Nos mínimos detalhes

Ao refinar análises minerais, ferramenta instalada no Centro de Microscopia promete impulsionar pesquisas e empreendimentos em Minas Gerais

Ana Rita Araújo

Eficiência nos processos, velocidade na tomada de decisões, agregação de valor, aproveitamento dos minérios e rejeitos e adoção de práticas para minimizar impactos ambientais. A solução para tais demandas, cada vez mais presentes na rotina da indústria mineral e metalúrgica, depende da caracterização precisa e rápida de depósitos e fontes minerais.

Uma única jazida pode gerar milhares de amostras, cuja análise exige combinação de técnicas e métodos. Instalada recentemente no Centro de Microscopia da UFMG, uma ferramenta capaz de realizar caracterização mineralógica automatizada de alto desempenho promete oferecer respostas eficazes a essas demandas e contribuir para elevar a um novo patamar as pesquisas minerais e o desempenho dos empreendimentos do setor em Minas Gerais.

O Mineral Liberation Analyzer (MLA) é um sistema automatizado de análise mineral integrado por microscópio eletrônico de varredura de alta resolução com microanálises químicas. Suas aplicações incluem áreas como petróleo e gás, materiais convencionais e avançados, cimento, geociência forense e avaliação de impacto ambiental, entre outras que requerem análises avançadas de partículas.

O microscópio, incluído o programa computacional específico, custa cerca de 900 mil euros e foi adquirido com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), em parceria da UFMG com o Polo de Excelência Mineral e Metalúrgico (PEMM), vinculado à Secretaria de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior de Minas Gerais, como programa de cogestão multi-institucional. “O Polo apoiará o Centro de Microscopia na mobilização e interlocução com as empresas, seus especialistas e executivos, e entidades de classe associadas ao setor industrial”, assegura o gestor do PEMM, Renato Ciminelli.

Elaborado por professores do Instituto de Geociências e da Escola de Engenharia, o projeto prevê implantação de Núcleo de Referência que propiciará a criação da Rede de Usuários Industriais em Caracterização Mineral Avançada de Minas Gerais. “É fundamental contar com o Centro de Microscopia e se beneficiar de sua infraestrutura de excepcional qualidade dedicada à microscopia eletrônica e da sinergia com pesquisas de fronteira”, avalia a pesquisadora Virgínia Ciminelli, professora do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola de Engenharia.

Em contrapartida, diz a diretora Elizabeth Ribeiro da Silva, a instalação do sistema MLA no Centro de Microscopia, órgão suplementar de caráter multiusuário e interdisciplinar, “enriquece as possibilidades de interação de grupos de pesquisa e programas de pós-graduação de diferentes áreas do conhecimento e fortalece os laços com o setor industrial”.

Integrante do Conselho Diretor do Centro e coordenadora do projeto na UFMG, Virgínia Ciminelli acrescenta que o MLA é considerado “o estado da arte” na área. Terceiro do gênero instalado no país – os outros dois estão em São Paulo e no Rio de Janeiro –, será, segundo a professora, elemento de aglutinação e de formação de competências, articuladas aos centros mundiais já consolidados, além de instrumento para o aumento da competitividade da indústria mineral e do desenvolvimento científico do estado.

O pesquisador Paulo Brandão, professor do Departamento de Engenharia de Minas, acrescenta que, embora o MLA possa ampliar milhares de vezes a visualização de partículas, o atrativo do equipamento no caso da caracterização mineral é outro: seu software reduz para horas ou dias o trabalho antes realizado em meses. “Não são necessários grandes aumentos. A ênfase é na qualidade dos dados e na velocidade em que são gerados e processados”, completa. Ele explica que tanto em minas existentes quanto em novas jazidas é indispensável caracterizar o minério, de modo a identificar elementos como qualidade do material e dificuldade de processamento, para se projetar uma usina ou otimizar operações de lavra e beneficiamento mineral. Tal identificação, esclarece, “é particularmente relevante diante da tendência crescente do tratamento de minérios complexos e de baixos teores, devido à exaustão dos depósitos mais ricos”.

Ganhos ambientais

Materiais particulados oriundos das atividades do setor mineral podem causar impactos como assoreamento dos cursos d’água, ameaça ao patrimônio cultural e à saúde da população. A caracterização dessas partículas é fundamental, salienta Virgínia Ciminelli, ao destacar o interesse do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Recursos Minerais e Biodiversidade (INCT Acqua), que ela coordena, no uso do MLA. “Trata-se de projeto amplo, que envolve empresas, além de outras universidades do Brasil e do exterior. Pretendemos utilizar os recursos desse equipamento na análise de particulados”, anuncia.

Outra abordagem ambiental para o equipamento é a avaliação de rejeitos, atualmente foco de pesquisas para viabilizar o reaproveitamento de minérios. O professor Paulo Brandão explica que a reutilização dos produtos é cada vez mais necessária, não só para evitar impactos na natureza, mas também devido à escassez de jazidas de alta qualidade. “Quanto melhor se conhece o depósito, mais facilmente se pode prever e minimizar o impacto de uma atividade industrial. Quanto mais se conhece um rejeito, melhor é a condição para se elaborar projeto de remediação de área contaminada ou de seu aproveitamento”, diz.

Tal conhecimento é ainda mais relevante se os rejeitos ou minérios contiverem os chamados elementos-traço, minerais em quantidades tão pequenas que não são facilmente detectados por meio de técnicas convencionais. “Quanto menor a quantidade, mais difícil a identificação”, explica a professora Virgínia Ciminelli. A situação é especialmente grave se nos rejeitos houver elementos-traço tóxicos. “Os equipamentos não enxergam, mas a natureza, sim, e muitas vezes são eles que vão causar o grande dano ambiental”, completa a pesquisadora, reiterando a importância de equipamentos que permitam identificar tais elementos, que podem ser os mais problemáticos ou os mais desejados – como traços de ouro e de platina e aqueles do grupo das terras raras.

Rocha que desafia

No universo de pesquisas que vão se beneficiar da utilização do MLA está tese em andamento no Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas orientada por Paulo Brandão. Desenvolvido pela doutoranda Ana Cláudia Carioca, o trabalho tem como objeto a análise de amostras de minério de ferro de Minas Gerais selecionadas por serem “desafiadoras para o aparelho”, devido à complexidade ou heterogeneidade dos compostos que constituem a rocha.

Já a vice-diretora do Centro de Microscopia, professora Nelcy Della Santina Mohallem, sugere a análise de sedimentos como exemplo de estudos que podem explorar as potencialidades do MLA. A professora cita dissertação de mestrado do aluno Harlley Torres orientada por ela no Departamento de Química do Instituto de Ciências Exatas e na Universidade Federal de Ouro Preto (Ufop), por meio da Rede Temática em Engenharia de Materiais, sobre caracterização e possíveis aplicações de restos de pedra-sabão na região de Ouro Preto. “Os resíduos são inalados e jogados nos rios, causando malefícios à saúde e ao meio ambiente”, explica.

Na geologia, podem ser estudadas com o MLA commodities minerais como o fosfato, um dos três macronutrientes – junto com o potássio e o nitrogênio – aplicados como fertilizante. “A busca por novos depósitos no Brasil vem sendo intensa nos últimos anos, devido à grande demanda por fertilizantes impulsionada pelo crescente consumo de alimentos”, justifica a professora Rosaline Cristina Figueiredo Silva, do Departamento de Geologia do IGC.

Os pesquisadores reiteram que o MLA terá papel fundamental na caracterização de amostras minerais e de materiais particulados em escalas micro e nanométrica, determinação de propriedades geometalúrgicas, avaliação de alvos na exploração mineral e suporte a projetos de abertura e otimização de usinas de beneficiamento.