A Evolução da Mineração: Da Idade da Pedra à Era dos Metais Estratégicos

A mineração tem sido um alicerce vital para o desenvolvimento das civilizações ao longo da história. Desde a Idade da Pedra até a Era do Silício, a extração e transformação de materiais geológicos impulsionaram o progresso tecnológico, moldando a trajetória da humanidade.

- Idade da Pedra (600.000 – 4.500 a.C.)

A Idade da Pedra assinala o início da produção de ferramentas pelo homem. Os primeiros hominídeos, como Australopithecus e Homo erectus, desenvolveram técnicas de manipulação de rochas para criar utensílios de corte, lanças e arpões. Essas ferramentas foram fundamentais para a caça, defesa e processamento de alimentos, promovendo o desenvolvimento cognitivo e social. Evidências arqueológicas indicam que a mineração rudimentar já era praticada nessa época, com a extração de rochas e minerais em afloramentos e cavernas (RAPP, 2009).

A sílica foi o material chave desta era, encontrada em forma de sílex e obsidiana. A obsidiana, composta quase inteiramente por dióxido de silício (SiO₂), era valorizada por sua fratura conchoidal, criando lâminas afiadas. O sílex, uma rocha sedimentar com alta dureza (7 na escala de Mohs), era apreciado por sua durabilidade e capacidade de formar lascas pontiagudas (KLEIN; DUTROW, 2012). Esses materiais eram obtidos através da coleta superficial e de mineração rudimentar em afloramentos, marcando o início da relação do homem com os recursos minerais.

- Idade do Cobre (4.500 – 3.300 a.C.)

O cobre foi o primeiro metal dominado pelo homem, inaugurando a Idade dos Metais. A metalurgia do cobre permitiu a produção de ferramentas, armas e objetos decorativos mais duráveis e eficientes que os de pedra. Civilizações como Mesopotâmia e Egito prosperaram rapidamente com o domínio desse metal, estabelecendo rotas comerciais para obter cobre e seus minérios. O cobre era considerado um metal precioso, restrito a objetos de prestígio e rituais religiosos (ROBERTS; THORNTON, 2014).

O cobre inicialmente foi coletado na forma nativa, mas logo começou a ser extraído de minerais como malaquita [Cu₂CO₃(OH)₂] e cuprita (Cu₂O) através de técnicas rudimentares de mineração subterrânea, como poços e galerias (CRADDOCK, 1995). A fundição e a metalurgia evoluíram, permitindo a obtenção de cobre em fornos primitivos, utilizando carvão vegetal como combustível. Principais depósitos de cobre, como La Escondida (Chile) e Olympic Dam (Austrália), estão associados a sistemas pórfiros e IOCG (SILLITOE, 2010).

- Idade do Bronze (3.300 – 1.200 a.C.)

A descoberta da liga de bronze, composta por cobre e estanho, revolucionou a fabricação de armas e ferramentas, impulsionando o desenvolvimento de civilizações como Egípcia e Mesopotâmica. O bronze, mais duro e resistente que o cobre puro, permitiu a criação de equipamentos agrícolas, armas e objetos artísticos mais sofisticados. O comércio de estanho, necessário para a produção de bronze, estabeleceu rotas comerciais de longa distância e centros de poder econômico, exigindo uma organização social complexa e técnicas avançadas de mineração e metalurgia (RADIVOJEVIĆ et al., 2010).

O estanho, essencial para a produção de bronze, é extraído principalmente da cassiterita (SnO₂), encontrada em depósitos hidrotermais e placers. A cassiterita se forma em ambientes de temperatura elevada (400-600°C) nas cúpulas de intrusões graníticas (LEHMANN, 1990). A mineração de estanho envolvia tanto depósitos primários (greisens) quanto secundários (placers), onde a cassiterita era concentrada por processos de sedimentação. No Brasil, as principais reservas de estanho estão em Mapuera (AM) e Rondônia, associadas a granitos rapakivi e greisens (BETTENCOURT et al., 2005).

- Idade do Ferro (1.200 a.C. – 1856 d.C.)

A Idade do Ferro marca uma revolução na metalurgia com o domínio da produção de ferro e aço. Civilizações como os Hititas, Gregos e Romanos se destacaram pelo uso do ferro para fabricar armas, ferramentas agrícolas e materiais de construção. O ferro, mais abundante e acessível que o bronze, permitiu a produção em larga escala de equipamentos resistentes e duráveis. O domínio da metalurgia do ferro foi fundamental para o sucesso militar e expansão dessas civilizações. A produção de ferro em larga escala resultou em desmatamento significativo devido à demanda por carvão vegetal para fornos de redução (TYLECOTE, 1992).

Os principais minerais de ferro incluem hematita (Fe₂O₃), magnetita (Fe₃O₄) e goethita (FeO(OH)), encontrados em formações ferríferas bandadas (FFBs). Essas formações, compostas por camadas de minerais de ferro e sílica, são classificadas em tipos Algoma, Lago Superior e Rapitan, cada um associado a diferentes contextos geológicos e históricos (BEKKER et al., 2010). A mineração de ferro, realizada tanto em depósitos primários quanto secundários, utilizava fornos progressivamente mais eficientes, como os altos-fornos, para redução do minério (CRADDOCK, 2013).

- Era dos Materiais Estratégicos (1908 – Presente)

A Era dos Materiais Avançados é marcada pelo desenvolvimento de materiais com propriedades excepcionais, revolucionando a tecnologia. O silício, vital para a indústria eletrônica, e os nanomateriais de carbono, como grafeno e nanotubos, apresentam propriedades únicas que transformaram várias indústrias. A demanda por elementos estratégicos, como lítio e terras raras, essenciais para tecnologias de energia renovável e alta performance, cresceu exponencialmente. A mineração moderna envolve técnicas sofisticadas para atender à demanda por matérias-primas de alta pureza e qualidade (VIDAL; ROSTOM; FRANÇOIS, 2017).

Elementos Estratégicos: Silício (Si), Carbono (C), Lítio (Li), Terras Raras (La, Nd, etc.)

O silício, segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, é a base da indústria eletrônica. Extraído como dióxido de silício (SiO₂) e silicatos, o silício de alta pureza (>99,9999%) é obtido por redução carbotérmica em fornos de arco elétrico, seguido de purificação e cristalização (PIZZINI, 2012). Nanomateriais de carbono, como grafeno e nanotubos, são produzidos por deposição química de vapor (CVD) e esfoliação química, a partir de grafite e hidrocarbonetos (NOVOSELOV et al., 2012). O lítio, extraído de pegmatitos e salares, é crucial para baterias de alta performance, com destaque para o Triângulo do Lítio na América do Sul (GROSJEAN et al., 2012). Terras raras, obtidas de minerais como monazita e bastnasita, são fundamentais para ímãs de alta eficiência e dispositivos eletrônicos, requerendo técnicas avançadas de processamento e metalurgia extrativa (GUPTA; KRISHNAMURTHY, 2005).

  A evolução da mineração, desde a Idade da Pedra até a Era dos Materiais Avançados, demonstra a importância vital dos recursos minerais no desenvolvimento das civilizações. Cada era foi marcada por avanços tecnológicos e pela descoberta de novos materiais que impulsionaram o progresso humano. O aprimoramento das técnicas de extração e processamento tem sido essencial para o aproveitamento eficaz desses recursos. À medida que olhamos para o futuro, a mineração sustentável será crucial para atender às necessidades da sociedade e enfrentar desafios ambientais e sociais. A pesquisa científica e o desenvolvimento tecnológico serão vitais para garantir o suprimento de materiais estratégicos, minimizando os impactos ambientais e promovendo um equilíbrio entre progresso e sustentabilidade.

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Materiais Consultados

• BEKKER, A. et al. Iron Formation: The Sedimentary Product of a Complex Interplay among Mantle, Tectonic, Oceanic, and Biospheric Processes. Economic Geology, v. 105, n. 3, p. 467-508, 2010.

• BETTENCOURT, J. S. et al. The Rondonian-San Ignacio Province in the SW Amazonian Craton: An overview. Journal of South American Earth Sciences, v. 29, n. 1, p. 28-46, 2005.

• CRADDOCK, P. T. Early Metal Mining and Production. Edinburgh: Edinburgh University Press, 1995.

• CRADDOCK, P. T. The Metal Casting Traditions of South Asia: Continuity and Innovation. Indian Journal of History of Science, v. 48, n. 1, p. 55-82, 2013.

• GROSJEAN, C. et al. Assessment of world lithium resources and consequences of their geographic distribution on the expected development of the electric vehicle industry. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 16, n. 3, p. 1735-1744, 2012.

• GUPTA, C. K.; KRISHNAMURTHY, N. Extractive Metallurgy of Rare Earths. Boca Raton: CRC Press, 2005.

• KLEIN, C. Some Precambrian banded iron-formations (BIFs) from around the world: Their age, geologic setting, mineralogy, metamorphism, geochemistry, and origins. American Mineralogist, v. 90, n. 10, p. 1473-1499, 2005.

• KLEIN, C.; DUTROW, B. Manual de Ciência dos Minerais. 23. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012.

• LEHMANN, B. Metallogeny of Tin. Berlin: Springer-Verlag, 1990.

• NOVOSELOV, K. S. et al. A roadmap for graphene. Nature, v. 490, n. 7419, p. 192-200, 2012.

• PIZZINI, S. Silicon for Photovoltaic Applications. In: KOROTCENKOV, G. (Ed.). Handbook of Silicon Based MEMS Materials and Technologies. 2. ed. Oxford: Elsevier, 2012. p. 389-408.

• RADIVOJEVIĆ, M. et al. On the origins of extractive metallurgy: new evidence from Europe. Journal of Archaeological Science, v. 37, n. 11, p. 2775-2787, 2010.

• RAPP, G. Archaeomineralogy. 2. ed. Berlin: Springer-Verlag, 2009.

• ROBERTS, B. W.; THORNTON, C. P. (Eds.). Archaeometallurgy in Global Perspective: Methods and Syntheses. New York: Springer, 2014.

• SILLITOE, R. H. Porphyry Copper Systems. Economic Geology, v. 105, n. 1, p. 3-41, 2010.

• TYLECOTE, R. F. A History of Metallurgy. 2. ed. London: Maney Publishing, 1992.

• VIDAL, O.; ROSTOM, F.; FRANÇOIS, C. Global Trends in Metal Consumption and Supply: The Raw Material-Energy Nexus. Elements, v. 13, n. 5, p. 319-324, 2017.