Contaminação da água por urânio em Caetité

Contaminação da água por urânio em Caetité - BA

Artigo selecionado dentre os "estudos de casos" apresentados por alunos na disciplina Sustentabilidade no Contexto das Ciências, oferecida pela Diretoria de Extensão da Fundação Cecierj. O artigo descreve a contaminação da água usada para consumo humano coletada na área de influência direta da mineração de urânio no município de Caetité, na Bahia. São fornecidos links de vídeos e bibliografia de apoio com os quais o professor pode complementar o assunto nas aulas de disciplinas como Biologia, Ciências, Química e Educação Ambiental, entre outras, além de servir como sugestão para realização de trabalhos da turma em seu próprio meio ambiente.

Introdução

Os metais são provavelmente os elementos tóxicos mais antigos conhecidos pelo homem. Nem todos os metais são tóxicos: existem os essenciais, que possuem funções biológicas importantes no corpo humano. São exemplos de metais essenciais: ferro, zinco, manganês, cromo, cobalto e cobre.

O elemento químico urânio é um metal branco-níquel, pouco menos duro que o aço e se encontra em estado natural nas rochas da crosta terrestre. Sua principal aplicação comercial é na geração de energia elétrica, sendo empregado como combustível para reatores nucleares de potência.

É também utilizado na produção de material radiativo para uso na medicina e na agricultura.

Figura 1: Uraninita.

O urânio é extraído da uraninita (Figura 1) e de outros minérios contendo fosfatos e arseniatos uraníferos, purificado e concentrado sob a forma de um sal de cor amarela conhecido como yellowcake (ou concentrado de U₃O₈), cuja composição química é o diuranato de amônia. Esses minérios aparecem geralmente nas rochas eruptivas e nos pegmatitos associados ao tungstênio. Suas maiores concentrações estão, porém, nas rochas sedimentares.

Figura 2: Minério de urânio.

O Brasil possui uma das maiores reservas mundial de urânio (Figura 2), o que permite o suprimento das necessidades em longo prazo e a disponibilização do excedente para o mercado externo.

Figura 3: Minério de urânio.

O processo de beneficiamento do minério de urânio é o de lixiviação em pilhas (estática): depois de britado, o minério é disposto em pilhas e irrigado com solução de ácido sulfúrico para a solubilização do urânio contido nele. Essa técnica dispensa fases de moagem, agitação mecânica e filtração, permitindo uma operação com menores custos de investimentos, em face do reduzido número de equipamentos e unidades operacionais envolvidos. A concentração do urânio é realizada pelo processo de extração por solventes orgânicos, seguida da separação por precipitação, secagem e estocagem em tambores.

Os impactos ambientais advindos da exploração e do beneficiamento de urânio são em grande parte semelhantes àqueles causados por atividades de mineração em relação a seus rejeitos e efluentes. A liberação de efluentes líquidos e atmosféricos (gases e particulados) para o meio ambiente causado pela extração e pelo beneficiamento de urânio tem o potencial de alterar a qualidade do ar, do solo e da água.

Contudo, a presença de radiatividade no minério dá origem ao impacto radiológico e, consequentemente, a aspectos adicionais relativos ao gerenciamento ambiental, como disposição e tratamento de rejeitos, controle de emissões e monitoramento ambiental.

Os radionucleídeos liberados na atmosfera misturam-se, dispersam-se e depositam-se na superfície do solo e dos vegetais, entrando na cadeia alimentar.

Enriquecimento do urânio

O urânio é um metal pesado radiativo. Para que o urânio seja utilizado energeticamente, é preciso que, antes do procedimento de fissão nuclear, ocorra o enriquecimento no isótopo ²³⁵U, que é a única forma capaz de realizar a fissão nuclear e que consegue sustentar uma reação em cadeia. Durante a fissão nuclear há a geração da chamada energia nuclear. Tornar o urânio enriquecido significa exatamente separar o urânio físsil do não físsil.

O processo de enriquecimento pode ocorrer de várias maneiras, entre elas a difusão gasosa, a ultracentrifugação e a utilização de raios laser. As mais comuns, em nível industrial, são a difusão gasosa e a ultracentrifugação. Para as usinas termelétricas, o enriquecimento é de 3% a 5%; como combustível para mover submarinos, por exemplo, precisa-se de urânio enriquecido a 20%; para produzir uma bomba atômica deve-se atingir 95% de concentração de ²³⁵U.

Figura 4: Modelo de fissão nuclear do ²³⁵U.

Os produtos de fissão resultantes do combustível nos reatores nucleares sofrem tratamento especial em usinas de reprocessamento, onde são separados e comercializados para uso nas diversas áreas de aplicação de radioisótopos. Os materiais radiativos restantes, que não têm justificativa técnica e/ou econômica para serem utilizados, sofrem tratamento químico especial e são vitrificados, guardados em sistemas de contenção e armazenados em depósitos de rejeitos radiativos.

Séries radiativas

Cada elemento radiativo, seja natural ou obtido artificialmente, se transmuta com uma velocidade característica de desintegração. Esse tempo foi denominado meia-vida, que é uma medida de decaimento da radiatividade à metade de seu valor original. No caso de elementos radiativos usados em laboratórios de pesquisa, a fonte tem uma meia-vida curta, e, após algumas semanas, a radiatividade chega a um valor que não se distingue do ambiental. Esse é o caso do ¹³¹I, usado na medicina nuclear em exames da tireoide; seu decaimento é de oito dias. O ²³⁵U sofre desintegrações sucessivas até formar um núcleo estável de chumbo. Em cada desintegração ele emite radiações alfa, beta ou gama, formando intermediários ainda instáveis.

Figura 5: Desintegração de núcleos radiativos.

A meia-vida do U pela série natural radiativa é de 713 milhões de anos, quando pela emissão de partículas alfa se transmuta em tório 231, que tem a meia-vida de 24,6 horas e emite partículas beta, formando o protactínio 231, que tem uma meia-vida de 32.000 anos e assim por diante.

Com o surgimento de máquinas aceleradoras de partículas, os núcleos radiativos puderam ser "fabricados" em laboratório, para que sua desintegração fosse planejada.

Figura 6: Séries radiativas naturais.

Estudo de caso: Caetité-Ba

O Distrito Uranífero de Lagoa Real, localizado na Serra Geral, Caetité-BA, foi descoberto durante a execução de levantamentos geofísicos realizados entre 1974 e 1979. Tal descoberta colocou o Brasil em posição de destaque mundial, sendo o 7º país com maior reserva de urânio do mundo, iniciando a sua extração apenas em 1998, com o esgotamento da exploração em Poços de Caldas-MG. A empresa estatal exploradora de urânio na região é a Indústrias Nucleares do Brasil (INB), substituta da Nuclebrás, e visa à extração do urânio para abastecer energeticamente as usinas nucleares de Angra dos Reis (Figura 4).

Figura 7: INB Caetité-BA.

A mina e uma unidade de beneficiamento de urânio são gerenciadas pela INB, que estima que a reserva de urânio apresente teor e dimensão estimadas em 100.000 toneladas exclusivamente de urânio. Essa quantidade é suficiente para o suprimento das centrais nucleares Angra 1, 2 e 3, além das usinas previstas no Plano Nacional de Energia 2030 - EPE (4000mW) durante toda a vida útil dessas instalações.

Alguns elementos são química e bioquimicamente estáveis e apresentam vida longa no solo, nos sedimentos e na água, causando grande impacto ambiental. Esse é justamente o caso dos compostos de urânio presentes na natureza, que persistem no meio e podem causar efeitos crônicos à biota e aos seres humanos.

Impactos ambientais gerados pela mineradora

A mineradora está operando com capacidade de produção de 400 ton/ano de concentrado de urânio. Para atender à demanda de combustível nuclear pela instalação de Angra 3, a INB dobrou sua produção para 800 toneladas de yellowcake por ano em Caetité. A expansão da mineração leva a aumento dos impactos ambientais e sociais na área de influência direta da mina e faz crescer a frequência de transportes terrestres e marítimos de urânio enriquecido em áreas urbanas populosas da Bahia e do Rio de Janeiro para completar o ciclo de vida do combustível nuclear.

O estudo de impacto ambiental (EIA) e o relatório de impacto ambiental (Rima) da INB Caetité definiram como área de influência direta da mineradora localidades socioeconômicas e culturais relacionadas pela implantação e pela operação da mina, abrangendo habitantes situados em um raio de 20 km a partir do centro do empreendimento. Algumas bacias vizinhas também foram incorporadas, porque a água é o elemento transportador mais significativo em função da facilidade de escoamento dos possíveis poluentes pela rede de drenagem superficial e subterrânea (INB, 1997).

De acordo com o Ministério da Ciência e Tecnologia, desde 2000 já ocorreram em Caetité várias contaminações das águas subterrâneas e superficiais por metais pesados e particulados em várias ocasiões.

O Greenpeace coletou amostras de água e sedimentos de Caetité em agosto de 2008 (Figura 8). Os resultados indicam a presença de radionucleídeos naturais das séries urânio-238 e tório-232 em duas lagoas naturais no entorno da mina. Segundo a pesquisa realizada por essa entidade, a amostra de água colhida de um poço artesiano a cerca de oito quilômetros da mina apresentou concentrações de urânio sete vezes maiores do que os limites máximos indicados pela Organização Mundial da Saúde (OMS). Outra amostra, coletada de uma torneira que bombeia água de poços artesianos da área de influência direta do empreendimento da INB, estava com o dobro do limite estabelecido pela OMS e acima do Índice Conama.

Figura 8: Ativistas do Greenpeace coletam amostra de água contaminada em poço de Juazeiro, Caetité-BA.

Figura 9: Vazamento de urânio em Caetité-BA.

O EIA/Rima do projeto de exploração de urânio em Caetité previa diversos impactos, entre os quais:

· alteração da qualidade do ar devido às emissões atmosféricas durante a operação do empreendimento decorrente da movimentação dos solos e do desmonte de rochas na lavra, na britagem e rebritagem do minério, "gerando quantidade significativa de material particulado, além da emanação de gás radônio". Segundo o Rima, esses contaminantes podem ser transportados pelos ventos, atingindo o meio ambiente e, consequentemente, o homem;

· contaminação dos mananciais subterrâneos com alterações das suas propriedades e potabilidade. "A liberação de poluentes para o meio ambiente durante a implantação e a operação do empreendimento, com possíveis alterações na qualidade das águas subterrâneas, poderá ocorrer, de forma significativa a partir do desmonte de rochas na lavra, do pátio de lixiviação, da bacia de deposição e reciclagem de efluentes líquidos, da disposição de rejeitos sólidos e estéreis, da unidade de tratamento do rádio, dos pátios de estocagens de insumos das operações da unidade de processo." O estudo previa que o controle sobre a qualidade da água deveria ser constante, e os dados periodicamente informados aos usuários e à comunidade em geral;

· deposição de partículas comuns e radiativas sobre a cobertura vegetal. "O aerossol gerado nessas atividades de mineração de urânio deverá conter certo teor de isótopos radiativos devido à ocorrência dessas substâncias no solo e no subsolo da área do projeto. Esse pó, ao ser dissipado pelo vento, irá depositar-se sobre a cobertura vegetal das áreas vizinhas, podendo causar sua contaminação com isótopos radiativos. Devido à longa duração das emissões, este foi considerado um impacto significativo e negativo."

Figura 10: Extração subterrânea de urânio em Caetité-BA.

Riscos à saúde decorrentes da incorporação de urânio pelos habitantes de Caetité

Elementos radiativos como o urânio chegam ao interior do corpo humano quando ingeridos em alimentos e na água, inalados, absorvidos pela pele ou mucosas ou quando administrados em exames que utilizam esses materiais. No caso de liberação de urânio para o meio ambiente, esse elemento é ingerido diretamente via água contaminada e toda a cadeia alimentar por meio de vegetais, do leite e da carne.

As limitações encontradas na origem da contaminação indicam significativo potencial de exposição da população local a níveis elevados de radiatividade; foram feitos estudos sobre efeitos da radiação na saúde e levantamentos sobre casos de câncer no município nos últimos anos. Em Caetité, metade dos 46 mil habitantes do município vive na zona rural, onde cria gado, planta mandioca, cana-de-açúcar, feijão, milho e outros produtos. Na região, há consumo humano e animal de água não tratada de poços artesianos e de um riacho que atravessa a mina de urânio, o Riacho da Vaca.

Em 2007, foi desenvolvida uma pesquisa para determinar o grau de contaminação ambiental por urânio, utilizando dentes humanos como bioindicadores (dentes extraídos por motivos ortodônticos de pessoas de 5 a 87 anos de idade) e determinando os níveis de incorporação do radionucleídeos pela técnica de espectrometria de massa acoplada ao plasma de argônio (ICPMS) no Laboratório do Centro de Laser e Aplicações do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), da Universidade de São Paulo (USP). O principal objetivo do trabalho foi estudar a contaminação ambiental à qual estão expostos os moradores de Caetité e os consequentes efeitos à saúde. Como a concentração de urânio em dentes é muito similar à verificada no esqueleto, os resultados do estudo expressam o conteúdo de urânio no esqueleto como um todo. Para efeito de comparação e controle, a pesquisa coletou dentes de habitantes da Represa Guarapiranga, na região metropolitana da cidade de São Paulo. Esse estudo originou a dissertação de mestrado na Universidade Estadual de Santa Cruz, em Ilhéus-BA intitulada Estudo de contaminação ambiental por urânio no município de Caetité-BA.

Nos resultados do estudo citado, os habitantes da região de Caetité apresentaram incorporação média de urânio igual a 52,3 ppb (μg/L), cerca de duas vezes maior que nos municípios baianos vizinhos.

Os índices de incorporação de urânio por habitantes de Caetité foram 25 vezes maiores do que os apresentados na região controle, a Represa de Guarapiranga, e cerca de cem vezes maiores do que a média mundial. O estudo conclui que esses resultados são bastante consistentes com o fato de que a maior proximidade com a planta de extração e processamento de urânio operada pela INB resulta em maior contaminação ambiental, levando assim os habitantes de seu entorno a ingerir relativamente mais urânio. Essa foi a situação verificada em Caetité, onde a ingestão de urânio é mais do que o dobro dos valores encontrados nas duas outras regiões mais distantes da planta de processamento da INB, Lagoa Real e Igaporã.

E continua: "Admitindo-se que a correlação entre urânio incorporado e urânio ingerido seja aproximadamente linear, concluiríamos que em Caetité a população ingere cem vezes mais urânio do que a média mundial".

As populações dessas localidades e de Caetité, em particular, estão sujeitas a riscos radiobiológicos muito superiores aos de populações de outras regiões, tanto no país como no restante do mundo. Essa circunstância pode levar a sérios problemas de saúde como a ocorrência de neoplasias.

Figura 11: Coleta de água na região de Caetité por famílias locais. Fonte: Greenpeace

As consequências das radiações nucleares para os humanos são diversas e dependem dos órgãos do corpo e sistemas atingidos. Quando o corpo é exposto à radiação, absorve certa quantidade de energia dessa radiação, chamada dose absorvida. Quanto maior a exposição, maior a dose absorvida, maiores serão os danos provocados pela radiação; é consenso entre especialistas de que não há dose de radiação tão pequena que não produza efeito colateral no organismo humano, existindo assim uma relação contínua entre exposição e risco.

A exposição a doses de radiação muito altas pode causar falência do Sistema Nervoso Central e síndrome gastrintestinal, seguida de morte em horas ou dias. Existem efeitos, porém, que aparecem depois de anos ou décadas. Um exemplo é o câncer, que só surge vários anos após a irradiação do organismo.

Ingestão crônica de urânio

Alguns radionucleídeos se depositam em tecidos e órgãos importantes e, dessa forma, constituem-se num componente importante do background (histórico) radiativo que irradia permanentemente o indivíduo. Esse é justamente o caso do urânio.

A afinidade iônica faz do esqueleto humano um órgão retentor de metais. Isso significa que, mesmo depois de cessada ou reduzida a fonte externa (exógena) emissora de radiação, o indivíduo continuará exposto ao elemento que ficou retido na estrutura óssea. O esqueleto passa a funcionar como fonte interna (endógena) de radiação. Assim sendo, quanto maior a retenção de elementos radiativos no corpo, maior e mais longa será essa exposição.

Além disso, estudos demonstraram que baixas concentrações de urânio ingeridas de forma crônica, ou seja, no transcurso de longos períodos, levam ao acúmulo do elemento não somente nos ossos como também em todo o volume da medula óssea, colocando as células produtoras de sangue, chamadas de células estaminais hematopoiéticas, no raio de alcance da radiação alfa.

Observa-se ainda que, depois do esqueleto, a maior acumulação de urânio se dá nos rins, saturando a partir de idades iguais e superiores a 10 anos. Essa constatação é grave em decorrência da alta nefrotoxicidade de alguns compostos de urânio, notadamente os sais de uranila. Portanto, além dos riscos radiobiológicos, os habitantes de Caetité também estariam sujeitos aos efeitos toxicológicos nos rins.

Os efeitos hereditários ou genéticos podem surgir somente nos descendentes do ser irradiado como resultado de danos por radiação nas gônadas, que são as células dos órgãos reprodutores. Ainda não existe conhecimento consolidado sobre danos hereditários em seres humanos, apesar de estudos em camundongos e vegetais apontarem que a radiação nuclear é um agente que induz mutações. A radiação tem também efeito teratogênico, quer dizer, provoca alterações significativas no desenvolvimento de mamíferos irradiados quando ainda no útero materno.

Considerações finais

Figura 12: Protesto do Greenpeace diante das Indústrias Nucleares do Brasil (INB) em Caetité.

Após anos de operação da INB em Caetité, a denúncia do Greenpeace confirma a contaminação ambiental por urânio na área de influência direta do empreendimento, prevista no EIA/Rima. O estudo do Greenpeace concluiu que a contaminação das águas pode ter sido causada pela "presença natural de urânio e tório no solo" e que enchentes e transbordamentos na mina de urânio podem ter aumentado as áreas de concentrações naturais, já que o material radiativo pode ser carreado pela água. Essa pesquisa não consegue responder exatamente se a operação da INB causa contaminação ambiental no entorno da mina de Caetité ou a contaminação é natural. Os impactos ambientais provenientes da exploração e do beneficiamento do urânio podem gerar impactos radiológicos e, consequentemente, impactos ambientais, contaminando ar, água e solo.

Efeitos tardios, como o câncer, são mais difíceis de identificar por conta da demora em aparecer – torna-se incerto afirmar se a patologia se deve à exposição radiativa ou ao processo de envelhecimento natural do ser humano. Por essa razão, a identificação dos efeitos tardios causados por radiações nucleares só é possível se houver controle histórico e amplo sobre a população afetada.

A região de Caetité é composta por caatinga e semiárido, tendo sido escolhida para a implantação da mineradora devido ao fato de não ser urbanizada. A maior preocupação no momento é equilibrar a região, que tende à desertificação e à exaustão dos aquíferos locais e da preservação ambiental.

A reportagem realizada pelo Jornal da Record sobre o acidente ocorrido em 2008 e sua a relação entre casos de câncer pode ser vista no Youtube no link https://www.youtube.com/watch?v=7DMISDJbs9g (educacaopublica)