O impacto de La Niña no setor de Construção e Mineração

As previsões se confirmaram: estamos sob a atuação da La Niña! Fenômeno que altera o padrão de ventos na atmosfera e modifica o regime de chuva e de temperatura em todo o globo. Setores da economia com atividades impactadas pelo clima estão preocupados com as possíveis consequências ocasionadas pelo fenômeno. Ao longo do texto, vamos entender um pouco melhor quais são os impactos esperados para o Brasil, com foco nos setores de Construção e Mineração, que já estão sendo atingidos por tempestades neste início do período chuvoso. 

Os estados do Pará e Minas Gerais, regiões com grande atividade mineral do Brasil, são uma das áreas que serão impactadas pelos efeitos da La Ninã, com aumento significativo da chuva durante a primavera. Além disso, as condições atuais de temperatura do Atlântico Sul (está um pouco mais aquecido do que no mesmo período do ano passado) também irão contribuir para uma primavera chuvosa, com ocorrências de tempestades com raios, um alerta para o setor, pois representa risco tanto para a operação quanto para a qualidade do minério extraído.



Figura 1: Pontos monitorados pela Climatempo do setor de Construção e Mineração. Destaque para a grande quantidade de pontos em Minas Gerais e Pará, regiões com forte atividade mineral.

A Construção Civil é um ramo da economia diretamente impactado pelas condições do tempo severo. Períodos de precipitação intensa, além de atrasar o andamento das obras, também danificam materiais, gerando uma cadeia de prejuízos para as empresas. Além disso, os eventos de chuva que costumam ocorrer neste período do ano também representam perigo à vida dos colaboradores, sendo de extrema importância o conhecimento das condições do tempo, através do monitoramento de raios. Visto que, o Brasil é o país com maior incidência de raios do mundo e o período de maior ocorrência é justamente nos meses de primavera e verão.   

Figura 2: Raios durante uma tempestade em São Paulo.

Impactos no Brasil

Normalmente, em anos de La Niña, há um aumento da chuva nas regiões Norte e Nordeste e uma diminuição na região Sul, principalmente no período do verão. Porém, as condições de temperatura oceânica atuais, com águas mais frias na região central do Pacífico, indicam que este será um evento de La Niña do tipo Modoki. Essa diferença na configuração do fenômeno, provoca um aumento da precipitação durante a primavera e diminuição durante o verão, situação que será continuamente analisada pelos meteorologistas no decorrer dos próximos meses.

Além da La Niña, há outros fatores que influenciam o clima, como a temperatura superficial do oceano Atlântico, que possui grande impacto no clima brasileiro. Atualmente, as águas do Atlântico Sul estão um pouco mais aquecidas do que neste mesmo período de 2020, quando também estávamos sob atuação de um La Niña. Esta condição atual, é mais um fator que favorece um período de chuva intensa no Brasil durante a primavera, principalmente em regiões mais ao norte do país.

Apesar da La Niña desfavorecer a precipitação na região sul do Brasil, eventos pontuais de chuva forte e volumosa também ocorrem nesta região durante sua atuação, pois a atmosfera é influenciada por diversos fatores, como as condições locais. Inclusive, durante a ocorrência deste fenômeno, observa-se um aumento dos temporais com granizo no centro-sul do país.

Vale a pena ressaltar que durante o período chuvoso (outubro a março) há a configuração da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), fenômeno que favorece a formação de chuva intensa e volumosa por vários dias consecutivos em grande parte do Brasil. Por isso, este sistema é considerado o mais importante do período e também motivo de preocupação, pois o excesso de chuva costuma causar problemas à sociedade e as operações a céu aberto.



Figura 3: Regiões do Niño utilizadas para caracterizar eventos de La Niña e El Niño (a), e anomalía de temperatura no oceano Pacífico em 02/10/21 (b).

Em setembro de 2021, a anomalia de temperatura no Niño 3.4 estava próxima do patamar de La Niña. Porém, foi nas primeiras semanas de outubro que a anomalia negativa de temperatura ficou mais intensa, o que levou a Administração Americana de Oceanografia e Meteorologia (NOAA) a decretar em seu último relatório, que estamos oficialmente sob a atuação do fenômeno, que deve continuar ativo ao longo dos próximos meses.

Pensando nos problemas ocasionados pelas intempéries do clima, como a La Niña, a Climatempo possui soluções como o SMAC (Sistema de Monitoramento e Alerta Climatempo), que ajuda a minimizar os efeitos das condições de tempo severo. O SMAC é uma plataforma de suporte a tomada de decisão, com monitoramento de raios, chuva forte e vento intenso, resguardando a vida dos funcionários em campo, através dos alertas georreferenciados. Além disso, nele é possível consultar a previsão do tempo e clima, contribuindo para o planejamento das operações, otimizando o tempo de trabalho das equipes.

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Impacto da Umidade Relativa do Ar nos Setores de Construção e Mineração

 A umidade do ar é basicamente a água no estado de vapor. Sua presença é indispensável para o surgimento e manutenção da vida na Terra. Além disso, é o gás mais importante para a meteorologia, sendo o protagonista dos sistemas e fenômenos causadores de chuva. Também está fortemente associada à sensação térmica e à temperatura, pois quanto maior (menor) a temperatura, maior (menor) a capacidade do ar em reter vapor.

A umidade relativa do ar (UR) é a forma mais comum de medir a umidade atmosférica. Ela é a relação entre a quantidade de vapor em suspensão no ar e a quantidade total de vapor que o ar suporta a uma certa temperatura. Quando o limite máximo (100%) é atingido, há a formação de gotículas de água. Valores muito baixos ou muito altos de umidade, podem causar impactos negativos nas operações que ocorrem a céu aberto, como as diversas obras de construção civil, e também, na armazenagem de matéria prima utilizada nessas operações. Assim como todas as variáveis meteorológicas, esta também influencia diversos setores da sociedade, então, vamos entender um pouco melhor como ocorre essa relação.

Baixa umidade relativa do ar impacta a saúde dos funcionários

Setores que possuem operações ao ar livre, como a construção e a mineração, devem se atentar aos índices de umidade do ar. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), o nível ideal de UR para a saúde humana é entre 50% e 60%. Quando muito abaixo desse índice, alguns sintomas podem ser desenvolvidos, como dores de cabeça, irritação dos olhos, sangramento nasal, ressecamento da pele, nariz e garganta, entre outros.

Figura 1: Índices de umidade relativa do ar e seus efeitos.

Em dias de tempo muito seco, a saúde e a produtividade dos funcionários podem ser afetadas. Por isso, é muito importante observar os níveis de UR para manter a hidratação dos colaboradores e oferecer EPIs adequados para cada situação.

A umidade relativa do ar e a construção civil

Há diversos estudos que analisam e comprovam a influência da umidade relativa do ar nas obras. Os resultados obtidos mostram que o excesso de umidade afeta a qualidade dos materiais utilizados e favorece o surgimento de patologias, provocando o apodrecimento da madeira (ocasionado por fungos), processos químicos que corroem o aço, entre outros.

A alta umidade do ar também dificulta o processo de secagem do concreto e aplicação de acabamentos, que aliada à corrosão e a degradação dos componentes metálicos geram prejuízos financeiros severos para as empresas.

Estimativas apontam que apenas no Brasil, as perdas do setor de construção civil devido a reposição dos materiais perdidos, interrupção das obras, entre outros, estão na casa dos bilhões de reais anualmente.

Os problemas costumam começar durante a fase de construção, quando há incidência de chuva sobre o canteiro de obras e/ou sobre os materiais, provocando a umidificação em excesso e deteriorando os componentes. Além disso, a aceleração do processo construtivo pode resultar em mais danos, não havendo tempo suficiente para a secagem completa da matéria prima. Atualmente, há soluções que permitem o acompanhamento e o monitoramento dos níveis de umidade do ar em tempo real, como o Sistema de Monitoramento e Alertas da Climatempo (SMAC). Com esse tipo de plataforma, as empresas conseguem se planejar através da previsão de umidade para os próximos dias e reorganizar o calendário de atividades, a fim de minimizar problemas futuros.

A umidade e o setor de mineração

O setor mineral é um dos responsáveis pelo aumento da poluição do ar e, por isso, tem buscado alternativas para diminuir o impacto dos particulados suspensos na atmosfera. A principal causa dessa emissão de poluentes por essas atividades deve-se, principalmente, à poeira proveniente dos trabalhos de perfuração e das etapas de beneficiamento e transporte de material. Em situações de baixa umidade relativa do ar, os poluentes em suspensão na atmosfera, gerados pelas atividades de mineração, preenchem o espaço que antes era ocupado pelo vapor d’água.

Figura 2: Poeira em suspensão gerada durante a atividade de uma mineradora.

A dispersão desses poluentes torna-se mais difícil em dias de tempo seco, gerando altas concentrações na atmosfera. Ressalta-se a importância do conhecimento das condições dos ventos nas regiões de prospecção mineral, pois os ventos podem transportar a poluição para as comunidades vizinhas. Outro impacto da umidade do ar é em relação a qualidade do próprio minério, que precisa de um valor determinado de umidade específica para ser transportado e até mesmo aceito por alguns compradores. Em dias de UR muito elevada, o teor de umidade do minério também aumenta e caso ocorra algum evento de chuva durante seu transporte, sua qualidade é afetada.

Atualmente, os debates sobre saúde humana, poluição do ar e meio ambiente têm ganhado grande destaque na mídia e nas conversas cotidianas. Uma das alternativas encontradas pelas empresas do setor é o uso de ferramentas e plataformas de monitoramento de variáveis meteorológicas, que são de extrema importância para redução dos impactos na sociedade e no meio ambiente.

Através do SMAC as empresas têm a oportunidade de otimizar suas operações, resguardando a vida dos funcionários, a saúde das populações vizinhas, evitando paradas extensas ou desnecessárias e reduzindo o desperdício de materiais, contribuindo assim para o meio ambiente e para a saúde financeira dos projetos. Além dos alertas de tempo severo, muitos clientes da Climatempo utilizam as informações do SMAC para amenizar também os efeitos da baixa umidade do ar, como por exemplo umidificar o minério a fim de diminuir a dispersão dos poluentes.

Por Camila Brasiliense, Head do Setor de Construção e Mineração.

Impacto das Queimadas nas Obras e Operações

 Introdução:

O inverno no Hemisfério Sul é a época do ano onde diversas regiões do Brasil sofrem com a ocorrência das queimadas e isso acontece por dois principais motivos. Primeiramente, pela ação humana, devido a uma prática primitiva de agricultura, que para limpar um terreno e expandir uma área de pastagem, coloca-se fogo. Muitas vezes esse fogo acaba saindo do controle e se espalhando, devido ao vento ou pelo próprio desmatamento desenfreado. O segundo motivo é pela ocorrência natural das próprias queimadas, que podem ser causadas por descargas atmosféricas (raios) ou pelo tempo quente e seco da região.

Nos últimos anos, observa-se um aumento expressivo dos registros de queimadas no Brasil, como podemos verificar na Figura 1, sendo o último pico de detecções no ano de 2020. Devido a importância deste assunto, este boletim abordará as formas de detecção das queimadas, suas consequências, impactos e as ações que podemos fazer para evitá-las.

Figura 1: Gráficos com as detecções de queimadas mensais no território brasileiro, através do satélite GOES-R, nos anos de 2018, 2019 e 2020.

Como podemos detectar os focos de queimadas?

As queimadas podem ser detectadas através das imagens de satélite, que capta a radiação térmica emitida pelo fogo. Esse fogo emite ondas eletromagnéticas que são registradas pelos sensores e instrumentos instalados no satélite.

Na plataforma SMAC da Climatempo são disponibilizados diferentes tipos de imagens de satélites, tornando possível identificar de forma mais precisa os focos de queimadas. Com a utilização dos satélites GOES-R, NOAA-20, S-NPP, Aqua e Terra há um aumento na resolução espacial e temporal das informações, facilitando o registro do início da queimada e possibilitando o alerta aos clientes.

Figura 2: Imagem da plataforma de monitoramento e alerta da Climatempo mostrando os alertas e a quantidade de focos de queimadas detectados na América do Sul através das imagens de satélite.

Mas quais são as consequências das queimadas?

As queimadas são fenômenos prejudiciais para o meio ambiente e para os seres vivos que o habitam. Os biomas atingidos por elas são seriamente afetados, pois ocasionam a mortalidade de animais, destruição de florestas e diminuição dos recursos hídricos. A fumaça liberada pelos focos de queimadas impacta diversos setores da sociedade, como rodovias e aeroportos, diminuindo a visibilidade, afetando a qualidade do ar, causando desconforto e doenças respiratórias.

Como as queimadas afetam o setor de mineração e construção?

Esses setores possuem diversas obras e operações que ocorrem a céu aberto, que dependem de boas condições de tempo para seu pleno funcionamento e segurança. Essas atividades, quando próximas a uma vegetação exposta ao risco de queimadas, podem deixar seus colaboradores suscetíveis aos seus danos. A inalação do material particulado pode provocar sérios problemas respiratórios aos funcionários e a fuligem das queimadas afeta o funcionamento dos equipamentos que podem ser paralisados ou atingidos pelo fogo, pois os focos costumam se alastrar facilmente. Além do risco a saúde dos operadores e o impacto ao meio ambiente, é afetada a logística da operação, colocando em risco os ativos da empresa.

Como evitar as queimadas?

Existem leis ambientais e algumas penalidades para as pessoas e empresas que provocam incêndios. Porém, devido a vasta área florestal do Brasil é difícil ter o controle de todo o território, dificultando a penalização destes criminosos. Em relação as medidas preventivas, a população em geral deve se atentar aos cuidados no dia a dia, como não queimar lixo, não fazer fogueiras e não descartar bitucas de cigarro próximo a pastagens ou vegetação rasteira.

As empresas que possuem atividades em áreas favoráveis a ocorrências de queimadas precisam ter um plano de contingência e/ou evacuação para emergências. Atualmente, há plataformas de monitoramento e alertas, como o SMAC, onde os colaboradores podem ser alertados em diferentes situações de risco, como chuva, vento, raios e as queimadas. O principal objetivo deste serviço é aumentar a segurança e otimizar a operação, além de contribuir para um melhor planejamento das empresas destes setores.

Empresas com responsabilidade social utilizam as plataformas de monitoramento de risco meteorológico, para minimizar o impacto em suas operações e nas comunidades vizinhas, compartilhando informações com a Defesa Civil, Prefeitura e grupos locais.

Autores: Camila Brasiliense|Head do Setor de Construção e Mineração; Anderson Costa|Analista Comercial; Jéssica Mendes|Meteorologista e Analista Comercial; Robson Miranda|Meteorologista e Analista Comercial

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Operações a Céu Aberto e Estações Meteorológicas

Pesquisas no setor de construção civil mostra que cerca de 90% dos profissionais apontam as condições meteorológicas (raios, chuvas e ventos fortes) como fatores que influenciam no atraso das obras. As estações meteorológicas são muito importantes nas operações a céu aberto, pois fornecem dados mais precisos que aumentam o ganho operacional. A construção civil e a mineração são exemplos de setores que possuem atividades constantemente expostas a condições de tempo severo, principalmente nas áreas de planejamento, operação, segurança e meio ambiente.

Para o conhecimento das condições atmosféricas locais, temos como solução a utilização de estações meteorológicas, que permitem análises mais precisas e o refinamento do monitoramento do tempo nas regiões onde elas estão instaladas.

Mas afinal, o que é uma estação meteorológica?

Trata-se de um equipamento que registra as variáveis meteorológicas de um local, num determinado momento. Esse registro é possível devido aos diferentes instrumentos e sensores presentes nas estações. Os dados observados são armazenados no datalogger, que é um sistema de aquisição e registro de dados, e posteriormente são processados e transmitidos através de uma conexão telefônica ou de internet.

Dentre os principais instrumentos e sensores presentes nas estações meteorológicas estão:

  1. Anemômetro: Instrumento que mede a direção e velocidade do vento, podendo indicar, por exemplo, para qual lado o vento está carregando os poluentes emitidos por uma empresa;
  2. Pluviômetro: Instrumento que mede o volume de chuva acumulado, podendo servir como base em diversos relatórios de estudo de recorrência ou de diários de obras, para pleitear prazos;
  3. Higrômetro: Sensor que mede a umidade do ar, podendo auxiliar no controle do nível de conforto térmico dos equipamentos e funcionários;
  4. Termômetro: Instrumento que mede a temperatura do ar, permitindo o controle do nível de calor.

Existe alguma diferença entre as estações meteorológicas? Sim!

No mercado temos dois tipos principais de estações meteorológicas: a automática e a convencional.

A estação automática, também conhecida como plataforma de coleta de dados (PCD), é uma torre com vários sensores automáticos que medem as variáveis meteorológicas locais. Esses sensores estão conectados a uma unidade de memória central que armazena, processa e transmite os dados. Atualmente é possível encontrar estações meteorológicas completas em um único dispositivo integrado.

Essas estações são muito utilizadas em canteiros de obras e minas a céu aberto, a fim de coletar dados da região para justificar atrasos e entender melhor o clima local. As informações observadas são armazenadas em um banco de dados, que alimentam modelos meteorológicos e permitem aos meteorologistas a realização de análise das condições atuais. Para empresas que possuem estações meteorológicas, é possível ajustar os modelos meteorológicos através de inteligência artificial (IA) e gerar previsões mais assertivas para a área monitorada.

Figura 1: Estação Meteorológica Convencional (esquerda) e Automática (direita), do Instituto Nacional de Meteorologia.

A estação convencional realiza a medição das variáveis meteorológicas por meio de diversos instrumentos. Alguns deles expostos ao ar livre e outros dentro de um abrigo meteorológico, pois precisam evitar a luz solar e ter ventilação adequada. Este tipo de estação possui um custo elevado e são utilizadas no setor público, sendo na maioria das vezes instaladas em locais fixos, distantes de obras e empresas.

A Climatempo, empresa líder em meteorologia na América Latina, conta com uma plataforma que reúne dados meteorológicos de mais de 7 mil estações espalhadas pela América do Sul. No mapa abaixo, observamos as estações presentes no SMAC (Sistema de Monitoramento e Alerta Climatempo), que além da visualização do dado da última hora, permite o acesso ao histórico passado de uma região pré-determinada. Empresas que possuem uma consultoria meteorológica contam com apoio técnico para a escolha de equipamentos ideais, que atendam melhor às suas necessidades.

Figura 2: Exemplo do mapa do SMAC, contendo a camada de estações meteorológicas públicas e dos parceiros da Climatempo.

Como destaque, as informações mais buscadas pelos setores de construção e mineração são os dados de chuva e vento. Isto porque são dados relevantes para garantir a segurança da operação, minimizar o tempo de parada das atividades, além da sua utilização no preenchimento de relatórios, diários de obra, elaboração de laudos meteorológicos ou como justificativas em caso de paralisação, mudança no planejamento e manutenções.            

Por Camila Brasiliense, Head do Setor de Construção e Mineração.

Meteorologia em uma Mineração 360°

Neste boletim, vamos abordar como a meteorologia pode ser utilizada dentro das empresas de mineração. Saiba como reduzir o risco e aumentar os ganhos com as informações meteorológicas em diversos segmentos de sua mineradora, através de uma visão 360°.

Em conversas constantes com nossos clientes, identificamos as principais áreas dentro das mineradoras que utilizam o SMAC (faça um trial). Com ênfase na importância da ferramenta para a segurança dentro da operação e na redução de custos, listamos abaixo as principais áreas que utilizam regularmente as informações meteorológicas:

•    Estudos de Viabilidade

No início dos projetos de mineração e/ou ampliação de plantas é fundamental estudos meteorológicos para dimensionamento da nova estrutura. Nesta fase, costuma-se analisar informações como: recorrência histórica de chuvas, ventos e descarga atmosféricas (raios), observando os fenômenos com maiores intensidades registradas no período analisado.

Exemplos:

1.  Volume de chuva máximo registrado nos últimos 100 anos.

2.  Acumulado de chuva máximo registrado em 72 horas nos últimos 100 anos.

3.  Velocidade do vento e rajada máxima registrada.

4.  Período com maior ocorrência de raios e intensidade máxima registrada para dimensionar o aterramento.

•    Prospecção de Áreas para Lavra:

Nesta fase, as equipes saem a campo, expostas aos riscos meteorológicos e geotécnicos, como raios e deslizamentos, respectivamente. Em algumas regiões, o risco de queimadas também pode expor a equipe, além dos equipamentos. Com o auxílio do SMAC, as equipes de segurança e meio ambiente optam por monitorar todas estas condições, a fim de definir o rumo da equipe e diminuir a exposição ao risco até o período de extração. As maiores complicações costumam ser com transporte e equipamentos em locais de difícil acesso.

Figura 1: Área de Mineração – Fonte: iStock

•    Planejamento

As equipes de planejamento permeiam em várias áreas e, praticamente, estão presentes em todas as partes do processo, a fim de minimizar o desvio operacional e produtivo. Dentre as constantes solicitações, estão:

1.  Histórico de dados meteorológicos, para identificar problemas ocorridos no passado.

2.  Previsão do tempo para 15 dias, para planejamento de curto prazo das operações.

3.  Previsão climática para 12 meses, com foco no planejamento de longo prazo.

    Meio Ambiente

A equipe de meio ambiente acompanha as condições meteorológicas para diversas ações dentro de suas operações, como o monitoramento das chuvas nas barragens para evitar o transbordo e o monitoramento dos ventos para operar com risco mínimo quanto a dispersão de material particulado, diminuindo de forma significativa o impacto no meio ambiente e nas sociedades vizinhas. Dentre as possibilidades de serviços, estão:

1.  Monitoramento e previsão das chuvas nas bacias, a fim de controlar o nível das barragens.

2.  Monitoramento e previsão da direção e velocidade do vento, para controle do ruído e dispersão dos poluentes nas comunidades ao redor da planta.

    Minas a Céu Aberto

Nesta fase, uma das informações mais utilizada é o monitoramento em tempo real das condições de chuva, vento e raio, com a finalidade de aumentar a segurança da operação e minimizar o tempo de parada entre a ocorrência dos fenômenos meteorológicos e a retomada da operação. O monitoramento tem por principal finalidade resguardar a vida da equipe, auxiliando na evacuação de área. Os alertas são georreferenciados, e isso permite um maior ganho de tempo para a realização da operação em campo, além de prover mais segurança e agilidade, indicando o momento certo do retorno das atividades. Com isso, diminui-se, de forma significativa, o risco da equipe e aumenta-se o ganho operacional.

•    Obras e Manutenção

As mineradoras têm executado diversas obras de melhorias em suas plantas. Para isto é fundamental que as construtoras e as equipes de manutenção estejam de acordo com o regime de segurança aplicado dentro da mineradora. O uso da ferramenta SMAC tem sido determinante tanto para a mineradora, nos processos de manutenção interna, quanto para as construtoras que prestam serviço, a fim de resguardar a vida de seus funcionários e de suas operações, cumprindo os prazos de obra acordados, diante de qualquer condição meteorológica, visto que chuva e raios são fatores que causam acidentes e atrasos.

Figura 2: Obra numa área de Mineração – Fonte: iStock

•    Linhas Férreas

Há mineradoras em nosso portfólio que também operam linhas férreas e executam suas manutenções. Para estas operações, monitoramos as seguintes variáveis:

1.  Chuvas nos trechos, com ênfase em locais com risco de deslizamentos.

2.  Raios nas linhas, diminuindo o risco durante as manutenções, pois a linha férrea é um condutor elétrico.

3.  Temperatura no trilho, pois existe a possibilidade do trilho expandir com o calor e causar acidentes.

•    Minerodutos

Para as empresas que possuem minerodutos, é fundamental acompanhar as condições meteorológicas em toda sua extensão, observando as condições de raios e chuva, resguardando as equipes que operam nestas áreas e enviando boletins com a recorrência das chuvas e risco de deslizamento em pontos críticos, protegendo a sociedade, o meio ambiente e os ativos da empresa.

•    Portos

Praticamente todo minério extraído no território brasileiro é exportado e este processo ocorre através dos portos. Atualmente, nossos clientes também monitoram a operação dos seus terminais portuários, trazendo segurança para os operadores e ganhando agilidade nas operações, através de análises meteorológicas e das informações das condições do mar.

    Energia

Por fim, as empresas de mineração possuem um alto consumo de energia e muitas vezes, a energia é adquirida no mercado livre, onde a Climatempo opera fortemente e tem grande expertise. Com isso, muitas mineradoras têm recorrido as informações de clima, para efetuar a compra, e em alguns casos a venda, de energia em momentos mais favoráveis, tendo ganhos financeiros significativos. Este ganho vem através da maior segurança nas operações, mitigando o risco a vida e dos equipamentos, com redução das horas perdidas na operação por conta de condições de tempo severo.

Por Camila Brasiliense, Head do Setor de Construção e Mineração

Rede de Detecção de Descargas Atmosféricas x Sensor de Raios

As descargas atmosféricas, popularmente conhecidas como raios, são fenômenos que ocorrem devido ao acúmulo de cargas elétricas na atmosfera, em geral dentro de grandes tempestades. Infelizmente, por causa desse fenômeno, inúmeros acidentes são registrados em todo o mundo em diferentes segmentos de atuação, como a construção, mineração, agricultura, energia, por conta das atividades que ocorrem a céu aberto, muitas vezes sem a devida proteção.

Figura 1: Foto de um raio durante uma tempestade na cidade de São Paulo/SP, por Rafael Reis Pereira.

Devido a esse problema, diversas empresas buscam soluções a fim de minimizar o efeito da ocorrência dos raios em sua operação (SMAC – faça um trial), procurando saber com antecedência a região e o momento em que eles irão acontecer. Para detectar uma descarga atmosférica, em geral, é necessário realizar o monitoramento do campo eletromagnético emitido pelas descargas, e para isso já existem algumas ferramentas, como os sensores de raios locais, as redes de detecção de raios globais e até mesmo os satélites meteorológicos. Mas qual a real diferença entre elas? Qual delas trará um maior benefício e, consequentemente, maior segurança para minha operação?

Vamos à explicação de como cada uma delas funciona:

Os sensores de raios locais são instrumentos instalados no ponto de interesse, com o objetivo de medir o campo eletromagnético emitido pelas descargas elétricas na atmosfera em uma frequência específica. Esses sensores são capazes de detectar aproximação de tempestades severas e alguns conseguem informar a distância aproximada da atividade elétrica. Atualmente existem inúmeros modelos espalhados pelo mundo e, em geral, o sensor possui uma cobertura limitada, numa área com raio pré-determinado a partir do ponto de instalação do sistema. Através do controle dos dados provenientes do sensor, podem ser estabelecidos níveis de risco para auxiliar a tomada de decisão sobre a interrupção de uma atividade externa, que pode ser afetada pela ocorrência de raios.

Figura 2: Exemplo de um sensor de raios, instalado localmente.

A rede de detecção de raios, como o próprio nome diz, se trata de um conjunto de antenas que operam em uma frequência de rádio específica para detectar emissões eletromagnéticas dos raios. As antenas que compõem a rede são distribuídas no globo obedecendo uma regra de distância umas das outras. Essa distância depende da frequência de operação da rede (VLF, LF, VHF). Em geral, quanto maior é a frequência de operação da rede, maior é o detalhamento do raio, porém as antenas precisam estar mais próximas.

Nas redes de detecção de raio as antenas operam em conjunto, e isso permite que as redes consigam detectar a posição do raio (latitude, longitude, altura) com alta precisão, além de informações como pico de corrente, polarização e tipo de raio (intra nuvem ou nuvem solo). Deste modo, é possível que o usuário tenha condições de determinar, em tempo real, o deslocamento da tempestade através da atividade elétrica, saber a taxa de crescimento ou dissipação do sistema, o que chamamos de “tracking”. Além dos sensores locais e redes de detecção de raios, os satélites meteorológicos também são capazes de detectar descargas atmosféricas através de sensores imageadores. A bordo do GOES-16, satélite geoestacionário operado pela NOAA, o sensor GLM (Geoestationary Lightning Mapper) é um imageador que observa a atmosfera na frequência do infravermelho próximo e detecta no topo das nuvens as emissões das descargas atmosféricas. O GLM consegue informar a posição (latitude e longitude) dos raios e cobrir uma grande área que vai dos EUA à América do Sul. Porém por observar a atmosfera do espaço e imagear as nuvens pelo topo, ele não é capaz de diferenciar se o raio é nuvem solo ou intra nuvem.

Figura 3: Interface de monitoramento da Climatempo, com sobreposição de imagem de satélite e raios em tempo real, detectados através da rede da Earth Networks (+ azul) e pelo sensor do satélite GOES-16 (+ roxo)

Deste modo, operações que requerem maior planejamento e segurança, por possuírem operadores expostos à ocorrência de tempo severo (como obras de infraestrutura, setor elétrico e operações do setor de mineração e portuário) precisam de um acompanhamento mais contínuo e acurado a fim de ter uma maior janela para uma tomada de decisão. Desta forma, com a informação correta e antecipada em mãos, permite-se adiantar/adiar uma operação por conta da aproximação ou ocorrência de uma tempestade com raios, minimizando a chance de acidentes.

A rede de detecção de raios permite o acompanhamento das tempestades desde o momento da sua formação e indicam para quais regiões elas se deslocam, através de metodologias do tempo de chegada e cálculos de triangulações. Os sensores de raios locais não são capazes de identificar todos os tipos de raios e nem a localização exata da ocorrência e isso pode afetar a identificação da formação de tempestades, acarretando atraso de um possível alerta de raios para a região de interesse.

A Climatempo trabalha com uma equipe de meteorologistas que operam em escala 24×7. Dentre as ferramentas utilizadas para o monitoramento nowcasting, temos as informações provenientes dos satélites meteorológicos, além da rede de detecção de raios da EARTH NETWORKS, que possui um erro médio de localização de raios nuvem solo de apenas 200 metros e cobertura em toda a América Latina. Com isso, o envio de alertas é feito com antecedência para a região de interesse dos clientes, através da ferramenta do Sistema de Monitoramento e Alertas da Climatempo (SMAC).

Camila Brasiliense
Head do Setor de Construção e Mineração

Como funcionam os alertas meteorológicos?

Condições de tempo severo possuem um grande impacto nas atividades a céu aberto, sendo um dos grandes motivos de paralisações das atividades e até mesmo de acidentes. Uma das maneiras de utilizar a meteorologia em favor dessas atividades, aumentando a segurança local e se antecipando diante da aproximação de tempestades, é promover o envio de alertas meteorológicos para as áreas de interesse dos clientes.

Os alertas meteorológicos são avisos que contêm informações sobre a aproximação de eventos com chuva forte, ventos fortes e raios que podem afetar as operações de diversos setores, como os de construção, mineração, transporte, logística e energia. Esses alertas costumam ser enviados para uma base de usuários cadastrados, informando o risco para a área pré-determinada, com um tempo de validade pré-estabelecido.

Há diversas formas de visualização dos alertas. Eles podem ser enviados por e-mail, SMS, chamadas de voz, push (notificação) no aplicativo, além da possibilidade de vê-los em tempo real na plataforma de gerenciamento de risco, através de alertas sonoros e visuais (SMAC- faça um trial). A disponibilidade dos alertas no histórico é outra informação relevante, pois pode ser usada para comprovar o intervalo em que uma operação ficou paralisada devido ao risco relacionado às condições adversas do tempo.

Para a emissão de alertas é imprescindível o pleno conhecimento dos critérios pré-estabelecidos das situações a serem alertadas. Sugerem-se limiares e critérios definidos para mudanças de estágio e emissão de alertas, mas também podem ser definidos critérios de acordo com a demanda do cliente. De modo geral, consideram-se 2 os estágios iniciais: Atenção e Alerta, onde cada estágio possui limiares bem definidos que devem ser respeitados para a emissão dos alertas. Pode-se observar um detalhamento do envio e do tipo desses alertas na imagem a seguir.

Figura 1: Representação dos alertas meteorológicos dentro da plataforma do SMAC – Climatempo.

Este procedimento é profundamente conhecido por técnicos e meteorologistas a fim de eliminar falhas no processo. Para a emissão de alertas meteorológicos eficazes é necessário que haja um monitoramento contínuo das condições do tempo por uma equipe de profissionais qualificados, além de sistemas automatizados para a visualização dos sistemas meteorológicos e plataformas de envio de informações automáticas, com possibilidade de edição para situações específicas.

Dentre os equipamentos essenciais para um monitoramento 24×7, estão a rede de detecção de descargas atmosféricas, imagens de satélites, imagens de radar meteorológico, dados de estações meteorológicas e pluviômetros, que serão monitorados por esta equipe de meteorologistas capacitada para a identificação das condições de risco em tempo real e com antecedência.

Por Camila Brasiliense,

Head do Setor de Construção e Mineração

Impacto do Clima no Setor de Construção e Mineração – Fevereiro/2021 em BH

Os setores de construção e mineração possuem inúmeras atividades à céu aberto e, com isso, sofrem bastante com o impacto das fortes chuvas, principalmente quando estas são acompanhadas de uma grande densidade de descargas atmosféricas. Essas tempestades com raios atuam por todo o território brasileiro ao longo de todo o ano, porém em algumas regiões costumam ser mais intensas e frequentes no período mais chuvoso do ano, que ocorre entre os meses de outubro e março.

O período chuvoso da região Sudeste do Brasil ocorre justamente nesta época do ano e, com isso, é comum recordes de chuvas serem quebrados nos estados do Espírito Santo, Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo. Apesar disso, episódios de chuvas intensas também são observados fora do período chuvoso, ressaltando a importância de um monitoramento meteorológico contínuo para as atividades ao ar livre.

Em fevereiro de 2021, Belo Horizonte registrou o terceiro fevereiro mais chuvoso desde 1910. De acordo com o levantamento dos dados de chuva do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), a estação meteorológica de Santo Agostinho, no centro-sul de BH, recebeu 431,9 mm de chuva apenas durante o mês de fevereiro de 2021.

A média de chuva mensal para fevereiro em Belo Horizonte é de 181,4mm, o que significa que, em 2021, choveu 2,4 vezes mais do que a média. Com isso, este foi o segundo fevereiro consecutivo com um acumulado de chuva mensal muito acima da média, já que em fevereiro de 2020 a cidade registrou 391,8 mm. 

Em 2021, o destaque da chuva ocorreu entre os dias 4 e 8 de fevereiro, quando o acumulado foi de 218,9mm, representando mais da metade da chuva de todo o mês. Ressalta-se que, entre os dias 7 e 8, a capital mineira registrou 122,4mm num intervalo de apenas 24 horas, sendo o maior volume de chuva diário do ano até o momento.

Monitoramento de raios em BH (Smac)

Através do histórico de raios do SMAC, notamos que, entre os dias 4 e 8 de fevereiro de 2021, a região ao redor de Belo Horizonte registrou pelo menos 1290 raios, como podemos ver na figura abaixo. Durante estes dias, muitas atividades de construção/mineração foram paralisadas a fim de manter a segurança dos colaboradores que trabalham ao ar livre. Dependendo dos acumulados de chuva registrados diariamente, as empresas afetadas por estes eventos podem solicitar aumento no prazo de seus contratos por terem ficado impossibilitadas de trabalhar durante tais condições de tempo adverso.

Conheça um pouco mais sobre o SMAC!

Por Camila Brasiliense, Meteorologista e Head do Setor de Construção e Mineração na Climatempo.

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