Análise de fluxo subterrâneo em interface mina a céu aberto e pilhas de rejeito em mineração de urânio por meio de investigação geofísica

Abstract

Mining is one of the main sources of natural resources and economic development, however, it is responsible for the generation of several environmental liabilities that directly affect the quality of the biotic and abiotic environment. The Decommissioning Unit in Caldas (UDC) of Indústrias Nucleares do Brasil (INB), located in the Poços de Caldas Alkaline Complex, Minas Gerais, was the first ore extraction and processing unit to generate uranium concentrate, its activities began in 1982 and were permanently closed in 1995 as INB concluded it was economically unviable. Since then, the mine has been in the decommissioning phase, however, in the years in which the mine was in operation, several environmental liabilities were generated in the area, including Acid Mine Drainage (AMD), the environmental liability that most important for closure purposes, this environmental liability is capable of contaminating surface and underground water resources and has a high treatment cost. Therefore, with the aim of alleviating this problem, the Osamu Utsumi Mine implemented a Marginal Water Treatment Unit to treat this acid diversion. This process generates a residue called Calcium Diuranate, composed of metal hydroxides and which is destined for the open pit mine. So, this project aims to understand and diagnose the dense flows of these contaminants (AMD and Calcium Diuranate), at the interface of the uranium mine pit and the Bota Fora–08 (BF-08) tailings pile through the use of geophysics by the Electroresistivity method. To carry out and discuss this work, data obtained in the field were processed to produce 2D geophysical materials and 3D modeling, which were related to existing structural analysis data from the area. The 2D geophysical photos show the contrast between the flow zones and dry rock zones in the porous and fractured aquifer, which combined with the structural results corroborate the identification of the main preferential paths in the rock aquifer. The pseudo-3D models show that the low resistivities up to approximately 20m deep are the result of infiltration by DUCA and that from approximately 40m deep these values are the result of infiltration by DAM.

A mineração é uma das principais fontes de recursos naturais e desenvolvimento econômico, mas também responsável pela geração de diversos passivos ambientais que implicam diretamente na qualidade do meio biótico e abiótico. A Unidade de Descomissionamento Caldas (UDC) das Indústrias Nucleares do Brasil (INB), localizada no Complexo Alcalino de Poços de Caldas, Minas Gerais, foi a primeira unidade de extração e beneficiamento de minério para geração de concentrado de urânio, suas atividades foram iniciadas em 1982 e encerradas permanentemente em 1995, uma vez que a INB concluiu ser economicamente inviável. Desde então, a mina está em fase de descomissionamento, um procedimento moroso devido as dimensões do empreendimento mineiro e volume de material mobilizado. A Drenagem Ácida de Mina (DAM) é o principal passivo ambiental, produzido de forma constante e em volume que supera os 200m2/h em períodos chuvosos, devidamente captado e tratado quando surge em superfície. O resíduo desse processo é o Diuranato de Cálcio, conhecido como DUCA, composto por hidróxidos de metais e que é depositado na cava da mina a céu aberto, que também hospeda drenagem ácida de mina. Diante do exposto, este estudo objetiva um diagnóstico hidrogeológico na interface da cava da mina e da pilha de rejeito por meio do uso do método geofísico da Eletrorresistividade, para avaliar a eventual percolação de DAM e DUCA para o interior do aquifero fraturado. As seções geofísicas em 2D mostram o constraste entre as zonas de fluxo e zonas de rocha seca no aquífero poroso e fraturado, que combinados com os resultados de análise estrutural corroboram com a identificação dos principais caminhos preferencias no aquífero. Os modelos pseudo-3D mostram que as baixas resistividades elétricas medidas até aproximadamente 20m de profundidade são decorrentes da infiltração por DUCA e que a partir de aproximadamente 40m de profundidade esses valores são resultantes da infiltração por DAM. Os resultados sugerem a migração de DAM e DUCA para o interior do aquifero fraturado, condição que implica da formação de um passivo ambiental furtivo mas com impactos de longo prazo.