A areia é conceituada na indústria como um bem mineral constituído predominantemente por quartzo de granulação fina e pode ser obtida a partir de depósitos de leitos de rios e planícies aluviais, rochas sedimentares e mantos de alteração de rochas cristalinas. Areias de praias e dunas litorâneas não apresentam boa qualidade como material para construção civil devido à presença de sais.

De acordo com o tipo de depósito mineral, varia o processo de lavra, que pode ser por desmonte hidráulico, escarificaçãoou simplesmente por dragagem. O beneficiamento da areia é bastante simples, baseado em classificação por peneiras, silos de decantação, e/ou hidrociclonagem, que separam granulometricamente as frações interessantes aos setores de aplicação. É comum, também, a comercialização do material mais grosso, separado nas primeiras peneiras estáticas, conhecido como cascalho, pedregulho ou pedrisco.

O termo areia tem também a conotação granulométrica – é um material granular solto, não coesivo, constituído de partículas de dimensão 0,06 a 2,0 mm. A definição da ABNT para uso em engenharia civil é: solo constituído por grãos minerais cuja maioria aparente têm diâmetro entre 0,05 e 4,8 mm, caracterizando-se pela sua textura, compacidade e forma dos grãos. A areia pode ser subdividida em:

areia grossa (-2,0mm +1,2mm)

areia, média (-1,2mm +0,42mm)

areia fina (-0,42mm +0,074mm)

Nas minerações de areia que exploram o manto de alteração de rochas granitóides, o material resultante varia da fração grossa até a fina, dependendo da demanda do mercado. Nas minerações com exploração a partir de rochas sedimentares, a areia é comercializada nas frações grossa e média (conjuntamente), sem classificação, e a areia fina é produzida em pequena escala, apenas quando a demanda exige. Nos portos de areia em leito de rio e cava submersa, praticamente todo o material extraído é comercializado, e os resíduos (predominantemente silicosos, granulometria menor que 0,074 mm) retornam ao local em lavra, para preenchimento da cava.

Atualmente, observa-se a entrada no mercado de um outro produtor de areia: o produtor de brita que pode operar a úmido, com a lavagem do pó de pedra para a diminuição da fração fina. Neste caso, a areia resultante, denominada areia de brita ou areia de britagem, apresenta baixa quantidade de material pulverulento, e é comercializada até a fração 4,8 mm.

Na construção civil, o principal uso da areia é como agregado para concreto, argamassa, filtros, abrasivos, artefatos de concreto e pré-fabricados, bases de pavimentos de concreto e asfalto, dentre outros.

Métodos de lavra de areia e tipos de depósitos minerais

A areia é quase sempre comercializada na forma como é extraída, passando, na maioria das vezes, apenas por grelhas fixas que separam as frações mais grossas (cascalho, pelotas, concreções) e eventuais sujeiras (matéria orgânica, folhas, troncos), e por uma simples lavagem para retirada de argila.

O método de cava seca é empregado na lavra de depósitos de planície fluvial, formações sedimentares, coberturas indiferenciadas e mantos de alteração de rochas cristalinas. A extração é feita por desmonte hidráulico com a mina evoluindo para o formato de uma cava ou de um talude irregular. Para otimizar o desmonte hidráulico, quando possível, existe uma etapa prévia, que compreende a escarificação da frente de lavra. O decapeamento antecede a operação de desmonte hidráulico, e geralmente é feito com tratores de esteiras e pás-carregadeiras, dependendo da compactação do capeamento. O desmonte hidráulico consiste na desagregação da areia utilizando-se jatos d’água de alta pressão. Estes jatos incidem na base dos taludes da cava provocando desmoronamento dos sedimentos ou rochas alteradas.Uma outra operação de jateamento sobre o material desmoronado promove a desagregação dos sedimentos ou rochas e forma a polpa (suspensão constituída por material sólido + água), que desce por gravidade até uma pequena bacia de acumulação. Em alguns casos, a operação de jateamento / bombeamento só ocorre uma vez, com o material seguindo diretamente para o beneficiamento / classificação.

No método de cava submersa, a extração é feita na base e nas paredes laterais de uma cava preenchida com água, sendo realizada por uma draga instalada sobre um barco e equipada com bombas centrífugas. Esta cava geralmente é formada pelo desvio de rios, e trabalha material inconsolidado ou com pouca coesão. Tubos acoplados às bombas servem como condutores da água necessária à escavação e como meio de transporte da polpa até os silos, servindo também para conduzir a polpa até as câmaras das barcaças que transportam a areia até as instalações de lavagem. À medida que a polpa é descarregada nas câmaras, os finos (silte e argila) nela presentes são eliminados em suspensão na água de transbordo. Quando as barcaças estão com as suas câmaras cheias, são rebocadas até as margens, onde a areia é depositada no leito da cava mediante a abertura de comportas do fundo. Em seguida, a areia é novamente succionada por uma draga montada em uma estação fixa que conduz a silos de classificação / estocagem.

A extração em leito de rio consiste na dragagem dos sedimentos ativos existentes nos leitos dos rios, em profundidades não muito elevadas. A dragagem é feita através de bombas de sucção instaladas sobre barcaças ou flutuadores. As bombas de sucção são acopladas às tubulações que efetuam o transporte da areia na forma de polpa até os silos. O processo da extração por este método é semelhante ao método de cava submersa.

O beneficiamento da areia para construção é um processo executado concomitantemente à lavra e constitui-se de lavagem, peneiramento / classificação e desaguamento (secagem). A lavagem pode ser considerada como uma operação de beneficiamento nos métodos da lavra da cava seca e da cava submersa, com sucessivas movimentação e lavagem da areia. No método de lavra em leito de rio, pelo fato da areia ser succionada diretamente da jazida até as peneiras dos silos, não chega a se caracterizar de fato uma operação de beneficiamento. Na lavra da cava seca, a lavagem é mais intensa e feita mediante o jateamento d’água na areia armazenada nos tanques de decantação, proveniente da caixa de acumulação.

A classificação dos produtos é iniciada por um peneiramento, com a retirada do material mais grosso (concreções / pedrisco / cascalho), em grelhas ou peneiras estáticas. O undersize é separado por classe granulométrica, em caixas de classificação e armazenamento, também conhecidas como silos, com o preenchimento gradativo das caixas por decantação: da direita para a esquerda e de baixo para cima.

As primeiras recebem o material mais grosso, e, assim, sucessivamente, as caixas vão sendo preenchidas até restar a fração sobrenadante (overflow) que é encaminhada para a bacia de decantação. Algumas minerações estão otimizando a sua produção com a instalação de hidrociclones, para a retirada de areia com corte mais definido na fração 0,15 mm. Os produtos finais são areia grossa, média e fina, e a sua expedição é feita diretamente nos silos, ou são estocados em pilhas. O cascalho pode também ser um subproduto nas minerações. A maior parte do rejeito, constituído por partículas finas de composição silto-argilosa, é um material gerado no vertedouro dos tanques de decantação e é armazenado em reservatórios (bacias de decantação / contenção de rejeitos) especialmente constituídos para este fim.

A brita ou pedra britada é um bem mineral que pode ser constituído de vários tipos de materiais rochosos, disponíveis nos locais de extração e caracteriza-se como um material que, depois de sofrer desmonte por explosivos, britagem e classificação, pode ser usada in natura, ou misturada com outros insumos (cimento, asfalto, areia, etc.) e utilizada na construção civil.

A lavra de brita é feita a céu aberto, em meia encosta, e as operações se iniciam com a execução do plano de fogo para desmonte primário (perfuração + detonação por explosivos), que fragmenta cada trecho das bancadas da frente de lavra. Caso o material não esteja com dimensões adequadas para a entrada na planta de beneficiamento (fragmentos maiores que 1 metro), efetua-se o desmonte secundário, por fogacho (raramente), rompedores hidráulicos ou dropball.

Em seguida, efetua-se o carregamento dos fragmentos rochosos com pás-carregadeiras em caminhões, que depositam o material em locais junto às instalações de britagem, conhecidos como praças de alimentação, para armazenagem temporária e alimentação dos britadores em horários específicos (à noite, refeições, manutenção, etc.), ou transportam o material diretamente até os britadores primários.

As operações de beneficiamento são puramente mecânicas, e consistem em britagem primária, secundária e rebritagem em uma ou duas etapas (britagem terciária e quaternária), e pode ser realizada a seco ou a úmido. O britador primário, de mandíbulas, faz a fragmentação dos matacões, e neste ponto pode ou não ocorrer lavagem da pedra, para a diminuição de material pulverulento durante a cominuição e classificação da rocha. No caso de ocorrer lavagem, as partículas menores são estritamente produzidas nas fases seguintes, e são isentas de quaisquer impurezas anteriores, tais como capeamento, matéria orgânica, dentre outras. Quando não há lavagem, é comum a separação de bica corrida quando não há lavagem após a primeira britagem, onde o material é enviado para ser comercializado sem qualquer classificação.

Após a fragmentação no britador primário, há a formação de pilhas-pulmão, que alimentam os britadores secundários. O britador secundário pode ser de mandíbulas ou do tipo cônico. Os britadores terciário e quaternário são cônicos, ou de impacto, sendo atualmente usados na tentativa de reduzir a lamelaridade do agregado e a produção de finos.

O transporte de brita entre os britadores e/ou rebritadores é feito, normalmente,por um sistema de correias transportadoras, sempre procurando aproveitar o desnível topográfico para economia na planta de beneficiamento. Para diminuir o pó em suspensão, gerado pela atividade de britagem, algumas das pedreiras valem-se de sistemas de aspersores de água, instalados nas bocas dos britadores e nas correias transportadoras.

A classificação por diâmetros nominais é feita em peneiras vibratórias, com telas de aço ou borracha, em decks ou silos. Geralmente, a fração retida nas peneiras superiores retorna aos rebritadores, para produzir pedra 01, e atender à demanda atual, e a fração passante compõe as pilhas, principal forma de estoque dos produtos.

A expedição é mecanizada ou automatizada e o transporte é feito exclusivamente via frete.