Em diversas operações de mineração ao redor do mundo, a amostragem de minérios ainda é realizada de forma predominantemente manual em múltiplos pontos do processo.

Não em casos isolados ou em plantas pequenas, em operações de grande porte, com correias transportadoras de alta capacidade, embarques de produtos e produção contínua, é comum encontrar um operador com uma pazinha coletando incrementos na superfície de um vagão, em uma pilha ou num chute de transferência.

Essa realidade carrega riscos que se acumulam ao longo de toda a cadeia produtiva.

Por que a amostragem manual é estruturalmente limitada

A amostragem de minérios, para ser representativa, precisa atender a um princípio fundamental: todas as partículas do lote devem ter a mesma chance de fazer parte da amostra. Esse é o chamado Princípio Zero da Amostragem, e ele é o critério mais básico para avaliar se uma coleta é válida ou não.

A amostragem manual raramente atende a esse princípio. Quando um operador coleta com uma pá na superfície de um vagão, as partículas que estão no fundo não têm nenhuma chance de ser amostrada. As partículas grosseiras, que por segregação natural migram para as bordas e para as camadas inferiores, e o operador pode não coletá-las adequadamente. O que chega ao laboratório é a superfície do material, não o lote.

O mesmo acontece em pilhas. O minério está em três dimensões: largura, comprimento e altura. Um operador com acesso apenas à superfície consegue, na melhor das hipóteses, uma amostra bidimensional. As camadas internas, que frequentemente têm composição diferente das externas por conta da segregação durante o empilhamento e da variação do próprio processo, não são representadas.

Nesses casos, o resultado analítico pode ser tecnicamente irrepreensível, o laboratório fez tudo certo, mas o material que chegou até ele já não representava o lote que se pretendia caracterizar. O erro foi cometido antes, na coleta.

O que a variabilidade humana introduz

Além das limitações físicas, a amostragem manual carrega um risco adicional: a variabilidade do operador.

Um cortador automático, programado para acionar a cada intervalo definido de tempo ou de massa, faz exatamente o mesmo movimento todas as vezes. O incremento coletado às 6h da manhã é feito da mesma forma que o incremento coletado às 23h. A velocidade é constante, a abertura é a mesma, o movimento segue o mesmo trajeto.

Um operador não funciona assim. Ao longo de um turno de 12 horas, com dezenas ou centenas de coletas a realizar, a tendência natural é simplificar. O incremento que deveria ser coletado no meio do turno pode ser antecipado ou postergado. A profundidade da coleta varia. O ponto escolhido na correia ou no vagão não é o mesmo a cada vez.

Em situações extremas que infelizmente ocorrem, todos os incrementos de um turno são coletados de uma só vez no final, como se o operador tivesse estado presente durante toda a produção. Quando isso acontece, a referência temporal da produção se perde. A amostra deixa de representar a variação de qualidade ao longo do lote e passa a representar apenas o momento final da coleta.

O risco financeiro que isso carrega

A imprecisão da amostragem manual tem valor monetário direto.

O erro de amostragem, expresso pelo intervalo de confiança a 95%, pode chegar a 0,30% no Fe (ferro) apenas pela coleta, sem contar o erro de preparação e o erro analítico.

Para um embarque de 300 mil toneladas de minério de ferro, um erro dessa magnitude representa uma diferença de preço da ordem de dezenas de milhares de dólares por navio, dependendo da cotação e das penalidades contratuais.

Se a amostragem manual introduz um viés sistemático, coletando sempre a superfície mais fina, por exemplo, esse erro não se distribui aleatoriamente. Ele se acumula na mesma direção em todos os embarques. Ao longo de dezenas de navios por ano, o impacto financeiro pode ser expressivo para qualquer lado da negociação.

Onde está o espaço para automação

A automação da amostragem de minérios não é uma novidade tecnológica. Amostradores automáticos para correias transportadoras existem há décadas e são normatizados pela NBR ISO 3082. O que ainda é escasso, em muitas operações, é a aplicação sistemática desses equipamentos em todos os pontos relevantes do processo e não apenas nos pontos onde a pressão comercial ou regulatória é mais alta.

Os pontos onde a automação tem maior potencial de impacto são justamente aqueles onde a amostragem manual é mais limitada: transferências de correia, pontos de carregamento de navios e trens e saídas de usina.

Nesses locais, um amostrador automático instalado corretamente, com abertura adequada ao tamanho máximo nominal (top size) do material, velocidade de cortador dentro dos limites normativos e estágios de divisão compatíveis com a abordagem de amostragem adotada, elimina a variabilidade do operador e garante que o princípio zero seja atendido em cada incremento.

A automação também permite rastreabilidade. Com um sistema automatizado, é possível registrar o horário de cada corte, a massa coletada, o número de incrementos por amostra parcial e o intervalo entre coletas. Qualquer desvio fica documentado. Com a amostragem manual, essa rastreabilidade não existe.

O que impede a automação em muitos casos

Se os benefícios são claros, por que a amostragem manual ainda predomina em tantos pontos de processo?

As razões são variadas. Em alguns casos, a instalação de um amostrador automático exige modificação no chute de transferência existente, o que implica parada de produção e custo de engenharia. Em outros, o ponto de amostragem está em uma localização de difícil acesso ou com restrições de espaço. Há também casos em que a operação nunca avaliou se o método atual é adequado; a amostragem manual foi herdada de processos antigos e permanece sem questionamento.

Em todos esses cenários, a pergunta relevante é: qual é o custo de manter a amostragem manual nesse ponto, considerando o risco de viés sistemático, a ausência de rastreabilidade e a exposição ao risco do trabalhador?

Comparado a esse custo, o investimento em equipamentos para mineração dedicados à automação da amostragem frequentemente se justifica com rapidez.

O que a automação não resolve sozinha

Automatizar a coleta não elimina todos os riscos de uma amostragem inadequada. Um amostrador automático instalado no local errado, com abertura insuficiente para o top size do material ou sem definição prévia do lote que se pretende representar, pode gerar resultados tão imprecisos quanto a amostragem manual.

A automação resolve o problema da variabilidade humana e garante que o princípio zero seja fisicamente possível de ser atendido. O protocolo de amostragem, a definição do lote, o número de incrementos, o tipo de divisão, a compatibilidade entre base tempo ou base massa, precisa estar correto antes de qualquer equipamento ser especificado.A automação bem aplicada, sobre um protocolo bem definido, é o que transforma a amostragem de minérios de uma etapa operacional subestimada em uma fonte confiável de informação para toda a cadeia produtiva.