Monitoramento geotécnico, segurança e economia para o empreendimento minerário

Recentemente um incidente geotécnico envolvendo ruptura de taludes, na mina Gamsberg, sob gestão da mineradora Vedanta Zinc International, na província sul africana Northern Cape, deixou ao menos 10 colaboradores presos dentro da cava da mineração. Até o momento, a mineradora comunica que 8 colaboradores foram resgatados com vida, enquanto o corpo de um colaborador foi retirado. As buscas continuam já que um colaborador permanece ainda desaparecido.

Em função dessa notícia, o Geólogo André Gomes respondeu algumas perguntas muito importantes sobre Monitoramento Geotécnico. Vamos conferir?


  • Qual é a importância prática de uma mina ter um estudo e acompanhamento geotécnico, com relação à estabilidade de taludes?

Ainda que a tecnologia na engenharia de taludes tenha alcançado grandes avanços nas últimas décadas, incidentes envolvendo rupturas de taludes permanecem ocorrendo, e muitos, infelizmente, acompanhados de perdas de vidas. Vale destacar que as grandes rupturas são as que chamam mais atenção, como a da Mina Gamsberg, mas com frequência, são as pequenas rupturas que levam a maioria das mortes dentro da mineração, em consequência da queda de blocos do talude para a bancada.

O dimensionamento dos taludes deve buscar um equilíbrio entre a segurança, que requer taludes suaves e íntegros e a economia, que requer taludes mais íngremes e operações ininterruptas. Para os taludes de mineração, alguns fatores de instabilidades são toleráveis desde que os riscos sejam controláveis. A inclinação dos taludes deve minimizar os riscos sobre os colaboradores e equipamentos e, ao mesmo tempo, permitir o acesso ao maior volume de minério manejando o menor volume de estéril.

O estudo do comportamento geomecânico fornece subsídios para entendimento das tendências do maciço e auxilia a elaboração de um modelo geotécnico para o empreendimento. O modelo possibilita tomadas de decisões antecipadas, garantindo a estabilidade do maciço, evitando riscos potenciais, inclusive ambientais, e principalmente, garantindo condições de segurança para os colaboradores e para a vizinhança da área da mina.

O acompanhamento, ou monitoramento geotécnico tem o papel de verificar o modelo geotécnico, realizar simulações para certificar sua eficácia, e atualiza-lo desde o início das operações da cava até seu fechamento. Quando há instrumentação geotécnica adequada e monitoramento periódico bem feito, qualquer decisão que deve ser tomada repentinamente tem o respaldo de um modelo geotécnico atualizado.

Em geral, o monitoramento por meio de inspeção visual e o mapeamento dos taludes é a maneira mais segura de identificação e diagnóstico de um risco potencial e mitigação do mesmo. Vale ressaltar que além de colocar as vidas dos colaboradores em perigo, incidentes geotécnicos acarretam em sérios problemas econômicos para a mineração, até mesmo inviabilizando o empreendimento.

  • Quais são os métodos de estudos geotécnicos mais comuns nas minerações no brasil?

Os métodos de estudos geotécnicos levam em consideração o tipo de maciço em que o minério está inserido, que pode ser do tipo maciço brando, maciço estruturado e maciço misto.

Maciços brandos são aqueles em que a ruptura ocorre na matriz do maciço, como ocorre com o solo. Maciços estruturados são os que se rompem pelas suas continuidades, como ocorre em lavras de basalto ou outra rocha coesa por exemplo. Maciços mistos, uma situação muito comum, onde ocorrem porções brandas e estruturadas. O Brasil, especialmente por ser um país tropical com solos bem desenvolvidos, possui depósitos minerais em todos os tipos de maciços e, portanto, uma ampla variedade de estudos geotécnico são aplicáveis.

Os métodos de estudos se dividem em métodos geodésicos e métodos não geodésicos, se relacionam com a natureza e dimensão do depósito, comportamento hidrogeológico, método de extração, estruturas geológicas, elementos de risco no projeto da cava e elementos sensíveis na vizinhança do empreendimento.

Os métodos geodésicos realizam levantamentos terrestres e permitem uma análise de variação temporal das deformações ou deslocamentos verticais e horizontais dos elementos analisados, fornecendo uma visão global da deformação. Esse método monitora pontos de uma rede distribuída na região sujeita a deformação, ou pontos de uma rede distribuída dentro e fora da região sujeita a deformação.

Os métodos não geodésicos, utilizam-se medidas geotécnicas e estruturais de deformações locais. Os dados são coletados por observações independentes e proveem informações de pontos específicos. Os instrumentos que devem ser instalados, avaliados e monitorados são: inclinômetro e extensômetros de fios e barras, piezômetro e indicados de nível de água, medidores de deformação como marcos e prismas além de outros instrumentos.

  • O estudo pode ocorrer antes do início das operações? Como?

O estudo do comportamento geomecânico do material incidente na futura cava pode, e deve ser realizado antes do início das operações. Nessa etapa, as investigações são realizadas por mapeamento geológico-geotécnico e sondagens, identificando as características geomecânicas do estéril e do maciço, caracterizando a geologia estrutural local, realizando ensaios de caracterização geomecânica, descrevendo testemunho de sondagem, determinando zonas de fraturas e elaborando um modelo hidrogeológico além de outras informações cabíveis como o conhecimento das estruturas geológicas regional.

Também é possível nessa fase, delimitar os setores e probabilidade de ocorrência de rupturas, elaborando uma carta geotécnica, onde são descritas as principais variáveis que controlam os fenômenos de instabilidade. Assim, é possível confeccionar tabelas recomendando dimensões das futuras bancadas com medidas de altura do talude, largura das bancadas, ângulo de face, inter rampa, talude global, sistema de drenagem etc.

A carta geotécnica também pode classificar materiais aptos ao uso como empréstimo para execuções de empreendimentos necessários às operações previstas no projeto da cava. Desse modo, um bom e completo estudo geotécnico prévio pode ser a diferença entre uma cava onerosa e pouco produtiva e uma cava eficiente e segura.

  • Se uma mineração já está bem desenvolvida, porque ela deveria fazer um estudo geotécnico?

Ainda em uma mineração bem desenvolvida com frentes de lavras definidas, os estudos geotécnicos continuam sendo importantes. Nessa situação a equipe de monitoramento deve constantemente mapear a superfície escavada, descrever novos testemunhos de sondagem, interpretar os dados obtidos no monitoramento, confeccionar, rever e atualizar de modo permanente o modelo geomecânico da mina, definir estratégias para investigações complementares e setorizar a cava em função das características geomecânicas promovendo o manejo de riscos, sintetizado em um mapa de riscos.

A mineração, em qualquer fase que se encontre deve contar com uma equipe geotécnica para manter a periodicidade de análises dos taludes, bermas, vias de acesso, depósitos controlados de estéril, bacia ou pilhas de rejeitos, sistemas de drenagem e de qualquer outra obra de engenharia implementada para a atividade de mineração. Tais obras são passíveis de instabilidade e podem ocasionar acidentes e paralizações do empreendimento. Outro fator importante em uma mina desenvolvida é o controle sobre a detonação.

Em taludes de rocha dura fraturada por exemplo, a intensidade da detonação é um fator influente no comportamento geomecânico do talude. A estabilidade dos maciços exige energias de detonação mais baixas enquanto a produção da mina necessita um material rochoso mais fragmentado para maior produção. Mais uma vez, a geotecnia deve buscar um equilíbrio entre a segurança e a economia.

Os estudos geotécnicos também são importantes para o fechamento de uma mina, onde deve ser considerado o comportamento geomecânico do maciço frente ao destino da cava, fazendo a diferença em um projeto bem elaborado.

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