29 de janeiro de 2018

A mineração e a Terceira Revolução Industrial

Por Marco Gonzalez


Retorno do módulo lunar para o módulo de comando da Apollo 11 em 1969 (por NASA)
Naquele pequeno planeta azul, ao fundo, acontecia a Terceira Revolução Industrial

Eis que chegou a Terceira Revolução Industrial e para iniciar em alto nível, em 1957, a União Soviética lançou o Sputnik I (uma esfera de 58 cm de diâmetro). Estava inaugurada a Era Espacial. Como resposta, os EUA criaram, em 1958, a National Aeronautics and Space Administration (NASA) e, em 1969, Neil Armstrong iniciou sua caminhada na Lua saindo do módulo lunar da Apolo 11 com o pé esquerdo. Para os não supersticiosos foi "um gigantesco salto para a humanidade".

Fora do mundo da Lua, a Terceira Revolução Industrial, na Terra, havia iniciado logo após o término da segunda guerra mundial. A chamada "Revolução Técnico-Científica" fez do conhecimento científico um aliado da produção industrial. Nesta época, também conhecida como "Era da Informação", surgiram a microeletrônica e as empresas do Vale do Silício, assim como surgiram com velocidades cada vez mais crescentes as inovações em busca de tecnologias de ponta (high-tech).


As globalizações

Já durante a Segunda Revolução Industrial havia acontecido um período que se pode chamar de globalização. Ele decorreu do alto nível tecnológico da comunicação que propiciou tanto a distribuição de informação quanto de minério. Porém, dois outros períodos marcantes de globalização ocorreram durante a Terceira Revolução Industrial.

O primeiro período de globalização corresponde à reconstrução pós-guerra (de 1945 aos primeiros anos da década de 1970) especialmente na Europa e no Japão. A grande demanda de metais básicos (cobre, ferro e bauxita-alumínio) e raros (platina, cromo e titânio) estava associada à aeronáutica, à energia nuclear, à exploração espacial e aos equipamentos eletrônicos. 


A segunda globalização surgiu após o término da Guerra Fria e se caracteriza pela revolução nas tecnologias de comunicação, principalmente com a Internet. A demanda por metais disparou em resposta ao envolvimento dos BRIC (Brasil, Rússia, Índia e especialmente a China) na economia mundial. 

Evolução na informática

Ao fundo, a garagem que é reconhecida como o local de nascimento do Vale do Silício
(por ZTebaykina)
Nesta garagem William R. Hewlett e David Packard, que fundaram a HP, iniciaram a desenvolver seu oscilador de áudio em 1938. 

Durante a segunda metade do século XX, o Vale do Silício cresceu e o computador ganhou mais memória e velocidade. Em 1958, com a inovação do chip, iniciou a diminuir de tamanho. Em 1974, com o microprocessador, ficou ainda menor. Em 1976, com os americanos Steve Jobs e Stephan Wozniak e em 1981 com a IBM, tornou-se cada vez mais pessoal. Em 1984, com ícones na tela e mouse não mão, ficou mais amigável.

Simultaneamente, a informação ganhou um novo meio de distribuição. Em 1969, foi criada a Arpanet, a rede de informações do Departamento de Defesa dos EUA. Ela interligou universidades e empresas e deu origem à Internet, criada em 1984 pela National Science Foundation, nos EUA.

Mesmo com todos esses avanços, em 1996, o russo Garry Kasparov, campeão mundial de xadrez, não acreditava que pudesse perder para um computador da IBM, o Deep Blue. Mas como o Deep, em um segundo, podia analisar 200 milhões de lances possíveis no tabuleiro do xadrez, pela primeira vez um humano foi derrotado por uma máquina. Kasparov continuou não acreditando e acusou a IBM de fraude.

Entretanto, dava para acreditar. As inovações eram tantas que, bem antes, a partir de 1975, a informação digitalizada já havia atingido todas as áreas das ciências da terra agilizando a localização e a classificação dos depósitos minerais. E, a partir de 1985, o desenvolvimento dos bancos de dados já dava mostras dos seus benefícios na organização da crescente quantidade de dados de exploração e mineração.

Evolução geológica


Imagem gerada a partir de dados digitais de elevações da superfície terrestre (por NOAA)

Após a Segunda Guerra Mundial, com a evolução da geoquímica e da geofísica, as descobertas de depósitos subterrâneos tornaram-se cada vez mais comuns e as descobertas superficiais cada vez mais raras. A complexidade dos volumes minerais fez nascer a geoestatística. Este método, criado em 1951 para cálculo de reserva mineral interpolando valores através da krigagem, foi desenvolvido pelo engenheiro de minas da África do Sul, Daniel Krige.

Como, antes do cálculo das reservas minerais, é preciso encontrá-las, no século XX, importantes métodos geofísicos foram desenvolvidos e, inclusive, tiveram papel decisivo na teoria da tectônica de placas. Desde o final da década de 1950, a geofísica teve aplicação crescente na exploração de águas subterrâneas e na geotécnica. Na década de 1970, o desenvolvimento da geofísica aérea produziu um pico na taxa de descobertas minerais em todo o mundo. A partir de 1996 foi desenvolvido o conceito de sísmica de baixo impacto com métodos menos intrusivos de choques e com geofones mais sensíveis.

Também a geoquímica ganhou importância na prospecção. Desde 1948, o Geological Survey of Japan já utilizava análises geoquímicas de água com sucesso na prospecção de gás natural em campos de petróleo, de carvão e de gás. A partir de 1955, a Gulf Research and Development Corporation desenvolveu uma técnica geoquímica para prever a presença de acumulação de petróleoEm 1975, foram realizadas pesquisas em campos de petróleo e gás, principalmente no Golfo do México, que estabeleceram indicadores dos tipos de reservatório. Em meados da década de 1990, desenvolveram-se mais alguns avanços, como a geoquímica de gás.

Como não só no campo macroscópico se desenvolve a pesquisa mineral, em 1965, surgiu o "stereoscan", o primeiro microscópio eletrônico de varredura para uso comercial, gerando grande avanço na metalografia.


Hematita em microscópio eletrônico de varredura (por SecretDisc)

Os satélites artificiais também tiveram sua utilidade. Em 1972, o lançamento do primeiro Landsat (ERTS) abriu uma nova era de observações da Terra. Em 1967, o protótipo Timation 1, no contexto do Sistema de Posicionamento Global (GPS), foi colocado em órbita pelo Departamento de Defesa dos EUA. A partir do início dos anos 1980, este sistema pode ser utilizado por qualquer usuário com receptor apropriado. Em 1997 foi lançado o primeiro satélite para mapeamento de rochas em áreas sem cobertura de solo, usando medidas hiperespectrais.

No século XX, os Sistemas de Informação Geográfica ou Geoespacial (SIGs) evoluíram e, a partir do início da década de 1980, passaram a ter aplicações comerciais.

Na década de 1990, os avanços na análise de espectrometria tornaram-na mais produtiva e precisa.

Também, desde o início dos anos 1990, o uso de modelos geológicos 3D cresceu de forma progressiva, tendo foco inicial na exploração de petróleo e gás.

Em 2004 foi implementado o Remote Predictive Mapping pelo Geological Survey do Canadá para mapeamento geológico. Os mapas preditivos, baseados em inteligência artificial, permitem predizer a localização de potencial mineralização levando em conta aquela já conhecida.

Em 2010, a NASA projetou uma cápsula de resgate, a Fênix, para retirar os mineiros presos em um deslizamento na mina de cobre e ouro de San Jose, no Chile. Na época ficou demonstrado o significativo progresso na precisão da perfuração em alcançar com exatidão um local a uma profundidade de 800 m.


Cápsula de resgate Fênix utilizada em 2010 no Chile (por Governo do Chile)

Evolução na mineração

Muito antes do desastre do Chile, já havia grande preocupação com a segurança nas minas. E entre os anos 1950 e 1970, o Bureau of Mines dos EUA fez importantes estudos sobre ventilação de minas subterrâneasEntre 1955 e 1960, pesquisadores de Pittsburgh, EUA, obtiveram grande progresso na segurança com explosivos, reduzindo risco de explosões com metano com adição de cloreto de sódio.

Na área de beneficiamento de minério, entre 1940 e 1970, buscavam-se equipamentos maiores e mais produtivos e, de 1970 a 1990, otimizaram-se processos através da automação e da computação. A partir de 1970, nesta área, procurou-se racionalizar o uso da energia.

De 1970 a 1980, foi estudada a comunicação por ondas de rádio em minas subterrâneas de carvão. A partir de meados da década de 1990, surgiram sistemas para comunicação contínua de dados entre múltiplos usuários e, desde 2007, são oferecidos sistemas de comunicação digital para as atividades de mineração. 

período de 1973 a 2000 foi uma época de grande inovação, embora, paradoxalmente, também tenha sido marcado por baixos preços de metais e pela redução das atividades de mineração. Nos países desenvolvidos, os processos automatizados e a redução da mão de obra mantiveram os custos de produção abaixo dos preços de mercado

Durante o século XX, o setor mineral sofreu mudanças significativas. O desenvolvimento tecnológico viabilizou a exploração de minério de menor teor. No início do século, as lavras subterrâneas predominavam nos países desenvolvidos, mas, com a evolução da mineração nas economias emergentes, as lavras a céu aberto tornaram-se mais comuns e o predomínio se inverteu em 2010. 

Outra tendência tecnológica do setor mineral foi o crescimento constante do tamanho dos equipamentos de mineração. Além disso, o aumento do nível de automação permitiu que grandes máquinas operassem de modo totalmente automatizado.


A Big Hog, uma carregadeira cuja pá tinha o tamanho de uma garagem para dois carros (por Michael IBNA)
A Big Hog trabalhou na mina de Sinclair, Kentucky, EUA, de 1962 a 1980, quando foi desmantelada e enterrada no local, onde permanece até hoje.

A partir de meados do século XX, diversas inovações voltadas para a exploração mineral foram surgindo ou foram sendo aperfeiçoadas. Podem ser citados o desmonte com boulder buster, as câmeras de inspeção, os dutos de polímeros (principalmente para ventilação), a geração de modelo 3D através de software para desenvolvimento integrado e para simulação de mineração (com sistemas de treinamento imersivo e virtual) e perfuratrizes móveis, além de máquinas com controle remoto e sensores de movimento.

O gráfico a seguir mostra a evolução da capacidade de perfuração de rochas de 1908 a 2005. Este gráfico dá uma boa ideia da diferença da velocidade com que as inovações foram surgindo na segunda metade do século XX em comparação com o período anterior.


Capacidade de perfuração de rochas de 1908 a 2005 (por Atlas Copco - fonte)

Evolução das fontes de energia e dos recursos minerais

Na década de 1970 e no início dos anos 1980, a energia nuclear teve rápido crescimento, mas houve desaceleração na década de 1980 principalmente motivada pelos acidentes de Three Mile Island, em 1979, no EUA, e de Chernobyl, em 1986, na Ucrânia, URSS. 

Antes disso, nas décadas de 1950 e 1960, o petróleo já havia ultrapassado o carvão e era o combustível mais utilizado no mundo. Na década de 1970, no entanto, as crises de petróleo fizeram com que o interesse pelo carvão ressurgisse como fonte de energia devido à sua relativa abundância. Em 1973, a Organização dos Países Exportadores de Petróleo (OPEP) tentou um controle de preços  que teve sucesso apenas por pouco tempo pois alguns países não diminuíram a produção conforme fora combinado.

Na segunda metade do século XX, devido à progressiva exaustão de muitos depósitos minerais, houve um declínio de grande parte da produção mineral mundial. Cooperaram também para isso os elevados custos de exploração e as crescentes restrições e exigências ambientais iniciadas na década de 1970, inclusive com o surgimento, em 1971, do Greenpeace.

No início da década de 1990, uma grande recessão afetou as indústrias de carvão, de têxteis e a metalurgia. O colapso da União Soviética, em 1991, foi logo seguido por menor demanda de ferro. Depois de 1990, ficou demonstrado que a participação do Estado no setor mineral, particularmente nos países comunistas, causou prejuízos à capacidade e ao valor da produção. 

Em 1997, aconteceu o escândalo Bre-X, com a adulteração de amostras de ouro do depósito de Busang da Bre-X, na Indonésia. Depois disso, passaram a ser mais rigorosos os novos códigos e guias para declaração de recursos e reservas minerais do Comitê Internacional de Normas de Declaração de Recursos Minerais (CRIRSCO). Também diversos países criaram entidades para regulamentar boas práticas para a declaração das informações oficiais de empresas de mineração listadas em bolsas de valores.

Na segunda metade da década de 1990 aconteceram mudanças significativas nos códigos de mineração de muitos países.

Após o ano 2000, o preço de muitos metais aumentou drasticamente, com a maioria das commodities dobrando de valor, principalmente em virtude do baixo rendimento da novas descobertas minerais. Houve redução do número de produtores e demanda intensa dos países em desenvolvimento. Como consequência, os entornos de baixa qualidade da maioria dos depósitos se tornaram econômicos, motivando novos objetivos de mineração.

No final do século XX e no início deste século, algumas iniciativas para sustentabilidade têm acontecido. Em 1992, o Earth Summit no Rio de Janeiro resultou no plano de ação chamado Agenda 21. No mesmo ano, a ONU criou o Conselho Empresarial Mundial para o Desenvolvimento Sustentável (WBCSD). Em 1998, CEOs de nove grandes empresas de mineração criaram a Global Mining Initiative. Em 2000, o Banco Mundial fundou a Extractive Industries Review e o WBCSD elaborou o projeto Mining, Minerals and Sustainable Development. Em 2001 foi formado o International Council of Mining and Metals (ICMM). Em 2003 aconteceu a primeira conferência da Extractive Industries Transparency Initiative (EITI). Ao longo dos últimos anos, diversas outras iniciativas similares foram desenvolvidas, como o World Economic Forum, em 2013, com seu Conselho de Agenda Global sobre Gestão Responsável de Recursos Minerais.


Ativistas na mina de carvão de Lusácia, Alemanha, impedindo a operação da mina, em 2016
(por Libertar)

Evolução chinesa

Na segunda metade da década de 1990, as previsões de recessão prolongada na mineração revelaram-se falsas. Os especialistas, com a visão do mundo limitada aos países desenvolvidos tradicionais, não perceberam o que acontecia na China.

No século XX, a China fez três tentativas para se industrializar. Em 1911 foi estabelecida a República da China e o governo tentou imitar os EUA, instituindo a democracia com a separação dos poderes legislativo, executivo e judiciário, mas o progresso não chegou. Em 1949, o exército dos camponeses comunistas tomou o poder e o novo governo tentou imitar a União Soviética com o modelo de planejamento central. Novo fracasso aconteceu. A terceira tentativa iniciou em 1978 sob o comando do líder Deng Xiaoping. Desta vez deu certo. 


O líder chinês Deng Xiaoping e o presidente americano Jimmy Carter em 1979
(por Pingnews - foto NARA)
Em 1979, China e EUA restabeleceram relações diplomáticas e comerciais.

O crescimento do PIB chinês se deu em decorrência dadoção da chamada Economia Socialista acompanhada de abertura econômica às demais nações. Nesse desenvolvimento, a mineração tem tido papel muito importante. Por volta de 1980, quando a renda per capita chinesa ainda era um terço da renda per capita da África subsaariana, a China já estava em pleno e vertiginoso progresso

Durante o ano de 1993, o investimento estrangeiro direto na China triplicou e continuou em ascensão. O crescimento econômico da China foi marcado por aumentos anuais do PIB de 10%, de 1990 a 2007, e de 12% em 2006 e 2007.

Em 2010, a China ultrapassou os EUA tornando-se a principal potência industrial. Atualmente ela produz quase 50% dos principais bens industriais do mundo, incluindo aço bruto, cimento, carvão, veículos e aplicações de patentes industriais. A China também é o maior produtor de navios, trens de alta velocidade, robôs, túneis, pontes, rodovias, fibras químicas, máquinas-ferramentas, computadores, celulares, etc.

Evolução brasileira

O Brasil passou no vestibular durante a Terceira Revolução Industrial. Ocursos de Engenharia de Minas se difundiram a partir de 1946, iniciando pelo Rio Grande do Sul e por São Paulo (apesar de o primeiro curso datar de 1875)Em 1957 foram criados os primeiros cursos de Geologia  no Rio Grande do Sul, em São Paulo, em Ouro Preto e no Recife, como resultado da Campanha de Formação de Geólogos (Cage). 

Então, na década de 1950, iniciou-se o segundo ciclo mineral brasileiro, quando a mineração passou a contar com técnicos do Brasil e dos EUA trabalhando em conjunto. Na década de 1960, tivemos tecnologia francesa aplicada a lavras subterrâneas na Bahia e no Paraná, além de cooperação japonesa nas minas de cobre do Rio Grande do Sul. Nesta época, Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) importou inovações da área de mineração da América do Norte. Em 1967, uma equipe de geologia da Companhia Meridional de Mineração descobriu Carajás, no Pará, o maior complexo de mineração de ferro do mundo.

Em 1969, com o objetivo de intensificar a pesquisa mineral e aumentar nossas exportações, foi criada a Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) e, de 1970 a 1990, tivemos a construção de grande parte do atual parque mineral brasileiro. Em 1996, a Agência Nacional do Petróleo (ANP) foi criada e a indústria de exploração de petróleo foi então aberta para companhias internacionais. Em 2007, a Petrobrás anunciou a descoberta do Pré-sal e as ações dispararam.


Plataforma petrolífera P-20, da Petrobras, em 2009 (por Arquivo ABr)
A exploração de petróleo em águas profundas transformou a Petrobras numa referência mundial.

Bem antes disso, em 1950, a TV havia chegado ao Brasil e a partir da década de 1960 já existiam 200 mil televisores nos lares brasileiros. As telenovelas iniciaram sua trajetória de sucesso nos anos 1970 e, em 1970 e 1971, Irmãos Coragem teve sua trama motivada por um garimpo de diamante. 

O tempo passou, mas não passou para as novelas. Desde 2013 assistimos a novela da criação da Agência Nacional de Mineração (ANM) que teve um final feliz. Ela foi criada em 2017 com o objetivo de substituir o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM). Do outro lado do paraíso, no entanto, a novela do novo marco regulatório da mineração não chegou ao fim e ainda estamos na vigência do Código de Mineração criado em 1967.

Com este histórico, o setor mineral brasileiro estará pronto para a Quarta Revolução Industrial? Poderá buscar um papel cada vez mais importante nesta nova novela que se inicia?


A mineração e a Segunda Revolução Industrial (parte III)

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