Diagnóstico de uma área compactada por atividade minerária empregando métodos geoestatísticos à variável resistência mecânica à penetração do solo

O processo de mineração provoca uma desfiguração do terreno e uma completa alteração da paisagem. Um problema bastante comum na revegetação de áreas degradadas na exploração mineral compreende a compactação do solo/substrato devido ao intenso tráfego de máquinas e movimentação de terra. Os problemas mais comuns da compactação de uma superfície degradada são: aumento da resistência mecânica à penetração radicular, redução da aeração, alteração do fluxo de água e calor, comprometendo a disponibilidade de água e nutrientes do local. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo básico diagnosticar, de forma espacial, a compactação de uma área minerada por meio da resistência mecânica à penetração. O diagnóstico da área compactada foi efetuado para orientar uma futura subsolagem no local visando posterior revegetação. Através dos estudos, concluiu-se que o método de interpolação (krigagem), de acordo com a variação espacial da resistência mecânica à penetração, permite dividir a área estuda em subáreas possibilitando um futuro gerenciamento localizado de forma a reduzir custos e interferências desnecessárias ao ambiente. O método mostrou-se bastante eficiente e pode ser utilizado em diagnóstico da compactação em áreas mineradas, prevendo necessidade de subsolagem.

Palavras-chave: compactação; krigagem; variabilidade espacial.

Diagnosis of a Compacted Area by Mining Activity, in the Amazon Forest, Utilizing Geoestatistic Methods to the Mechanical Resistence Variable to the Penetration of the Soil

A quite common problem in the recovery of degraded areas in the mineral exploration understands the compaction of the soil due to the intense traffic of machines and earth movement. The most common problem of the compaction of a degraded surface is: increase of the mechanical resistance to the penetration of the rooats, reduction of the aeration, alteration of the water flow and heat. Thus the present work had the basic objective of diagnosing the compaction of a degraded area by mining in a space way, through the mechanical resistance the way penetration to guide a future subsoiling in the place seeking recovery. Through the studies it was concluded that the kriging method in agreement with the space variation allows the division of the area studies in sub areas facilitating a future work to reduce cost and unnecessary interference to the atmosphere. The method was shown quite appropriate and it can be used in diagnosis of the compaction in a degraded area by mining, foreseeing subsoiling need.

Key words: compaction; kriging; space variability.

Atualmente a mineração ou exploração mineral é uma atividade indispensável para a sociedade moderna, dada a importância que os bens minerais e derivados assumiram na economia mundial que, de uma forma geral, vão desde as necessidades básicas como habitação, agricultura, transporte e saneamento, às mais sofisticadas, como tecnologia de ponta nas áreas de comunicação e informática.

De uma forma geral, o ecossistema que sofreu alterações proporcionando a perda da cobertura vegetal e os meios de regeneração bióticos (banco de sementes e de plântulas e rebrota) é segundo Carpanezzi et al. (1990), um ecossistema degradado. Para Lal & Stewart (1992), a degradação do solo implica na redução da sua capacidade produtiva, resultante do uso intensivo, causando mudanças e promovendo alteração nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, estando as principais causas da degradação relacionadas a desmatamentos, métodos de cultivo, sistemas agrícolas, uso de agroquímicos, etc.

O processo de mineração proporciona uma desfiguração do terreno e uma completa alteração da paisagem. Essas alterações da superfície manifestam-se mais obviamente no aspecto estético, pelos elementos visuais da linha, forma, textura, escala, complexidade e cor que compõe a paisagem (Souza, 1997). Conseqüentemente, causam impactos topográficos, edáficos, vegetativos e hídricos na área de influência direta do empreendimento. A recomposição topográfica das áreas, a drenagem e o plantio de espécies vegetais constituem medidas que minimizam esses impactos.

As estratégias de recuperação de áreas degradadas executadas pelas empresas de mineração, de maneira geral, são baseadas na colocação de um dossel de espécies adaptadas às condições adversas, para a recuperação do substrato degradados (solo) de maneira a auxiliar no desenvolvimento de espécies nativas, que compunham a vegetação local antes do processo de exploração.

O estabelecimento de um dossel vegetal depende da harmonia de uma série de fatores ambientais, sendo que a absorção de nutrientes um dos fatores mais importante neste estabelecimento. Desta forma, qualquer obstáculo que restrinja o crescimento radicular poderá reduzir a absorção dos nutrientes comprometendo o desenvolvimento vegetal.

Existem diversos fatores que ocasionam um crescimento deficiente do sistema radicular de espécies vegetais, podendo ser citados alguns: danos causados por insetos e moléstias, deficiências nutricionais, acidez do solo, drenagem insuficiente, baixa taxa de oxigênio, temperatura imprópria do solo, compactação e dilaceramento radicular.

Dentre essas limitações, a compactação do solo atinge, muitas vezes, dimensões sérias, pois ao causar restrições ao crescimento e ao desenvolvimento radicular, acarreta uma série de problemas que afetam as plantas. Os problemas mais comuns de compactação de uma superfície degradada são:

aumento da resistência mecânica à penetração radicular, redução da aeração, alteração do fluxo de água e calor, também comprometendo a disponibilidade de água e nutrientes.

Segundo Camargo & Alleoni (1997) as forças que atuam sobre um solo podem ser classificadas em internas e externas.

As forças que resultam do tráfego de animais, veículos e pessoas são consideradas externas e podem promover o aparecimento de camadas compactadas na sub-superfície do solo, sendo considerado uma compactação. As forças que resultam de ciclos como congelamento, umedecimento, desgelo, secamento e contração da massa do solo, provocam o adensamento de camadas sub-superficias e quase sempre está associado à natureza do solo substrato. Os autores relatam que quando o adensamento e a compactação estão associados à unidade de pressão, não faz sentido uma diferenciação.

O cultivo de leguminosas em áreas mineradas como tapete verde auxilia na implantação de espécies nativas. Brussard & Van faasen (1994) relatam que as dicotiledôneas são mais sensíveis ao impedimento mecânico do que as monocotiledôneas. Canarache (1990) estudou alguns limites de classes de resistência de solos à penetração e graus de limitação ao crescimento, relatando que entre 2,6 MPa e 5,0 MPa, pode ocorrer alguma limitação no crescimento de raízes.

Estudos em Latossolos para cultura da soja realizado pela EMBRAPA demostram que valores próximos a 2,5 MPa podem restringir o crescimento radicular.

A compactação de áreas mineradas superficialmente está associada à movimentação de terra e ao intenso tráfego de máquinas pesadas usadas na exploração mineral. Uma medida corretiva da compactação de superfícies é a descompactação da área por meio de subsolagem, que consiste na desagregação do substrato compactado em profundidade. Esta operação é realizada por um conjunto trator-subsolador que demanda altos custos operacionais e energéticos. Mesmo tendo consciência dos valores associados à operação de subsolagem muitos técnicos possuem dificuldades de decidir qual a parte da área a subsolar e as técnicas a serem adotadas.

De acordo com Guerra (1988) o nome "Geoestatística" nasceu para se referir à Aplicação da Teoria das Variáveis Regionalizadas na resolução de problemas de Geologia e Mineração, e foi concebida e idealizada por Matheron (1963) ( in Camargo. 1997) e constitui um critério científico e moderno de interpretação e estudo da maior parte dos fenômenos naturais.

Segundo Vieira (1997) a variabilidade espacial de propriedades do solo vem sendo uma das preocupações de vários pesquisadores, praticamente desde o início do século.

A geoestatística é fundamentada na teoria das variáveis regionalizadas, segundo a qual os valores de uma propriedade do solo estão de alguma forma relacionados à sua distribuição espacial; logo, as observações tomadas a curtas distâncias devem ser semelhantes àquelas tomadas a distâncias maiores. As ferramentas da geoestatística permitem a análise de dependência espacial, como também, a estimativa de dados, para locais não amostrados, através de um estimador sem tendenciosidade. A utilização deste tipo de metodologia permite analisar adequadamente dados de experimentos, com possibilidade de obter informações encobertas pela a estatística clássica. Abaixo está elencado alguns conceitos e definições básicas sobre Teoria das Variáveis Regionalizadas, segundo INPE (2002):

• A partir da introdução da geoestatística, surge nas Ciências da Terra um novo tipo de variáveis, denominadas Variáveis Regionalizadas (V.R.);
• Uma Variável Regionalizada : é uma variável distribuída no espaço, usada para representar um fenômeno natural. Ex: o teor de argila contido no solo, pode ser considerado como uma V. R.;
• Os fenômenos naturais, ou as V. Rs., portam sempre consigo um duplo aspecto: um estruturado e um aleatório;
• aspecto Estruturado : está relacionado com a distribuição global do fenômeno natural. Ex: numa área poluída, existem zonas as quais têm, em média, uma maior quantidade de metal pesado que em outras;
• aspecto Aleatório : está relacionado com comportamento local do fenômeno natural. Ex: dentro de uma zona, de uma área poluída, o conteúdo de metal pesado flutuar aleatoriamente. Em outras palavras, é impossível prever com exatidão o teor de metal pesado num determinado ponto.

Sendo assim, o presente trabalho teve por objetivo básico diagnosticar de forma espacial a compactação de uma área minerada, através da resistência mecânica à penetração, de maneira a orientar uma futura subsolagem no local, visando posterior revegetação.