CURSO SINGEO

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Eduardo Diniz
Curso Online
Monitoramento Geotécnico na Mineração
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FAÇA CONEXÕES, TROQUE CONTATOS E 
EXPERIÊNCIAS
Engenheiro de Minas, especialista em Geotecnia. Atuando em
grandes minas no Brasil desde 2013. Consultor independente
e, atualmente, Gerente Técnico de Monitoramento na Hexagon.
Áreas de especialização e interesses incluem engenharia de
minas, geologia e geomecânica, geologia de engenharia,
estabilidade de taludes, instrumentação geotécnica, InSAR,
radares interferométricos, estação total robótica, mecânica de
rochas e segurança de barragens/minas.
Monitoramento Geotécnico 
na Mineração
Importância
• O que significa a palavra monitorar em obras de engenharia?
• Por que monitorar?
• Qual o resultado de um bom sistema de monitoramento?
Importância
• E, por que inspecionar?
• Por que fazer o registro adequado das informações?
Importância
Importância
Exemplo de Gestão de Barragens. 
Fonte: Samarco (2017)
Mas, o quê avaliar?
Modos de Ruptura
NOTA: Todos os modos de ruptura estão correlacionados com a água.
• Ruptura do maciço (estabilidade de taludes);
• Erosão interna regressiva (piping);
• Galgamento; e,
• Liquefação;
Fatores que podem levar a ruptura de barragem. Fonte: The Constructor (2019)
Ruptura do maciço (instabilidade de taludes)
Barragem Saint Francis, 1928. 
Fonte: SCV History (2019)
Barragem Laurel Run, Pensilvania, 1977. Fonte: Dam 
Failures (2019)
Ruptura do maciço (instabilidade de taludes)
ABNT NBR 13028 (2017).
𝐹𝑜𝑆 =
𝐹𝑟
𝐹𝑎
Onde:
FoS – fator de segurança;
Fr – forças resistivas;
Fa – forças atuantes.
Na teoria o equilíbrio limite é adquirido quando FoS =1. 
Entretanto, na realidade, devido a inúmeras incertezas a 
cerca da performance do sistema diante de um determinado 
período de tempo e sobre as condições operacionais, 
adota-se um valor mínimo para cada um dos critérios 
analisados.
NOTA: não considera rupturas progressivas
Erosão Interna Regressiva (piping)
Ausência de drenagem interna. 
Fonte: USACE (2014)
Barragem Toddbrook (Inglaterra, 2019) com 
piping por contato. Fonte: Reuters (2019) Piping por fluxo preferencial na barragem Rio 
Teton, USA. Fonte: Jornal da Unicamp (2014)
Barragem da Pampulha, 1955. Fonte: Lopes (2010)
Erosão Interna Regressiva (piping)
ABNT NBR 13028(2017) não especifica um fator de segurança mínimo a ser
seguido em projetos.
Padrões internacionais, como o EUROCODE 7 sugerem o emprego de equações
específicas, como a de Bligh & Lane (1931), para evitar tal subjetividade e inserir
um fator mais restritivo.
Erosão Interna Regressiva (piping)
ABNT NBR 13028 (2017).
Erosão Interna Regressiva (piping)
Fatores que Afetam a iniciação da erosão interna
Plasticidade: Parece ser o fator mais importante para o potencial de erosão regressiva de um solo,
pois a ligação entre partículas fornece resistência adicional à percolação. O efeito da plasticidade
varia com o teor de umidade, o que traz complexidadeà avaliaçãoda influênciadessefator.
Solos de baixa plasticidade (ou sem coesão) não sustentam uma trinca quando saturados e tendem a
colapsar, sendo facilmente erodíveis. A erosão desse tipo de solo envolve o desprendimento e
transporte de partículas individuais e a resistência ao processo está relacionada ao peso da partícula
e, em alguns casos, ao estado de tensão. Esses solos estão sujeitos a erosão regressiva, erosão de
contato ou sufusão, dependendo da sua distribuiçãogranulométrica.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Fatores que Afetam a iniciação da erosão interna
Plasticidade: Parece ser o fator mais importante para o potencial de erosão regressiva de um solo,
pois a ligação entre partículas fornece resistência adicional à percolação. O efeito da plasticidade
varia com o teor de umidade, o que traz complexidadeà avaliaçãoda influênciadessefator.
Solos de baixa plasticidade (ou sem coesão) não sustentam uma trinca quando saturados e tendem a
colapsar, sendo facilmente erodíveis. A erosão desse tipo de solo envolve o desprendimento e
transporte de partículas individuais e a resistência ao processo está relacionada ao peso da partícula
e, em alguns casos, ao estado de tensão. Esses solos estão sujeitos a erosão regressiva, erosão de
contato ou sufusão, dependendo da sua distribuiçãogranulométrica.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Fatores que Afetam a iniciação da erosão interna
Solos plásticos tendem a ser mais resistentes à erosão. É necessária maior energia para destacar
partículas de um maciço coesivo, mas, por outro lado, as partículas removidas são pequenas e
facilmente transportadas pelo fluxo. Estão sujeitos à erosão por vazamento concentrado e erosão por
contato. A erosão regressiva e a sufusão, geralmente não ocorrem nesses solos sob os gradientes
normalmente experimentados nas barragens e nas suas fundações.
Já nos solos plásticos dispersivos, devido à mineralogia da argila e à química da água, a erosão pode
ter início em trincas ou zonas de fluxo concentradosobgradientes muito baixos.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Fatores que Afetam a iniciação da erosão interna
Granulometria e a densidade dos grãos: Tamanho e/ou densidade das partículas maiores implicam
em uma maior velocidade de percolação (mais energia) para mover as partículas do solo. A
distribuição granulométrica determina o potencial de instabilidadeinterna,nos casos de sufusão ou
sufosão.
Grau de saturação: Lim e Khalili (2010) testaram solos argilosos, verificando que possuem índices de
erosão significativamente mais altos (erosão mais lenta) e tensões de cisalhamento críticas mais
elevadas quando saturados. No entanto, houve uma menor dependênciado grau de saturação dos
solos siltosos.
Presença de gradientes horizontais: Nesse caso, a gravidade não é uma força resistente para uma
saída de percolação horizontal. Há registro de casos de erosão interna com gradientes horizontais
tão baixos quanto 0,02.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Fatores que Afetam a iniciação da erosão interna
Estrutura do solo: Tem um efeito importante nas propriedades de erosão. As taxas de erosão são
significativamente maiores para um mesmo solo, quando esse é compactado no ramo seco da
umidade ótima. Neste caso são formados blocos de partículas e/ou microfissuras, permitindo a
erosão desses blocos em vez de partículas individuais.
Resistência do cisalhamento: Nota-se fraca correlação da erodibilidade dos solos com a sua
resistência ao cisalhamento. Solos com resistências não drenadas semelhantes podem ter uma
diferença de 100 ou mesmo 1000 vezes na taxa de erosão e tensões de cisalhamento críticas
variando de 1Pa a 100Pa dependendo das propriedades de dispersão, mineralogia de argila e grau
de saturação.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Fatores que Afetam a iniciação da erosão interna
Solos residuais formados pela intempérie das rochas em ambientes tropicais tendem a ser vulneráveis à erosão
interna quando nas fundações das barragens. A formação de espessas camadas de solo permite a diferenciação
do perfil de alteração em uma ampla gama de estratos, dentre os quais pode-se ter:
• solos residuaisareno-siltosos facilmente erodíveis;
• solos internamente instáveis;
• camadas de granulometria contrastante susceptíveis à erosão por contato;
• solos lateríticos mais resistentes, que podem fornecer um "teto" abaixo do qual a erosão regressiva poderia ocorrer;
• solos residuais contendo "canalículos", com diâmetros que variam de alguns milímetros a 20 centímetros, sendo estes
possíveispontos de vazamento concentrado.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Este modo de falha potencial até o presente momento não pode ser completamente analisado
usando fórmulas ou modelos numéricos. No entanto, informações valiosas estão disponíveis na
literatura para ajudar na avaliação de riscos de erosão interna e inúmeras pesquisas encontram-seem andamento.
Erosão Interna Regressiva (piping)
O gradiente hidráulico de Terzaghi indica que quando o piping ocorre a tensão efetiva se torna igual a zero em
qualquer profundidade de areia.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Destaca-se que o critério de Terzaghi é o mais famoso método de cálculo contra o piping, mesmo que tal tenha
sido concebido como um método seguro que considera o levantamento da estrutura, podendo assim não
representar a realidade. Assim, a abordagem de Terzaghi considera que o piping ocorre quando as forças devido
ao excesso de pressão hidrostática superam o peso de um determinado prisma de solo, desconsiderando assim
as forças cisalhantes.
Outro ponto importante referente a este modelo é que o mesmo não modela as condições às quais o piping irá
progredir, já que em alguns casos, mesmo que o gradiente hidráulico tenha sido atingido, a progressão do piping
não ocorreu, levando assim à estabilização do sistema (ICOLD, 2015). Logo, para superar este déficit muitos
projetistas adotam que assim que o gradiente hidráulico crítico é atingido, o piping irá progredir até a ruptura da
estrutura. Adicionalmente, a abordagem de Terzaghi se mostra limitada por não considerar a curva granulométrica
como uma consideração do fator de segurança, já que tal fator tem grande impacto em tal evento.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Erosão Interna Regressiva (piping)
O Método desenvolvido pelo USACE se dá para o soerguimento de camadas confinadas as quais é causada pela
permeabilidade horizontal e fluxo concentrado.
Erosão Interna Regressiva (piping)
O Método de Sellmeijer incorpora a necessidade de transporte da partícula para que a zona de iniciação do piping
evoluísse. Portanto, o fluxo dentro de tais zonas é afetado pela permeabilidade e pelos gradientes.
Dessa forma, o método de Sellmeijer inclui três fatores na determinação do gradiente hidráulico crítico. Estes
fatores são dados pelo fator de resistência, fator de escala e fator de formato geométrico.
Erosão Interna Regressiva (piping)
ICOLD (2015) indica que este modelo não deve ser aplicado para estruturas de tamanho significativo, já que os
valores de gradiente hidráulico crítico medidos em pequena escala podem gerar gradientes elevados devido à
escala.
Erosão Interna Regressiva (piping)
Galgamento
Barragem Glashütte, 2002. Fonte: Association of State Dam Safety 
Officials (2019)
Experimento da American Society of Agricultural and Biological Engineers. 
Fonte: Hanson et al. 2005
Galgamento
• Avaliação é feita em função do NA máximum maximorum
Manutenção de borda livre mínima no momento da passagem da cheia de projeto e da
elevação de coroamento da barragem. Porém não se tem uma valor mínimo a ser seguido
ou um fator de segurança associado, ficando a cargo do projetista tal tarefa.
O ICOLD sugere que se adotade borda livre mínima de 1,0m acima da altura da onda. Por
outro lado a altura máxima é limitada a 3m.
ABNT NBR 13028 (2017).
Liquefação
Barragem 1 de Brumadinho, 2019. Fonte: UOL (2019)
Barragem baixo São Fernando. Fonte: Stanford University (2006)
A liquefação é o processo por meio do qual um material sem coesão perde sua resistência e flui
como um líquido.
Pode ocorrer em solos granulares, quando as poropressões se elevam a ponto de anular as tensões
efetivas. Se isso acontecer, a pressão intergranulartambém será nula, assim como o atrito entre
partículas. Neste caso, o material se comportará como um líquido.
A liquefação dinâmica pode ser causada por efeitos de vibrações e terremotos. Já a liquefação
estática pode ser causada carregamentos rápidos, subida do nível de água e elevada precipitação
pluviométrica.
Liquefação
Condições para ocorrer a liquefação:
• O material deve ser contratil, com uma propensão para reduzir de volume durante o cisalhamento.
Os materiais granulares finos e uniformes, com saturação completa, são mais propensos a
liquefazer-se quando comparados aos materiais de granulometria mais grosseira e angulares. No
entanto, uma variável bastante relevante é o estado de compacidade.
• O cisalhamento deve ocorrer com rapidez suficiente para desenvolver condições não drenadas;
• O material deve estar saturado.
Liquefação
Liquefação
Modificado de ABNT NBR 13028 (2017).
Susceptibilidade a liquefação. Robertson (2016)
Avaliação da susceptibilidade a liquefação pode ser feita através das metodologias de 
Robertson (2016), Winckler (2014) e Olson & Stark (2003).
Já a razão de resistência não drenada pode ser calculada pela metodologia de Olson et al 
(2003) e de Sadrekarimi (2012).
E, usualmente a razão de resistência de pico de Olson et al (2003) calculada por ensaios 
CPTU’s fica entre 0,22 e 0,26.
 
Razão de Resistência. Olson et al. (2003)
Liquefação
REFERÊNCIA
ACELERAÇÃO 
DE 
REFERÊNCIA, 
aref
MULTIPLICADO
R DE 
ACELERAÇÃO 
a/aref
FATOR DE 
REDUÇÃO 
DE 
RESITÊNCIA 
DO SOLO
FATOR DE 
SEGURANÇA 
MÍNIMO
DESLOCAMEN
TO 
TOLERÁVEL
Makdisi & Seed 
(1978)
0,2 g
(M~6 ½)
0,5 0,8 1,15 Aprox. 1,0 m
Makdisi & Seed 
(1978)
0,75 g
(M~8 ¼)
0,2 0,8 1,15 Aprox. 1,0 m
Hynes-Griffin & 
Franklin (1984)
PHArock 0,5 0,8 1,0 1,0 m
Bray et. al 
(1998)
PHArock 0,75
Recomendado 
o uso de 
forças 
conservadoras 
(por exemplo, 
residual)
1,0
0,30 m para a 
superfície de 
aterros; 0,15 m 
para a base de 
deslizamento de 
aterros
Kavazanjian et. 
al (1997)
PHAsoil
0,17 se a análise 
de resposta é 
realizada
0,8 para 
argilas 
totalmente 
saturadas ou 
sensitivas
1,0 1,0m
0,5 se a análise 
de resposta não 
é realizada
Liquefação
Modos de Ruptura
• Mas, então, quais os possíveis modos de falha que posuem maior
probabilidade de ocorrência?
• Qual modo de falha possui maior impacto?
• E, quais medidas devo tomar?
Modos de Ruptura
Avaliação 
de Risco
Inspeçã
o
Monitor
amento
Modos de Ruptura – Matriz de riscos
Típica matriz de avaliação de riscos qualitativos.
Análise por árvore de falhas. Fonte: Colle (2008).
Modos de Ruptura - FTA
Análise por árvore de eventos. Fonte: Colle (2008).
Modos de Ruptura - ETA
Análise bow tie. Fonte: ECS (2019).
Modos de Ruptura – Bow Tie
Análise FMEA. Fonte: Colle (2008).
Modos de Ruptura - FMEA
Então, como inspecionar?
Inspeção
Uma boa inspeção geotécnica avalia minuciosamente todos os aspectos e
detalhes da estrutura, considerando o máximo rigor técnico e o projeto de
construção da estrutura.
Inspeção 
Geotécnica
Desconfie
Avalie
Veja
ProcureQuestione
Discuta
Conheça 
a 
estrutura
Inspeção
• Avalie se há meios 
de melhoria 
(questione);
• Todos os riscos 
foram avaliados 
em campo?
• Há falhas no 
processo?
• Implante as melhorias de 
processo;
• Os objetivos foram 
atendidos?
• Realize a inspeção;
• Observe os 
mínimos detalhes;
• Fotografe;
• Registre;
• Conheça o projeto e o 
histórico;
• Entenda os riscos 
envolvidos;
• Saiba as rotas de fuga;
• Conheça os 
equipamentos;
• Elabore uma rota de 
inspeção; Planejar 
(plan)
Fazer 
(do)
Verificar 
(check)
Atuar 
(act)
E, o quê inspecionar?
Inspeção –Maciço e Fundação
• Umidade e/ou surgências;
• Trincas e deformações;
• Abatimentos e/ou sinkholes (sumidouros);
• Erosões;
• Drenagem superficial;
• Recobrimento vegetal;
• Presença de animais e insetos;
• Instrumentação.
Trincas na crista da Barragem Saint 
Francis, 1928. Fonte: SCV History (2019)
Inspeção –Drenagem Interna
• Saída do dispositivo drenante (proteção);
• Aspecto da água percolada;
• Carreamento de partículas/sedimentos;
• Presença de algas, vegetação ou ferrobactérias;
• Se há escape de água em algum ponto;
Ferro bactéria em drenagem interna.
Inspeção - Reservatório
• Distância da praia ao maciço;
• Formação da praia e de disposição;
• Nível de água;
• Aspecto da água e/ou rejeitos;
• Tubulações e equipamentos de disposição
de rejeitos e recirculação de água;
• Abatimentos e/ou sinkholes (vortex);
• Material solto ou em apodrecimento que
podeobstruir o sistema extravasor;
Sinkhole em reservatório. Fonte: Hammers (2017)
Inspeção – Taludes Adjacentes
No caso dos taludes ao redor de um reservatório deve-se observar ainda trincas, taludes
com inclinações inadequadas, erosões e o sistema de drenagem superficial. Como
exemplo de ruptura de barragem devido a deslocamento de massa na área do
reservatório tem-se a Barragem de Vajont, Itália –1963
Movimento de massa no reservatório da barragem de Vajont. Veról (2010)
Inspeção – Sistema Extravasor
• Possíveis materiais que podem levar a obstrução do sistema extravasor
(Barragem de Algodões I, Brasil –2009);
• Abatimentos, sinkholes (sumidouros) e trincas;
• Umidade e/ou surgências;
• Proteção para pessoas;
• Erosões;
• Ferragem exposta;
• Integridade do concreto; Barragem Castelinho. Fonte: G1 (2017) Surgência em extravasor. Fonte: 
Pinheiro (2019). 
Inspeção –Região a Jusante e Ombreiras
• Umidade e/ou surgências ao redor do maciço;
• Cones de areia;
• Erosões;
• Deformações na fundação;
• Taludes com inclinação inadequada;
• Tipo de vegetação;
Cone de areia em decorrência de piping. 
Fonte: ICOLD (2015)
Inspeção – Interferências
• Rodovias e acessos;
• Adutoras;
• Comunidades;
• Visitantes não instruídos;
• Animais;
Motociclistas em reservatório de barragem 
de rejeito. Fonte: Youtube (2019).
Adutora. Fonte: Ecivil (2019).
Inspeção
Formulário do SIGBM requer 
informações generalizadas e 
simplificadas que cumprem com o 
objetivo traçado de fiscalização e 
acompanhamento. Mas, os itens 
são suficientes para uma boa 
avaliação da estrutura? Auxilia o 
geotécnico a tomar as devidas 
ações?
Formulário similar ao requisitado pelo SIGBM.
Inspeção –Metodologias Complementares
• Drones
• Câmeras
Cameras de monitoramento. Fonte: adaptado de Samarco (2016)
Controle remoto de drone. Fonte: Aesa (2019)
DRONES
O emprego do drone é de grande utilidade nas inspeções de campo ao permitir a
verificação de regiões de difícil acesso. Como exemplo tem-se a inspeção de soleiras
vertentes, e encostas em região montanhosas. Outra grande vantagem da utilização
do drone é a possibilidades de obter fotos de até a 120m de altura, o que permite uma
visão geral do arranjo geral das várias estruturas integrantes.
Ressalta-se que o drone vem a complementar as inspeções visuais, realizadas a partir da
superfície.
Fonte: Adpatado de SBB Engenharia (2019)
Inspeção –Metodologias Complementares
DRONES
Além disso, o emprego de drones para o auxílio de inspeções reflete em uma maior
segurança na realização das atividades, redução do tempo de execução dos serviços e
melhoria na visualização das regiões inspecionadas, proporcionando uma visão mais
realística do estado de conservação e possibilitando a atuação mais frequente dos
inspetores para detecção em tempo hábil de anomalias que venham a prejudicar o bom
funcionamento da obra (Intech, 2016).
Inspeção –Metodologias Complementares
DRONES
Como exemplos de usos de RPAS pode-se citar aeronaves remotamente pilotadas com os
seguintes propósitos: filmagens, fotografias, entregas de encomenda, atividades agrícolas,
missões militares, mapeamento de imagens 3D, monitoramento meteorológico, missões de
busca, missões de governos, defesa civil, defesa aérea, usos como robôs industriais,
patrulha de fronteiras, combate a incêndios, combate ao crime, inspeção de plataformas de
petróleo, distribuição de remédios em ambientes hostis, entre muitos outros usos que já
existem ou ainda estão por vir.
Fonte: Departamento de Controle do Espaço Aéreo (2019).
Inspeção –Metodologias Complementares
Inspeção –Metodologias Complementares
DRONES
O nome drone é um termo genérico, sem amparo técnico ou definição na legislação. Já o
VANT (veículo aéreo não tripulado) é caracterizado como toda aeronave projetada para
operar sem piloto a bordo.
Regras específicas:
• AIC N 21/10 – Veículos aéreos não tripulados - regras para a operação de VANT;
• Portaria DAC nº 207 - regras para a operação do aeromodelismo;
Inspeção –Metodologias Complementares
Drone. Fonte: Techtudo (2019). VANT. Fonte: Techtudo (2019).
Inspeção –Metodologias Complementares
DRONES
Autorização de Voo: Qualquer objeto que se desprenda do chão e seja capaz de se
sustentar na atmosfera estará sujeito às regras de acesso ao espaço aéreo brasileiro.
Desse modo, todo o voo de Aeronaves Remotamente Pilotadas (RPA) precisa de
autorização do Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA), exatamente como
no caso das aeronaves tripuladas. Ou seja, a regra geral, seja aeronave tripulada ou não, é
a mesma, já que é imprescindível a autorização para o voo. A exceção para os dois casos,
também, é a mesma: os voos que tenham por fim lazer, esporte, hobby ou competição, que
têm regras próprias.
Inspeção –Metodologias Complementares
DRONES
Mapa FIR (Regiões de Informação de Voo): Os procedimentos para solicitar a autorização
de uso do espaço aéreo devem observar a localidade em que se pretende voar já que o
espaço aéreo brasileiro é dividido em sub-regiões aéreas. Esses órgãos são os quatro
Centros Integrados de Defesa Aérea e Controle de Tráfego Aéreo (CINDACTA) que atuam
diretamente no controle aéreo dessas áreas que preenchem a totalidade da área de
responsabilidade do Brasil. Há ainda um outro órgão regional, responsável exclusivamente
pelo uso do espaço aéreo entre as terminais aéreas do Rio de Janeiro e São Paulo: o
Serviço Regional de Proteção ao Voo de São Paulo (SRPV-SP).
DRONES
Usualmente os drones apresentam autonomia de bateria variando de 20 a 30 minutos,
podendo atingir uma distânica máxima de 5km do controle remoto, velocidade máxima de
72km/h. As dimensões de um DJI Phanton 4 é 350mm (sem hélices) pesando cerca de
1,5kg.
Esquema para posicionamento do drone para inspeção. Fonte: Silveira (2017)
Inspeção –Metodologias Complementares
Fotos de inspeção de barragens. Fonte: Silveira (2017)
Inspeção –Metodologias Complementares
O emprego de drones no auxílio das inspeções deve ser usado com cautela já que tem
como limitação tanto a resolução das cameras quanto o contraste entre regiões. Além
disso, o tempo de pós-processamento não permite monitoramento e alertas em tempo real.
DRONES
Inspeção –Metodologias Complementares
DRONES
Inspeção –Metodologias Complementares
CAMÊRAS DE ALTA RESOLUÇÃO
O emprego de camêras de alta resolução é eficaz para a adoção de medidas reativas, já
que não conseguem, ainda, prever o rompimento da estrutura. Logo, este método usa
câmeras com capacidade de movimentação e zoom de acionamento remoto para
monitoramento em tempo integral (24x7). Além disso, as cameras possuem o recurso do
raio infravermelho possibilitando ainda a análise de imagens noturnas. As imagens das
câmeras de vídeomonitoramento são enviadas para um dispositivo concentrador e
gravadas por um período mínimo de 90 dias em um servidor dedicado.
Inspeção –Metodologias Complementares
CAMÊRAS DE ALTA RESOLUÇÃO
Como vantagens do vídeo monitoramento tem-se que as imagens são visualizadas em
tempo real ou, caso necessário, podem ser recuperadas para visualização posterior. Com
este monitoramento acompanha-se o andamento de obras, eventos de chuvas, anomalias
nas estruturas e condições de segurança.
Já como desvantagem tem-se que durante a noite não é possível visualizar as imagens
claramente. Além disso, a gravação das imagens requer muito espaço para
armazenamento.
Ressalta-se que o video monitoramento é obrigatório para todas as barragens com dano
potencial associado (DPA) alto.
Inspeção –Metodologias Complementares
Inspeção –Metodologias Complementares
CAMÊRAS DE ALTA RESOLUÇÃO
Imagens de vídeo monitoramento. Fonte: Samarco (2017)
Com quê frequência 
inspecionar?
Inspeção – Frequência
A frequência de inspeção deve ser seguida de forma criteriosa, conforme estabelecido no Manual de
Operações ou seguindo as melhores recomendações internacionais. No entanto, os manuais deoperações normalmente são construídos de forma genérica, atendendo basicamente a legislação
vigente que requer que sejam feitas inspeções regulares quinzenais. Além disso, tais documentos,
deixam a cargo do Geotécnico responsável avaliar o aumento da frequência de inspeção mediante a
criticidade das anomalias detectadas.
Assim, normalmente, mediante anomalias de maior criticidade pode-se adotar inspeções diárias ou
intervalos de 2 em 2 dias. No entanto isso está condicionado ao tamanho da equipe envolvida. Já
para anomalias de criticidade média chega-se a adotar inspeções semanais. Entretanto, isso é muito
subjetivo ficando a cargo e critério do geotécnico da estrutura.
Inspeção – Frequência
Por isso, embora não seja utilizada para este fim, um boa metodologia de auxilio na tomada de
decisão é a análise de múltiplas contas (Multiple accounts analysis - MAA). Logo, a ferramenta
é uma forma estruturada que informa aos outros como essas decisões foram tomadas e quais
fatores foram considerados envolvendo a identificação, quantificação e avaliação dos aspectos
(benefícios e malefícios). Tem-se que a avaliação é dividida em:
o Determinação de peso para cada um dos aspectos;
o Valoração de cada um dos aspectos separadamente; e,
o Somar os valores dos aspectos combinados e/ou acumulados.
Como resultado tem-se uma tabela ranqueada considerando todos os aspectos para a tomada
de decisão. Ressalta-se que os aspectos são baseados nas anomalias identificadas em campo.
Inspeção – Frequência
Além disso, deve ser construída uma matriz com as respectivas faixas de valor correlacionadas
a intensificação das inspeções.
A partir daí têm-se a correlação de notas com a frequência de inspeção, deixando assim a
decisão devidamente justificada para a tomada de decisão quanto a frequência de inspeção.
Faixa Frequência de Inspeção
Até X* Quinzenalmente
De X a Y* Semanalmente
De Y a Z* De 3 em 3 dias
Maior que Z Diariamente
* Representam valores onde X < Y < Z
Monitoramento
Monitoramento Geotécnico na 
Mineração
O quê Monitorar?
Monitoramento
“Todo instrumento deve ser selecionado e instalado
para responder a questões específicas; se não há
perguntas, não deve haver instrumentação”
(Silveira, 2006).
O plano de monitoramento deve ser avaliado em
confronto com as condicionantes do projeto e os
modos de falha inseridos na matriz de riscos, de
modo a deixar claro os alvos monitorados.
Planejamento de instrumentação. Fonte: Ortigão (2013)
Lembre-se que o monitoramento visa observar em determinado período de tempo um
comportamento geotécnico, verificando se sua condição é aceitável ou não aos padrões.
Monitoramento
Coleta de dados
Determinação de 
variações significativas
Significância 
Estatística
Limites especificados 
em carta de risco
Análise dos dados
Qual a resposta 
esperada?
Sugere 
Riscos 
Potenciais?
Monitoramento
O monitoramento é uma ferramenta fundamental, pois permite a avaliação do comportamento
em fase de construção e de operação. Mas qual a assertividade desses dados que são de
suma importância à tomada de decisão?
Como equipamentos, todos os instrumetnos possuem data de validade e de indicativos de
calibração. Logo, esses prazos, de cada tipo de instrumento, devem constar no Manual de
Operação, a partir de avaliações de um especialista em instrumentação, em função do princípio
físico da medição, da tecnologia envolvida, de defeitos inerentes do procedimento de
instalação, da existência de perfis executivos do instrumento.
Como resultado deve ser preparado um programa de manutenções periódicas e verificações de
funcionamento dos instrumentos e até sua substituição por prazo de validade.
Monitoramento
PIOR QUE TER NÃO TER DADO, É TER DADO NÃO CONFIÁVEL.
Como exemplo tem-se os piezômetros de Casagrande que idealmente necessitam de
serem reavaliados de 6 em 6 meses para se ter garantida sua confiabilidade.
MONITORE TAMBÉM A PRECISÃO DOS DADOS, OU SEJA, 
A SIGNIFICÂNCIA ESTATÍSTICA
Monitoramento
PRECISÃO, ACURÁCIA E REPETIBILIDADE
Monitoramento
Assim, basicamente, deve-se monitorar:
• Nível d’água subterrâneo;
• Nível d’água/rejeitos do reservatório;
• Medição de Vazões;
• Precipitação;
• Deslocamentos;
• Recalques; e,
• Vibrações.
Monitoramento
Manual Automático
Presença de pessoas no campo
Visão Holísitca da situação
Fácil manuseio
Metodologias simplificadas
Baixo custo de investimento
Facilidade de manutenção dos instrumentos
Redução de riscos
Preservação de evidências
Informações em tempo real
Maior segurança
Baixo custo de operação
Agir mediante tendências
Monitoramento – INA’s
Os indicadores de nível d´água (INA’s) são basicamente poços de observação, para
observação de flutuações sazonais do nível d´água. Sua aplicação é limitada pois cria-se
conexão vertical entre as diversas camadas de solo. Este instrumento é constituído por um
tubo perfurado de PVC, tubo metálico ou tubo geomecânico, envolvido de material granular
adequado ou por manta de geotêxtil, instalado dentro de um furo de sondagem.
A medição é feita através da inserção de um cabo elétrico graduado com pequena sonda e,
quando esta entra em contato com a superfície da água, há passagem de uma corrente
elétrica, que é detectada na superfície por amperímetro. Este equipamento é popularmente
conhecido como “pio” em alusão ao barulho feito pela sonda.
A cota do nível de água é calculada pela diferença entre a cota do topo do tubo e o
comprimento do cabo.
Monitoramento – INA’s
Pela simplicidade em sua concepção, este instrumento permite a comunicação vertical
entre dois ou mais aquíferos, ou até num mesmo aquífero, quando há fluxos ascendentes
ou descendentes.
Medição de nível d’água. Fonte: Romanini (2016).
Perfil típico de um indicador de nível d'água. Fonte: Cerqueira(2017).
Monitoramento – INA’s
VANTAGENS LIMITAÇÕES
Método de instalação e construção simples, e, portanto, não
requer emprego de mão-de-obra especializada ou de
materiais e equipamentos complexos;
Nível do lençol freático é, geralmente, uma representação
pobre do ambiente de águas subterrâneas, já que o INA cria
uma conexão vertical indesejável entre as diferentes
camadas;
Instrumento sólido, robusto e durável, necessitando de
quase nenhuma manutenção de rotina;
Não mede poro-pressão ou carga piezométrica;
Construção econômica; Grande chance do nível d’água ser mal interpretado;
Pode ser instalado de forma que a boca do instrumento
fique posicionada dentro de uma caixa de passagem
enterrada, tampada e com acesso restrito à equipe de
monitoramento.
Medidores de nível d’água, mesmo das melhores marcas e
modelos, são reconhecidamente sujeitos à pobre
repetitividade e acurácia. A ocorrência de interferência do
sensor com a umidade do interior da tubulação não é rara,
além do erro do operador;
É somente útil para leitura de nível d’água em materiais
homogêneos, onde não haja fluxos ascendentes ou
descendentes;
Requer acesso direto do operador ao instrumento para sua
leitura (exceto se automatizado por meio de um sensor de
piezometria).
Monitoramento – INA’s
O nível de água dentro do tubo varia conforme a variação média do nível de água das camadas
saturadas em que o furo de sondagem interceptou. Definições de nível d’água não devem ser
referidas à saturação. O topo da zona de saturação pode estar abaixo, no mesmo nível ou
acima do nível deste nível d’água.
Da mesma forma, o nível do lençol freático não deve ser confundido com a carga piezométrica.
Condições regulares (com o nível de pressão do piezometro igual ao nível da água subterrânea
livre em qualquer profundidade) são exeções ao invés da regra. Hvorslev (1951) lista os fatores
causadores desta desigualdade como sendo causado devido à: (a) lençol freático elevado ou
corpos de água subterrânea isolados por camadas impermeáveis de solo; (b) percolação
descendente em direção à camadas mais permeáveis e/ou camadas mais drenantes; (c)
percolação ascendente partindode camadas sob pressão artesiana ou por evaporação e
transpiração; e (d) processos incompletos de adensamento ou expansão causados por
mudanças no carregamento e no estado de tensão.
Monitoramento – PZ’s
Já, os piezômetros (PZ’s) são dispositivos que, em contato com o solo, respondem à
pressão de água do nível d’água do local em que estão instalados. De forma geral, sua
aplicação pode ser colocada em duas categorias:
• monitorar o padrão de fluxo de água; e/ou
• fornecer índice de resistência da massa de solo ou rocha.
Basicamente existem 4 tipos de piezômetros:
• De Casagrande (ou standpipe);
• Elétrico de corda vibrante;
• Pneumático;
• Fibra óptica.
Monitoramento – PZ’s
Piezômetro de Casagrande (ou standpipe) é muito
semelhante aos indicadores de nível d´água mas neste
piezômetro a secção filtrante estará apenas na camada
em que deseja-se medir a pressão de água. A instalação
também é simples e de custo reduzido em relação aos
piezômetros automatizados. A leitura é feita através da
inserção de sonda (pio) para detecção do nível de água
no interior do tubo.
Perfil Construtivo de PZ de Casagrande. 
Fonte: Damasco Penna (2019).
Monitoramento – PZ’s
O fluxo da água subterrânea através das ranhuras do tubo submetida à uma determinada carga
piezométrica faz com que o nível da água no interior da tubulação suba ou desça conforme a
variação das condições deste fluxo. O nível da água no interior desta tubulação representa a
carga piezométrica na posição da célula de areia. Um selo de bentonita evita que a leitura seja
influenciada pelas condições piezométricas das camadas superiores à célula de areia. Esta
célula de areia fica conectada à superfície do terreno por meio da tubulação e, portanto, tem
suas variações medidas sujeitas às condições barométricas
Monitoramento – PZ’s
Na fase de projeto e especificação técnica de um piezômetro, mais especificamente no
dimensionamento da célula de areia, deve-se observar as características do material constituinte
da camada alvo e o tempo de resposta necessário à equalização das variações nas condições
de fluxo da água. O formato da célula de areia tem uma significante influencia na relação
solo/tempo de resposta, e objetivando a simplificação dos cálculos para dimensionamento da
célula, Hvorslev (1951) propõe o emprego de uma tabela prática com nove diferentes formatos
de célula de areia e suas respectivas fórmulas para vazão durante a equalização das cargas nos
instrumentos.
Monitoramento – PZ’s
Estas formulas são todas derivadas da hipótese que
a camada do solo a qual a célula do piezômetro é
posicionada é de espessura infinita e que condições
artesianas prevalecem, ou que afluxo ou
escoamento é tão pequeno que não provoca
qualquer mudança em pressão ou nível de de água
do solo. Exceto quando, de outra forma, é notado
por subscritos como kv e kh, assume-se que a
permeabilidade do solo, k, é uniforme ao longo da
camada e igual em todas as direções.”
Cerqueira (2017)
Monitoramento – PZ’s
VANTAGENS LIMITAÇÕES
Método de instalação e construção simples, e, portanto, não
requer emprego de mão-de-obra especializada ou de
materiais e equipamentos complexos;
Este instrumento não mede poro-pressão, e sim a carga
piezométrica em um ponto;
Instrumento sólido, robusto e durável, necessitando de
quase nenhuma manutenção de rotina;
Tempo de resposta muito longo. Em camadas de baixa
condutividade hidráulica, a taxa de equilíbrio pode ser
devagar demais para propiciar uma informação útil dentro de
um intervalo de tempo razoável;
Construção econômica e instrumento confiável;
Acurácia da medida depende da habilidade e experiência do
operador;
Pode ser instalado de forma que a boca do instrumento
fique posicionada dentro de uma caixa de passagem
enterrada, tampada e com acesso restrito à equipe de
monitoramento;
Necessidade de se manter a verificação da elevação do
ponto de referência (normalmente o topo do tubo metálico);
Elimina sozinho bolhas de ar formadas durante instalação
ou bolhas de gás em instalações em solos/rochas
reagentes;
Poros da célula de areia e perfurações no tubo podem se
colmatar;
Não há risco de defeito por descargas atmosféricas ou
interferências elétricas/magnéticas (exceto quando
As versões cravadas são suscetíveis à colmatação;
Monitoramento – PZ’s
VANTAGENS LIMITAÇÕES
Não precisa ser calibrado (embora o medidor de nível
d’água precise);
A aparente simplicidade do instrumento muitas vezes resulta
em atenção insuficiente dada às fases de projeto, instalação
ou até mesmo na leitura;
Pode ser utilizado para amostragem de água para análise
da qualidade (neste caso seria necessário atendimento à
norma específica da ABNT);
Necessidade de correção do tempo de resposta para se
alcançar adequada utilização dos dados em materiais de
baixa permeabilidade;
Tendência a não formação de bolhas de ar
Medidores de nível d’água, mesmo das melhores marcas e
modelos, são reconhecidamente sujeitos à pobre
repetitividade e acurácia. A ocorrência de interferência do
sensor com a umidade do interior da tubulação não é rara,
além do erro do operador;
Requer acesso direto do operador ao instrumento para sua
leitura (exceto quando automatizado via transdutor de
pressão ou sensor piezométrico);
Sujeito a dano devido à terraplenagem.
Monitoramento – PZ’s
Piezômetro de corda vibrante possui um diafragma metálico que separa a água dos poros do
sistema de medição. Um fio tensionado é preso ao ponto médio do diafragma de modo que a
deflexão do diafragma cause mudanças na tensão do fio, sendo possível então a medição da
pressão de água nesta região.
Sua instalação depende do modelo do instrumento e as leituras são realizadas por meio de
leitores digitais. Destacaa-se que os sensores devem ser escolhidos baseado no alcance da
pressão que o sensor deve medir quando instalado, com alcance suficiente para resistir a pressão
adicional aplicada durante o grauteamento. Quando a pressão esperada é desconhecida, pode-se
aproximá-la à partir da profundidade de instalação. Quanto maior o alcance do sensor maior será
o potencial de erro sistemático nas leituras. Portanto, para leituras mais acuradas, sensores
devem ser escolhidos para terem o menor alcance adequado, mas que possam ainda resistir a
pressão adicional aplicada durante o grauteamento.
Monitoramento – PZ’s
Em linhas gerais, mede a frequência da tensão de um arame fixo a um diafragma e submetido
às variações da poro-pressão da camada alvo. O instrumento utiliza um diafragma de aço
inox conectado à um elemento de arame vibrante. As mudanças de pressão no diafragma faz
com que ele se esvazie e esticando o arame, mudando também a tensão e frequência de
vibração do elemento de arame vibrante.
Esquema de um pz de corda vibrante. Fonte: Silveira (2006).
Piezômetro de corda vibrante possuem diversos modelos, dentre os quais se destacam os
construídos pela Geokon, que serão melhor explicitados a seguir.
Os problemas mais comumente associados a estes instrumentos de corda vibrante dizem respeito
aos erros de calibração (alteração do “zero”) e da corrosão da corda vibrante (não aceitam
emendas).
Normalmente este tipo de instrumento é instalado em locais que possuem nível d’água já que
necessitam ser saturados antes mesmo da instalação.
Outro ponto de atenção se dá na vida útil de tais instrumentos que é da ordem de 30 anos. No
entanto, esta questão é definida basicamente pela qualidade dos componentes dos sensores e da
tecnologia de sua montagem. Portanto, o critério de escolha da marca deve estar de acordo com o
tempo em que se espera que estes sensores realizem o monitoramento necessário
Monitoramento – PZ’s
Piezômetro de corda vibrante instalado em piezômetros de Casagrande passam a medir a
média da poropressão equalizada na célula de areia ao invés da carga piezométrica (nível ao
qual a água no interior do tubo subiu ou desceu). E, as questões de dimensionamento e
formato da célula deareia seguem as mesma apresentadas para o piezômetro Casagrande.
Em relação ao tempo de resposta, Mikkelsen (2003) afirma que quanto maior a célula de
areia, mais rapidamente a água chegará ao tubo do piezômetro
Monitoramento – PZ’s
Monitoramento – PZ’s
VANTAGENS LIMITAÇÕES
Pode ser instalado de forma totalmente camuflada, onde o
protetor anti-surto fique posicionado em uma caixa de
passagem enterrada, e o cabo siga para a estação de
monitoramento (“datalogger”) por meio de uma trincheira
também aterrada;
Há risco de defeito por descargas atmosféricas ou
interferências eletromagnéticas;
Mede a média da poro-pressão na célula de areia; Poros da célula de areia podem se colmatar;
Tempo de resposta mais curto que o piezômetro
Casagrande (água não precisa se deslocar pelo tubo de
PVC);
Confecção do selo de bentonita por meio do lançamento de
lascas e pelotas é complexa e suscetível a falhas.
Não fica sujeito a dano devido à terraplenagem se cabeado
para fora da praça de aterro;
Selo de bentonita não é volumericamente estável se
instalado em determinadas formações.
Acurácia da medida não depende da habilidade e
experiência do operador;
As versões cravadas não são suscetíveis à colmatação;
Não requer acesso direto do operador ao instrumento para
sua leitura
Piezômetro de corda vibrante instalado pelo método completamente grauteado (“Fully
grouted”) consiste no preenchimento total do furo de sondagem, do sensor piezométrico e de
seu cabo até a boca do furo, com uma mistura de cimento, água e bentonita. Teoricamente,
se a mistura for realizada adequadamente e com as proporções especificadas, o piezômetro
deve responder adequadamente de acordo com as mudanças em poro-pressão mesmo que
sua ponta esteja envolta em uma argamassa de graute curada. O que proporciona este
funcionamento é o tipo de diafragma empregado na construção destes sensores, que requer
somente um volume muito pequeno de fluido para equalização da variação da poro-pressão.
A mistura de graute curada é capaz de transmitir este pequeno volume através de uma
pequena distância - distância entre a parede do furo (contato com a formação) e a ponta do
sensor) – de forma rápida.
Monitoramento – PZ’s
Piezômetro de corda vibrante instalado pelo método
completamente grauteado deixa de medir o parâmetro médio da
poro-pressão equalizada em uma célula de areia ou a carga
piezométrica (nível ao qual a água sobe ou desce no interior do
tubo geomecânico) e passa a medir a poro-pressão equalizada do
bulbo adjacente à ponta do sensor.
A mistura de graute deve seguir uma proporção (em quilogramas)
de cimento, água e bentonita determinada na fase de projeto, e
baseada em um traço que simule a resistência e a permeabilidade
da formação geológica adjacente ao furo. A permeabilidade da
mistura curada pode ser mais alta do que a do meio, desde que
esta diferença seja no máximo de duas ordens de magnitude.
Monitoramento – PZ’s
Esquema de um pz de corda vibrante. Fonte: 
Cerqueira (2017).
Piezômetro de corda vibrante instalado pelo
método completamente grauteado tem uma
importante característica da instalação de
piezômetros pelo método completamente
grauteado é a simplificação da instalação de
vários sensores em níveis diferentes no mesmo
furo de sondagem. O método mitiga os erros e
falhas suscetíveis à difícil tarefa de se confecionar
células de areia e selos de bentonita no interior do
furo de sondagem.
Monitoramento – PZ’s
Esquema de um pz de corda vibrante instalado em diversos níveis. 
Fonte: Cerqueira (2017).
Piezômetro de corda vibrante instalado pelo método completamente grauteado tem como aplicações mais adequadas:
• Monitoramento em formações de baixa condutividade hidráulica onde um curto tempo de resposta hidrodinâmico é
desejado;
• Monitoramento em locais que podem ser afetados pelas condições de congelamento da superfícies, contanto que
sensores sejam instalados abaixo da profundidade de congelamento do solo;
• Instalações profundas, inclinadas ou horizontais nas quais uma sequencia de células de areia poderiam ser difíceis
de serem implantadas;
• Condições de furo de sondagem com artesianismo nas quais células de areia e lascas de bentonita seriam difíceis
de serem implantadas;
• Furos de sondagem de diâmetros pequenos onde múltiplos pontos de monitoramento são desejáveis. Múltiplos
sensores podem ser instalados no mesmo furo de sondagem onde o espaço deve limitar o número e a quantidade
de tubos de piezômetro que poderiam ser instalados no mesmo furo de sondagem.
Monitoramento – PZ’s
Monitoramento – PZ’s
VANTAGENS LIMITAÇÕES
Pode ser instalado de forma totalmente camuflada, onde o
protetor anti-surto
fique posicionado em uma caixa de passagem enterrada, e
o cabo siga para a
estação de monitoramento (“datalogger”) por meio de uma
trincheira também
aterrada;
Há risco de defeito por descargas atmosféricas ou
interferências elétromagnéticas;
Mede a poro-pressão equalizada do bulbo adjacente à ponta
do sensor;
Não pode ser utilizado para amostragem de água para
análise da qualidade.
Tempo de resposta mais curto que o piezômetro
Casagrande (água não precisa se deslocar pelo tubo de
PVC) e mais curto que o piezômetro de corda vibrante
instalado pelo método convencional (pressão não precisa
ser equalizada no grande volume da célula de areia);
Não é recomendado em instrumentação adjacente à
formações geológicas suscetíveis à liberação de gases
Não fica sujeito a dano devido à terraplenagem se cabeado
para fora da praça de aterro;
A permeabilidade do graute deve ser igual à ou mais baixa
que a permeabilidade da formação para quase todas as
situações
Acurácia da medida não depende da habilidade e
experiência do operador;
Pode não ser prático para um solo de permeabilidade muito
alta onde exesso da mistura de graute pode ser perdida
através dos vazios
Piezômetro de corda vibrante da Geokon Série 4500B e 4500C foram concebidos para
automatizar pz’s de Casagrande. Assim enquanto os 4500B são empregados para furos de
19mm, os 4500C são para furos de 12mm.
Monitoramento – PZ’s
PZ de corda vibrante Geokon série 4500B. Fonte: Geokon (2019).
Piezômetro de corda vibrante da Geokon Série 4500HD foram concebido para serem
instalados no interior de aterros.
Monitoramento – PZ’s
PZ de corda vibrante Geokon série 4500HD. Fonte: Geokon (2019).
Piezômetro de corda vibrante da Geokon Série 4500S foi projetado para medir pressão neutra
se instalado no interior do maciço ou em furos de sondagem;
Monitoramento – PZ’s
PZ de corda vibrante Geokon série 4500HD. Fonte: Geokon (2019).
Piezômetro de corda vibrante da Geokon Série 4500DP foi concebido para serem instalados
por meio de processo de cravação (geralmente em solos moles ou barragens de rejeito).
Monitoramento – PZ’s
PZ de corda vibrante Geokon série 4500HD. Fonte: Geokon (2019).
Monitoramento – PZ’s
Piezômetro Pneumático consiste de uma almofada plana, metálica, que fica alojada no interior
do maciço e cujo o princípio de funcionamento pode ser elétrico, pneumático ou hidráulico.
Pode ser usada juntamente com a célula piezométrica, para possibilitar a determinação da
pressão efetiva.
Outro ponto de atenção se dá na vida útil de tais instrumentos que é da ordem de 20 a 25
anos.
Piezômetro pneumático do tipo fechado. Fonte: Silveira (2006).
Piezômetro Pneumático consiste também em um sensor piezométrico pneumático, inserido
em um furo de sondagem pré-perfurado por meio de uma estrutura de suporte, ou até mesmo,
em determinadas ocasiões, cravados em solo mole. O sensor é envolto em areia, por onde o
fluxo da água subterrânea percola até atuar também no sensor, que por sua fez é submetido
à uma determinada poro-pressão. Da mesma forma como os piezômetros de corda vibrante
instalados pelo método convencional, um selo de bentonita evita que a leitura seja
influenciada pelas condições piezométricas das camadas superiores à célula de areia.
Estes sensores efetuam asleituras de poro-pressão a partir da equalização da pressão de um
gás injetado no sistema com a pressão da água intersticial do solo ou rocha
Monitoramento – PZ’s
Monitoramento – PZ’s
Princípio de funcionamento do piezômetro 
pneumático. Fonte: Cerqueira (2017).
Estes sensores efetuam as leituras de poro-
pressão a partir da equalização da pressão de um
gás injetado no sistema com a pressão da água
intersticial do solo ou rocha
Monitoramento – PZ’s
VANTAGENS LIMITAÇÕES
Mede a média da poro-pressão atuante na célula de areia;
Não pode ser instalado de forma totalmente camuflada, pois
as mangueiras de
alimentação e retorno devem estar disponíveis para a
conexão ao módulo de
leitura;
Não fica sujeito a dano devido à terraplenagem se as
mangueiras forem
instaladas horizontalmente para fora da praça de aterro;
Requer acesso direto do operador ao instrumento para sua
leitura;
Acurácia da medida não depende da habilidade e
experiência do operador, isso depende somente de bom
módulo;
Poros da célula de areia podem se colmatar;
Não há risco de defeito por descargas atmosféricas ou
interferências
elétromagnéticas;
Confecção do selo de bentonita por meio do lançamento de
lascas e pelotas é
complexa e suscetível a falhas;
Tempo de resposta mais curto que o piezômetro
Casagrande (água não precisa se deslocar pelo tubo de
PVC);
Selo de bentonita não é volumetricamente estável se
instalado em determinadas formações;
Susceptível a erros de leitura e aumento do tempo de
resposta por ocasião de
formação de bolhas de ar do sistema
Monitoramento – PZ’s
Piezômetro de Fibra Óptica são estruturados de forma que permitam que um feixe de luz
branca seja mantido dentro de um cabo, viajando muito rápido ao longo de grandes distâncias
com perda mínima de sinal, assim por reflexão é possível se detectar o nível de água
correlacionado à deformação apresentada por uma membrana.
Piezômetro pneumático do tipo fechado. Fonte: Silveira (2006).
Monitoramento – PZ’s
Tempos de resposta estimados para vários métodos de instalação de piezômetros. Fonte: Cerqueira (2017).
TEMPO DE RESPOSTA
Laser Scanner
Monitoramento
Monitoramento –Deslocamentos
A tecnologia do Laser Scanner 3D:
• atinge a resolução na varredura a laser expressa a distância média entre os pontos medidos na
superfície do terreno.
• Geralmente é expressa em termos de densidade (pontos/ m2).
• É possível atingir uma densidade de cerca de 10.000 pontos/ m2.
Monitoramento –Deslocamentos
Laser Scanner. Fonte: ERG (2019).
Monitoramento –Deslocamentos
Laser Scanner. Fonte: Scheuer (2014).
Laser Scanner
Monitoramento –Deslocamentos
VANTAGENS LIMITAÇÕES
Muitas empresas já possuem laser scanners para fins de
levantamento topográfico e/ou planejamento de lavra e os
dados podem ser usados para múltiplos propósitos
Lasers são afetados pela poeira e pela precipitação. Durante
eventos significativos de chuva, pode ser difícil coletar dados.
Estação Total Robótica
Monitoramento
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Soluções de Monitoramento
Evolução dos Fluxos de Trabalho
Internet
RS 232/485
Radio
RS 232/485
ComBox2
0
ComBox20
Radio
Sistema 24/7
(Controle Total em Tempo Real)
Campanha com equipamento Manual
(não indicado para análise geotécnica)
Campanha Automática
(Precisão, Acurácia e Velocidade)
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Campanha com equipamento manual
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Exemplos de medições automáticas x 
manuais
Nome do Ponto L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15
P01 - Hz 1,1 1,6 1,6 0,9 2,4 0,3 2,4 0,3 0,4 0,8 3,3 3,0 0,4 2,0 0,2 3,3
P01 - V 2,1 0,2 0,7 0,3 1,3 0,6 3,3 1,8 3,7 2,9 1,9 2,1 0,1 4,0 4,2 4,2
P01 - Hz 7,1 9,0 14,6 12,3 4,6 3,4 4,7 5,0 6,9 4,5 8,4 7,7 3,1 7,2 8,0 14,6
P01 - V 13,7 12,1 12,8 9,1 17,4 14,7 12,7 20,5 18,6 16,4 13,5 9,7 15,2 28,4 12,6 28,4
Campanha 
Automatica 
Campanha 
Manual
Módulo de Variação em relação a Coordenada Absoluta (mm) Amplitude 
(mm)
Exemplo de Medições Automáticas e Manuais, em prismas fixos (Módulo de variação em relação a 
coordenada absoluta, e amplitude correspondente).
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Exemplos de infra estrutura 
• Proteção da estação e todos os componentes do sistema
• Banco de baterias e sistema de alimentação autônomo 
(energia solar ou eólica). Energia redundante
• Controle interno de temperatura, para garantir a máxima 
eficiência do sistema
• Espaço amplo de trabalho, trazendo maior conforto para o 
usuário do sistema
• Sistema de SPDA
• Pilar de centragem forçada
• Polo para GNSS
• Computador industrial
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Exemplos de infra estrutura 
• Opção compacta produzida para espaços menores. 
• Proteção da estação e todos os componentes do sistema
• Banco de baterias e sistema de alimentação autônomo (energia 
solar ou eólica)
• Ventilação
• Sistema de SPDA
• Controle térmico
• Computador industrial 
• Pilar de centragem forçada
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Exemplos de infra estrutura 
• Opção compacta, com carreta smart
• Placas solares
• Banco de baterias e sistema de alimentação 
autônomo (energia solar ou eólica)
• Sistema de SPDA
• Computador industrial 
• Pilar de centragem forçada
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Rede Geodésica de Referência
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Marcos geodésicos – Estação e 
prismas de referência
• Prisma circular preciso com camada anti-reflexo e montado em um suporte metálico.
• Fornecido com placa alvo removível. Precisão de centragem 1.0 mm e alcance 3500 m.
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Marcos superficiais – prismas de 
monitoramento
• Prisma de monitoramento de grande diâmetro para medições de longo alcance.
• Filtro contra consdensação na superfície refletora.
• Acompanha suporte GHT112 para montagem com rosca M8 ou 5/8«
• Proteção contra chuva
• Precisão de centragem de 2 mm.
• Deve ser instalado sob marco superficial atrelado a estrutura monitorada, ou nela fixado
diretamente
Radar Interferométrico
Monitoramento
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Radar - Significado
RAdio Detection And Ranging
Um instrumento capaz de detectar um objeto distante e inferir a sua 
distância
R
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Tipos de Radares
Radar
sensor
Resolution cell
Cada célula de resolução (pixel ou footprint) é 
amostrado apenas uma vez durante uma única 
aquisição.
Cada célula de resolução (pixel ou footprint) é 
amostrado continuamente durante uma única 
aquisição. Pixels são obtidos através de 
processamento de imagem.
Radar de Abertura Real Radar de Abertura Sintética
Resolution cell
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Interferometria
( )12
4



−−=d
A análise interferométrica fornece dados sobre o deslocamento do objeto comparando informação de 
fase, coletadas em diferentes períodos de tempo de ondas refletidas do objeto.
d
TX
RX
Primeira
aquisição
Segunda 
aquisição
1
2
TX
RX
Quanto maior a diferença de fase, quanto maior o deslocamento.
O sinal do deslocamento dá a direção do movimento.
AVISO: Fase é um ângulo! 0 °, 360 °, 720 ° são exatamente o mesmo ângulo. Mas os movimentos de 
0m, 1m ou 2m não são a mesma coisa!
…where λ is the radar 
wavelength (c/f)=17,2mm 
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Limites de velocidade atingidos
Como podemos acompanhar a Velocidade Maxima Mensurável?
Nós podemos facilmente calcular este valor com a seguinte fórmula
MMV = PA x N_acq_hor
In standard Radar-FM acquisitions (4 Km), we assume a 3 minutes sampling time, thus
MMV = 4,38 x 20 = 87,6 mm/h or 3,45 inch/h
The lower the sampling rate, the lower the MMV. For example, if Tacq = 5 min
MMV = 4,38 x 12 = 52,56 mm/h or 2,07 inch/h
Em termos de capacidades de alarmes, é geralmente a melhor prática para considerar a Velocity
como um parametro de disparo. Portanto, a questão torna-se agora:
A Phase Ambiguity limite dodeslocamento máximo mensurável entre duas aquisições consecutivas
Qualquer área movendo-se em seu cenário que excede VM vai entrar numa condição de ambiguidade de 
fase e não irá fornecer resultados confiáveis
Por outro lado, você provavelmente vai parar suas operações ou tomar ações muito antes de isso acontecer ( 
V > 8 cm/h … isso é muito!)
O Radar é efetivamente um instrumento de detecção de alerta rápido de movimentos
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Linha de visada
Radar pos.1
Radar pos.2
Radar pos.3
Esperado
Movimento 1
Esperado
Movimento 2
Radar posição 1:
• Melhor LoS para o movimento 2
• Pior LoS para o movimento 1
Radar posição 2:
• Melhor LoS para o movimento 1
• Pior LoS para o movemento 2
Radar posição 3:
• Bom LoS para o movimento 1
• Bom LoS para o movimento 2
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Processamento e correção dos dados
A abordagem padrão para a remoção atmosférica baseia-se na definição de usuário de áreas estáveis. 
Este método é bastante simples:
➢ Fazer uma suposição de que certas áreas em meu cenário não estão se movendo
➢ A diferença de fase do radar detecta nessas áreas só é dada por atmosféricos
➢ Eu eliminar esta contribuição atmosférica a partir do resto do mapa
Área 
estáve
l
1mm 2mm
2mm 3mm
0mm 1mm
1mm 2mm
Seleção  atmdef  −=
Áreas 
estáveis
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Processamento e correção dos dados
138
➢ A classificação automática derivado de satélite de interferometria
➢ Modelo atmosférico é calculado sobre o conjunto de dados e atualizado ao longo do tempo
Tempo Espaço
Movimento 
Real
Correlacionados
Alta frequencia. 
Correlação
Atmosfera
Não 
correlacionadas
Correlação baixa 
frequencia
Localizada
Muito 
difundido
Comportamento do movimento não 
tem alta variabilidade
Atmosfera pode mudar em poucos 
minutos 
Passo 1 : A classificação do Pixel 
IBIS Guardian usa uma pilha de imagens para classificar pixels móveis reais de 
atmosfera 
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Processamento e correção dos dados
Não se movendo: Atmosfera
Real 
Movimento
r
Passo 2 – Montagem 
atmosférica
Todos os pixels não 
móveis são usados para 
a ESTIMAR
compensação 
atmosférica
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Processamento e correção dos dados
Passo 3 – Remoção atmosférica
O modelo atmosférico é removido a partir dos dados 
bruto
Monitoramento Geotécnico na Mineração
Processamento e correção dos dados
Interferograma bruto
Movendo PixelsPixels Estaveis 
(PS)
Atmosférico
apropriado
Interferograma 
Corrigido
Deslocamento
A
tm
o
s
p
h
e
ric
C
o
rre
c
tio
n
Obrigado!