Desafios Geotécnicos na Mineração Subterrânea

O desmonte de blocos apresenta vários perigos geotécnicos potenciais. Por exemplo, as cargas in situ mudam constantemente e, consequentemente, também mudam as demandas sobre os sistemas locais de suporte e reforço. Isso se soma às sobretensões, à deformação do solo devido à escavação, às detonações de rochas e a outros eventos que afetarão a segurança da mina. Daí a importância de empregar instrumentação geotécnica para monitorar as diferentes variáveis de segurança de um maciço rochoso, o comportamento dos sistemas de suporte e reforço, e outros elementos críticos.

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Outro desafio importante é a falta de acesso à energia elétrica, já que os dataloggers tradicionais requerem energia constante de uma fonte externa. Além disso, extrair os dados da mina é um problema devido à dependência de cabos, que podem ser cortados facilmente por acidente, bem como à falta de acesso a nós de comunicação que possam entregar as informações ao exterior.

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O Estado Atual do Monitoramento Subterrâneo

Geosinergia orgulha-se de sua sólida formação em engenharia, respaldada por 20 anos de experiência nos setores de mineração, infraestrutura e obras civis.

Igor Bravo, Diretor Executivo (CEO) da empresa e engenheiro especialista, resume os desafios que envolvem o monitoramento de uma operação desta magnitude:

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“Quando você passa para o ambiente subterrâneo, é um mundo diferente. Você precisa trabalhar com instrumentos especializados, como sistemas de tensão in situ, que são muito mais complexos e contam com dezenas de sensores. Todo mundo entende uma mina a céu aberto. Mas uma mina subterrânea? Nem tanto”.

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Até agora, houve poucos desenvolvimentos novos neste campo. As soluções tradicionais baseadas em cabos sempre foram complicadas, caras e precárias. Elas envolvem a instalação de muitos quilômetros de cabeamento para conectar os sensores, tornando-os altamente vulneráveis ao tráfego de maquinário pesado. As características próprias da mina, como poços, túneis sinuosos ou chaminés, complicam ainda mais a implementação desses sistemas, tornando-os propensos a falhas e aumentando os custos. Além disso, dada a distância e a dificuldade de acesso a certas áreas (onde não se espera a presença humana), reparos e manutenção regular muitas vezes não são opções viáveis.

Estas são algumas das razões pelas quais, historicamente, muitos operadores eliminaram os cabos, recorrendo à coleta manual. No entanto, este método também não é confiável, pois produz dados inconsistentes e com grandes lacunas entre as leituras. Os movimentos do maciço rochoso podem ocorrer em questão de segundos, colocando em risco vidas e equipamentos. Portanto, a disponibilidade constante de dados é fundamental para permitir uma tomada de decisão rápida.

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A Solução da Geosinergia para a Codelco

Estes foram precisamente os desafios enfrentados por Chuquicamata quando iniciou as suas operações subterrâneas. A Codelco confiou esta tarefa complexa ao seu parceiro especialista em monitoramento geotécnico e estrutural: Geosinergia.

A exigência da Codelco foi clara: um sistema de monitoramento que oferecesse melhor cobertura do que as soluções tradicionais e que refletisse o estado da arte da tecnologia de mineração moderna. O objetivo principal era implementar uma rede capaz de cobrir a imensidão de Chuquicamata, mantendo as suas operações seguras, eficientes e sem interrupções.

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Benefícios do Novo Sistema de Monitoramento

Robustez e Confiabilidade Tecnológica

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Rodrigo Vicencio, Diretor de Operações (COO) da Geosinergia, comenta como a confiabilidade tem sido, durante muito tempo, o calcanhar de Aquiles destes sistemas:

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“Era muito comum instalar vários sensores e deixá-los monitorando com dataloggers de diversas marcas. Ao longo da vida do projeto, por qualquer motivo, eles paravam de emitir leituras ou a comunicação era interrompida. O que Worldsensing nos proporcionou foi confiabilidade: a certeza de que os sistemas permanecerão online”.

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Os dispositivos implementados destacam-se pela facilidade de instalação, pelo uso de componentes de alta qualidade e por uma construção robusta capaz de suportar uma faixa operacional de -40 ºC a +80 ºC. Somado às suas baterias internas (com vida útil de até 10 anos) e à tecnologia LoRa de baixo consumo, o sistema funciona de forma ininterrupta sem exigir manutenção constante.

Como exemplo dessa eficiência, Vicencio recorda uma de suas primeiras instalações de monitoramento remoto em 2016:

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“Um dos gateways [Worldsensing] que instalamos pela primeira vez manteve-se monitorando durante anos, sem que tenha sido realizado qualquer trabalho de manutenção nele. Não precisei revisá-lo desde que o instalei. Esse tipo de confiabilidade é uma das maiores vantagens do sistema”.

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A isso, o CEO Igor Bravo acrescenta:

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“Ao tornar os dispositivos energeticamente autossuficientes, você também elimina os cabos. Com isso, elimina as principais vulnerabilidades da rede. Passamos de instalar 100 instrumentos e descobrir que apenas 15 estavam funcionando, para sistemas com milhares de sensores que permanecem 100% operacionais”.

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Um Novo Paradigma de Segurança na Mineração

A facilidade de implementação, a alta confiabilidade e a arquitetura sem fio reduzem significativamente os custos, permitindo a implementação de redes de monitoramento em larga escala. Isso aumenta diretamente a segurança na mineração em locais gigantescos como Chuquicamata. Hoje, os operadores obtêm cobertura em todas as áreas da mina, gerando uma imagem clara e em tempo real das condições do terreno.

Este avanço apoia a mudança da indústria em direção ao monitoramento preventivo. A segurança já não consiste apenas em evacuar pessoas antes de um acidente ou mitigar danos; trata-se de evitar que o evento ocorra. Bravo resume isso perfeitamente:

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“Hoje em dia, o conceito de segurança é diferente. Queremos nos antecipar quando uma falha maior está se formando, não esperar até que um radar a detecte. Assim, podemos interromper esse processo utilizando outras ferramentas preventivas. Isso é exatamente o que a indústria está nos pedindo”.

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Um colapso ou desmoronamento pode significar a perda de equipamentos avaliados em dezenas de milhões de dólares, a paralisação das operações e, o mais crítico, um custo humano incalculável. Contar com um fluxo de dados confiáveis permite executar trabalhos de mitigação de riscos — como reforçar estruturas rochosas sobrecarregadas — exatamente quando o sistema ativa um alerta.

Além disso, permite verificar a eficácia das medidas de mitigação quase em tempo real, maximizando a produtividade operacional e abrindo a possibilidade de explorar depósitos que, com tecnologias anteriores, teriam sido considerados arriscados demais.

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Olhando para o Futuro do Monitoramento IoT

Uma das principais vantagens da mineração subterrânea é que ela prolonga a vida útil das jazidas a céu aberto sem disparar os custos. Nesse contexto, Geosinergia projeta que contar com soluções de monitoramento comprovadas, especificamente adaptadas para o ambiente subterrâneo, será uma vantagem competitiva fundamental nos próximos anos.

Devido ao seu tamanho e nível de sofisticação, a indústria mineira chilena é uma referência global na adoção de novas tecnologias. O sistema implementado em Chuquicamata demonstrará o potencial e as vantagens do monitoramento remoto IoT (Internet das Coisas) como pilar fundamental da segurança estrutural.

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Alex Rojas, Gerente Geral da Geosinergia, projeta o impacto deste projeto:

“Chuquicamata é a maior mina subterrânea do mundo. O desafio é conseguir que todos os sistemas de monitoramento geotécnico, dentro das suas diversas unidades, estejam completamente automatizados. Ao conseguir isso, estaremos mudando o paradigma da indústria”.

Olhando para o futuro, a Geosinergia confia que as novas gerações de líderes mineiros aproveitarão ao máximo as tecnologias impulsionadas por dados. Um exemplo claro são os dataloggers dinâmicos capazes de realizar cálculos in situ (Edge Computing), transmitindo apenas a informação processável e relevante aos operadores. Sem dúvida, a instalação em Chuquicamata marca o primeiro grande passo rumo a sistemas de monitoramento mais inteligentes, robustos e seguros.

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