde e vermelho, emitidas pelas terras-raras. A lâmpada de LED é recoberta por uma camada de óxido de cério, uma terra-rara, com a mesma função de emitir luz branca.”

Usando uma combinação de érbio, térbio e túlio, os pesquisadores do IFSC criaram um LED que produz luz branca. “Esse LED emite uma luz infravermelha, que não é visível. As terras-raras fazem parte de um mecanismo de conversão dentro do LED, elas absorvem o infravermelho e o transformam em uma luz visível. Cada material emite luz de uma cor básica diferente, e como estão juntos, formam a luz branca”.

Marega Júnior aponta que, sem terras-raras, seria impossível ter fontes de iluminação de baixo consumo. “Uma lâmpada de LED consome 90% menos energia que as lâmpadas incandescentes, isso demonstra a importância das terras-raras. O grande desafio do Brasil é purificar terras-raras em larga escala, mas não há uma política de incentivo à indústria, tudo é comprado pronto; se há um problema na importação, as fábricas param.”

Lasers, células solares, aço, catalisadores

Além dos ímãs, o neodímio é empregado na produção de dispositivos laser por permitir emissões de luz com maior qualidade e pureza de cor. “A maioria dos lasers emite um feixe de luz em apenas uma direção, mas hoje se estuda uma nova classe, a dos lasers aleatórios, em que a luz se propaga em várias direções, e que podem, por exemplo, aumentar o poder de iluminação de lâmpadas ou a eficiência de tratamentos de câncer, ao atingir vários pontos do tecido doente”, afirma o engenheiro Josivanir Gomes Câmara, que pesquisou materiais espalhadores de luz para lasers aleatórios na Poli. “O neodímio é misturado a um vidro feito com óxidos de telúrio e zinco, um material simples de fazer e de grande solubilidade, o que possibilita aumentar a quantidade de terras-raras na mistura, tornando o laser mais eficiente.”

As conclusões da pesquisa, apresentadas em tese de doutorado defendida na Poli em 16 de dezembro do ano passado, também estão reunidas em artigo publicado no Journal of Luminescence, no último mês de maio. Câmara pretende prosseguir os estudos aplicando a tecnologia em dispositivos de microeletrônica.

Elementos das terras-raras e seus espectros. Crédito: Wikimedia Commons

As propriedades de emissão de luz das terras-raras também são pesquisadas para aplicação em células solares, ou dispositivos fotovoltaicos, que convertem luz solar em energia elétrica, em um estudo realizado no Ipen, que atua na pós-graduação em parceria com a USP. “O objetivo é desenvolver e modificar materiais com luminescência persistente, isto é, onde ocorre emissão de minutos até horas após cessada a excitação da fonte de luz, com emissão visível, especificamente na região verde, análoga ao máximo de emissão do espectro solar, usando ainda a faixa ultravioleta (UV) para conversão de energia”, relata Leonardo Francisco, pesquisador responsável pelo trabalho. “O material usado é uma matriz de aluminato de estrôncio combinada com európio e disprósio, duas terras-raras. O európio emite luz na região do verde e aumenta a absorção de luz UV, ao mesmo tempo em que o disprósio atua como ‘armadilha’ para o armazenamento de energia no material, o que origina a luminescência persistente.”

De acordo com o pesquisador, o material já é fabricado em grande escala, porém é necessário produzi-lo em forma de nanopartículas, mais adequadas às dimensões das células solares. A pesquisa, descrita em dissertação de mestrado orientada por Maria Claudia França da Cunha Felinto, do Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA) do Ipen, defendida em 1º de março, é relatada em artigo do Journal of Alloys and Compounds, publicado em 3 de junho. O estudo teve a colaboração do IQ, do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) e da UFPE, além do apoio financeiro da Capes, CNPq, Fapesp e Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN).

Também no Ipen, o uso de terras-raras foi testado em tratamentos superficiais de metais, comumente empregados na indústria para a proteção contra o desgaste, a corrosão e a oxidação. “Foram experimentados ítrio, lantânio, neodímio, samário e gadolínio, na forma de óxidos e nitratos, na boretação do aço, um processo que endurece a superfície do metal com a adição de boro, realizada em fornos a temperaturas entre 900 e 1000 graus Celsius (°C)”, diz o pesquisador Cesar Roberto Kiral Santaella, autor do trabalho, descrito em tese de doutorado defendida no Ipen em 16 de junho de 2020, orientada por Marina Fuser Pillis, do Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais (CCTM) do Ipen. “Misturados aos reagentes do processo, as terras-raras aceleraram a difusão do boro, resultando em um aumento da espessura das camadas superficiais formadas, o que abre a possibilidade para a redução do tempo de tratamento do metal e, consequentemente, do consumo de energia.”

A pesquisa teve a colaboração do CQMA, das Universidades Federais do Grande ABC (UFABC) e do Rio Grande do Sul (UFRGS), e do Leibniz Institut, em Bremen (Alemanha).

Outra aplicação das terras-raras é em catalisadores automotivos, que filtram o carbono e o material particulado (fuligem) produzidos pelos veículos, reduzindo a emissão de poluentes. Na FFLCRP, um estudo do Laboratório de Terras-raras testou o uso de um filtro de material cerâmico (cordierita), já empregado em escapamentos, impregnado com um composto de terras-raras, o óxido de cério (ceria). “Os escapamentos de veículos movidos a diesel e biodiesel eliminam grande quantidade de fuligem, que gera diversos problemas à saúde do ser humano e tem sido alvo de medidas restritivas do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama) para o ano de 2022”, diz Viviane de Carvalho Gomes, que realizou a pesquisa, com orientação do professor Osvaldo Antonio Serra. “As terras-raras promovem a combustão completa do material particulado sob temperatura inferior à da combustão da fuligem. Quando sozinho, o carbono elementar se decompõe a 600°C, e com a presença destes catalisadores esta temperatura caiu para 370°C.”

O trabalho, que teve a colaboração do IFSC, da UFPE, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e da Warwick University (Reino Unido), foi apresentado no 1° Congresso Fronteiras da Nanociência e Nanotecnologia: Avanços, realizado por jovens cientistas brasileiros no final de outubro. Atualmente, o grupo da FFCLRP está escrevendo artigo para futura publicação. Viviane comenta que para a técnica chegar ao mercado, é necessária a finalização dos testes em motores estacionários de sistemas a diesel e biodiesel, além da parceria com a iniciativa privada para a elaboração de testes em sistemas móveis a diesel, “isto é, veículos que circulam com os combustíveis”.

Revista Planeta