Valas de enrocamento: mais altura, mais segurança

Um dos erros mais caros na mineração a céu aberto é tratar pilha de estéril como “só mais um depósito”. Quando o terreno de fundação é fraco — como solos argilosos expansivos e sensíveis à água — cada metro extra de altura pode empurrar a operação para um ponto de instabilidade. E instabilidade, aqui, não é apenas retrabalho: é risco operacional, impacto ambiental e, muitas vezes, paralisação.

Um estudo publicado em 2025 analisou exatamente esse cenário: pilhas de estéril (overburden dumps) assentadas sobre estratos fracos e a eficácia de uma intervenção relativamente simples de engenharia, a vala de enrocamento (rockfill trench, RFT), para aumentar a altura da pilha com mais segurança, inclusive em condições úmidas. O que torna esse tema especialmente relevante para a série “IA na Mineração e Recursos Naturais” é o seguinte: a decisão de onde, como e quanto intervir pode (e deveria) ser guiada por modelos preditivos e otimização com IA — não por tentativa e erro no campo.

O problema real: altura da pilha vs. solo fraco

A resposta direta: solo fraco reduz drasticamente a margem de segurança de pilhas mais altas, e a água piora tudo.

Pilhas de estéril são estruturas geotécnicas “vivas”. Elas ganham carga com o tempo, recebem material com variabilidade granulométrica e, sobretudo, convivem com mudanças sazonais. Em dezembro (e no auge do verão em várias regiões), é comum o planejamento de drenagem e controle de água entrar no centro das discussões — porque a umidade muda o comportamento do maciço e do subsolo.

Em solos fracos, o mecanismo típico é a combinação de:

• baixa resistência ao cisalhamento na camada de fundação;
• aumento de pressões neutras quando há água (chuva, lençol, drenagem insuficiente);
• deformações acumuladas que “avisam” tarde demais quando não há instrumentação.

O estudo se concentrou em um tipo de solo conhecido na Índia central como black cotton soil (BC), famoso por ser expansivo. No Brasil, há paralelos importantes com argilas moles, solos lateríticos com comportamento variável, áreas com aterros antigos e, em certos contextos, saprolitos e horizontes muito alterados que perdem resistência quando saturados.

O ponto é universal: se o subsolo cede, a pilha cede junto.

O que é “rockfill trenching” e por que funciona

A resposta direta: a vala de enrocamento cria uma zona mais drenante e resistente perto do pé da pilha, elevando o fator de segurança e reduzindo deslocamentos.

A vala de enrocamento (RFT) é, em termos simples, uma escavação (trincheira) preenchida com material granular grosso (enrocamento/rachão/brita graduada), posicionada estrategicamente próxima ao pé (toe) da pilha.

Na prática, ela ajuda por três vias:

1. Aumenta a resistência global na região crítica (onde muitas superfícies potenciais de ruptura “saem”);
2. Melhora a drenagem e reduz efeitos de saturação no contato pilha–fundação;
3. Redistribui tensões, reduzindo deformações que alimentam instabilidade progressiva.

O estudo mostra números que chamam atenção para operação:

• A estabilidade (medida por fator de segurança, FoS) cai quando a altura aumenta sobre solo fraco, tanto em condição seca quanto úmida.
• Ao posicionar RFT perto do pé, o FoS melhora de forma significativa.
• O arranjo espacial de RFT sob a pilha pode reduzir deslocamentos em 30% a 50%.
• Houve otimização da largura da RFT para cenários de pilha com altura aumentando até 90 m.

Esse recorte (90 m) é útil porque tira a discussão do “isso é só para pilhas pequenas” e coloca no território de operações com volumes grandes e pressões por capacidade.

RFT não é “mágica”: depende de projeto

A resposta direta: sem dimensionamento e controle de execução, a RFT vira apenas custo — e pode até criar caminhos indesejados de água.

No campo, o que define se a RFT entrega resultado é:

• geometria (largura, profundidade, continuidade);
• posição (distância do pé, alinhamento com drenagem);
• material (granulometria, angularidade, resistência, permeabilidade);
• interface com drenagem superficial (valetas, canaletas, bacias).

O estudo também avaliou propriedades de materiais locais para compor a RFT. Isso é crucial para sustentabilidade e CAPEX: nem sempre compensa trazer material “perfeito” de longe se existe alternativa local bem caracterizada.

Como a IA entra: do “cálculo” para a decisão operacional

A resposta direta: IA é o caminho mais curto entre dados de campo, modelos geotécnicos e recomendações de projeto/operação para pilhas sobre solos fracos.

Muita gente associa IA na mineração apenas a manutenção preditiva e frota. Só que, na gestão de estéril, existe uma oportunidade enorme: usar IA para reduzir incerteza geotécnica e acelerar a escolha de soluções como RFT.

Veja um fluxo que tenho visto funcionar bem em operações:

1) IA para classificar risco geotécnico por área

Combine camadas de informação (GIS) com dados históricos:

• sondagens, SPT/CPTu, ensaios de laboratório;
• histórico de recalques/fissuras;
• mapa de drenagem, declividade, proximidade de cursos d’água;
• chuva acumulada e sazonalidade.

Com isso, modelos supervisionados podem produzir um mapa de suscetibilidade que responde algo prático: “onde aumentar altura vai exigir intervenção?”

2) IA para calibrar modelos LEM/FEM com dados reais

O estudo usa múltiplos métodos de equilíbrio limite (LEM) e método dos elementos finitos (FEM) para analisar estabilidade.

O desafio clássico é calibração: parâmetros geotécnicos variam e o modelo “bonito” pode não bater com o comportamento medido.

Com instrumentação (inclinômetros, piezômetros, marcos topográficos, drones/LiDAR), dá para usar:

• inferência Bayesiana para atualizar parâmetros;
• meta-modelos (surrogates) para acelerar simulações;
• otimização para buscar a combinação de geometria da RFT + altura + inclinação com restrições de FoS e deslocamento.

O ganho é direto: menos tempo para chegar a um projeto defensável e mais rapidez para replanejar quando a chuva aperta.

3) IA para “otimização de largura” na prática

O estudo fala em otimizar a largura da RFT para maximizar estabilidade.

No dia a dia, isso vira um problema de negócios:

• largura maior = mais escavação + mais rocha + mais custo;
• largura menor = risco residual maior;
• o ótimo depende de
  • altura alvo,
  • condição de umidade,
  • restrições de área,
  • disponibilidade de material.

Algoritmos de otimização (com restrições) conseguem entregar curvas custo vs. risco para apoiar decisão com diretoria e área de SSMA.

Uma frase que vale colar na parede do escritório: “Pilhas de estéril não falham no software; falham quando a operação ignora o solo e a água.”

Checklist prático: quando considerar RFT em pilhas de estéril

A resposta direta: considere RFT quando houver estrato fraco, aumento de altura planejado e risco de saturação — especialmente se o pé da pilha é o ponto crítico.

Use este checklist como triagem inicial:

1. Há evidência de solo fraco na fundação? (argila mole, camada orgânica, material altamente intemperizado, baixa N-SPT, alta compressibilidade)
2. A altura da pilha vai subir nos próximos 6–18 meses?
3. Existe histórico de deslocamento, trincas, recalques ou surgência d’água?
4. A drenagem superficial está “no limite” em eventos de chuva intensa?
5. O pé da pilha fica próximo a áreas sensíveis (APP, infraestrutura, vias internas, correias, subestações)?

Se você marcou 3 ou mais, vale colocar RFT no radar e partir para avaliação formal.

Boas práticas de implementação (sem complicar)

A resposta direta: RFT funciona melhor quando vem acompanhada de controle de água e monitoramento contínuo.

• Integre RFT com drenagem: canaletas, bueiros, dissipadores, bacias de contenção.
• Controle o material da RFT: granulometria consistente, evitar finos que “entopem” a drenagem.
• Instrumente o maciço: piezômetros e marcos de recalque já pagam o investimento quando evitam uma instabilidade.
• Defina gatilhos operacionais: limites de deslocamento/pressão neutra que travam alteamentos.
• Use drone/LiDAR mensal: volumetria + detecção de deformação superficial.

Sustentabilidade e licenciamento: por que isso conversa com 2025

A resposta direta: estabilidade de pilhas é agenda de sustentabilidade porque evita falha, reduz retrabalho e corta risco de impactos fora da cava.

Em 2025, a conversa sobre mineração responsável está cada vez menos tolerante a “incidentes explicados depois”. Pilhas de estéril são grandes, visíveis e, quando dão problema, deixam rastro.

Uma solução como RFT tem um perfil interessante:

• pode usar materiais locais, reduzindo transporte;
• aumenta capacidade de disposição sem expandir tanto a área de footprint;
• reduz deslocamentos (30–50%), o que diminui manutenção de drenagem e retrabalho de conformação;
• fica ainda mais forte quando combinada com IA para prever comportamento e justificar tecnicamente o plano.

Para equipes que lidam com licenciamento e relacionamento com comunidades, isso ajuda a contar uma história mais sólida: gestão de risco baseada em dados, com engenharia aplicada e monitoramento.

Próximos passos: como transformar pesquisa em resultado na sua operação

A resposta direta: comece com um diagnóstico do subsolo, modele cenários com e sem RFT, e use IA para reduzir incertezas e otimizar dimensões.

Um plano realista (em ondas) costuma funcionar melhor do que tentar fazer “tudo” de uma vez:

1. Semana 1–4: consolidar dados existentes (sondagens, mapas, chuva, histórico de deformação) e definir zonas de risco.
2. Mês 2–3: rodar cenários base (LEM) e validar com FEM nas áreas mais críticas; incluir condição seca e úmida.
3. Mês 3–4: desenhar alternativas de RFT (posição e largura) e comparar custo vs. FoS vs. deslocamento.
4. Mês 4–6: instrumentação mínima + rotina de monitoramento; criar gatilhos operacionais.
5. Contínuo: usar modelos preditivos para ajustar o projeto conforme dados chegam (chuva, piezometria, deslocamentos).

A série “IA na Mineração e Recursos Naturais” existe por isso: tem muita tecnologia disponível, mas o valor aparece quando ela encosta em problemas concretos de operação — como aumentar altura de pilha sobre solo fraco sem comprometer segurança.

Se você está planejando alteamento, a pergunta que vale deixar na mesa é direta: sua pilha está sendo gerida com a mesma disciplina de dados que você exige da frota e da planta?