A tecnologia que salva vidas

A tecnologia que salva vidas

A tecnologia que salva vidas

Muita gente demoniza a mineração porque não faz ideia do quanto ela é essencial para as nossas vidas. Tudo que consumimos tem mineração envolvida, seja nas nossas casas, nos ambientes de trabalho, nos celulares, entre tantas outras coisas. É preciso desmistificar o preconceito existente e a IoT contribui nesse sentido.

Atualmente as mineradoras têm grande preocupação com seus funcionários e com a questão ambiental. Quando se fala em mina autônoma, com caminhões autônomos, monitoramento remoto e automação dos processos pensa-se em tirar pessoas de um ambiente de risco. Evidente que não existe risco zero, mas a mineradora sempre está preocupada em manter os funcionários saudáveis todos os dias como se verifica no Brasil, nos EUA, Canadá, México, Austrália, África do Sul, entre outros.

Mas quando se fala em mineração, e principalmente em barragens, há vários fatores de risco que precisam ser considerados, como o tipo de construção, material utilizado e assim por diante. Por questão de segurança, as mineradoras utilizam sensores de monitoramento há mais de 40 anos. Mas a automação de fato só chegou na última década. Muitos sistemas em uso hoje, apesar de se dizerem em tempo real, na verdade não o são. Uma plataforma de IoT moderna é a ideal para que os diretores de mineradoras durmam tranquilos. Não se quer mais ver presidentes de mineradoras falarem em cadeia nacional de tv para explicar por que a sirene não tocou para alertar sobre o rompimento ou colapso de uma barragem.

Existem de vários tipos de barragens, como as barragens de rejeitos, de água (represas geradoras de energia), diques de retenção, dentre outras. Nas últimas décadas, o desenvolvimento industrial intensificou a atividade mineira, o que gerou uma demanda crescente de minerais, levando as mineradoras, consequentemente, a acelerarem o passo para aumentarem a produção e a produtividade. Com isso, as barragens de rejeitos foram ficando cada vez maiores. Então a necessidade de melhorar o monitoramento das barragens e da utilização de soluções de engenharia e de cálculos estruturais cresceu, e então houve uma redução significativa de acidentes. Nas décadas de 1980 e 1990, não se tinha muita informação sobre os acidentes com barragens porque o mundo era menor, ou seja, não havia internet comercial e as notícias não chegavam tão rápido como hoje. Mas, além da evolução da engenharia geotécnica e das ferramentas, houve também a evolução dos sensores que permitiram melhorar a leitura das estruturas o que resultou numa redução substancial dos acidentes.

Histórico de evolução dos sensores

Na primeira geração de sensores, os equipamentos eram de leitura manual e em alguns segmentos eles são utilizados ainda hoje. Na segunda geração, surgem os sensores automáticos, porém ainda com leitura manual (o sensor está no chão, enterrado, e o operador deve ir nos locais para verificar sensor por sensor, para fazer a leitura uma vez por semana, a cada quinze dias, ou uma vez por mês). É importante entender que as barragens se movem constantemente, ainda que sejam poucos milímetros por ano. E um acidente e até chuvas intensas podem acelerar esses movimentos. A leitura manual não consegue prever isso porque como é feita uma vez por semana, quando se percebe alguma movimentação talvez seja tarde demais para recuperar essa estrutura e então a mina tem que entrar em modo de contingência para poder evitar o acidente. Por isso é fundamental que as barragens de maior risco deixem de usar a leitura manual e passem a empregar a automação.

Na terceira geração de sensores começou-se a obter os dados eletronicamente usando antenas de rádio, WiFi, Lora, microondas, etc. Assim, esses dados são enviados a uma central onde são analisados. O grande problema de todas essas evoluções é que alguns usuários não se deram conta do grande volume de dados gerado. Outra questão a ser considerada é que todo sensor, por melhor que seja, pode apresentar falha. Pode ocorrer uma falha de leitura, como por exemplo, se um caminhão fora de estrada passar próximo da barragem e gerar uma leitura incorreta num prisma e assim por diante. E outra questão é a dificuldade de entender os dados da forma que chegam por meio das soluções utilizadas.

Uma barragem média ou grande, por exemplo, que tem prismas que monitoram continuadamente os movimentos na superfície, radares para ver demais deformações, satélite, uma estação meteorológica, além dos piezômetros e instrumentos para medir a pressão da barragem e o nível de água, vai ter que lidar com um volume imenso de dados. Isso sem contar os instrumentos que medem abalos sísmicos que também geram mais informações. No Brasil não temos muitos problemas de abalos sísmicos. Mas no Peru, toda barragem tem que ter um acelerômetro para verificar o deslocamento, por ser uma região que constantemente sofre com os terremotos.

Caso uma mineradora queira fazer uma leitura semanal, os sensores manuais são indicados; e para se ter informações em minutos ou, em alguns casos, a cada segundo, então se usa um sistema que permite uma leitura em tempo real.

Erros podem acontecer, sejam eles inerentes ao processo de medição, ao meio ambiente ou mesmo causados por limitações instrumentais e humanas. Há uma série de erros que ocorrem frequentemente nos sistemas de leitura manual ou nos sistemas que vão ler a cada 15 ou 30 minutos, porque haverá situações que estes não irão conseguir captar o que de fato está acontecendo. Daí a importância de se ter um sistema que forneça dados em tempo real. Há inúmeros fabricantes de sensores e cada um deles tem um software e seu datalogger, sua maneira de coletar os dados; alguns são proprietários, outros não. Há empresas que têm mais aptidão para compartilhar dados, outras não; então isso dificulta o entendimento para o usuário que utiliza vários sistemas e obtém a informação em vários formatos.

O que então a indústria resolveu fazer? Colocar todo mundo em Excel e aí se têm dados em planilhas às vezes ininteligíveis, em grande quantidade e em que há dificuldade de cruzar dados como, por exemplo, os de uma estação meteorológica com o movimento de um prisma, ou com a leitura do nível de água de um piezômetro.

A importância do monitoramento em tempo real

Quando temos a informação em tempo real há possibilidade de se evitar um acidente ao serem tomadas ações imediatas, tais como disparar uma sirene, enviar um pedido de socorro para a Defesa Civil, enviar um SMS para a população que mora perto da barragem e assim por diante. Isso é importante para a segurança das pessoas que moram na região para que elas possam ir para uma área de segurança se houver a inundação causada pelo rompimento da barragem. Se a informação chega para a mineradora em minutos há apenas o modo reativo, ou seja, ela não consegue fazer nada e perde o controle. Quando a leitura é feita quinzenalmente, ou mesmo semanalmente, a mineradora só terá dados históricos e os motivos que levaram ao acidente, mas nada para evitá-lo. Hoje os sistemas tradicionais que são oferecido e que se dizem IoT são como um prato de espaguete: se sabe onde começa, mas não onde termina. Algumas empresas utilizam vários sistemas de geotecnia que se dizem IoT, mas que na verdade fornecem a informação com pelo menos 65 a 75 segundos de atraso. Isso não é real time. Para que se tenha um monitoramento em tempo real a informação deve ser recebida com no máximo 5 a 10 segundos de defasagem.

Em termos de TI, há uma série de níveis de tecnologia, de conversores de dados e de comunicação. Esse cenário mostra que as mineradoras precisam de um sistema de IoT. Porém as plataformas oferecidas chegam ao mercado com muitas deficiências.

Há várias soluções de IoT de segunda geração no mercado que também têm dificuldade de trabalhar com sensores mais complexos e com volume de dados muito grande. Apesar de permitirem o gerenciamento, sua capacidade é limitada. Ainda é um processador de arquivos Excel, por incrível que pareça, ou seja, o sensor não está integrado naquela plataforma; só está colhendo dados e jogando em algum lugar para alguém ler. Conta também com algum nível de segurança, mas a encriptação ainda é baixa e depende do usuário, ou seja, da autenticação de usuário para usuário, o que não é recomendável.

Há poucos anos surgiram as plataformas de terceira geração, capazes de suportar qualquer tipo de sensor, variando de um piezômetro com dataset pequeno, até uma estação meteorológica com sensores que enviam informações 24 horas por dia, 7 dias por semana. A plataforma da sensemetrics pode ser integrada a qualquer tipo de sistema, com gestão ampla, obtendo dados de centenas de sensores, além de disponibilizar um ambiente totalmente seguro. As plataformas de primeira e segunda geração eram boas, mas hoje as mineradoras estão gastando dinheiro com sistemas velhos. É como comprar em 2020 um carro novo fabricado em 2016. É importante adquirir uma solução que seja definitiva para atender aos problemas da mineração.

Características da solução da sensemetrics

A plataforma tem a capacidade de se conectar a centenas de sensores ao mesmo tempo, de forma sem-fio e com dezenas, de forma cabeada. Os dados saem para a nuvem e lá são consumidos e analisados, e com isso o gestor pode, por exemplo, controlar uma sirene que é um dos objetivos da mineração. E na mesma plataforma são obtidos dados que vêm de qualquer tipo de sensor, como os sensores geotécnicos, espaciais, ambientais, estruturais (para casos de tremores de terra, terremotos), sensores de processos que precisam ser acionados (se tirar muita água ou pouca água na mineração, os dois cenários são ruins; então você tem uma plataforma que permite integrar e visualizar de maneira única todos os tipos de sensores). A plataforma da sensemetrics faz isso através do edge device (computador de borda na linguagem de IoT) que tem o tamanho de um notebook de 13 polegadas e pode trabalhar inclusive em condições adversas, em temperaturas que variam de 40 graus Celsius negativos até 65 graus Celsius positivos, em qualquer ambiente. O sistema só não pode trabalhar submerso. No resto, pode trabalhar em qualquer cenário.

Nos sistemas tradicionais há os dataloggers que são computadores “burros”. Mesmo nas primeiras gerações de soluções de IoT, eles só têm uma tarefa: tiram dados dos sensores, mas não os controlam. A plataforma da sensemetrics permite fazer correções de pressões barométricas automáticas que são necessárias em várias localidades de operação mineira. É possível verificar as condições de temperatura, se o sensor está fazendo a leitura corretamente ou se o datalogger não está funcionando. Além disso, se houver um incidente, o sistema continua coletando dados. A solução trabalha com rede de internet, celular e um terceiro nível de redundância, com conexão via satélite, se for necessário. Ou seja, há várias formas de garantir que os dados cheguem no ponto de consumo que é a sala de controle. E há a segurança de que os dados estão protegidos. Tudo isso pode ser acessado dentro da sala de controle, ou por um tablet, ou celular. O bom de estar na nuvem é ter acesso a tudo sem barreiras porque o nível de segurança é altíssimo.

A sensemetrics tem integração com as principais ferramentas de engenharia do mundo e com os principais fabricantes de plataforma do Brasil. A solução é aberta, é robusta e tem facilidade de integrar os dados onde eles forem necessários e mandá-los para onde se quer.

Ao longo do tempo os sensores têm que ser calibrados e atualizados de tempos em tempos. A vantagem da plataforma sensemetrics é que ela permite ao gestor fazer isso sentado na sua sala de controle ou mesmo da sua casa. Com o sistema é possível montar uma lista com todos os instrumentos que estão integrados na plataforma do cliente, importar dados e inclusive os dados históricos de monitoramentos anteriores ao uso da sensemetrics. A plataforma vai identificar os dados importados e trabalhar normalmente.
Hoje, nas soluções de mercado, ainda é preciso enviar o técnico a campo para fazer modificações nos sensores. E aí é que está o problema. Num momento crítico, de risco da estrutura, é quando são necessárias mais informações. Se os sensores são configurados para mandar informação a cada 60 minutos deve-se enviar um técnico ao local e expô-lo ao risco para modificar, sensor por sensor, os seus tempos de amostragem. Com a sensemetrics se faz isso da sala de controle.

No caso de haver a necessidade de modificar o intervalo de amostragem de vários instrumentos, a plataforma permite agrupá-los, atualizando todos de uma única vez. É possível compartilhar a informação com todas as pessoas que estão cadastradas na plataforma e não há limite para o número de usuários. Também é possível determinar níveis de acesso e compartilhar a informação com quem se quiser, independentemente de onde essa pessoa está, desde que haja conexão com a internet.

A solução permite ainda trabalhar com várias telas que podem monitorar a geotecnia, hidrogeologia, estabilidade de taludes etc. com até seis gráficos por tela. Pode-se modificar as métricas, os tipos de leitura, dar zoom nos gráficos e fazer todas as modificações necessárias. A solução também trabalha com gráficos em 3D, com malha de pontos e o usuário, ao passar o mouse por cima de um desses pontos, pode coletar as informações detalhadas das leituras dos instrumentos.

Também é possível configurar os intervalos de leitura dos sensores. Se, por exemplo, os sensores estão configurados para entrar em economia de bateria e enviar leitura de hora em hora, caso passem mais de uma hora sem enviar os dados, a plataforma é capaz de identificar que essa leitura não foi enviada e gerar um alerta em cima dessa informação. E aí sabe-se exatamente o que foi que aconteceu. E se for necessário, será enviado um técnico ao campo para fazer a inspeção. Caso passe um caminhão ou uma descarga elétrica próxima ao sensor, que poderiam disparar um alerta desnecessariamente, a plataforma vai exigir pelo menos duas leituras consecutivas que extrapolam os limites estipulados para os gatilhos, para aí sim disparar o alerta. Uma vez criado o alerta, podem ser tomadas algumas ações importantes. A mais básica delas é adicionar as pessoas que vão receber por e-mail as informações desse alerta – quando tocou, por que tocou e inclusive adicionar algumas anotações. O sistema pode colocar todo mundo online para ter mais informações.

A plataforma tem redundância e não permite que o usuário crie um alerta que não tenha sentido para que não fique disparando toda hora inutilmente ou que nunca seja disparado porque realmente não faz sentido. É uma segurança a mais para o usuário.

Os relatórios necessários para a gestão da barragem podem ser gerados automaticamente, baseado na necessidade do cliente em três idiomas – inglês, português e espanhol. Podem ser criados diferentes perfis de relatórios – um para geotecnia, um para o gestor, outro para a hidrologia, para a equipe X ou Y, etc. e programar a geração dos relatórios de forma automática, por dia, por semana, ou qualquer outro período, no fuso horário que se quiser. No repositório são armazenados todos os documentos da mina ou da operação, os quais podem ser acessados pela internet.

Outras áreas

A sensemetrics é muito forte no segmento de mineração, mas pode ser usada também em outras áreas, como na construção pesada (para monitorar pontes, rodovias, entroncamento de rodovias, monitoramento para terremotos), linhas de transmissão de energia (para monitorar as torres de transmissão que estão sujeitas a ação de ventos e de vândalos), parques eólicos, departamento de transporte (estradas de rodagem e rodovias para monitoramento de quedas de barreira), na área de óleo e gás para monitorar vazamentos e controle de pressão. A plataforma roda na nuvem da Amazon que é uma das mais seguras do mundo. É virtualmente impossível hackear o sistema. Trata-se de uma tecnologia para proteger a vida.

Silvia Giurlani