Tecnologias que auxiliam no Monitoramento de Barragens

Figura 01: barragem de água.

Tecnologias que auxiliam no Monitoramento de Barragens

O território brasileiro possui um vasto potencial hidrológico, que possibilita a construção de barragens para a geração de energia e abastecimento.  Além disso, o Brasil possui uma participação significativa no setor mineral, o que torna comum a construção de barragens de contenção de rejeitos.

Essas estruturas exigem monitoramento periódico e tecnologias eficientes para garantir a segurança geral. Para isso, diversos parâmetros devem ser considerados para garantir a operação e manutenção (O&M) de uma barragem, tais como topografia, geologia, natureza das fundações, sismicidade do local, condições climáticas locais, entre outros.

De acordo com a Agência Nacional de Mineração (ANM), em janeiro de 2023 havia 929 barragens cadastradas no Sistema Integrado de Gestão de Barragens de Mineração (SIGBM), das quais 496 se incluem na Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB). Desse número, 99 estão enquadradas como estruturas de Dano Potencial Associado Alto (DPA Alto).

As estruturas classificadas como DPA Alto devem, segundo a ANM, ser monitoradas por meio de sistema automatizado de leitura de sensores, possuir monitoramento de imagens, sistema de alerta de rompimento, dentre outras medidas para garantir sua operação de forma segura.

Neste conteúdo, vamos apresentar algumas tecnologias que podem auxiliar no monitoramento de barragens, garantindo o cumprimento da legislação, evitando desastres e proporcionando segurança aos colaboradores e à comunidade próxima ao empreendimento.

O que diz a legislação?

Nos últimos anos, as leis e normas que regulamentam a Segurança de Barragens vêm se intensificando com o objetivo de desenvolver boas práticas para o setor, além de proporcionar segurança aos profissionais, à população e à comunidade que reside nas proximidades das barragens.

Em 2010, o governo federal sancionou a Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010, que estabeleceu a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) e criou o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB), com o  objetivo de coletar e registrar dados relacionados à segurança dos barramentos.

A partir dessa publicação tornou-se obrigatória a elaboração e implantação do Plano de Segurança de Barragens (PSB), documento que deve ser elaborado e implementado pelo empreendedor e que  deve conter as seguintes informações:

• Identificação do empreendedor;
• Dados técnicos referentes à implantação do empreendimento;
• Relatórios das inspeções de segurança regular e especial;
• Identificação e dados técnicos das estruturas, das instalações e dos equipamentos de monitoramento da barragem, dentre outros.

Além disso, em 2022 foi publicada a Resolução ANM nº 95, que estabelece diversas obrigações do empreendedor do setor mineral, incluindo a obrigatoriedade de manter sistema de monitoramento automatizado adequado à complexidade da estrutura, com acompanhamento em tempo real e período integral.

Dada a complexidade das medidas necessárias para garantir a segurança das barragens e a importância de manter-se atualizado sobre as normas legais, é essencial contar com ferramentas tecnológicas capazes de otimizar essas tarefas.

Dessa forma, é necessário dispor de soluções que forneçam dados estratégicos para atuar na segurança das barragens, evitando prejuízos financeiros, estruturais e, sobretudo, ambientais e humanos.

Monitoramento e inspeção de barragens

O monitoramento de barragens consiste em um conjunto de atividades que visam o acompanhamento da estrutura, análise e monitoramento de seu comportamento periodicamente, independente da estrutura estar ativa ou em descomissionamento.

Essas atividades de monitoramento podem ser realizadas por meios de inspeções visuais rotineiras e através da análise de leituras automatizadas de instrumentos específicos para esta finalidade.

Figura 02: colaborador Auro em campo.

Em resumo, o objetivo do monitoramento de barragens é avaliar sua segurança, identificar regiões críticas ao longo de sua estrutura e traçar o plano de ações corretivas para eventuais anomalias.

O monitoramento de uma barragem deve ser realizado nas fases de construção, operação e encerramento ou desmobilização. Abaixo estão as atividades que devem ser realizadas em cada uma dessas fases:

1. Fase de implantação / construção da barragem:

• Estudos de sondagem, acompanhamentos dos cortes do terreno, cuidados com possíveis deslizamentos e desmoronamentos;
• Cuidados específicos com materiais empregados na execução da fundação e estrutura das barragens, visando atender aos critérios de compactação dimensionados em projeto;
• Avaliar o material litológico que constitui a barragem e sua fundação, com o intuito de confirmar ou refinar os parâmetros geotécnicos estudados durante a fase de projeto executivo e refleti-los no projeto as-built;
• Realizar a instalação dos instrumentos previstos em projeto e relacionados no Plano de Monitoramento e Instrumentação da barragem, o qual faz parte do conteúdo mínimo exigido por legislação na estrutura do Plano de Segurança da Barragem (PSB).

2. Fase de enchimento e operação da barragem:

• Alertar sobre anormalidades que possam colocar em risco a estabilidade da barragem;
• Avaliar o comportamento estrutural, geológico e hidráulico, comparando as medidas in-situ obtidas pelos instrumentos com aquelas esperadas por modelos experimentais ou teóricos;
• Verificar se critérios utilizados e estado de conservação da barragem estão conforme o previsto pelo projeto;
• Caracterizar o comportamento dos materiais das estruturas com o desenvolvimento da obra, no intuito de levantar os parâmetros de tempo para estabilização dos deslocamentos, das tensões internas, estabilização das vazões, dentre outros, levando-se em consideração também os efeitos das condições dos termos ambientais;
• Fornecer dados e histórico de leituras que reflitam o comportamento da estrutura, com a finalidade de embasar a elaboração de relatórios de inspeção e demais documentos que compõem a estrutura de um Plano de Segurança de Barragem (PSB), previsto na legislação;
• Reavaliar e convenientemente adaptar o Plano de Monitoramento e Instrumentação por meio da realização de Revisão Periódica de Segurança da Barragem (RPSB), de acordo com a periodicidade regulamentada na legislação, a qual é definida pelo Dano Potencial Associado (DPA) ou pela ocorrência de intervenções na estrutura, como alteamentos ou remoção do material presente no reservatório.

3. Fase de desativação da barragem:

• Avaliar a estabilidade estrutural resultante do tempo de vida de lançamento de rejeitos, através das medições de tensão interna, variações de vazão, dentre outros. Essa avaliação perdura durante todo o período que a barragem estiver descomissionada.

Tecnologias que auxiliam no Monitoramento de Barragens

Embora as novas tecnologias e abordagens de engenharia estejam permitindo um melhor monitoramento de estruturas de barragens, é importante observar que nem todas as soluções disponíveis no mercado são iguais.

Alguns produtos comercializados no mercado possuem limitações quanto à vida útil, pouco espaço para armazenamento de informações, alto consumo de energia, dentre outros fatores. Por essa razão, é de extrema importância avaliar e estar atento às necessidades do projeto e adquirir soluções personalizadas, proporcionando segurança, cumprimento da legislação e o melhor custo-benefício a longo prazo.

O time da Auro Tecnologia é especialista em automação de instrumentos geotécnicos e já comercializou mais de dez mil equipamentos. Por isso, gostaríamos de apresentar algumas soluções que já aplicamos em mais de 70 projetos para o Monitoramento de Barragens.

Rede Aurolink

Figura 03: Rede Aurolink – solução automatizada para monitoramento de barragens.

A Aurolink é uma rede de comunicação versáil, otimizada para aplicações em geotecnia e com baixo consumo energético. Com a tecnologia LoRa, que permite um alcance de até 10 km, é ideal para situações em que existem vários instrumentos geotécnicos a serem monitorados, distantes ou não entre si. Já a interface RS-485 permite conexões cabeadas através de uma interface industrial, amplamente aplicada em galerias e cabines de leitura.

Datalogger SIRIUS

Figura 04: Datalogger SIRIUS.

O Datalogger Sirius é um equipamento moderno, robusto e preciso, que possibilita a automação de inúmeros instrumentos, tais como: piezômetros, indicadores de nível d’água, medidores de vazão, calhas Parshall e Palmer, poços de captação de água, pluviômetros, extensômetro de haste, crackmeters, medidores triortogonais, tiltímetro, dentre outros.

Os dados coletados pelo Datalogger Sirius são enviados para um concentrador, modelo Andrômeda, que esteja dentro do alcance da rede AuroLink. O equipamento é de fácil instalação, dispensa painel solar e possui bateria de longa duração.

Além disso, é um equipamento utilizado para atendimento ao artigo nº 7 da Resolução 95/2022 da ANM, que trata sobre o Sistema de Monitoramento de Segurança de Barragem de Mineração.

Datalogger Multiplexado VEGA 

Figura 05: Datalogger Multiplexado VEGA.

O Datalogger Vega é capaz de realizar a leitura de até 16 sensores sem a necessidade de conversores adicionais. Sua interface de comunicação RS-485 permite a comunicação com o Concentrador Andrômeda a uma distância superior a 500 metros.

Graças a essa interface, vários multiplexadores Vega podem ser ligados em cascata através de um único cabo compartilhado para dados e energia. Nesta topologia, a combinação de vários Vega com o concentrador Andrômeda, opera como um datalogger distribuído para até 512 sensores.

Figura 06: Datalogger Multiplexado VEGA – solução automatizada para monitoramento de barragens.

Concentrador Andrômeda

Figura 07: Concentrador Andrômeda.

O Andrômeda é o concentrador da rede AuroLink e possui grande capacidade de memória para coletar os dados dos Dataloggers Sirius que estejam em seu alcance. Este equipamento, possui várias interfaces de comunicação, podendo enviar os dados coletados via Ethernet, Rádio, Satélite, GPRS, 3G, Wi-fi ou fibra óptica.

Além disso, o Andrômeda opera como um gateway LoRa completo, contando com um receptor de alta sensibilidade com 8 canais simultâneos, permitindo a aquisição de dados de até 1.000 sensores ao mesmo tempo.

Plataforma Telix

Figura 08: Plataforma Telix.

A Plataforma web Telix, desenvolvida pela Auro Tecnologia, permite o acompanhamento em tempo real das medições coletadas pela rede AuroLink. Conta com uma interface moderna e intuitiva paraque o usuário possa visualizar facilmente os dados coletados em tabelas, gráficos e mapas. Além disso, o sistema permite a configuração e envio de alertas e relatórios por e-mail e SMS, garantindo uma gestão mais ágil e eficiente.

O Telix é altamente customizável para cenários e processos específicos, oferecendo agilidade e conveniência através de uma plataforma intuitiva e fácil de usar. Contando com equipamentos eficientes que fornecem dados em tempo real e garantem um monitoramento seguro de acordo com a legislação vigente, a Auro Tecnologia desenvolve soluções inteligentes com o uso de sensores de alto padrão para a excelência do monitoramento das mais diversas variáveis ambientais, como: poropressão, nível, temperatura, precipitação, pressão atmosférica e outras.

Se você está buscando uma empresa de referência para o seu projeto, conte com a Auro Tecnologia. Entre em contato com a nossa equipe para saber mais sobre as nossas soluções de monitoramento.

Referências:

SILVEIRA, J. F. A. Instrumentação e segurança de barragens de terra e enrocamento. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.

SANTOS, João. A relevância do Monitoramento Geotécnico de estruturas. SAFF Engenharia, Minas Gerais, 2021. Disponível em: <https://saffengenharia.com.br/a-relevancia-do-monitoramento-geotecnico-de-estruturas/>. Acesso em: 05 de fevereiro de 2023.

SANTOS, Michele. Barragens – Principais tipos de aplicações. Igeológico, São Paulo, 2020.  Disponível em: <https://igeologico.com.br/voce-sabe-quais-sao-os-tipos-de-barragens/>. Acesso em: 12 de fevereiro de 2023.

BARRAGENS de mineração. Ministério de Minas e Energia, Minas Gerais, 2010. Disponível em: <https://www.gov.br/anm/pt-br/assuntos/barragens>. Acesso em: 12 de fevereiro de 2023.

BOLETIM Mensal – Barragens de Mineração. Agência Nacional de Mineração (ANM), Brasília, 2023. Disponível em: <https://www.gov.br/anm/pt-br/assuntos/barragens/boletim-de-barragens-de-mineracao/arquivos/boletim-mensal-janeiro-2023.pdf>. Acesso em: 12 de fevereiro de 2023.