As utilizações de rochas e minerais

Indica três utilizações distintas das rochas nas construções da tua localidade (fachadas, passeios, telhados, monumentos...) e nomeia a rocha utilizada em cada caso, se a conheceres.

Nomeia duas rochas utilizadas na construção e explica em que parte de um edifício se emprega cada uma.

Para a bancada de uma cozinha hesita-se entre granito e mármore. Tem em conta que o mármore é um calcário metamorfizado que reage com os ácidos (limão, vinagre), enquanto o granito é muito duro e quase não se altera. Recomenda uma opção e justifica-a.

Num município histórico vão ser restaurados três elementos patrimoniais e devem ser selecionadas rochas locais adequadas: os pilares de suporte de uma ponte fluvial, as telhas planas da cobertura da câmara municipal e a escultura lavrada da fachada de uma igreja.

1. a) Justifica que rocha tradicional (granito, ardósia ou calcário fácil de talhar) escolherias para cada uma das três obras, relacionando a tua escolha com uma propriedade geológica concreta de cada rocha (impermeabilidade e xistosidade/clivagem em lâminas, dureza e resistência mecânica, ou facilidade de lavra/trabalho).
2. b) Para obter o calcário necessário, projeta-se reabrir uma antiga pedreira a céu aberto próxima da povoação, o que gera protestos devido ao seu impacto visual e poeiras. Desenha três medidas corretoras que a empresa exploradora deveria aplicar para minimizar a pegada na paisagem e restaurar o relevo no final da extração.

Observa o esquema: à esquerda encontram-se cinco objetos do quotidiano numerados e à direita, cinco minerais desordenados. Liga cada número à letra do mineral do qual provém o objeto e explica, em dois dos casos, que propriedade do mineral o torna útil para esse fim.

O gesso, o sal comum (halite) e o quartzo são minerais com utilizações muito distintas. Nomeia uma utilização quotidiana de cada um e explica que propriedade do mineral o torna útil para esse fim.

Para que serve a argila? Nomeia dois produtos da tua vida quotidiana feitos com ela e explica o que acontece à argila quando é cozida num forno.

Além de servir para cozinhar, nomeia duas utilizações do sal comum (halite) e explica que propriedade do sal as torna possíveis.

O vidro das janelas e das garrafas é fabricado a partir de areia muito rica em quartzo. Explica que processo transforma a areia em vidro e fundamenta por que razão se adiciona vidro reciclado triturado à mistura: o que se poupa com isso.

Na Pré-História, a obsidiana e o sílex eram utilizados para fabricar pontas de seta e facas. Explica que propriedade dessas rochas as tornava tão úteis e que materiais as foram substituindo com o passar do tempo.

Nomeia dois metais que se obtêm de minerais extraídos da crosta terrestre e uma utilização quotidiana de cada um.

Explica o que é uma pedreira e em que se distingue de uma mina, dando um exemplo de material que se obtenha em cada uma.

O cobre é utilizado nos cabos elétricos e o ferro nas vigas dos edifícios. Relaciona cada utilização com a propriedade do metal que a torna possível e nomeia um material que poderia substituir cada um, fundamentando se cumpriria a mesma função.

Para obter uma tonelada de cobre é necessário extrair e tratar muitas toneladas de rocha. Raciocina sobre por que razão a exploração mineira gera montanhas de resíduos (escombreiras) e que problemas podem causar essas acumulações na paisagem e na água.

Uma exploração mineira a céu aberto extrai diariamente 500 toneladas de rocha com um teor de 5 % em cobre (o mineral explorado é a calcopirite, que está misturada com abundante pirite e quartzo, que formam a ganga).

1. a) Calcula quantas toneladas de cobre puro se obtêm em cada dia e quantas toneladas de rocha estéril (escombros sem valor económico) são geradas numa única jornada.
2. b) Ao ficar a pirite (sulfureto de ferro) dos escombros exposta ao ar e à água da chuva, desencadeia-se uma reação química que acidifica a água e dissolve metais pesados (fenómeno conhecido como drenagem ácida de mina). Prevê o que acontecerá no rio e no aquífero próximos se a empresa acumular estes escombros numa encosta sem impermeabilização.
3. c) Compara estas duas opções de gestão: depositar os resíduos numa grande bacia de lamas à superfície ou utilizá-los para preencher vazios mineiros já esgotados, misturando-os com materiais neutralizantes. Justifica qual das duas opções apresenta menor risco geológico a longo prazo.

As rochas e os minerais são recursos não renováveis. Explica o que significa isto, dá dois exemplos de materiais cujas reservas diminuem e propõe duas medidas para os consumir de forma mais sustentável.

Uma pedreira a céu aberto gera emprego numa localidade, mas destrói uma encosta e produz poeira e ruído. Apresenta dois argumentos a favor e dois contra a pedreira e conclui, dando a tua opinião fundamentada.

As baterias dos telemóveis e dos carros elétricos necessitam de lítio e de cobalto. Explica por que razão a procura destes minerais está a aumentar e apresenta um problema que pode resultar de tanta extração.

Um fabricante de tecnologia afirma na sua campanha publicitária: «O nosso novo smartphone é 100% ecológico porque a sua bateria dura o dobro e a carcaça é de alumínio polido em vez de plástico». Sabendo que as baterias requerem lítio e cobalto provenientes de explorações mineiras, e que o alumínio é extraído do mineral bauxite através de processos de grande consumo energético:

1. a) Rebate a afirmação da empresa justificando por que razão nenhum dispositivo eletrónico pode ser considerado «100% ecológico» atendendo à origem geológica das suas matérias-primas.
2. b) Se duplicar a duração da bateria exige duplicar a quantidade de lítio e cobalto por terminal, prevê dois impactos ambientais ou sociais nos países onde se situam estas minas se as vendas aumentarem 20%.
3. c) Do ponto de vista do consumo responsável de recursos minerais, justifica se é mais sustentável mudar de telemóvel a cada dois anos para ter uma bateria mais eficiente ou prolongar a utilização do mesmo quatro anos substituindo apenas a bateria deteriorada.

Um folheto informativo comete um erro ao afirmar: «Reciclar latas de alumínio quase não poupa energia, porque para fundir o metal usado são necessários fornos a temperaturas altíssimas, tal como para o extrair do mineral».

Dados reais:

• Produzir 1 kg de alumínio primário a partir do mineral bauxite requer trituração, refinação química e eletrólise a alta temperatura, consumindo 200 MJ.

• Reciclar 1 kg de alumínio proveniente de latas usadas só requer fundi-lo a 660 °C, consumindo 10 MJ.

1. a) Demonstra numericamente o erro do folheto calculando a percentagem exata de energia que se poupa ao reciclar e quanta energia se pouparia no total se uma escola recolhesse e reciclasse 50 kg de latas de alumínio.
2. b) A bauxite é extraída principalmente em florestas e zonas tropicais através de mineração a céu aberto. Justifica como a reciclagem de alumínio contribui diretamente para evitar a desflorestação e a perda de solo fértil nessas regiões do planeta.

Durante um debate sobre recursos naturais, um aluno afirma: «Na nossa sala de aula quase tudo é sintético ou artificial: as janelas de vidro, as paredes de gesso e tijolo, os cabos de cobre do projetor e as estantes de aço. Portanto, a sociedade atual já não depende da extração de rochas e minerais do solo».

1. a) Rebate o seu argumento completando uma análise geológica desses quatro elementos: identifica a rocha ou mineral de origem de cada um (areia de quartzo ou sílica, gesso, argila, mineral metálico como calcopirite ou hematite) e descreve brevemente a transformação necessária.
2. b) Classifica os recursos geológicos citados em: minerais metálicos, minerais não metálicos e rochas industriais.
3. c) Prevê que consequências teria na construção de habitações e infraestruturas o esgotamento dos inertes (areias e britas/cascalho) e das rochas calcárias, justificando a sua função no fabrico do betão e do cimento.

Uma bacia mineira encerra a sua última exploração de carvão (antracite). A paisagem resultante apresenta uma grande corta a céu aberto (uma enorme cratera artificial), grandes escombreiras instáveis desprovidas de vegetação e problemas de sedimentos negros nas ribeiras.

1. a) Justifica o encerramento da exploração do ponto de vista do ciclo do carbono e da crise climática, explicando que processo geológico formou o carvão no passado e que consequências ambientais tinha a sua combustão nas centrais térmicas.
2. b) Desenha uma proposta técnica para estabilizar as escombreiras e evitar o risco geológico de deslizamentos de terras e erosão hídrica durante as chuvas torrenciais.
3. c) O município debate-se entre dois projetos de reconversão: encher a corta com água para criar um lago de lazer e reserva natural, ou instalar nas bancadas da antiga mina um parque solar fotovoltaico com um centro de interpretação do património geológico e mineiro. Avalia os prós e contras de cada opção e justifica qual é a mais adequada para a recuperação ambiental do meio envolvente.

Nas salinas do deserto de Atacama concentra-se grande parte do lítio mundial sob a forma de salmouras subterrâneas. O método extrativo consiste em bombear essa água salgada para gigantescas bacias superficiais para que o calor solar evapore a água e cristalize o sal de lítio. Para obter uma tonelada de lítio, devem evaporar-se cerca de dois milhões de litros de água.

1. a) Identifica que método físico de separação de misturas é utilizado e explica por que razão esta técnica de extração mineira só é economicamente viável em climas com características meteorológicas muito específicas.
2. b) Estudos hidrogeológicos indicam que o nível de água dos aquíferos subterrâneos da bacia desceu vários metros na última década. Interpreta este dado e prevê dois impactos: um sobre a fauna aquática das lagoas salinas (como os flamingos) e outro sobre a agricultura tradicional dos povos indígenas locais.
3. c) Nas cidades europeias fomenta-se o uso de baterias de lítio para reduzir a poluição do ar local. Justifica de forma crítica o dilema ambiental que representa solucionar a poluição urbana à custa de intensificar o stresse hídrico em ecossistemas áridos distantes.

Analisa os seguintes dados comparativos entre a obtenção de cobre e ouro em minas convencionais de rocha e através da «mineração urbana» (reciclagem de placas de circuitos eletrónicos de computadores e telemóveis em desuso):

• Jazida em rocha: De 1 tonelada de rocha extraem-se entre 1 e 5 gramas de ouro e cerca de 8 kg de cobre. 99 % da rocha extraída termina em escombreiras como resíduo.

• Mineração urbana: De 1 tonelada de placas eletrónicas obtêm-se cerca de 250 gramas de ouro e mais de 120 kg de cobre, com um gasto energético até 80 % menor.

1. a) A partir dos dados, calcula quantas toneladas de rocha mineralizada teriam de ser dinamitadas e processadas numa mina natural (com um teor médio de 2,5 gramas de ouro por tonelada) para obter a mesma quantidade de ouro contida numa única tonelada de placas eletrónicas.
2. b) Justifica, atendendo à alteração do relevo, à destruição do solo e ao volume de resíduos geológicos, por que razão a mineração urbana causa um impacto paisagístico drasticamente menor do que a mineração a céu aberto.
3. c) Um fabricante declara: «Se reciclarmos todos os aparelhos velhos, já não será necessário extrair mais minerais da crosta terrestre». Rebate esta afirmação apresentando duas razões técnicas ou socioeconómicas que demonstrem por que razão a reciclagem por si só não pode travar completamente a atividade mineira extrativa.

Desafio do tema. Alguma vez pensaste quanta geologia escondem as paredes da tua casa ou os teus objetos diários? Vais elaborar um «Relatório de auditoria geológica doméstica» para o descobrir.

1. Inventário geológico: Seleciona $4$ objetos quotidianos da tua casa fabricados com rochas ou minerais (por exemplo: azulejos, bancada, grafite de um lápis, cabos de cobre ou sal de cozinha). Identifica que rocha ou mineral contêm, descreve duas propriedades físicas observáveis (dureza, brilho, clivagem ou cor) e classifica cada rocha segundo a sua origem no ciclo das rochas (magmáticas, sedimentares ou metamórficas); se for um mineral ou um metal obtido a partir dele, indica em que tipo de rocha ou ambiente se forma a sua matéria-prima.

2. Rastreio de origem: Acede ao site oficial do LNEG (Laboratório Nacional de Energia e Geologia) ou do INE para verificar se no teu distrito se extrai alguma dessas matérias-primas e anota que tipo de jazida ou pedreira requer.

3. Proposta e ciclo sustentável: Cria uma tabela comparativa com as tuas descobertas e redige três medidas fundamentadas para prolongar a vida útil ou reciclar estes elementos, explicando como a sua extração influencia o ciclo natural da litosfera.

Será valorizado:

• Identificação correta dos minerais, rochas e da sua localização no ciclo litológico.

• Rigor na descrição de propriedades físicas e no uso de dados de fontes oficiais.

• Coerência e criatividade nas propostas de sustentabilidade e consumo responsável.