REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7838848
Ricardo Damásio Agostini¹
Olívia Damásio Agostini²
Carolyne Amélia Assis Ávila³
RESUMO
Análise sobre as premissas e parâmetros fundamentais necessários à estruturação de um sistema digital integrado de gestão das atividades e operações realizadas pelos empregados e colaboradores na lavra de rocha ornamental para revestimento na construção civil através do uso de um aplicativo digital de gerenciamento instalado em aparelhos celulares e orientado para a segurança do trabalho nas atividades diárias na mina.
Palavras-chave: Parâmetros. Sistema de gestão. Operações de lavra. Rocha Ornamental.Aplicativo de celular. Segurança do trabalho.
1 INTRODUÇÃO
A automação ou automatização da indústria de um modo geral é uma realidade cada vez mais presente e inevitável, dadas as inovações tecnológicas atuais obtidas na robótica, na programação digital e na capacidade de integração e comunicação disponíveis através da internet. Ademais, o advento das tecnologias digitais, robóticas e automatização trouxe uma nova revolução à indústria mundial, definida como Indústria 4.0, apresentando novas perspectivas de controle, gestão e produtividade.
Tal fato também pode ser observado na indústria de mineração, com foco principal na lavra a granel de grande porte.
Analogamente, a automação e o gerenciamento também são essenciais nas minerações e minas de pequeno porte, podendo ajudar a melhorar as medidas de segurança, aumentar a eficiência e reduzir os riscos de erro humano.
Para seus proprietários, investidores e financiadores, as minerações de pequeno porte, em especial a mineração de rocha ornamental para revestimento na construção civil, a implementação dessa automatização seja é considerada inviável, dada a baixa escala de receita dessas empresas mineradoras em relação ao alto grau de investimento necessário e a dificuldade em que essa operação de lavra específica traz por necessitar de uma capacidade de análise de situações operacionais enfrentadas nas quais a tecnologia de automação atual não seja capaz de entregar numa sintonia mais fina. Seria comparativamente a mesma suposta dificuldade encontrada em tentar automatizar os trabalhos de reforma de um cômodo de uma casa, como uma cozinha, um banheiro ou um quarto. No caso da lavra de rocha ornamental, decidir sobre o sentido do avanço de lavra na cava da mina e a orientação na serragem de um bloco de rocha em chapas são fatores que podem fazer o preço do metro cúbico (no caso de blocos de rocha) e do metro quadrado (no caso das chapas de rocha) variar de 300 a 2500 dólares, ou seja, são fatores que podem determinar a ampliação ou o fechamento de uma mina, e essa habilidade e capacidade de compreender a estética demandada pelo mercado e buscar o resultado do padrão obtido na lavra seja algo que a perspicácia humana ainda não possa ser substituída pela inteligência artificial.
No entanto, uma maneira pela qual essas minas de pequeno porte podem utilizar automação e gerenciamento é por meio do uso de aplicativos de sistema de gestão instalados nos telefones celulares a serem utilizados pelos membros da equipe de trabalho. Dessa forma, mantêm-se a sintonia fina e perspicácia operacional fornecida pela mão de obra humana, porém a gestão passaria a ser realizada por um “cérebro” digital, integrado e otimizado, voltado para trazer segurança e produtividade nas operações de lavra.
O objetivo geral do presente trabalho é mapear as premissas e parâmetros fundamentais que possam estruturar tal sistema de gestão, com foco na segurança do trabalho nas atividades realizadas pela equipe, de tal forma que, uma vez fundamentada todas as instâncias do sistema, seus ciclos operacionais, interatividade e reportabilidade, tal aplicativo digital possa estender-se para uma nova forma de gestão digital integrada que possa servir a qualquer tipo de atividade laboral, seja ela industrial ou corporativa ou ramo empresarial, pois sua premissa de gestão é a mesma para todas as atividades laborais: a capacidade de gerir utilizando a inteligência artificial como a gestora do trabalho.
O objetivo principal é analisar a aplicabilidade das tecnologias atuais através do uso de celulares e de georreferenciamento integradas com aplicativos e softwares de gestão e gerenciamento orientados para a segurança do trabalho nas atividades relacionadas à mineração rochas ornamentais para revestimento na construção civil, e de forma mais abrangente para uma nova forma de controle na gestão dos funcionários de uma empresa e simplificação das ferramentas de trabalho nas atividades diárias, com maior precisão nos índices de produtividade pessoal e da equipe de trabalho.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 O Mercado de rochas ornamentais
Segundo o balanço das exportações e importações brasileiras de rochas ornamentais, as exportações efetuadas no período de janeiro a novembro de 2017, as exportações efetuadas nesse período somaram US$ 1.026,6 milhões e 2.179.354,3 t, com variação negativa de respectivamente 1,83% e 4,25% frente ao mesmo período de 2016. As vendas efetuadas no mês de novembro caíram para US$ 75,6 milhões, frustrando a expectativa de ultrapassar em 2017 as exportações de 2016 (Informe ABIROCHAS 06/2017).
As exportações de rochas processadas (chapas de rocha) somaram US$ 827,7 milhões e 1,22 milhões de t, compondo assim 80,62% do faturamento e 56,07% do volume físico exportado (fonte: ANM, 2017). O desempenho mais significativo foi registrado para a posição 6802.99.90, que registrou preço médio de US$ 2.015,2/t e uma variação de 65,1% no faturamento frente a 2016, compondo 7,61% do total exportado (fonte: ANM, 2017). Pelo comportamento das exportações de ardósia, quartzitos foliados e da referida posição 6802.99.90, que parece abrigar chapas de quartzito e Granito, além de alguma participação de produtos acabados, o preço médio das rochas processadas teve incremento de 2,03% no período (fonte: ANM, 2017).
A participação das exportações de rochas no total das exportações brasileiras (US$ 200,2 bilhões) foi de 0,51%. Com US$ 839,5 milhões, correspondentes a 81,8% do total exportado. O Espírito Santo permaneceu como o principal estado exportador brasileiro, à frente de Minas Gerais, Ceará, Bahia, Rio Grande do Norte e outros 15 estados brasileiros que registraram exportações de rochas ornamentais. Ao todo foram efetuadas exportações de rochas para 116 países, em todos os continentes. O porto de Santos, em São Paulo, foi o principal local de embarque das rochas exportadas, com 961,5 mil t e um valor de US$ 654,4 milhões. As exportações efetuadas pelos portos de Santos, Vitória (906,8 mil t) e Rio de Janeiro (91,2 mil t) compuseram 89,9% do total das exportações brasileiras no período de janeiro a novembro de 2017 (Fonte: ANM, 2017).
O faturamento das exportações para os EUA somou US$ 923,8 milhões, correspondentes a 63,1% do total exportado. Exportações superiores a US$ 10 milhões foram efetuadas, além dos EUA, apenas para a China (US$ 121,5 milhões), Itália (US$ 68,1 milhões), México (US$ 27,7 milhões), Canadá (US$ 24,2 milhões), Reino Unido (US$ 15,0 milhões) e Espanha (US$ 11,8 milhões).
Já as importações brasileiras de materiais rochosos naturais somaram US$ 32,7 milhões e 57,8 mil toneladas em 2017, com uma variação positiva de respectivamente 13,85% e 8,55% frente ao período janeiro/novembro de 2016. O preço médio dessas importações teve variação positiva de 4,88%, passando de US$ 539,3/t em 2016, para US$ 565,7/t em 2017 (fonte: ANM, 2017).
As importações de materiais rochosos artificiais, efetuadas pelas posições 6810.19.00 e 6810.99.00, somaram, por sua vez, US$ 34,3 milhões e 50,6 mil t, com variação positiva de respectivamente 22,05% e 23,77% frente a 2016. O preço médio das importações de produtos artificiais (US$ 677,4/t) continua superior àquele dos materiais rochosos naturais, equivalendo ao preço médio das exportações brasileiras de rochas processadas (US$ 677,3/t).
2.2 A Indústria 4.0
A Indústria 4.0, também conhecida como a quarta Revolução Industrial, refere-se à integração de tecnologias avançadas, como a Internet das Coisas (originada do termo
“Internet of Things” – IoT), a Inteligência Artificial (IA) (originada do termo “Artificial Itelligence” – AI) e a automação na manufatura e na indústria. Essas tecnologias são usadas para aumentar a eficiência, a produtividade e a flexibilidade, ao mesmo tempo em que reduzem os custos e o trabalho humano.
Um dos conceitos-chave da Indústria 4.0 é a “fábrica inteligente”, na qual máquinas, equipamentos e outros ativos físicos estão conectados à internet e se comunicam entre si em tempo real. Isso permite um monitoramento constante do processo de produção e a capacidade de fazer ajustes ou corrigir problemas à medida que surgem, de forma rápida. Além disso, os dados da fábrica inteligente podem ser analisados para melhorar o desempenho geral e otimizar a produção.
O uso de IA, de robôs e do aprendizado de máquina (em inglês “Machine
Learning” são aspectos importantes desta indústria). Essas tecnologias são usadas para analisar dados da fábrica inteligente e tomar decisões com base nas informações analisadas. Por exemplo, um sistema de IA pode prever quando é provável que uma máquina quebre e então, agendar a manutenção antes que o problema ocorra. Portanto, o uso dessas tecnologias visa aumentar a eficácia e a confiabilidade do processo de produção.
Ademais, outras formas de automação também são relevantes na Indústria 4.0. Sua utilização torna possível a operação de forma ininterrupta, aumentando a eficiência na produção, como também pode melhorar a precisão e a consistência do processo. Em alguns casos, ainda, a automação pode ser usada para executar tarefas que seriam perigosas ou difíceis para humanos.
No geral, a Indústria 4.0 representa uma grande mudança na maneira como a manufatura e a indústria são feitas. Ao integrar tecnologias avançadas, como IoT, IA e automação, as empresas podem aumentar a eficiência, a produtividade e a flexibilidade, ao mesmo tempo em que reduzem os custos e o trabalho humano. À medida que essas tecnologias continuam a se desenvolver, podemos esperar uma adoção ainda mais ampla da Indústria 4.0 nos próximos anos.
2.3 A Mineração 4.0
A tecnologia da Indústria 4.0 está sendo aplicada à indústria de mineração de várias maneiras, incluindo o uso de veículos autônomos, monitoramento e controle remoto e análises avançadas. Essas tecnologias estão sendo usadas para melhorar a segurança, aumentar a eficiência e otimizar a produção.
Dentre as tecnologias citadas, destaca-se o uso de veículos autônomos, que incluem caminhões basculantes, escavadeiras e outros equipamentos pesados. Esses veículos são equipados com sensores e câmeras que permitem navegar na mina e realizar tarefas sem a necessidade de operadores humanos. Isso pode aumentar muito a produtividade, permitindo que os veículos operem 24 horas por dia, e ainda pode melhorar a segurança, reduzindo o número de pessoas expostas a ambientes perigosos.
Por sua vez, o uso de monitoramento e controle remotos. Isso inclui o uso de sensores, câmeras e outros dispositivos IoT que servem para coletar dados sobre o processo de produção e a condição do equipamento. Esses dados são então analisados e usados para otimizar a produção e melhorar a eficiência geral da mina.
A análise avançada também está sendo usada na indústria de mineração para otimizar a produção analisando dados de vários sistemas e processos simultaneamente. Por exemplo, os dados sobre a localização e o teor dos depósitos de minério podem ser usados para otimizar os métodos de mineração lavra e melhorar a recuperação geral dos recursos e reservas minerais. A análise preditiva, que é a simulação de horizontes diversos com resultados finais diferentes através do uso de IA pode ser usada para identificar padrões e tendências usadas para otimizar os cronogramas de produção e melhorar o desempenho geral da mina.
Em relação à produtividade, os resultados relatados na indústria de mineração ainda são bastante limitados, mas as mineradoras que já implementaram a tecnologia da Indústria 4.0 relataram melhorias significativas em eficiência, segurança e produção, como o aumento de produtividade de até 30% usando veículos autônomos e automação. Além disso, algumas empresas relataram uma redução no número de acidentes e lesões como resultado de medidas de segurança aprimoradas.
É importante observar que a indústria de mineração é um ambiente complexo e desafiador, a implementação dessas tecnologias envolve uma série de investimentos e desafios técnicos, por isso leva tempo e uma abordagem de longo prazo para se obter todos os benefícios da Indústria 4.0.
Os telefones celulares podem ser usados de várias maneiras na indústria da mineração, incluindo para acessar informações e recursos importantes como procedimentos de emergência, localização de insumos e de materiais de treinamento, equipamentos de segurança, ferramentas etc., visando otimizar processos relacionados às operações e segurança na lavra. O fácil acesso a essas informações, por meio do uso de celulares, permite que os colaboradores estejam melhor preparados para lidar com possíveis problemas operacionais e de segurança que porventura possam surgir.
Existe uma sequência de ações importantes no processo de mineração em que o uso de um sistema de gerenciamento pelo celular pode ajudar a fornecer medidas de segurança, apresentadas na Tabela 01 a seguir.
Tabela 1 : Sequência de ações necessárias para o estabelecimento de medida de segurança.
| Sequência de Ações | Discriminação |
| Planejamento | Antes do início de qualquer operação de mineração, é importante planejar e avaliar cuidadosamente os riscos e perigos potenciais. Os membros da tripulação podem usar seus telefones celulares para acessar e revisar os protocolos de segurança, bem como relatar quaisquer preocupações que possam ter. |
| Execução | Durante a fase de execução, os tripulantes podem usar seus telefones celulares para acompanhar o andamento do trabalho e relatar quaisquer problemas ou preocupações que surjam. Por exemplo, se eles encontrarem um perigo potencial, eles podem usar seu telefone celular para notificar imediatamente seu supervisor e tomar as medidas apropriadas para resolver o problema. |
| Monitoramento | Os telefones celulares também podem ser usados para monitorar a segurança da operação de mineração em tempo real. Por exemplo, sensores ou câmeras podem ser colocados em toda a mina para detectar quaisquer perigos ou incidentes potenciais, e os dados podem ser transmitidos para os telefones celulares da tripulação para alertá-los sobre qualquer problema. |
| Resposta | No caso de uma emergência ou incidente, os membros da tripulação podem usar seus telefones celulares para acessar os procedimentos de emergência e se comunicar uns com os outros e com os socorristas. Isso ajuda a garantir que as ações apropriadas sejam tomadas para resolver o problema e proteger a segurança da tripulação. |
2.4 O processo da lavra de rochas ornamentais
A mineração de rochas ornamentais é o processo de lavra de rochas e minerais para uso em aplicações decorativas, como construção civil, revestimento de pisos, paredes, mesas e bancadas, além de paisagismo. Esses materiais decorativos incluem rochas como o granito, o mármore, o calcário, o arenito, e vários tipos de minerais, como quartzo, feldspato e outros.
O processo de mineração dessas rochas se inicia com a exploração da área onde se acredita que a rocha seja encontrada, fase denominada de pesquisa mineral. Para isso, os geólogos e engenheiros de minas e geologia pesquisadores utilizam vários métodos, como levantamentos aéreos, amostragem, sondagem e mapeamento geológico para identificar localização e a extensão do depósito e qualidade da rocha de interesse. Após essa fase de pesquisa mineral, inicia-se o processo de lavra efetiva do material de interesse.
Dependendo da localização e do tipo de rocha, a lavra pode ser realizada a céu aberto ou subterrânea. No caso da maioria das minas de rochas ornamentais utiliza-se a metodologia de lavra a céu aberto em formações rochosas que afloram na superfície terrestre. Já a mineração subterrânea é realizada através da escavação de túneis e câmaras para se chegar à rocha de interesse, sendo nesse caso uma operação de lavra mais onerosa e periculosa.
Posteriormente, a rocha é então extraída por perfuração e detonação, ou usando equipamentos pesados, como escavadeiras, carregadeiras e caminhões. No caso da lavra de rochas ornamentais, atualmente utilizam-se tecnologias mais sofisticadas como a de corte a fio diamantado, uma técnica que permite extrair os blocos de rocha sem trincar ou abalar o maciço rochoso, aumentando o aproveitamento e a recuperação na lavra.
Depois que a rocha é extraída, ela passa por um processo de beneficiamento que consiste na serragem dos blocos de rochas em chapas, e em seguida, passam por um processo de polimento e resinagem. Por fim, a rocha decorativa resultante é então vendida a fabricantes e distribuidores para aplicação na construção civil para usos em revestimentos decorativos e estruturas similares, bem como paisagismo e outras aplicações decorativas.
Cabe ressaltar que o processo específico de mineração e processamento do material pode mudar, dependendo da localização e do mineral a ser extraído. E ainda, o licenciamento mineral e as restrições ambientais para o licenciamento ambiental da atividade de mineração também desempenham um papel importante no processo, e por isso é preciso se atentar e respeitar todas as diretrizes, normas e leis que regem a atividade de lavra.
2.4.1 Componentes de uma mina de rocha ornamental
Para que a lavra se torne funcional e operacional, são necessários serviços de desenvolvimento de mina que garantam a continuidade cíclica e dinâmica das operações de lavra, sem interrupções. Tais elementos de infraestrutura e desenvolvimento são descritos nos itens a seguir.
A infraestrutura instalada de uma mina conta com acessos, transposições (quando necessárias), galpões de manutenção de máquinas e equipamentos com almoxarifado, depósitos de estéril e minério e refeitório com sanitário. Tal infraestrutura reflete na capacidade total instalada da mina, que por sua vez determina a sua capacidade de produção mensal e anual. A Tabela 02 a seguir apresenta resumidamente esses componentes.
Tabela 2: Componentes da infraestrutura de uma mina de rochas ornamentais.
| Tipo de Infraestrutura da Mina | Descrição/Objetivo |
| Acessos, estradas e transposições | Permitir o trânsito de maquinários, veículos de carga e de médio e/ou grande porte com segurança; |
| Galpão para Manutenção de máquinas e equipamentos com Almoxarifado | Instalação/construção civil com vagas cobertas para equipamentos e máquinas, com baia para armazenamento de óleos e graxas e contêiner para armazenamento de peças e ferramentas; |
| Refeitório com sanitário | Instalação/construção civil utilizada como área de convivência para refeições e uso de necessidades fisiológicas; |
| Depósito de Estéril | Local determinado para deposição do material descartado da frente de lavra; |
| Depósito de Minério com pátio de carregamento | Local determinado para deposição do material objetivado na frente de lavra (Blocos de rocha ornamental) com pátio de manobras, içamento e carregamento dos blocos; |
| Instalações Elétricas e Hidráulicas | unidades motogeradoras a óleo diesel e por instalações de rede elétrica para alimentação das construções civis de apoio minerário (refeitório e galpão de manutenção); |
| Frente de lavra com praça de trabalho | Local da frente de lavra onde são extraídos os blocos de rocha ornamental com praça de trabalho para movimentação das operações. Possui sistema de bancadas e taludes. |
2.4.2 Equipamentos utilizados na lavra
Como a atividade de lavra de rochas ornamentais se trata de uma atividade semimecanizada, a Tabela 03 a seguir relaciona os equipamentos geralmente dimensionados para uma lavra de rocha ornamental com capacidade total instalada para uma produção de aproximadamente 16.000 toneladas brutas/ano.
Tabela 3: Relação de máquinas e equipamentos dimensionados para uma lavra de rocha ornamental para revestimento
| Equipamento | Quantidade | Finalidade | Horas/mês disponíveis por unidade de equipamento |
| Pá-carregadeira frontal sobre pneus do tipo CAT 966 | 1 | Melhoria e conservação de acessos, carregamento e conformação do depósito de rejeitos | 250 |
| Escavadeira hidráulica do tipo CAT 330d | 2 | Limpeza, escavação e auxílio no carregamento e tombamento de blocos | 250 |
| Conjunto de máquina de corte a fio diamantado do tipo ROCHAZ Ri 7500 | 4 | Aplicação dos cortes verticais e horizontais para individualização dos blocos e pranchas | 150 |
| Compressor pneumático de 370 ft³/min do tipo Atlas Copco Diesel 400 pcm | 2 | Fornecimento de ar comprimido para ferramentas pneumáticas | 200 |
| Jogo de Martelo DTH (Down-thehole) | 4 | Perfuratriz de seccionamento do blocos para corte | 200 |
| Caminhonete do tipo Pick-up | 2 | Serviços de apoio | 200 |
| Grupo moto-gerador do tipo STEMAC | 2 | Alimentação elétrica para equipamentos | 200 |
| Pau-de-carga completo com guincho | 2 | Içamento dos blocos para carregamento dos caminhões | 200 |
| Caminhão caçamba basculante do tipo G440 CB 6×4 | 2 | Transporte de minério/estéril | 250 |
| Caminhão-pipa Tanque d’água Capacidade útil 12.000 Litros | 1 | Umectação de vias e abastecimento | 250 |
| Bomba d´água | 2 | Captação e abastecimento caixas d’água e caminhão-pipa | 250 |
| Martelete manual | 3 | Perfuratriz manual para rocha | 200 |
| Micro-ônibus do tipo Kombi | 1 | Transporte de funcionários e equipe da mina | 200 |
2.4.3 Equipe de trabalho na Mina
A equipe de trabalho em uma lavra de rochas ornamentais para uma mina com capacidade total instalada de produção bruta anual de 16.000 toneladas conta em média com 13 integrantes, cujos cargos são descritos brevemente na Tabela 04 abaixo.
Tabela 4: Descrição do tipo de cargo e função de cada um dos membros da equipe em uma lavra de rochas ornamentais
| Tipo de Cargo | Qtde. | Descrição |
| Encarregado de Mina | 1 | Responsável por gerenciar a produção e as atividades de lavra na mina |
| Marteleteiro | 2 | Responsável por operar o martelo DTH |
| Fiolista | 2 | Responsável por operar o aparelho de fio diamantado |
| Operador de Máquinas | 2 | Responsável por operar a escavadeira hidráulica, a pácarregadeira hidráulica e o caminhão basculante |
| Mecânico | 1 | Responsável pela manutenção de máquinas e equipamentos |
| Assessor de serviços gerais | 5 | Apoio aos fiolistas, marteleteiros e mecânicos |
| Total | 13 |
2.4.4 Operações unitárias de lavra
Conforme dito anteriormente, para a lavra de rocha ornamental o método de lavra geralmente adotado é denominado a céu aberto, com sistema convencional bancadas de taludes ortogonais, seletivo e semimecanizado. São empregadas tecnologias modernas de perfuração e corte cíclicas para consecução da lavra através de cortes distintos de pranchas alongadas, destacadas do maciço através de perfuração transversal com martelo fundo-de-furo (DTH) e corte por fio diamantado. A tecnologia de corte por fio diamantado é capaz de promover os cortes planares horizontais e verticais da prancha e posterior individualização dos blocos.
As dimensões comerciais médias dos blocos de rocha, de forma a otimizar o aproveitamento do material e facilitar o seu transporte, são de aproximadamente 3,0 m de comprimento por 2,0 m de largura por 2,5 m de altura. Sendo assim, a configuração proposta para a lavra compreende cortes em bancada com dimensões das pranchas em média de 15,0 m de comprimento por 10,0 m de altura por 2,5 m de largura.
Após o corte e tombamento das pranchas e separação dos blocos individuais, esses últimos estão prontos para serem comercializados, sendo armazenados em depósito de blocos (minério) apropriado, onde serão içados e carregados em caminhões de transporte adaptados através de conjunto de guindaste, utilizando a escavadeira ou carregadeira como agente de içamento. Após o carregamento dos caminhões, os blocos serão transportados para as serrarias dos clientes, para desdobramento dos blocos em chapas serradas, polidas e resinadas.
As operações unitárias são sequenciadas cronologicamente da seguinte forma:
- Perfuração linear vertical utilizando o martelo fundo-de-furo (termo em inglês “Down-the-Hole Hammer”, sigla DTH);
- Alinhamento do furo vertical para posicionamento do martelo fundo-defuro na horizontal para cruzamento entre os furos;
- Perfuração linear horizontal utilizando o martelo fundo-de-furo (termo em inglês “Down-the-Hole Hammer”, sigla DTH);
- Passagem do fio diamantado, com posicionamento e armação da máquina de fio diamantado;
- Cortes planares horizontais (“levantes”) e verticais (“alto-a-baixo”) utilizando as máquinas de fio diamantado;
- Cortes planares e verticais (“alto-a-baixo”) utilizando as máquinas de fio diamantado;
- Tombamento das Pranchas ou “Filões” sobre camas de terra e pedaços de rocha utilizando a escavadeira hidráulica;
- Individualização dos blocos de rocha utilizando as máquinas de fio diamantado;
- Içamento e carregamento dos blocos nos caminhões de transporte, utilizando o pau-de-carga e a pá-carregadeira hidráulica.
- Carregamento do material estéril e basculamento no depósito de estéril utilizando escavadeira hidráulica e caminhão basculante;
- Manutenção das vias, acessos, pátio de trabalho e depósitos de estéril e de blocos
3 ESTRUTURANDO O SISTEMA DE GERENCIAMENTO DIGITAL APLICADO À LAVRA DE ROCHAS ORNAMENTAIS
Nos itens a seguir serão descritos o sistema e a estrutura de gerenciamento digital com o uso do aplicativo de celular para a equipe de trabalho, seu funcionamento e infraestrutura necessária dentro da lavra de rochas ornamentais.
3.1 Infraestrutura necessária
A mina necessitará contar com um sistema de antenas de celular e/ou rede wi-fi distribuídas por toda a sua extensão operacional, de forma a abranger todos os seus componentes, a saber, as áreas das frentes de lavra e seus avanços, pátio de trabalho e carregamento, depósitos de blocos e de estéril, galpão de manutenção de máquinas e equipamentos e refeitório.
Uma vez cobrindo toda a área de ação da mina, cada uma dessas áreas será devidamente classificada de acordo com a sua finalidade, de forma que a geolocalização de cada um dos funcionários será registrada durante os horários de trabalho, com estabelecimento de horários pré-determinados de permanência.
Exemplos:
-horário de permanência dos funcionários no refeitório: das 12 às 14 horas;
-horário de permanência dos funcionários nas frentes de lavra, acessos, depósitos e galpão de manutenção: das 09 às 12 horas e das 14 às 18 horas; A infraestrutura física necessária contará com:
1) Sistema de antenas de celular;
2) Sistema de antenas de wi-fi;
3) Aparelhos celulares do tipo Smartphone com capacidade de geolocalização (tecnologia do tipo Global Navigation Satellite System – GNSS) e projetados para resistir condições adversas típicas de uma operação de lavra (intempéries climáticas e particulados em suspensão).
E resumidamente, a infraestrutura digital necessária contará com:
1) Aplicativo de gestão na instância Celular para todos os aparelhos portáteis;
2) Aplicativo de gestão na instância Escritório Corporativo para o gerente corporativo;
3) Aplicativo de Business Intelligence para tratamento dos dados recebidos e disposição no painel de acompanhamento da instância de escritório;
4) Processamento em nuvem para captação e armazenamento das informações coletadas.
5) Módulo de Aprendizado de Máquina (“Machine Learning”) para otimização das operações unitárias e sequenciamento operacional.
3.2 Características do aplicativo de celular para gestão da mina
O sistema de gestão instalado nos celulares dos membros colaboradores da empresa deverá possuir:
1) Interface simples e intuitiva;
2) Acessado através de reconhecimento facial;
3) Com perfis específicos para cada funcionário de acordo com a sua função dentro da mina;
4) Personalizado com os dados de cada colaborador, como nome, idade, tipo sanguíneo, contato, dados de produtividade, desempenho, tempo de empresa, carreira, treinamentos e demais dados que se mostrarem pertinentes;
5) Com sistema de agenda para registro e programação das atividades diárias, semanais e mensais;
6) Com sistema de geração de relatórios diários através de gravação de vídeos e áudios, de forma a facilitar a reportabilidade;
7) Com sistema de orientação por voz e por comando de voz para coordenação dos funcionários nas operações de lavra;
8) Com sistema de rádio integrado para comunicação entre os membros da equipe;
9) Com sistema de comunicação para fora da mina para chamadas de emergência no caso de acidentes;
10) Com sistema de controle e segurança do tipo checklist e fail-safe integrado com os maquinários da mina;
11) Com sistema de registro de produção (blocos de rocha recuperados na lavra), e descarte de estéril (estimativa de volume descartado na pilha);
12) Com sistema de controle de almoxarifado para gestão de entrada e saída de insumos e peças;
13) Com sistema de controle de manutenções preventivas e registro das corretivas;
3.3 Zonas de permanência e geoposicionamento dentro da mina
O sistema de gestão irá classificar a área da mina em zonas de permanência e os funcionários serão orientados pelo aplicativo de acordo com o horário em que estiverem permanecendo no local de acordo com o seu geoposicionamento. Tais zonas de permanência podem ser classificadas como:
1) Zona Operacional: Áreas da frente de lavra, pátio de trabalho, praça de carregamento, galpão de máquinas e equipamentos e depósitos de blocos e de estéri
2) Zona de Deslocamento: Acessos da mina
3) Zona de Convivência: Refeitório.
4) Zona Externa: Qualquer local fora das zonas citadas anteriormente.
Dessa forma, uma vez estabelecidas as zonas de permanência da mina, o aplicativo de gestão poderá criar diretrizes de permanência e orientações de segurança aos funcionários da empresa, mantendo registros dos tempos de permanência em cada zona, que também contribuirão como parâmetros adicionais para os índices pessoais de produtividade, além de informar o encarregado da mina e gestor da empresa. Essa metodologia também se mostra importante na questão de segurança do trabalho e saúde do trabalhador, podendo tomar medidas automáticas no caso de identificar algum problema que o funcionário esteja passando, como por exemplo, um tempo de permanência muito grande em uma zona de deslocamento ou convivência pode indicar uma possível indigestão do funcionário, onde o aplicativo após certo tempo perguntará ao funcionário sobre o seu estado de saúde, e a depender da resposta ou do tempo de resposta, pode acionar imediatamente o encarregado da mina, o gestor e chamar uma ambulância.
3.4 Características do aplicativo de gestão na Instância Escritório Corporativo
No escritório corporativo, o gestor contará com um painel de controle com gráficos de produção e produtividade individual, de toda a equipe e do maquinário, atualizados automaticamente à medida que os dados de campo forem carregados para a nuvem e descarregados na instância do Escritório Corporativo.
Adicionalmente, poderão ser disponibilizados, dentro do painel, gráficos de tendências e projeções em função do histórico de dados da mina utilizando Machine Learning, vendas, tendências do mercado e taxa do câmbio.
4 RESULTADOS
4.1 Aplicação do sistema de gestão com foco na segurança do trabalho na mina
A aplicação de sistemas de segurança do trabalho nas operações das unidades de mineração por meio de um sistema de gestão via celular com diferentes interfaces para cada tipo de funcionário pode envolver vários elementos-chave.
Primeiro, o sistema precisaria ter uma interface de usuário robusta que pudesse ser facilmente acessada e usada pelos funcionários em qualquer lugar. Isso pode incluir um aplicativo móvel que pode ser baixado nos smartphones ou tablets dos funcionários, o que lhes daria acesso a informações de segurança, procedimentos e outros recursos. O aplicativo deve ser projetado para ser intuitivo e fácil de usar, para que os funcionários possam acessar rapidamente as informações de que precisam, mesmo em ambientes desafiadores.
Em segundo lugar, o sistema deve ser configurado para fornecer diferentes interfaces para diferentes tipos de funcionários. Por exemplo, um gerente pode ter acesso a informações e ferramentas mais detalhadas do que um funcionário da linha de frente. Isso permitiria que os gerentes monitorassem e gerenciassem melhor o desempenho de segurança de suas equipes, além de fornecer aos funcionários da linha de frente as informações necessárias para se manterem seguros no trabalho.
Em terceiro lugar, o sistema deve incluir recursos de monitoramento e geração de relatórios em tempo real. Isso permitiria que a gerência acompanhasse o status dos problemas e incidentes relacionados à segurança quase em tempo real e respondesse a eles de maneira rápida e eficaz. Por exemplo, o sistema pode incluir sensores que detectam condições inseguras e notificam automaticamente o gerenciamento sobre quaisquer perigos potenciais.
Em quarto lugar, o sistema pode incorporar elementos de gamificação, como um sistema de recompensa por comportamento seguro, o que pode ajudar a incentivar os funcionários a adotar práticas seguras e reforçar uma cultura de segurança dentro da organização.
Por fim, o sistema deve ser integrado a outros sistemas e tecnologias relacionados à segurança, como câmeras e outros sensores, para fornecer uma visão abrangente do desempenho de segurança em toda a organização. Isso permitiria que a gerência identificasse e abordasse questões de segurança antes que se tornassem problemas sérios e fornecesse informações valiosas que podem ser usadas para melhorar o desempenho da segurança ao longo do tempo.
De modo geral, a utilização de um sistema de gestão via celular com interfaces diferenciadas para cada tipo de funcionário pode ser uma ferramenta valiosa para melhorar o desempenho da segurança nas operações de mineração. Ao fornecer aos funcionários acesso em tempo real a informações e recursos de segurança e ao permitir que a gerência monitore e gerencie o desempenho de segurança quase em tempo real, o sistema pode ajudar a reduzir os riscos associados às operações de mineração e promover uma cultura de segurança dentro da empresa. organização.
Listas de verificação e técnicas de segurança no trabalho à prova de falhas podem ser aplicadas a um sistema de gerenciamento de telefone celular de várias maneiras:
As listas de verificação podem ser integradas ao aplicativo móvel para fornecer aos funcionários instruções passo a passo para concluir tarefas ou procedimentos específicos com segurança. Por exemplo, uma lista de verificação para conduzir uma inspeção de segurança de maquinário pesado pode incluir etapas como verificação de lubrificação adequada, verificação de peças soltas ou danificadas e teste de sistemas de segurança.
Procedimentos à prova de falhas podem ser incorporados ao sistema, como desligamentos automáticos ou alarmes, que são acionados se certos limites de segurança forem violados. Por exemplo, se a temperatura de uma máquina exceder um determinado nível, um alarme pode ser acionado no aplicativo móvel para alertar o operador a tomar medidas imediatas para resfriar a máquina ou desligá-la.
Os usuários podem relatar, documentar e confirmar a conclusão de listas de verificação e procedimentos de segurança por meio do aplicativo móvel. Isso garantiria o cumprimento dos protocolos de segurança e facilitaria o acompanhamento do andamento das tarefas e procedimentos relacionados à segurança.
Alertas e notificações podem ser configuradas para lembrar os usuários de completar os procedimentos de segurança ou listas de verificação em intervalos regulares. Por exemplo, se os funcionários precisarem concluir uma inspeção de segurança diariamente, o aplicativo móvel pode enviar um lembrete aos funcionários todos os dias para concluir a inspeção.
O aplicativo móvel pode incluir módulos de treinamento integrados, questionários e outras ferramentas interativas que podem ser usadas para educar os funcionários sobre tópicos importantes de segurança, como usar equipamentos adequadamente, como responder a emergências e como reconhecer e evitar riscos.
O aplicativo móvel também pode ser conectado a um sistema geral de gerenciamento de segurança da empresa, permitindo que o gerenciamento rastreie e monitore o progresso das tarefas e procedimentos relacionados à segurança em toda a organização e identifique e resolva quaisquer problemas de segurança que surjam.
No geral, a incorporação de listas de verificação e técnicas à prova de falhas em um sistema de gerenciamento baseado em dispositivos móveis pode fornecer aos funcionários as ferramentas necessárias para desempenhar suas funções com segurança, além de fornecer aos gerentes a capacidade de monitorar e gerenciar o desempenho de segurança em tempo real. Isso pode ajudar a reduzir o risco de acidentes e lesões e promover uma cultura de segurança em toda a organização.
Alertas de proximidade, ação e verificação podem ser usados como técnicas de segurança do trabalho que podem ser aplicadas a um sistema de gerenciamento de celular de várias maneiras:
Alertas de proximidade: usando georreferenciamento (GNSS), Bluetooth ou outros serviços baseados em localização, o sistema pode detectar quando um funcionário está próximo a uma área perigosa e enviar um alerta para o dispositivo móvel do funcionário. Por exemplo, se um funcionário estiver prestes a entrar em uma área com maquinário perigoso, o sistema pode enviar um alerta para o dispositivo do funcionário, lembrando-o de tomar as devidas precauções de segurança, como usar EPI, desligar a energia do maquinário ou verificar se há algum perigos conhecidos.
Alertas de ação: esses alertas podem ser usados para solicitar que os funcionários tomem ações específicas em resposta a um possível risco à segurança. Por exemplo, um alerta de ação pode ser enviado ao dispositivo de um funcionário se um sensor de gás detectar um aumento no nível de gás em uma área específica de uma mina, instruindo o funcionário a evacuar a área imediatamente.
Alertas de verificação: esse tipo de alerta pode lembrar os funcionários de verificar regularmente determinados itens relacionados à segurança, como equipamentos, equipamentos de segurança ou planos de resposta a emergências. Por exemplo, um alerta pode ser enviado para o dispositivo de um funcionário todos os dias, lembrando-o de realizar uma inspeção visual do equipamento ou verificar a condição de seu equipamento de segurança antes de iniciar o turno.
O aplicativo móvel também pode fornecer feedback em tempo real aos funcionários sobre o status das tarefas e procedimentos relacionados à segurança. Por exemplo, se um funcionário concluir uma verificação de segurança em um equipamento, o aplicativo móvel poderá confirmar imediatamente que a verificação foi concluída e que o equipamento está funcionando com segurança.
Uma função de cerca geográfica pode ser configurada para estabelecer limites virtuais em torno de áreas específicas, acionando alertas ou alarmes se uma pessoa ou veículo entrar ou sair de uma área restrita.
Ao usar alertas de proximidade, ação e verificação, os funcionários podem ser solicitados a tomar as devidas precauções de segurança, responder rápida e adequadamente aos riscos de segurança e garantir que as tarefas e procedimentos relacionados à segurança sejam concluídos de maneira oportuna e compatível. Isso pode ajudar a reduzir o risco de acidentes e lesões e promover uma cultura de segurança em toda a organização.
4.2 O Sistema de gestão com uso do Checklist nas operações unitárias
Esse sistema de segurança dentro do aplicativo de gestão é aplicado no uso prévio das máquinas e equipamentos na mina e está diretamente relacionado às operações unitárias e, uma vez estando o sistema de gestão integrado ao maquinário, seu acionamento somente se dará após a confirmação de que todos os passos da lista de checagem forem realizados. Tais sequências podem ser descritas na Tabela 05 a seguir, para cada operação unitária, com a observação de implementação da técnica de segurança Fail-Safe para cada item que se mostrar pertinente:
Tabela 5: Relação de checklist a ser preenchido para cada operação unitária.
| Sequência | Tipo de Operação Unitária | Checklist | Resultado se Checklist positivo |
| 1 | Perfuração linear vertical e horizontal utilizando o martelo fundo-de-furo | a) A base do martelo se encontra chumbada à rocha e firmemente instalada? | Após a confirmação de toda a lista, a unidade motogeradora e o compressor pneumático/hidráulico são liberados pelo sistema para acionamento. |
| b) O compressor pneumático/hidráulico está com uma distância mínima de 15 metros do local de perfuração? | |||
| c) A unidade motogeradora está abastecida? | |||
| d) Os cabos pneumáticos estão firmemente conectados ao martelo DTH? | |||
| e) Os cabos elétricos estão conectados à unidade motogeradora? | |||
| f) O operador do martelo está usando os EPIs necessários? | |||
| g) O ajudante do operador está a uma distância segura e alerta? | |||
| 2 | Cortes planares horizontais (“levantes”) e verticais (“alto-abaixo”) utilizando as máquinas de fio diamantado | a) A máquina de fio diamantado está instalada corretamente sobre os trilhos? | Após a confirmação de toda a lista, a máquina de fio diamantado é liberada pelo sistema para acionamento. |
| b) O fio diamantado está com a pérola de elo devidamente travada? | |||
| c) O fio diamantado está instalado apropriadamente na máquina de fio diamantado? | |||
| d) O console da máquina de fio diamantado está a uma distância mínima de 15 metros da máquina de fio diamantado? | |||
| e) O operador da máquina de fio diamantado está usando os EPIs apropriados? | |||
| f) O console da máquina de fio diamantado possui escudo protetor para o operador? | |||
| g) O ajudante do operador está a uma distância segura e alerta? | |||
| h) Foi realizada a evacuação de equipes e máquinas no raio de entorno da máquina de fio diamantado (raio mínimo de 15 m)? | |||
| 3 | Tombamento das Pranchas sobre camas de terra e pedaços de rocha utilizando a escavadeira hidráulica | a) A cama de areia de pedaços de rocha possui altura igual a 1/3 da altura do filão e largura igual a do filão? | Após a confirmação de toda a lista, a escavadeira hidráulica e o compressor hidráulico são liberados pelo sistema para acionamento. |
| b) Foi realizada a evacuação de equipes e máquinas no raio de entorno da cama de areia (raio mínimo de 20 m)? | |||
| c) Os hidrobags foram devidamente instalados nas bordas do filão? | |||
| 4 | Individualização dos blocos de rocha utilizando as máquinas de fio diamantado | a) A máquina de fio diamantado está instalada corretamente sobre os trilhos? | Após a confirmação de toda a lista, a máquina de fio diamantado é liberada pelo sistema para acionamento. |
| b) O fio diamantado está com a pérola de elo devidamente travada? | |||
| c) O fio diamantado está instalado apropriadamente na máquina de fio diamantado? | |||
| d) O console da máquina de fio diamantado está a uma distância mínima de 15 metros da máquina de fio diamantado? | |||
| e) O operador da máquina de fio diamantado está usando os EPIs apropriados? | |||
| f) O console da máquina de fio diamantado possui escudo protetor para o operador? | |||
| g) O ajudante do operador está a uma distância segura e alerta? | |||
| h) Foi realizada a evacuação de equipes e máquinas no raio de entorno da máquina de fio diamantado (raio mínimo de 15 m)? | |||
| 5 | Içamento e carregamento dos blocos nos caminhões de transporte, utilizando o pau-decarga e a pá-carregadeira hidráulica | a) O pau-de-carga está com a fiscalização em dia? (Inserir data da última vistoria); | Após a confirmação de toda a lista, a escavadeira hidráulica é liberada pelo sistema para acionamento. |
| b) O caminhão está posicionado corretamente e com os trilhos abaixados? | |||
| c) Os cabos estão devidamente conectados ao paude-carga e à escavadeira hidráulica? | |||
| d) O motor do caminhão está desligado? | |||
| e) Foi realizada a evacuação de equipes e máquinas no raio de entorno do pau-de-carga (raio mínimo de 15 m)? | |||
| 6 | Carregamento do material estéril e basculamento no depósito de estéril utilizando escavadeira hidráulica e caminhão basculante | a) A escavadeira hidráulica está posicionada sobre uma cama de material estéril? | Após a confirmação de toda a lista, a escavadeira hidráulica é liberada pelo sistema para acionamento. |
| b) O caminhão basculante está posicionado lateralmente ou de ré à escavadeira hidráulica? | |||
| c) Houve comunicação/sinalização entre o motorista e o operador? | |||
| d) Foi realizada a evacuação de equipes e máquinas no raio de entorno da escavadeira hidráulica (raio mínimo de 15 m)? |
4.3 Sistema de gestão com uso do Fail Safe nas operações unitárias
O sistema de Fail Safe projetado para o caso do uso dos maquinários se limita inicialmente à sua imobilização no caso da quebra do protocolo estabelecido, como por exemplo no caso em que ocorra o surgimento de um funcionário ou maquinário dentro do raio de exclusão do carregamento de um bloco ou material estéril. Mas sistemas de fail safe também poderão ser aplicados em casos diferentes, como na ausência de resposta ou comunicação de um colaborador ao sistema de gestão por algum problema impeditivo no momento, como um problema de saúde.
4.4 Sistema de gestão com uso de Alertas nas operações unitárias
O sistema de alertas será constantemente utilizado durante os trabalhos de lavra e acionado previamente a cada ação a ser executada na mina, como forma orientativa, de checagem e de geolocalização. Tais alertas podem ser sonoros, sensitivos ou visuais, a depender do nível de segurança e/ou prioridade.
5 CONCLUSÕES
A presente análise conseguiu mapear as operações unitárias previstas nas atividades de lavra de rocha ornamental e estabelecer prerrogativas iniciais para um sistema de gestão operacional que contemple práticas de segurança do trabalho utilizando metodologias conhecidas, como práticas de checklist, fail-safe e alertas.
No entanto, ainda é necessário desenvolver o software de gestão e realizar os testes de campo para reconhecimento das falhas e desenvolvimento das melhorias à medida que o entendimento sobre o uso do aplicativo vai se tornando mais usual no dia-a-dia da mina.
É importante ressaltar que a implementação desse tipo de sistema requer um tempo não só de desenvolvimento, mas principalmente de aceitação e adaptabilidade por parte dos colaboradores da empresa, respeitando sempre os direitos civis dos trabalhadores.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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LAGE, Eron Antônio. Controle e automação na indústria da mineração, estudo de caso. Monografia. UFOP. Ouro Preto, 2021.
CESÁRIO, Euler Daltro Neto. Os impactos da Indústria 4.0 na Mineração.Monografia. UFU. Uberlândia, 2019.
ABIROCHAS. Informe ABIROCHAS 2017. Vitória, 2017.
¹Pós-Graduando em Engenharia de Segurança do Trabalho – Lato Senso – pelo IFMG –Matrícula: 0064070 – Email: ricardo.agostini@gmail.com
²Pós-Graduando em Engenharia de Segurança do Trabalho – Lato Senso – pelo IFMG –
Matrícula: 0064041 – Email: oliviadamasio@gmail.com
³Orientadora – Email: carolyne.avila@ifmg.edu.br