Figura 01: Datalogger Sirius em campo.

Como os Dataloggers Melhoram a Segurança e a Eficiência na Instrumentação Geotécnica de Barragens

A instrumentação geotécnica é um componente indispensável na indústria de mineração, particularmente no que concerne ao monitoramento e segurança das barragens. Dentre os inúmeros dispositivos que compõem o arcabouço da instrumentação geotécnica, um elemento destaca-se pela sua importância crítica: o datalogger.

Dataloggers desempenham um papel crucial no fornecimento de informações contínuas sobre uma variedade de parâmetros geotécnicos, dados fundamentais para entender a integridade estrutural das barragens de rejeitos e outras estruturas críticas em operações de mineração.

Neste artigo vamos debater sobre o que são os dataloggers, sua importância, benefícios e a legislação atual que se aplica a esse dispositivo.

O Papel dos Dataloggers na Instrumentação Geotécnica 

Um datalogger geotécnico é um dispositivo eletrônico altamente especializado que funciona coletando, registrando e, em alguns casos, transmitindo dados de uma variedade de sensores geotécnicos instalados em uma obra de engenharia, como uma barragem, cortes, aterros e encostas.

Na esfera da instrumentação geotécnica de barragens, eles são empregados para coletar dados de uma ampla gama de sensores, como piezômetros, extensômetros e inclinômetros, que monitoram parâmetros variados como pressão de poros, movimentação do solo e deformação, respectivamente, além de possibilitar o monitoramento de outros parâmetros geotécnicos como nível de água, umidade do solo, temperatura, vibrações e muito mais.

O monitoramento em tempo real desses parâmetros é crucial para a avaliação precisa da estabilidade da barragem e identificação de possíveis riscos geotécnicos. Sem um acompanhamento efetivo, os problemas podem passar despercebidos até que se tornem graves o suficiente para causar danos irreversíveis.

Figura 02: Datalogger Sirius instalado em uma barragem.

Os dataloggers atuam como os olhos e ouvidos dos engenheiros geotécnicos, fornecendo um fluxo constante de informações detalhadas que podem ser usadas para fazer avaliações precisas da integridade e segurança de uma barragem. A capacidade de coletar e registrar grandes volumes de dados torna os dataloggers uma ferramenta indispensável na indústria de mineração nos dias de hoje.

Dataloggers e o Monitoramento de Barragens

As barragens, especialmente as utilizadas na indústria de mineração como as barragens de rejeitos, apresentam riscos significativos se não forem adequadamente monitoradas e mantidas. Deslizamentos de terra, subsidência e liquefação são apenas alguns dos perigos que podem comprometer uma barragem. Uma falha nessas estruturas pode resultar em perdas de vidas, danos ambientais significativos e responsabilidades legais e financeiras substanciais para a empresa de mineração.

Neste cenário, os dataloggers têm um papel insubstituível. Eles oferecem um meio eficiente e eficaz de coletar, armazenar e transmitir dados de uma variedade de sensores geotécnicos. Com o advento da Internet of Things (IoT), os dataloggers têm a capacidade de transmitir esses dados em tempo real para um centro de monitoramento remoto, o que permite que os engenheiros reajam rapidamente a quaisquer alterações potencialmente perigosas nas condições da barragem.

Isso permite que os profissionais responsáveis por essas estruturas monitorem a condição desses reservatórios de praticamente qualquer lugar, o que é especialmente útil em áreas remotas onde o acesso físico pode ser inacessível ou que apresente riscos.

A Internet of Things (IoT) está reformulando o monitoramento de barragens, com dataloggers desempenhando um papel significativo nessa transformação. Os dispositivos IoT podem se comunicar entre si por meio de redes sem fio, permitindo o monitoramento em tempo real de várias partes de uma barragem. Eles podem fornecer dados em tempo real sobre condições estruturais, mudanças climáticas e muitos outros fatores que podem afetar a segurança e a eficácia desses reservatórios.

Dataloggers no âmbito da Resolução 95 da ANM

A Resolução ANM nº 95, de 7 de fevereiro de 2022, é um ato normativo que consolida as regras sobre segurança de barragens de mineração no Brasil. Ela se aplica a todas as barragens de mineração, mas especialmente àquelas que apresentam características que as enquadram na Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB), como:

1. Altura do maciço, medida do encontro do pé do talude de jusante com o nível do solo até a crista de coroamento do barramento, maior ou igual a 15 (quinze) metros; (Redação dada pela Lei nº 14.066, de 2020)
2. Capacidade total do reservatório maior ou igual a 3.000.000m³ (três milhões de metros cúbicos);
3. Reservatório que contenha resíduos perigosos conforme normas técnicas aplicáveis;
4. Categoria de dano potencial associado médio ou alto, em termos econômicos, sociais, ambientais ou de perda de vidas humanas, conforme definido no art. 7º desta Lei; (Redação dada pela Lei nº 14.066, de 2020)
5. Categoria de risco alto, a critério do órgão fiscalizador, conforme definido no art. 7º desta Lei. (Redação dada pela Lei nº 14.066, de 2020)

A Resolução fez algumas modificações nos artigos referentes ao monitoramento das barragens e à instrumentação. Entre as principais mudanças estão a inclusão do monitoramento por satélite como uma das formas de verificação da estabilidade das barragens, e a exigência de instalação de piezômetros e inclinômetros nas barragens com categoria de risco alto ou dano potencial associado médio ou alto.

De acordo com a Resolução ANM nº 95, os empreendedores devem implantar e manter um sistema de monitoramento automatizado e em tempo real das variáveis que possam afetar a estabilidade das barragens de mineração, conforme o art. 29.

Além disso, os gestores devem elaborar e manter atualizado um plano de monitoramento das barragens de mineração, que deve conter, entre outros elementos, a descrição dos instrumentos e equipamentos utilizados para o monitoramento, bem como os critérios e frequências de leitura e análise dos dados obtidos.

O artigo 29 estabelece que as barragens de mineração com categoria de risco alto ou com dano potencial associado alto, devem possuir sistema de monitoramento automatizado, que permita a coleta e o armazenamento contínuo de dados e a emissão de alertas em tempo real. Esse sistema deve ser implantado até 31 de dezembro de 2023 e deve atender aos requisitos técnicos definidos no Anexo V da resolução.

Dessa forma, o uso dos dataloggers para o monitoramento de barragens de mineração é uma medida que visa garantir a segurança das estruturas e o cumprimento da legislação vigente.

Os Benefícios dos Dataloggers no Monitoramento de Barragens

Os dataloggers oferecem vários benefícios significativos:

1. Eles fornecem uma maneira precisa e eficiente de coletar grandes volumes de dados. Esta precisão é essencial para avaliar corretamente as condições da barragem e tomar decisões informadas sobre sua manutenção e gestão.
2. Os dataloggers modernos são robustos e duráveis, capazes de suportar condições adversas, tornando-os ideais para uso em locais de barragens que frequentemente apresentam condições ambientais desafiadoras e em locais de difícil acesso, que são comuns na indústria de mineração e em obras geotécnicas em geral.
3. Os dataloggers também permitem o acesso remoto aos dados coletados, reduzindo a necessidade de visitas de campo frequentes e possibilitando uma resposta mais rápida a qualquer problema que possa surgir.

Em comparação com os métodos tradicionais de monitoramento, os dataloggers oferecem várias vantagens importantes:

Monitoramento contínuo: Os dataloggers podem coletar e registrar dados continuamente, proporcionando um registro detalhado das condições ao longo do tempo. Isso pode ser especialmente útil para identificar tendências ou padrões que podem indicar um problema emergente.

Acesso remoto: A capacidade de transmitir dados em tempo real para um centro de monitoramento remoto permite que os engenheiros monitorem as condições a partir de praticamente qualquer lugar, facilitando o gerenciamento de obras em locais remotos ou de difícil acesso.

Eficiência: Os dataloggers podem coletar dados de uma grande variedade de sensores simultaneamente, o que pode economizar tempo e recursos em comparação com a medição manual de cada sensor individualmente.

Precisão: Os dataloggers modernos podem registrar dados com alta precisão, minimizando o risco de erros que podem ocorrer com a medição manual.

Facilidade de uso: Embora os dataloggers sejam dispositivos altamente complexos, eles são projetados para oferecerem facilidade de uso.  Isso simplifica o treinamento e minimiza a probabilidade de ocorrência de erros.

O não uso de dataloggers, principalmente em projetos de engenharia civil e geotécnica como barragens, taludes e aterros, pode expor a equipe de gerenciamento a vários riscos, incluindo:

Falta de dados em tempo real: A maior vantagem dos dataloggers é que eles podem fornecer monitoramento em tempo real. A falta dessa capacidade pode resultar em atrasos na detecção de problemas emergentes, aumentando potencialmente os riscos.

Falta de precisão dos dados: Os dataloggers podem coletar e armazenar dados com alta precisão, minimizando o risco de erros humanos nas medições. Sem o uso de dataloggers, os dados podem ser menos precisos.

Menor eficiência: O monitoramento manual de vários instrumentos geotécnicos pode ser demorado e trabalhoso. Os dataloggers podem automatizar essa tarefa, aumentando a eficiência.

Menos dados históricos: Os dataloggers permitem coletar uma grande quantidade de dados ao longo do tempo, criando um histórico útil. A falta desse histórico pode dificultar a análise de longo prazo das condições do site.

Riscos de segurança: Em alguns casos, o monitoramento manual pode exigir que o pessoal acesse áreas potencialmente perigosas. Os dataloggers podem reduzir esse risco, pois podem transmitir dados à distância.

Conclusão

Por todos esses motivos, o uso de dataloggers é considerado uma prática padrão em muitos projetos de engenharia geotécnica modernos. Eles oferecem uma maneira eficiente, precisa e segura de monitorar uma variedade de condições, contribuindo para a segurança e a eficácia do projeto.

Os dataloggers são uma ferramenta indispensável no monitoramento e na instrumentação de barragens nos dias atuais. Eles fornecem um meio eficiente e eficaz de coletar, armazenar e transmitir dados, ajudando a identificar e responder a potenciais riscos geotécnicos.

À medida que a tecnologia avança, é provável que o papel dos dataloggers na indústria de mineração se torne cada vez mais importante.

A Auro Tecnologia é única empresas no Brasil que desenvolve e fabrica equipamentos para a leitura, armazenamento e transmissão de variáveis ambientais, incluindo Dataloggers.

Dentre as soluções desenvolvidas, temos o Datalogger SIRIUS e o Datalogger Multiplexado VEGA.

Figura 03: Datalogger Sirius instalado em uma barragem.

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Referências:

RESOLUÇÃO ANM nº 95, de 7 de fevereiro de 2022.

SZWEDZICKI, T. (Ed.). (2020). Geotechnical instrumentation and monitoring in open pit and underground mining. CRC Press.

CLARKSON, L., Williams, D., & Seppälä, J. (2021). Real-time monitoring of tailings dams. Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards.

MOLAEI, F., Rahimi, E., Siavoshi, H., Afrouz, S. G., & Tenorio, V. (2020). A comprehensive review on internet of things (IoT) and its implications in the mining industry. American Journal of Engineering and Applied Sciences.

GHAYVAT, H., Liu, J., Babu, A., Alahi, E. E., Gui, X., & Mukhopadhyay, S. C. (2015). Internet of Things for smart homes and buildings: Opportunities and Challenges. Journal of Telecommunications and the Digital Economy.

KARBHARI, V. M., & Ansari, F. (Eds.). (2009). Structural health monitoring of civil infrastructure systems. Elsevier.

HASHIM, F., & Osman, N. S. (2015). The role of monitoring and instrumentation in the safe operation of a dam. Procedia Engineering.