Areia -Sand

Dunas de areia no Idehan Ubari , Líbia
Representação de areias:
vidro, duna, quartzo
vulcânico, coral biogênico, coral rosa
vulcânico, granada, olivina.
As amostras são do deserto de Gobi , da Estônia , do Havaí e do continente dos Estados Unidos. (1x1cm cada)

A areia é um material granular composto de rochas finamente divididas e partículas minerais . A areia tem várias composições, mas é definida pelo tamanho do grão. Os grãos de areia são menores que o cascalho e mais grossos que o lodo . Areia também pode se referir a uma classe de textura de solo ou tipo de solo; ou seja, um solo contendo mais de 85 por cento de partículas do tamanho de areia em massa.

A composição da areia varia, dependendo das fontes e condições da rocha local, mas o constituinte mais comum da areia em ambientes continentais e ambientes costeiros não tropicais é a sílica (dióxido de silício, ou SiO 2 ), geralmente na forma de quartzo .

O carbonato de cálcio é o segundo tipo de areia mais comum, por exemplo, a aragonita , que foi criada principalmente, nos últimos 500  milhões de anos, por várias formas de vida, como corais e mariscos . Por exemplo, é a principal forma de areia aparente em áreas onde os recifes dominaram o ecossistema por milhões de anos, como o Caribe . Um pouco mais raramente, a areia pode ser composta de sulfato de cálcio , como gesso e selenito , como é encontrado em lugares como o Parque Nacional White Sands e o Refúgio Nacional de Vida Selvagem de Salt Plains , nos EUA.

A areia é um recurso não renovável em escalas de tempo humanas, e areia adequada para fazer concreto está em alta demanda. A areia do deserto, embora abundante, não é adequada para concreto. 50 bilhões de toneladas de areia de praia e areia fóssil são usadas a cada ano para construção.

Composição

Minerais pesados ​​(escuros) em uma areia de praia de quartzo ( Chennai , Índia)
Areia de Pismo Beach, Califórnia . Os componentes são principalmente quartzo , sílex , rocha ígnea e fragmentos de conchas.

A definição exata de areia varia. O sistema científico Unified Soil Classification System usado em engenharia e geologia corresponde às peneiras padrão dos EUA e define areia como partículas com diâmetro entre 0,074 e 4,75 milímetros. Por outra definição, em termos de tamanho de partícula usado pelos geólogos , as partículas de areia variam em diâmetro de 0,0625 mm (ou 116  mm) um volume de aproximadamente 0,00012 milímetros cúbicos, a 2 mm, um volume de aproximadamente 4,2 milímetros cúbicos. diferença de volumes sendo 34.688 medidas de diferença. Qualquer partícula dentro dessa faixa de tamanhos é chamada de grão de areia . Os grãos de areia estão entre cascalho (com partículas variando de 2 mm até 64 mm no último sistema, e de 4,75 mm até 75 mm no primeiro) e silte (partículas menores que 0,0625 mm até 0,004 mm). A especificação de tamanho entre areia e cascalho permaneceu constante por mais de um século, mas diâmetros de partículas tão pequenos quanto 0,02 mm foram considerados areia sob o padrão Albert Atterberg em uso durante o início do século 20. Os grãos de areia em The Sand Reckoner de Arquimedes , escrito por volta de 240 aC, tinham 0,02 mm de diâmetro. Uma especificação de 1938 do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos era de 0,05 mm. Um padrão de engenharia de 1953 publicado pela American Association of State Highway and Transportation Officials estabeleceu o tamanho mínimo de areia em 0,074 mm. A areia parece arenosa quando esfregada entre os dedos. O lodo , em comparação, parece farinha .

A ISO 14688 classifica as areias como finas, médias e grossas com faixas de 0,063 mm a 0,2 mm a 0,63 mm a 2,0 mm. Nos Estados Unidos, a areia é comumente dividida em cinco subcategorias com base no tamanho: areia muito fina ( 11618  mm de diâmetro), areia fina ( 18  mm – 14  mm), areia média ( 14  mm – 12  mm), areia grossa ( 12  mm – 1 mm) e areia muito grossa (1 mm – 2 mm). Esses tamanhos são baseados na escala phi de Krumbein , onde tamanho em Φ = -log 2 D; D sendo o tamanho de partícula em mm. Nesta escala, para areia o valor de Φ varia de -1 a +4, com as divisões entre subcategorias em números inteiros.

Fechar a areia vulcânica preta de Perissa, Santorini , Grécia

O constituinte mais comum da areia, em ambientes continentais interiores e ambientes costeiros não tropicais, é a sílica (dióxido de silício, ou SiO 2 ), geralmente na forma de quartzo , que, devido à sua inércia química e dureza considerável, é o mais mineral comum resistente ao intemperismo .

A composição da areia mineral é altamente variável, dependendo das fontes e condições das rochas locais. As areias brancas brilhantes encontradas em ambientes costeiros tropicais e subtropicais são calcários erodidos e podem conter fragmentos de coral e conchas , além de outros materiais fragmentados orgânicos ou orgânicos, sugerindo que a formação de areia também depende de organismos vivos. As dunas de areia de gesso do Parque Nacional White Sands, no Novo México , são famosas por sua cor branca e brilhante. Arkose é uma areia ou arenito com conteúdo de feldspato considerável , derivado do intemperismo e erosão de um afloramento de rocha granítica (geralmente próximo) . Algumas areias contêm magnetita , clorito , glauconita ou gesso . As areias ricas em magnetita são de cor escura a preta, assim como as areias derivadas de basaltos vulcânicos e obsidiana . As areias contendo clorita - glauconita são tipicamente de cor verde, assim como as areias derivadas de lava basáltica com alto teor de olivina . Muitas areias, especialmente aquelas encontradas extensivamente no sul da Europa , têm impurezas de ferro dentro dos cristais de quartzo da areia, dando uma cor amarela profunda. Os depósitos de areia em algumas áreas contêm granadas e outros minerais resistentes, incluindo algumas pequenas pedras preciosas .

Fontes

As rochas sofrem erosão ou intempéries por um longo período de tempo, principalmente pela água e pelo vento, e seus sedimentos são transportados a jusante. Esses sedimentos continuam a quebrar em pedaços menores até se tornarem grãos finos de areia. O tipo de rocha de onde se originou o sedimento e a intensidade do ambiente conferem diferentes composições de areia. A rocha mais comum para formar areia é o granito , onde os minerais de feldspato se dissolvem mais rápido que o quartzo , fazendo com que a rocha se quebre em pequenos pedaços. Em ambientes de alta energia, as rochas se quebram muito mais rápido do que em ambientes mais calmos. Em rochas de granito, isso resulta em mais minerais de feldspato na areia porque eles não têm tanto tempo para se dissolver. O termo para areia formada pelo intemperismo é "epiclástico".

A areia dos rios é coletada do próprio rio ou de sua planície de inundação e representa a maior parte da areia usada na indústria da construção. Devido a isso, muitos pequenos rios foram esgotados, causando preocupação ambiental e prejuízos econômicos às terras adjacentes. A taxa de mineração de areia nessas áreas supera em muito a taxa que a areia pode reabastecer, tornando-se um recurso não renovável.

As dunas de areia são uma consequência de condições secas ou de deposição de vento. O deserto do Saara é muito seco por causa de sua localização geográfica e proximidade com o equador . É conhecida pelas suas vastas dunas de areia, que existem principalmente devido à falta de vegetação e água. Com o tempo, o vento sopra partículas finas, como argila e matéria orgânica morta, deixando apenas areia e rochas maiores. Apenas 15% do Saara são dunas de areia, enquanto 70% são rochas nuas. O vento é responsável por criar esses diferentes ambientes e moldar a areia para ser redonda e lisa. Essas propriedades tornam a areia do deserto inutilizável para construção.

A areia da praia também é formada pela erosão. Ao longo de milhares de anos, as rochas são erodidas perto da costa pelo movimento constante das ondas e os sedimentos se acumulam. O intemperismo e a deposição do rio também aceleram o processo de criação de uma praia, juntamente com animais marinhos interagindo com rochas, como comer as algas delas. Uma vez que há uma quantidade suficiente de areia, a praia atua como uma barreira para impedir que a terra se erode ainda mais. Esta areia é ideal para construção, pois é angular e de vários tamanhos.

A areia marinha (ou areia do oceano) vem de sedimentos transportados para o oceano e da erosão das rochas oceânicas. A espessura da camada de areia varia, porém é comum haver mais areia mais próxima da terra; este tipo de areia é ideal para construção e é uma mercadoria muito valiosa. A Europa é a principal mineradora de areia marinha, o que prejudica muito os ecossistemas e a pesca local.

Estude

Micrografia eletrônica de varredura mostrando grãos de areia
Grãos de areia sem caroço do deserto ocidental , Egito. O pitting é uma consequência do transporte eólico.

O estudo de grãos individuais pode revelar muitas informações históricas sobre a origem e o tipo de transporte do grão. A areia de quartzo que foi recentemente desgastada por cristais de quartzo de granito ou gnaisse será angular. É chamado de grus em geologia ou areia afiada no comércio de construção, onde é preferido para concreto, e na jardinagem, onde é usado como correção do solo para soltar solos argilosos. A areia transportada por longas distâncias pela água ou pelo vento será arredondada, com padrões característicos de abrasão na superfície do grão. A areia do deserto é tipicamente arredondada.

As pessoas que coletam areia como hobby são conhecidas como arenófilos . Organismos que prosperam em ambientes arenosos são psamófilos.

Usos

Grãos de areia de construção amarela. Microscópio Lumam P-8. Iluminação EPI. A foto de cada grão de areia é o resultado do empilhamento multifocal .
  • Abrasão : Antes da lixa, a areia molhada era usada como elemento abrasivo entre dispositivos rotativos com superfície elástica e materiais duros como pedra muito dura (fabricação de vasos de pedra) ou metal (remoção de mancha antiga antes de recolorir panelas de cobre).
  • Agricultura : Solos arenosos são ideais para cultivos como melancia, pêssego e amendoim, e suas excelentes características de drenagem os tornam adequados para a pecuária leiteira intensiva.
  • Filtragem de ar : Partículas de areia mais finas misturadas com tecido eram comumente usadas em certos projetos de filtros de máscara de gás , mas foram amplamente substituídas por microfibras .
  • Aquaria : A areia é um material de base de aquário de baixo custo que alguns acreditam ser melhor do que o cascalho para uso doméstico. É também uma necessidade para tanques de recife de água salgada , que emulam ambientes compostos em grande parte por areia de aragonita decomposta de corais e mariscos .
  • Recifes artificiais : A areia ensacada geotêxtil pode servir de base para novos recifes.
  • Ilhas artificiais no Golfo Pérsico .
  • Nutrição da praia : Os governos movem a areia para as praias onde as marés, tempestades ou mudanças deliberadas na linha costeira corroem a areia original.
  • Tijolo : As fábricas adicionam areia a uma mistura de argila e outros materiais para a fabricação de tijolos.
  • Espiga : A areia grossa compõe até 75% da espiga.
  • Concreto : A areia é frequentemente um componente principal deste material de construção crítico.
  • Vidro : A areia rica em sílica é o principal componente dos vidros comuns.
  • Fraturamento hidráulico : Uma técnica de perfuração para gás natural, que usa areia de sílica arredondada como "propante", um material para manter as rachaduras abertas que são causadas pelo processo de fraturamento hidráulico.
  • Paisagismo: A areia forma pequenas colinas e encostas (campos de golfe seriam um exemplo).
  • Argamassa : A areia é misturada com cimento de alvenaria ou cimento Portland e cal para ser utilizada na construção de alvenaria.
  • Tinta : A mistura de areia com tinta produz um acabamento texturizado para paredes e tetos ou pisos antiderrapantes.
  • Ferrovias: Motoristas e operadores de trânsito ferroviário usam areia para melhorar a tração das rodas nos trilhos.
  • Recreação: Brincar com a areia é uma das atividades favoritas da praia. Um dos usos mais amados da areia é fazer estruturas às vezes intrincadas, às vezes simples, conhecidas como castelos de areia , proverbialmente impermanentes. Áreas de recreação especiais para crianças, envolvendo uma área significativa de areia e conhecidas como caixas de areia, são comuns em muitos playgrounds públicos e até em algumas casas unifamiliares. As dunas de areia também são populares entre alpinistas, motociclistas e motoristas de buggy de praia .
  • Estradas: A areia melhora a tração (e, portanto, a segurança do tráfego) em condições de gelo ou neve.
  • Animação na areia : Artistas performáticos desenham imagens na areia. Os criadores de filmes de animação usam o mesmo termo para descrever o uso de areia em vidro com iluminação frontal ou retroiluminada.
  • Fundição em areia : Os rodízios umedecem a areia de moldagem a óleo , também conhecida como areia de fundição e, em seguida, moldam-na em moldes nos quais despejam material fundido. Este tipo de areia deve ser capaz de suportar altas temperaturas e pressão, permitir a saída de gases, ter um tamanho de grão uniforme e pequeno e não ser reativo com metais.
  • Sacos de areia : Estes protegem contra inundações e tiros. Os sacos baratos são fáceis de transportar quando vazios, e voluntários não qualificados podem enchê-los rapidamente com areia local em emergências.
  • Jateamento : A areia graduada serve como abrasivo na limpeza, preparação e polimento.
  • Silício : A areia de quartzo é matéria-prima para a produção de silício .
  • Arma térmica : Embora não seja mais de uso generalizado, a areia costumava ser aquecida e derramada sobre as tropas invasoras nos períodos de tempo clássico e medieval.
  • Filtragem de água : Os filtros de mídia usam areia para filtrar a água. Também é comumente usado por muitas instalações de tratamento de água, muitas vezes na forma de filtros rápidos de areia .
  • Wuḍūʾ : um ritual islâmico de limpeza de partes do corpo.
  • Zoantídeos "esqueletos": Animais desta ordem de cnidários bentônicos marinhos relacionados a corais e anêmonas do mar , incorporam areia em sua mesogléia para obter resistência estrutural, da qual precisam porque não possuem um esqueleto verdadeiro.

Recursos e preocupações ambientais

Apenas algumas areias são adequadas para a indústria da construção, por exemplo, para fazer concreto . Devido ao crescimento da população e das cidades e a consequente atividade de construção, há uma grande demanda por esses tipos especiais de areia, e as fontes naturais estão se esgotando. Em 2012 o diretor francês Denis Delestrac fez um documentário chamado " Guerras de Areia " sobre o impacto da falta de areia de construção. Ele mostra os efeitos ecológicos e econômicos do comércio legal e ilegal de areia de construção.

Para recuperar a areia, é utilizado o método de dragagem hidráulica. Isso funciona bombeando os primeiros metros de areia para fora da água e enchendo-a em um barco, que é então transportado de volta à terra para processamento. Infelizmente, toda a vida marinha misturada com a areia extraída é morta e o ecossistema pode continuar sofrendo por anos após a conclusão da mineração. Isso afeta não apenas a vida marinha, mas também as indústrias pesqueiras locais devido à perda de vidas e as comunidades que vivem perto da beira da água. Quando a areia é retirada da água aumenta o risco de deslizamentos de terra, que podem levar à perda de terras agrícolas e/ou danos às habitações.

Os muitos usos da areia exigem uma indústria de dragagem significativa , levantando preocupações ambientais sobre o esgotamento de peixes, deslizamentos de terra e inundações. Países como China, Indonésia, Malásia e Camboja proíbem as exportações de areia, citando essas questões como um fator importante. Estima-se que o consumo anual de areia e cascalho seja de 40 bilhões de toneladas e a areia seja uma indústria global de US$ 70 bilhões. Com o aumento do uso, espera-se mais da reciclagem e alternativas à areia.

A demanda global por areia em 2017 foi de 9,55 bilhões de toneladas como parte de uma indústria de US$ 99,5 bilhões.

Perigos

Embora a areia geralmente não seja tóxica, as atividades que usam areia, como o jateamento de areia, exigem precauções. Sacos de areia de sílica usados ​​para jateamento agora carregam etiquetas alertando o usuário para usar proteção respiratória para evitar respirar o de sílica fino resultante . As fichas de dados de segurança para areia de sílica afirmam que "a inalação excessiva de sílica cristalina é um sério problema de saúde".

Em áreas de alta pressão da água dos poros , areia e água salgada podem formar areia movediça , que é um hidrogel colóide que se comporta como um líquido. A areia movediça produz uma barreira considerável de fuga para as criaturas presas, que muitas vezes morrem de exposição (não de submersão) como resultado.

Fabricação

Areia fabricada (areia M) é areia feita de rocha por processos artificiais, geralmente para fins de construção em cimento ou concreto. Difere da areia do rio por ser mais angular e tem propriedades um pouco diferentes.

Estudos de caso

Em Dubai , nos Emirados Árabes Unidos, o uso da areia tem sido muito exigente na construção de infraestrutura e na criação de novas ilhas. Eles esgotaram suas próprias reservas e também importaram areia da Austrália. Houve três projetos para criar ilhas artificiais que precisam de mais de 835 milhões de toneladas de areia, que custam mais de US$ 26 bilhões.

Veja também

A Terra vista da Apollo 17 com fundo transparente.png Portal Ciências da Terra

Referências

links externos

Efeitos colaterais da mineração de areia