Projeto e Prototipação de Placas de Circuito Impresso para Monitoramento Microssísmico em Ambientes de Mineração e Barragens

por Hiago Santos da Gama publicado 29/09/2020 22h26, última modificação 20/10/2023 16h30

Orientador: Prof. D.Sc. Rogerio Atem de Carvalho
Coorientador: Prof. D.Sc. Rodrigo Martins Fernandes

Apesar dos ganhos provenientes da atividade mineradora, o crescimento desse setor vem acompanhado do aumento nos prejuízos ambientais pela extração desses recursos, além de trazer riscos de acidentes, como desmoronamento de minas e rompimento ou vazamento da lama de rejeitos de barragens. O presente trabalho objetiva o desenvolvimento do projeto e prototipação das placas de circuito impresso de um dispositivo de monitoramento microssísmico. Almeja-se utilizar tal dispositivo como instrumento de gestão de barragens e locais de mineração, permitindo monitorar esses ambientes em tempo real e prever possíveis acidentes, que poderão ser mitigados ou até mesmo evitados. O dispositivo conta com geolocalização, é configurável via Bluetooth, pode se conectar à uma central de análise sísmica via rede sem fio de longa distância, é capaz de armazenar eventos sísmicos localmente em um cartão de memória e pode operar com sensores tipo geofone e acelerômetro em três eixos cartesianos de medição. Após pesquisa patentária, o desenvolvimento do projeto seguiu as etapas do ciclo de vida do Processo de Projeto de Produtos Inovadores, metodologia utilizada nos projetos do Polo de Inovação Campos dos Goytacazes. Testes mostraram um desempenho satisfatório na detecção de eventos, além do correto funcionamento da rede sem fios, armazenamento local, geolocalização e parametrização via bluetooth. Os objetivos
deste trabalho foram alcançados, resultando num dispositivo remoto e autônomo capaz de enviar continuamente as medições de eventos microssísmicos para uma central de análise sísmica.

Palavras-chave: Dispositivo de análise microssísmica. Circuitos embarcados. Gerenciamento de barragens e minas.

Despite the benefits from the mining activity, the growth of this sector has been accompanied by an increase in environmental damage from the extraction of these resources, as well as risks of accidents such as collapsing mines and rupture or leakage of mud from tailings dams. The present work aims to develop the design of printed circuit boards for a micro-seismic monitoring device. It is intended to use it as a tool for the management of dams and mining sites, allowing monitoring these environments in real-time and predicting possible accidents, which may be mitigated or even avoided. The device has geo-location, it is configurable via Bluetooth, it can connect to a seismic analysis center via a long-distance wireless network, it is capable of storing seismic events locally in a memory card and can operate with geophone and accelerometer sensors in three Cartesian measuring axes. After patent research, the project development followed the life cycle stages of the Innovative Product Design Process, a methodology used in the Campos dos Goytacazes Innovation Hub projects. Tests showed satisfactory performance in micro-seismic event detection, as well as the correct functioning of the wireless network, local storage, geolocation, and parameterization via Bluetooth. The work achieved its objectives, resulting in a remote, standalone device capable of continuously sending micro-seismic event measurements to a seismic analysis center.

Keywords: Micro-seismic analysis device. Embedded systems. Management of dams and mines.

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