2020 será o ano da mineração submarina?

Solwara 1 projeto ferramentas de mineração no fundo do mar. Cortesia de Nautilus Minerals.

Qualquer um que esteja nas indústrias offshore de petróleo e gás ou na marinha há muito tempo já ouviu falar em planos de mineração de vários minerais localizados no fundo do mar ou logo abaixo dele. De fato, quando Howard Hughes construiu o Glomar Explorer em 1972, a matéria de capa para sua verdadeira missão - recuperar um submarino soviético - era que a plataforma seria usada para extrair nódulos de manganês do fundo do oceano. Essa reportagem de capa foi tão eficaz que teve a consequência não intencional de despertar grande interesse na mineração oceânica entre empresas offshore e o público em geral.

Nos anos seguintes, tem havido muita pesquisa e exploração nesse campo. No entanto, exceto na mineração de diamantes em águas rasas na costa da África Austral, nenhuma operação comercial de mineração em alto mar ainda foi iniciada. Agora, parece que 2020 pode realmente ser o ano em que a mineração comercial em alto mar começa a sério.

Tipos de minerais oceânicos.
Existem três tipos de minerais oceânicos de profundidade comercial de interesse comercial; nódulos polimetálicos, sulfetos maciços no fundo do mar e crostas polimetálicas.
Os Nódulos Polimetálicos foram os primeiros minerais do fundo do mar a serem descobertos. Esses nódulos são de interesse comercial por seu alto teor de manganês. Em uma área do fundo do oceano no Pacífico Norte conhecida como Zona Clarion Clipper, a Autoridade Internacional do Fundo do Mar (ISA) estima que existam mais de 20 bilhões de toneladas desses nódulos. Geralmente, esses nódulos ficam no topo de sedimentos oceânicos, a profundidades superiores a 3000 metros.

Os sulfetos maciços do fundo do mar (SMS) são formados por vulcões submarinos e geralmente ficam em águas rasas do que os nódulos de manganês. Os depósitos de cobre, zinco, ouro e prata são de interesse comercial nessas áreas. Muitos, se não a maioria desses campos em potencial, estão localizados no Anel de Fogo do Pacífico e são encontrados na Zona Econômica Exclusiva dos Estados Costeiros (ZEE) ou na Plataforma Continental externa.

Finalmente, crostas polimetálicas também são encontradas em águas relativamente rasas nas ZEE dos estados costeiros. Essas crostas formam um pavimento duro no fundo do mar com até 25 cm de espessura. Os minerais de interesse comercial são cobalto, titânio, platina e alguns minerais de terras raras (REM).
Cada um desses tipos de depósitos apresenta seus próprios desafios para uma mineração eficaz e ambientalmente correta. Como regra, o equipamento projetado para um tipo de mineração é adequado apenas para esse tipo.
Navio de Apoio à Mineração Solwara1, localidade - Província de FUJIAN PRC. Cortesia FUJIAN MAWEI NAVEGAÇÃO Desafios
Legal
Embora os desafios técnicos sejam assustadores para qualquer tipo de mineração em alto mar, os desafios legais e ambientais apresentados a qualquer operação de mineração são potencialmente ainda mais. Qualquer atividade comercial submarina que se enquadre na ZEE geralmente 200nmi (e para fins de direitos minerais submarinos se estende até 350nmi até a plataforma continental) é governada pelos regulamentos de um estado costeiro individual.
Algumas das nações das Ilhas do Pacífico, que desde cedo tiveram importantes descobertas minerais no exterior, promulgaram sua própria legislação para governar a mineração. Para as muitas áreas de interesse comercial que ficam fora desses limites do estado costeiro; a Convenção das Nações Unidas sobre o Direito do Mar, que estabeleceu a Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos (ISA) entrou em vigor em 1994. Desde então, a ISA se reuniu com as partes interessadas para promover seus principais objetivos de regular a mineração em alto mar e proteger o meio ambiente oceânico de quaisquer efeitos nocivos das operações de mineração. Nos anos seguintes, o ISA promulgou regulamentos de prospecção e exploração para todos os tipos de minerais do fundo do mar. A partir de 2016, o ISA começou a elaborar regulamentos sobre a exploração de recursos minerais, que devem estar em vigor antes do início de qualquer operação comercial de mineração. Existe uma boa chance agora que o Regulamento possa ser promulgado em 2020. Um link para a versão preliminar do Regulamento pode ser encontrado aqui https://ran-s3.s3.amazonaws.com/isa.org.jm/s3fs- public / files / documents / isba24_ltcwp1rev1-pt_0.pdf

Técnico
Ao fazer a transição da fase de prospecção para a fase de exploração comercial, há quatro principais desafios a serem enfrentados:
1. Projetar e construir uma embarcação ou instalação de suporte de mineração adequada.
2. Projeto e construção de ferramentas apropriadas de mineração submarina - ou seja, as máquinas realmente executam a extração mineral no fundo do mar.
3. Projeto e construção do sistema de elevação e elevação para transportar a lama mineral para a superfície.
4. Uma vez na superfície, remoção de água e manuseio de carga.
No entanto, o desafio técnico mais assustador de todos é incorporar todas essas novas tecnologias em um sistema integrado que funcionará de maneira confiável, eficaz e contínua por toda a vida útil do campo de mineração.
Deve-se lembrar sempre com o projeto de cada um desses sistemas que, além de serem capazes de atender às especificações técnicas do projeto, eles também devem atender às regras ambientais estabelecidas com relação à biodiversidade, densidade e extensão da pluma e taxas de sedimentação, regras do ISA em Áreas Internacionais ou do Estado Costeiro dentro das ZEE.

Embarcação de Suporte de Mineração
A primeira necessidade em qualquer plano de mineração submarina é uma instalação flutuante adequada. Além das considerações mais básicas do projeto marítimo sobre estabilidade, integridade estrutural, manutenção de estações e segurança, devem ser levadas em consideração considerações especiais do projeto para suporte à mineração submarina. Isso inclui a entrega de ferramentas de mineração no fundo do mar, manuseio de sistemas de elevação e elevação, sistemas de drenagem e manuseio de carga. Como nas instalações de petróleo e gás, as operações de abandono e recuperação devido ao clima ou a outras circunstâncias devem ser adequadamente planejadas e projetadas no navio ou plataforma.

Para muitos, o navio de apoio à produção Solwara 1, que foi construído e lançado no estaleiro Fujian Mawei, é um exemplo que inclui todos os elementos-chave.

Ferramentas de mineração no fundo do mar
Exceto pelo tipo nodular de minerais que podem ser coletados diretamente e elevados ao navio de produção, muitas variedades diferentes de ferramentas de mineração no fundo do mar serão necessárias para preparar o material extraído do fundo do mar para os tamanhos que podem ser efetivamente elevados para os navios de produção. Para minas SMS, os protótipos das ferramentas de mineração foram construídos e, até certo ponto, demonstrados com sucesso. Outros protótipos de ferramentas de mineração no fundo do mar foram testados com sucesso. A maioria dos projetos envolve algum tipo de esteira rolante com um cortador ou uma cabeça de sucção, dependendo dos materiais de destino.

Elevadores e sistemas de elevação.
A dificuldade de mover muitas toneladas por dia de chorume denso a partir de profundidades de 1000 metros ou mais não pode ser subestimada. Para projetos de SMS em que as profundidades não podem exceder 2000 metros, são contemplados principalmente tirantes de aço do projeto vertical de tensão superior. Para nódulos de mineração em profundidades superiores a 3000 metros, o peso dos tirantes de aço é um grande problema, portanto, materiais alternativos estão sendo considerados. Os sistemas de bombeamento que envolvem bombas centrífugas também são bastante problemáticos para essas distâncias de elevação. Uma bomba submarina de projeto de deslocamento positivo foi construída pela GE Subsea Systems para o projeto Solwara 1. Um loop de teste do sistema de elevação de ar e sistemas de elevação de ar em pequena escala foram construídos e testados até o momento, mas não foram dimensionados para águas profundas para teste. Outros propuseram projetos verdadeiramente inovadores que não envolvem bombas ou elevadores de ar, como um sistema de transporte contínuo ou mesmo sistemas de indução magnética.

Desaguamento e manuseio de carga.

Embora não seja tão atraente quanto as ferramentas de mineração do fundo do mar ou o design da bomba submarina, deve-se considerar que, uma vez que a pasta chegue ao navio ou plataforma de suporte de mineração na superfície, a água deve ser removida e devolvida aproximadamente à mesma profundidade de onde foi extraído. Enquanto isso, os minérios restantes devem ser secos e armazenados até que possam ser enviados para terra. Muito se pensou em como projetar sistemas de desaguamento e manuseio de carga ambientalmente sustentáveis, com a maioria dos projetos contemplando alguma combinação de sedimentação, separação de ciclones e secagem a quente. A água produzida, devido ao conteúdo microbiano e ao diferencial de temperatura, não pode ser descarregada na superfície. Portanto, também deve ser projetado um sistema de bombas e downcomers para o fundo do mar próximo. Para ter sucesso, a quantidade de produção de um único flutuador de Suporte de Mineração implicaria a produção de pelo menos 1000-6000 toneladas de minério seco por dia; portanto, a economia parece ditar a necessidade de um navio enviar a transferência para um tipo de lançadeira de embarcação de movimentação de carga enquanto a embarcação de mineração permanece na estação. Nesta área, o setor de dragagem pode oferecer um guia para soluções técnicas semelhantes.

Stakeholders

É importante identificar qual o papel de cada parte interessada na mineração submarina em larga escala.

Em primeiro lugar, o Proprietário ou, na terminologia da ISA, o Empreiteiro. Essa é a organização que é mais diretamente responsável pela implementação do design e operação de qualquer empresa. Em muitos casos, as organizações nacionais são contempladas para esse papel, pois as entidades comerciais são consideradas avessas a riscos ou subfinanciadas. No caso da China, existem empresas estatais (SOE) que são bem financiadas e profundamente envolvidas em vários projetos de mineração diferentes. Em todo o mundo, existem muitos outros atores estatais e comerciais que estão em vários estágios de prontidão em seus planos de mineração.

Reguladores - Os reguladores são a Autoridade Internacional dos Fundos Marinhos em Áreas Internacionais, as autoridades do Estado Costeiro nas ZEE e também a autoridade do Estado de Bandeira do navio de apoio à Mineração. Tudo isso aplicará regulamentos específicos de segurança e proteção ambiental.
Sociedades Internacionais de Classificação - Assim como as convenções estabelecidas para a Salvaguarda da Vida Humana no Mar (SOLAS) e a Prevenção da Poluição por Navios (MARPOL), as Sociedades Internacionais de Classificação são reconhecidas pelos estados signatários dessas convenções e pelas autoridades do Estado Costeiro como competentes para monitorar a conformidade. com as convenções. Essas sociedades se estabeleceram bem posicionadas para verificar a conformidade como terceiros entre os Proprietários e os Reguladores. Além disso, o projeto, a construção, a instalação e o levantamento adequados após a construção dos sistemas de mineração submarina são vitais para garantir a saúde e a segurança dos operadores, bem como a proteção do ambiente marinho. Para esse fim, o ABS possui Regras e Guias que auxiliam não apenas Proprietários e Reguladores, mas também instituições financeiras e seguradoras a avaliar se os padrões são cumpridos e mantidos de acordo com as Regras do ABS e outras convenções durante o ciclo de vida operacional do projeto.

O público em geral
Como os Oceanos são designados como patrimônio comum da humanidade, deve-se considerar que toda a população da Terra é parte interessada em qualquer operação de mineração submarina. Portanto, é dever de todas as outras partes interessadas, do Proprietário, dos Reguladores e das Sociedades de Classe garantir que a mineração submarina seja conduzida de maneira a atender aos padrões de segurança e de maneira ambientalmente sustentável.

O objetivo da mineração sustentável dos recursos minerais do fundo do oceano sempre pareceu estar fora de alcance. Agora, por uma confluência de razões, estabelecimento de um ambiente regulatório adequado, avanços em materiais e engenharia e uma crescente demanda mundial por metais, é mais do que provável que 2020 seja lembrado como o ano em que a primeira mineração submarina em escala mundial o empreendimento começa. Agora cabe às partes interessadas nesta nova indústria coordenar e implementar planos bem pensados e bem executados que não são apenas economicamente viáveis, mas também atendem ou excedem os regulamentos de proteção ambiental. Como a principal sociedade de classificação offshore, o ABS está pronto para desempenhar um papel importante, garantindo a segurança e a proteção ambiental na vanguarda. Se executado de forma responsável por todas as partes interessadas, não há razão para que esse novo setor não tenha um futuro brilhante.