21 de setembro de 2019

Cobre: aplicações, reservas e produção

Por Marco Gonzalez

Entre 7 e 10 mil anos atrás, nossos ancestrais descobriram que o cobre era maleável e permitia peças afiadas, sendo trabalhado mais facilmente que as pedras na elaboração de ferramentas, ornamentos e armas. Provavelmente, o primeiro metal manipulado pelos seres humanos tenha sido o cobre, com seu brilho avermelhado. Esta preferência talvez se explique porque, além do ouro, ele é o único metal que possui cor natural diferente do cinza ou do branco dos outros metais. Um pequeno furador de cobre de 5100 aC, descoberto no Oriente Médio, é o objeto de metal mais antigo já encontrado.

Idade do Cobre (também conhecida como período calcolítico) iniciou no 5º milênio aC (embora não se saiba com precisão) e se caracterizou por grande evolução da civilização, marcando o surgimento das sociedades agrometalúrgicas. Acredita-se que os sumérios, por volta de 3.300 aC, passaram a misturar cobre com estanho produzindo a liga que daria nome ao período que se seguiu: a Idade do Bronze.

Amostra de cobre de 26,4x13,4x4,4 cm de Keweenaw, Michigan, EUA, com raros cristais cúbicos (de 2 cm), aglomerados reticulados de cristais retilíneos alongados e cristais retorcidos de outros hábitos (fonte: Lavinsky)

O nome do metal vem do latim "cuprum" que deriva da expressão "aes Cyprium" ("um metal de Chipre"). Justifica-se esta origem porque, durante a era romana, Chipre foi o principal fornecedor de cobre para o mundo.

Na América do Sul, as civilizações pré-colombianas maias, astecas e incas, também exploravam o cobre. Na China, Índia e Japão, obras de cobre e bronze tiveram grande aceitação na Idade Média. O cobre teve um papel muito importante no desenvolvimento da civilização. Tornou-se um metal industrial devido às suas propriedades (isoladas ou combinadas) de alta ductilidade, maleabilidade e condutividade térmica e elétrica, além da resistência à corrosão.

O cobre é o terceiro metal mais utilizado no mundo, atrás do ferro e do alumínio. Ele maximiza o desempenho dos produtos que o contêm, ajudando a economizar energia, CO₂, dinheiro e vidas.

Aplicações

O Cobre tem sido essencial para a humanidade desde os tempos pré-históricos. Um exemplo de uso muito antigo são as moedas, principalmente pela durabilidade, mas também por sua propriedade antibacteriana conhecida mais recentemente.

Um sestércio de Nero em liga de cobre do período romano de 64 a 67 dC (fonte: Casa da Moeda de Lyon)

No final do século XVIII e início do século XIX, descobertas e invenções relacionadas à eletricidade e ao magnetismo e produtos fabricados com cobre fizeram a Revolução Industrial acontecer. O cobre, mais uma vez, impulsionava uma nova era. Ainda hoje, este metal continua a atender as necessidades da sociedade com o crescente surgimento de aplicações inovadoras. Seu uso mais que triplicou nos últimos 50 anos em produtos elétricos e eletrônicos, na construção civil, em máquinas e equipamentos industriais, em equipamentos de transporte e em muitos outros usos.

As propriedades químicas, físicas e estéticas do cobre o tornam um material com uma grande variedade de aplicações domésticas, industriais e de alta tecnologia.

Estima-se que 40% da demanda para cobre refinado atende à indústria da construção civil (fiações elétricas e tubulações) e as oscilações deste setor afetam a cotação dos preços do cobre no mercado internacional. O segundo maior mercado é a indústria elétrico-eletrônica. A cadeia produtiva do cobre tem sido motivada pelas expectativas sobre a produção de veículos elétricos e de unidades de armazenamento de energia elétrica (eólica e solar).

Englobando os dois mercados citados anteriormente, três quartos do total do cobre produzido têm usos elétricos, incluindo transmissão e geração de energia, fiação predial, telecomunicações e produtos elétricos e eletrônicos.

Algumas outras utilidades e aplicações:
  • Dieta alimentar. O cobre, em pequenas doses, é essencial na dieta dos seres humanos para a formação de glóbulos vermelhos. Ele é encontrado em diversos alimentos, como grãos, batatas e verduras.
  • Medicina. Por ter propriedade antibacteriana, pode ser usado para retardar a propagação de infecções hospitalares, sendo usado, por exemplo, em botões de chamada e grades de camas. Pode ser tecido em meias para combater fungos nos pés. Também pode ser usado em certos tipos de dispositivos intra-uterinos para controle de natalidade. 
  • Física. O cobre pode ser resfriado próximo ao zero absoluto para manter recipientes em temperaturas extremas, o que é útil como detector de partículas, como os neutrinos.
  • Agricultura. O cobre, com outros nutrientes, pode aumentar o rendimento nas lavouras e o sulfato de cobre é amplamente utilizado como veneno agrícola e como algicida na purificação da água.
  • Eletrônica. É útil em biossensores em roupas. A partir de um aerogel pode produzir uma espécie de borracha moldável e cortável que conduz eletricidade. O cobre para circuitos em chips de silício torna os microprocessadores capazes de operar em alta velocidade com menos energia.
  • Eletricidade. É componente essencial de geradores, motores, transformadores e sistemas de produção de energia renovável com eficiência energética.
  • Construção civil. É usado em encanamentos, torneiras, válvulas e acessórios.
  • Maquinário e equipamentos industriais. O cobre e suas ligas oferecem durabilidade, usinabilidade e capacidade de fundição com alta precisão e tolerâncias, por exemplo, em engrenagens, rolamentos e pás de turbinas. A resistência à corrosão o torna ideal para ambientes marinhos e outros ambientes exigentes.
  • Arquitetura. O cobre, por ter baixa reatividade química, no ar úmido, forma lentamente um filme esverdeado na superfície (pátina), um revestimento que protege o metal de novos ataques. O acabamento verde da pátina confere aparência clássica de calor e riqueza. 
A famosa pátina que, em 30 anos, cobriu totalmente a estátua da Liberdade, EUA (fonte: Pixabay)

Mais de 400 ligas de cobre estão em uso hoje. As principais ligas conhecidas há muito tempo são:
  • bronze: constituída por cobre e estanho, 
  • latão: constituída por cobre e zinco
  • cobre-estanho-zinco: liga forte o suficiente para fabricar armas e canhões
  • cobre-níquel: conhecida como cuproníquel, que era o material preferido para algumas moedas.
Reservas

mineral de cobre mais abundante e significativamente econômico é a calcopirita e cerca de dois terços do cobre mundial vem de depósitos pórfiros associados a intrusões ígneas. Em regiões montanhosas do oeste da América do Norte e da América do Sul são encontrados grandes depósitos deste tipo. Os depósitos de cobre em rochas sedimentares são responsáveis por cerca de um quarto do cobre da Terra e são encontrados em áreas como o cinturão de cobre da África Central e a bacia de Zechstein, na Europa Oriental.

A tabela a seguir apresenta os principais tipos de depósitos de cobre.

Tipo
Descrição
Exemplo de mina
Depósitos pórfiros
Depósitos com grandes volumes e teores relativamente baixos com disseminações de cobre relacionadas a intrusões
Escondida, Chile
Depósitos em rochas sedimentares
Depósitos com disseminações de cobre em uma grande variedade de rochas sedimentares
White Pine, EUA
Depósitos em séries sedimentares detríticas
Depósitos com mineralizações do cobre em zonas oxidadas de rochas sedimentares¹ ou vulcânicas²
Dzhezkazgan¹, Cazaquistão e Mantos Blancos², Chile 
Depósito de sulfeto maciço vulcanogênico (VMS)
Depósitos com mineralizações de cobre hospedadas em sequências vulcano-sedimentares submarinas
Rio Tino, Espanha
Depósitos de segregação magmática
Depósitos com concentrações de sulfeto associadas a uma grande variedade de rochas magmáticas máficas e ultramáficas
Sudbury, Canadá
Depósito exalativo sedimentar (SEDEX)
Depósitos com corpos de sulfetos polimetálicos depositados a partir de fluidos hidrotérmicos exalados em bacias sedimentares sem fonte vulcânica óbvia
Red Dog, Alaska
Depósitos epitérmicos
Depósitos com veios e brechas associadas a sistemas hidrotermais de baixa temperatura relacionados a importante atividade vulcânica
Lepanto, Filipinas
Depósitos metassomáticos (ou depósitos skarns)
Depósitos com mineralização formada por alteração química associada a intrusões em rochas carbonáticas
Ok Tedi, Papua Nova Guiné
Depósitos de veios polimetálicos (IOCG)
Depósitos com estruturas mineralizadas geralmente desenvolvidas ao longo de fraturas (espessuras de centímetros a dezenas de metros) a partir de uma variedade de fontes
Copper Hills, Austrália
Depósitos supergênicos
Depósitos com enriquecimento secundário natural in situ a partir da mineralização primária
Erdenet, Mongólia
Principais tipos de depósitos de cobre (fonte: BGS)

O cobre tem uma concentração média estimada na Terra entre 55 e 70 mg/kg. Apesar do uso crescente, não há risco de os recursos naturais se esgotarem, pois a extração é realizada em diversos locais do mundo e geralmente em abundância. Desde 1950, em média, mantém-se 40 anos de reservas de cobre disponíveis para exploração global. Contribuíram para esta folga, além da pesquisa de expansões e de novas jazidas, os processos de reciclagem.

As reservas nos países mais ricos em cobre em 2018 (fonte: USGS) e a reserva no Brasil em 2016 (fonte: ANM)

O cobre é um dos poucos materiais que não degradam ou perdem suas propriedades químicas ou físicas no processo de reciclagem. O aumento da reciclagem faz com que cresça a produtividade geral dos recursos, viabilizando a transição para padrões de produção e consumo mais sustentáveis.

Produção

Estima-se que 29% do cobre global consumido em 2016 teve origem na reciclagem e, na Europa, esta taxa alcança 50%.

A produção global de cobre deve ter um crescimento constante a uma taxa média anual de 3,5% desde 2019 (previsão: 21,4 milhões de toneladas) até 2028 (previsão: 28,7 milhões de toneladas). O maior produtor mundial de cobre, o Chile, deve ter uma  produção recorde em 2019, excedendo 6 milhões de toneladas.

A produção nos países que mais produziram cobre em 2018 (fonte: USGS) e a produção no Brasil em 2017 (fonte: ANM)

O principal método de lavra do cobre é a céu aberto e os principais processos de tratamentos dos minerais de cobre para extração do metal são os seguintes:
  • Fundição. A fundição é um processo pirometalúrgico e convencional, onde o material é triturado, moído, concentrado, fundido e refinado. Os minérios devem conter sulfetos de cobre, como calcocita (Cu₂S), calcopirita (CuFeS₂) e covelita (CuS).
  • Processo SX/EW. É um processo hidrometalúrgico, que opera em temperatura ambiente, onde o material fica em ambiente aquoso ou orgânico até ser reduzido ao metal. Atualmente é um processo complementar ao convencional para tirar proveito do ácido sulfúrico. Torna a extração do cobre significativamente mais ecológica do que o processo convencional.
  • Processo de lixiviação bacteriana ou bio-lixiviação. É usado como complemento do processo SX/EW em situações em que os minerais de cobre devem ser lixiviados.
A tabela a seguir apresenta as principais minas de cobre do mundo.

Mina
País
Principal proprietário
Início
Produção em 2018*
1
Escondida
Chile
BHP
1990
1210
2
Collahuasi
Chile
Anglo American / Glencore
1998
559
3
Grasberg
Indonésia 
Freeport McMoRan
1990
557
4
Cerro Verde
Peru
Freeport McMoRan
1976
476
5
El Teniente
Chile
Codelco
1905
465
6
Morenci
USA
Freeport McMoRan
1937
431
7
Antamina
Peru
BHP / Genore
2001
430
8
Buenavista
México
Southern Copper
1899
414
9
KGHM Polska Miedz
Polônia
KGHM
1968
385
10 
Las Bambas
Peru
MMG
2016
385
As maiores minas de cobre (fonte: mining.com) – *produção em mil toneladas de cobre

O preço do cobre quadruplicou durante os anos 2000, refletindo o aumento na demanda da China, com urbanização, eletrificação rural e crescente uso de carros e eletrônicos. A produção se esforçou para acompanhar a demanda e os estoques caíram. Este foi o cenário até a desaceleração global no final dos anos 2000, quando outro patamar de variação de preços se estabeleceu.

Preços do cobre de 1960 a 2018 (fonte: macrotrends)

A partir da segunda metade de 2018, os preços do cobre se estabeleceram em níveis de US$ 6.000/tonelada.

No Brasil

A descoberta das primeiras ocorrências de cobre no Brasil datam do século XIX e ocorreram inicialmente no Ceará (Pedra Verde, em 1833), no Rio Grande do Sul (Camaquã, em 1865) e na Bahia (Caraíba, em 1874). Atualmente, a maioria dos depósitos cupríferos brasileiros conhecidos estão concentrados na Província de Carajás, principalmente com as minas de Salobo e Sossego, no Pará.

Os principais tipos depósitos de cobre, no Brasil, estão representados da seguinte maneira.
  • Depósitos do tipo IOCG: Província de Carajás, no PA. 
  • Depósitos pórfiros: Mina de Chapada, da Mineração Maracá, em Alto Horizonte, no Arco Magmático de Mara Rosa, em GO. 
  • Depósitos magmáticos de sulfetos: Jazidas do Vale do Curaçá, na BA.
  • Depósitos em série sedimentares detríticas: Distrito de Camaquã, no município de Caçapava do Sul, RS.
  • Depósitos do tipo VMS: Província de Alto Jauru, em MT.
  • Depósitos do tipo Skarn: Depósitos da Faixa Ribeira (Santa Blandina e Itaóca), em SP.

Principais ocorrências de cobre no Brasil (fonte: ANM - dados de 2017) e principais províncias (fonte: ABC/Vale - dados de 2016)
Províncias cupríferas: PC = Carajás, PVRC = Vale do Rio Curaçá, PAJ = Alto Jauru
Províncias polimetálicas: T = Tapajós, B = Borborema, A = Aripuanã, G = Goiás, R = Faixa Ribeira, C = Camaquã

A mina Salobo, em Marabá, PA, é a jazida de cobre mais importante do Brasil, com reservas de cerca de 1,4 bilhão de toneladas de minério, com teor de 0,8% Cu, correspondendo a 11,2 milhões de toneladas de cobre contido, associado a ouro, prata e molibdênio. Sua produção anual é de 500 mil toneladas/ano de concentrado de cobre, com teor médio de 37,7%, o que corresponde a 188.500 toneladas de cobre contido. A Salobo Metais, proprietária desta mina, é uma joint venture formada pela Vale e pela Mineração Morro Velho (Grupo Anglo-American), com participação do BNDES.

Apesar destes números, foi com a abertura, pela Vale, da Mina do Sossego, em Canaã dos Carajás, PA, em 2004, que o Brasil começou a migrar da posição de importador para exportador mundial de cobre.

Mina do Sossego, em Canaã dos Carajás, Pará, com a cava Sequeirinho (à esquerda) e a cava Sossego (à direita) (fonte: Google Maps)

Em 2018, o cobre contribuiu com 9% do volume dos bens minerais exportados pelo Brasil, sendo o segundo bem mineral em volume exportado, empatando com o ouro e perdendo apenas para o ferro. Na importação em 2018, o cobre também contribuiu com 9% do volume importado, sendo o terceiro colocado após o carvão e o potássio.

No 1º semestre de 2018, o cobre contribuiu com 6,3% das receitas da CFEM, sendo o 2º no ranking das substâncias minerais neste quesito, ficando apenas atrás do ferro.

Em 2017, as 616.934 toneladas de cobre produzidas pelo Brasil tiveram origem nos seguintes estados produtores (com as respectivas produções):
  • Pará: 499.193 toneladas, 
  • Goias: 94.485 toneladas e
  • Bahia: 23.255 toneladas. 
Em 2017, as principais empresas produtoras foram as seguintes (com as respectivas participações no total):
  • Salobo Metais (join venture), PA: 52,54% ;
  • Vale, PA: 21,69%;
  • Mineração Maracá (Yamana Gold), GO: 17,15%;
  • Mineração Caraíba (Ero Copper), BA: 4,83%;
  • AVB Mineração, PA: 3,32%; e
  • Serabi Mineração, PA: 0,46%.
Algumas notícias promissoras:
  • Em 2018, a produção de cobre da Mineração Caraíba, no Vale do Curaçá, BA, foi de 30.426 toneladas, o que significa um aumento de 51% em relação à produção de 2017. Em 2019, a meta é produzir entre 36.000 e 38.000 toneladas de cobre.
  • No final de 2018, a CPRM anunciou que encontrou, na região oeste de Goiás, potencial de exploração de cobre em Bom Jardim de Goiás, Americano do Brasil e Arenópolis
  • Em meados de 2019, foi anunciado que o Projeto Serrote da Mineração Vale Verde (da Appian), em Craíbas, Alagoas, terá investimento de R$ 750 milhões para produzir, a partir de 2021, 100 mil toneladas de concentrado de cobre por ano para o mercado externo. Há uma previsão de geração de até 1,2 mil empregos diretos e indiretos durante o pico dos trabalhos em 2020.
  • Em setembro de 2019, a Ero Copper (com participação de 99,6% na Mineração Caraíba) anunciou bons resultados de perfuração no Vale do Curaçá, BA, com os seguinte destaques:
    • Na área de Siriema, um furo de sondagem cruzou 31,8 metros com 2,22% de cobre, incluindo 5,0 metro com 5,56%. 
    • Na Mina de Vermelhos, sondagem próxima à superfície cortou 22,5 metros com 4,60% de cobre, incluindo 8,0 metros com 7,76%. 
    • Na Mina Pilar, foram perfurados 7,1 metros com 6,50% de cobre, incluindo 4,1 metros com 9,01%, e outra sondagem encontrou 25,5 metros com 1,47% de cobre, incluindo 2,0 metros com 5,85%.
  • A Vale trabalha, no PA, na implantação de três projetos para cobre:
    • Salobo III, que terá início em 2022, com aumento da capacidade atual entre 30 e 40 mil toneladas de cobre contido no concentrado; 
    • Cristalino, que iniciará em 2023, com capacidade de 80 mil toneladas/ano; e 
    • Alemão, a ser iniciado em 2024, com capacidade entre 60 mil e 70 mil toneladas/ano.
Espera-se que a demanda por cobre continue sendo atendida através (i) da descoberta de novos depósitos, (ii) de melhorias tecnológicas, (iii) do design eficiente e (iv) do aproveitando da natureza renovável do cobre que permite reutilização e reciclagem.

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