Por Cassiano Emílio da Silva¹

A topografia, ciência dedicada ao estudo detalhado das características da superfície terrestre, permeia as fases do ciclo de vida do empreendimento mineral. Da prospecção, em que a precisão topográfica é fundamental para identificação e delimitação de depósitos minerais, à disposição de rejeitos, em que a gestão do espaço e a segurança ambiental são prioritárias, a topografia se mostra indispensável. A topografia guia a adequação dos terrenos às especificações dos projetos, incluindo construção de vias e outras instalações essenciais para as operações de mineração. A precisão topográfica garante que todas as estruturas sejam construídas de acordo com os planos, otimizando a eficiência e minimizando os riscos.

Novas formas de captura de feições do terreno são produzidas. A topografia na mineração tem se apoiado em métodos consagrados, com equipamentos como a estação total, com capacidade de medir ângulos e distâncias com alta precisão, e o scanner a laser 3D, que captura nuvens de pontos detalhadas para modelagem tridimensional. A inserção de VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) ou RPA (Aeronaves Remotamente Pilotadas), nos levantamentos topográficos representa evolução significativa, por seu acesso a áreas de risco, sem a exposição de pessoas.

Equipadas com câmeras de alta resolução e sensores avançados, as aeronaves permitem coleta de dados rápida, segura e eficiente. A capacidade de gerar ortofotos (como capas fotográficas), modelos digitais de elevação e nuvens de pontos densas, a partir de imagens aéreas capturadas por drones, complementa métodos tradicionais, de forma precisa e de bom custo-benefício.

A aplicação de VANT’s em minas a céu aberto combina sistemas para orientação precisa: GNSS (como GPS) para localização global; IMUs (acelerômetros e giroscópios) para medir movimento e orientação; bússolas magnéticas para direção; sensores de altitude para manter a altura; e sistemas de controle de voo que processam dados para navegação autônoma ou guiada.

Já espaços confinados, como minas subterrâneas, apresentam desafios significativos. Em ambientes sem GPS, utilizam-se Sistemas de Navegação Inercial (INS), com acelerômetros e giroscópios, que mantêm a orientação e calculam a posição relativa do equipamento, junto com sensores de visão computacional, câmeras e algoritmos, que mapeiam o ambiente e evitam obstáculos. O LIDAR (tecnologia de sensoriamento remoto), ideal para áreas com pouca luminosidade, usa lasers para criar mapas 3D detalhados. Compõem o sistema sensores ultrassônicos de prevenção a colisões. Embora tecnologicamente desafiador e com custos operacionais elevados, representam um avanço significativo na segurança e eficiência dos levantamentos topográficos.

Para mitigar riscos inerentes a quedas e colisões em ambientes confinados, VANT’s são equipados com armaduras robustas. A realização rotineira de levantamentos de cavidades, como realces e passagens de minério, é fundamental para a inspeção da rocha escavada, medições de volume, monitoramento da geometria e características geológicas e identificação de condições de rocha potencialmente perigosas. A caracterização das propriedades da rocha em áreas restritas é fundamental para análises de estabilidade e modelagem de zonas de ruptura, prevenindo eventos de queda de rocha que podem gerar explosões de ar de alta pressão, atingindo trabalhadores e equipamentos.

Apesar de custos na aquisição de equipamentos e riscos de queda com danos significativos, VANT’s em ambiente confinado oferecem ganho substancial em levantamento de volume escavado, otimizando operações e minimizando riscos em minas subterrâneas. No processo tradicional, somam-se ao peso e riscos ao operador, o tempo de montagem e desmontagem e a fatores como os pontos de sombra, que não são bem captados pelo laser face à dimensão de abertura subterrânea.

Alguns desafios técnicos na implementação dos VANT’s na mineração estão para ser superados com a expansão do mercado e a entrada de novos fabricantes, assim como com o aperfeiçoamento de seus projetos para suportarem maior peso, terem maior autonomia de voo e contarem com modos mais aprimorados de pilotagem, com uso de óculos de imersão.

A aquisição de um VANT de aplicação robusta na mineração supera a ordem de US$ 30 mil. O sistema pode ganhar versatilidade com a integração de ampla gama de sensores, que podem custar valor superior ao do equipamento, mas oferecem dados específicos e valiosos para diferentes aplicações. Acessórios possíveis são câmeras térmicas para identificação de pontos de superaquecimento e sensores multiespectrais e hiperespectrais para auxílio na identificação de minerais. Há aplicações também em descoberta de áreas de prospecção e identificação de estruturas geológicas com o uso de magnetômetros.

Dentro do contexto da mineração 4.0, VANT’s podem operar com sistemas de estações de pouso e recarga automáticas e representam avanço significativo na autonomia e eficiência de operações aéreas. A partir de base fixa, o dispositivo alça voo, realiza a coleta de dados programada e retorna automaticamente para recarga e armazenamento seguro. A tecnologia elimina a necessidade de intervenção humana direta para troca de baterias ou reposicionamento, possibilitando missões contínuas e programadas em locais remotos ou de difícil acesso. Esse modo de operação aumenta a capacidade de monitoramento constante de áreas de interesse, tornando-se ferramenta valiosa para diversas aplicações.

¹Engenheiro de Minas e Mestre em Engenharia Mineral pela UFOP (Universidade Federal de Ouro Preto) e Professor do curso de Técnico em Mineração do SENAI-MG

Foto em destaque: Drone Hovermap operando em mina subterrânea (Crédito: Emesent/Divulgação)