Por Cassiano Emílio da Silva1, José Margarida Silva2 e Rita de Cássia Pedrosa Santos3
O presente artigo é síntese de dissertação de mestrado, aprovada em 2022 pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral (PPGEM), do Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas/Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). O trabalho parte da crescente digitalização de sistemas e automação de processos produtivos, visando identificar como dispositivos vestíveis tecnológicos empregados em alguns setores (engenharia civil e petróleo), seriam empregados no setor mineral, integrando a Indústria 4.0, de organização e planejamento mais complexo e integrado.
A análise do potencial de uso foi realizada por meio de matriz SWOT, ferramenta de técnicas de planejamento estratégico para produto, cenário ou organização. Iniciais do acrônico, em inglês, significam Forças (Strengths), Fraquezas (Weaknesses), Oportunidades (Opportunities) e Ameaças (Threats). Atributos de Força são os que geram vantagens em relação a alternativas, enquanto Fraquezas retratam as desvantagens. Oportunidades são diferenciais do produto em comparação a concorrentes e Ameaças representam obstáculos a serem enfrentados.
Tecnologias – A diversidade de dispositivos vestíveis (óculos virtuais, pulseiras, cintos, capacetes e botas), de formas e tamanhos variados, quando dotados de tecnologia, permitem alcançar novos patamares de interação homem-máquina e processos produtivos.
Diversas tecnologias permitiram criar sistema de monitoramento corporal, como a identificação por radiofrequência (RFID), banda ultra larga (UWB), ultrassônico, sonar, Bluetooth, Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS), eletrocardiograma (ECG) e eletromiografia (EMG), sensores como resposta galvânica da pele (GSR), acelerômetros, giroscópios e magnetômetros. Particularmente, a RFID e a tecnologia TTE – Trough the Earth (via sinais de rádio de baixa frequência) têm sido estudadas para melhorar a comunicação em minas subterrâneas, entre outras.
Dispositivos considerados como vestíveis industriais podem ser agrupados em cinco categorias: monitoramento (fisiológico e ambiental), assistência (exoesqueletos), ampliação da visão (realidade virtual e aumentada), rastreamento (localização) e entrega de conteúdo (informações de assistência). Alguns, conforme as funcionalidades agregadas, se enquadam em mais de uma categoria. São dispositivos vestíveis que podem ser usados na mineração: de pulso (relógios, pulseiras), visão (óculos – Realidade Aumentada- RA e Virtual– RV), capacetes inteligentes, coletes, acessórios (aneis, colares, cintos, broches), botas, máscaras e fones de ouvido, com funcionalidades listadas na Tabela 1.
Tabela 1: Dispositivos pesquisados e suas possíveis utilidades na mineração
| Dispositivos | Funcionalidades |
| Pulso: pulseiras e relógios | Monitoramento fisiológico (batimento cardíaco, pressão sanguínea, saturação de oxigênio no sangue, temperatura da pele, nível de estresse); Detecção de sonolência; Monitoramento ambiental (temperatura do ambiente); Detecção de quedas e de proximidade e colisão; Rastreamento e localização; Envio e recebimento de mensagens por texto ou áudio; Controle de acesso em áreas |
| De Visão: óculos de RA e RV | Visualização de informações complexas como dados geoespaciais; Realização de inspeções de processos com preenchimento de checklist de forma eletrônica; Gravação, transmissão, envio e recepção de mensagens de procedimentos para uma sala remota; Ampliar a percepção do ambiente com a exibição de dados na tela, indicando, por exemplo, a temperatura de componentes mecânicos; Exibir alertas de aproximação de veículos; Orientação e navegação nos ambientes |
| Capacetes Inteligentes
|
Monitoramento fisiológico (batimento cardíaco); Consciência situacional; Detecção de sonolência; Monitoramento ambiental (qualidade do ar, temperatura, umidade); Detecção de uso e quedas; Rastreamento e localização; Controle de acesso em áreas |
| Coletes | Sensor de atividade/inatividade; Geração de alertas tátil/vibracional; Incorporação de Led para comunicação; Detecção de proximidade e risco de colisão; Sensores de detecção de gases; Controle de acesso em áreas |
| Acessório: anel-colar-cinto-broche
Botas Máscaras
Fones de Ouvido |
Rastreamento e localização; Controle de acesso em áreas Detecção de quedas Monitoramento fisiológico (batimento cardíaco, saturação de oxigênio, temperatura do corpo e nível de oxigênio) Monitoramento fisiológico (batimento cardíaco); Comunicação com o envio e recepção de mensagens de áudio |
Fonte: Silva C.E. (2022)
A partir de plataformas de busca (Google Acadêmico, nas línguas inglesa e portuguesa; Portal de periódicos da Capes, em língua portuguesa), foram encontrados 45 artigos que tratam especificamente a respeito de dispositivos vestíveis tecnológicos na mineração.
Análise SWOT
Pela análise SWOT realizada, os pontos fracos somados às ameaças, são grandes barreiras para maior difusão e implantação de dispositivos vestíveis na mineração mais ampla, principalmente nas possibilidades de monitoramento fisiológico, com riscos à privacidade e pouca clareza nos questionamentos sobre o pertencimento, análises, uso e segurança dos dados coletados. Somando-se a negociação dos cenários de implantação da tecnologia, podem ser complicadores até que se acomodem interesses e se dê proteção adequada às partes envolvidas (trabalhadores, empresas, sindicatos e governos). Outro cenário seria a implantação de forma desregulada, com exposição dos dados envolvendo empresas com grande visibilidade, chance de adulteração dos dados por falha e invasão do sistema, ocasionando o travamento das possibilidades no monitoramento com dispositivos vestíveis tecnológicos.
O mercado de dispositivos vestíveis tem forte presença de grandes empresas de tecnologia, mas existe bastante espaço para que novas empresas criem produtos para nichos como o industrial, que demanda soluções e suportes mais dedicados. A concorrência e aumento do mercado tendem a aumentar a competição e incentivam o desenvolvimento de soluções para amenizar os pontos fracos atuais.
Oportunidades mostram que, mesmo sem custo-benefício tão atraente ainda, dispositivos como óculos de RA/RV permitem ganhos de segurança, com registro e realização de procedimentos de forma muito mais vantajosa que a convencional, com o trabalhador exposto no campo em condições adversas. A mesma vantagem pode ser observada com aplicação de óculos especiais em treinamentos e educação.
O monitoramento ambiental com dispositivos vestíveis tecnológicos é outra oportunidade interessante, principalmente nas medições de qualidade do ar (temperatura e umidade) e detecção de gases tóxicos. Santos (2020) desenvolveu e testou dispositivo em mina do Quadrilátero Ferrífero, com bons resultados e baixo custo.
Com o ambiente mais bem projetado e com suporte contínuo de segurança, somam-se dados ambientais e do rastreamento, tornando o monitoramento mais rico de informações, descoberta e entendimento em detalhes que contribuem para maior eficiência dos sistemas de ventilação sob demanda (VOD).
Sensores para uso em mina subterrânea precisam de robustez e confiabilidade, pois são submetidos a condições severas (alta temperatura, baixa luminosidade, umidade, poeira e obstáculos). Capacetes inteligentes podem contemplar sensores ambientais e fisiológicos, para comunicação constante. Módulos de Arduíno podem ser acrescentados em sensor de uso no capacete, detecção de golpes na cabeça com sensores microeletromecânicos e alertas de proximidade de veículos.
A tecnologia é aliada importante para diminuir a exposição, reduzir custos e monitorar processos. O trabalho com levantamentos de dados em áreas de difícil acesso, risco físico ou químico (como radiológico) ou de levantamento de dados operacionais, como da ventilação, é necessário em espaços subterrâneos. A obtenção de dados e medidas de parâmetros operacionais, como da ventilação, beneficiam o controle de saúde e segurança e a tomada de decisão, com aumento da produtividade.
1 Engenheiro de Minas e Mestre em Engenharia Mineral; 2Vice-coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral; e 3Professora de Engenharia de Minas – UFOP
Referência
Santos, Rita de Cássia Pedrosa. Tese. Doutorado. Dispositivos Móveis Para Monitoramento de Ventilação em Mina Subterrânea. 2020. UFMG.
Foto em destaque no alto da página: Relógio para monitoramento fisiológico (Xiaomi/Divulgação)
