Amostragem base tempo e base massa: por que o tipo de divisão não é intercambiável

Na amostragem de minérios, existe uma decisão que precede qualquer especificação de equipamento: a amostragem será conduzida em base tempo ou em base massa? 

Essa escolha não é apenas operacional. Ela determina como os incrementos devem ser divididos em cada estágio do sistema e trocar um método pelo outro, sem ajustar o processo inteiro, invalida a divisão.

O que diferencia as duas abordagens

Na amostragem base tempo, o amostrador é acionado em intervalos regulares de tempo. A cada 10 minutos, por exemplo, o cortador passa. Se a taxa de minério na correia estiver alta naquele momento, o incremento coletado será maior. Se a taxa estiver baixa, o incremento será menor. Essa variação é esperada e aceita, porque na base tempo, as massas dos incrementos devem ser proporcionais à taxa do fluxo no momento da coleta.

Na amostragem base massa, o amostrador é acionado quando uma determinada quantidade de minério passa pela balança. A cada 2.000 toneladas, por exemplo, o cortador é acionado. Aqui, o que se busca é o oposto: incrementos com massas praticamente constantes, independentemente das variações de taxa na correia. O coeficiente de variação entre as massas dos incrementos não deve ultrapassar 20%.

Uma frase resume a diferença: base massa “quer” massa constante. Base tempo “quer” massa proporcional.

Por que isso determina o equipamento de divisão

Cada abordagem exige um tipo específico de divisão nos estágios subsequentes, secundário, terciário e laboratório. E os equipamentos de divisão classificam-se em duas categorias: divisão proporcional e divisão à massa constante.

Na divisão proporcional, a massa obtida na saída é sempre uma fração fixa da massa de entrada. Se entrar 1 kg, sai uma fração. Se entrar 2 kg, sai o dobro dessa fração. O divisor rotativo funciona dessa forma: com 12 caixinhas, a massa em cada uma é sempre um doze avos do que foi alimentado. O divisor Jones ou Riffles também segue esse princípio, metade para cada lado, qualquer que seja a entrada.

Na divisão à massa constante, qualquer que seja a massa de entrada, a massa de saída é sempre a mesma. Um exemplo é a divisão manual por incrementos na bancada: espalha-se o material em uma torta de altura uniforme, divide-se em células e coleta-se um incremento de cada célula. Independentemente de a torta ser grande ou pequena, o número de células é o mesmo e a massa coletada é constante.

A regra de compatibilidade

A compatibilidade entre abordagem e divisão, essencialmente, é direta:

• Amostragem base tempo → divisão proporcional em todos os estágios
• Amostragem base massa → divisão à massa constante em todos os estágios

Na base tempo, como as massas dos incrementos variam proporcionalmente à taxa, essa proporcionalidade precisa ser preservada até o final. Usar divisão à massa constante nesse caso elimina justamente a condição que torna a amostragem representativa, a proporcionalidade entre o incremento coletado e o fluxo que existia naquele momento.

Na base massa, como o objetivo é ter massas iguais ao longo de todo o lote, qualquer divisão proporcional aplicada sobre incrementos que ainda variam de tamanho vai gerar frações desiguais e a proporcionalidade que deveria existir entre cada incremento e sua parcela de massa representativa se perde.

O que acontece quando os dois são misturados

É comum em campo encontrar sistemas onde a amostragem foi definida como base massa, mas o divisor rotativo, um equipamento de divisão proporcional, foi instalado no estágio secundário sem que o incremento primário tivesse sido previamente equalizado. O resultado é que incrementos de tamanhos diferentes geram frações divididas de tamanhos diferentes, e a amostra parcial acumulada deixa de representar proporcionalmente o lote.

O caminho correto na base massa, quando o amostrador primário não tem velocidade variável para garantir incrementos de tamanho constante, é corrigir essa variação no secundário, com um cortador inteligente que realiza sempre o mesmo número de cortes igualmente espaçados ao longo do “cordão” (espaço ocupado pelo minério na correia), independentemente do seu comprimento. Só depois disso, com massas equalizadas, o divisor rotativo pode ser utilizado nas etapas seguintes sem introduzir erro.

Na base tempo, o caminho é mais direto: o amostrador secundário pode operar continuamente, cortando em intervalos fixos de tempo. Ele não precisa de inteligência para adaptar o número de cortes ao tamanho do “cordão” e justamente por isso a amostragem base tempo é operacionalmente mais simples e mais comum em processos de usina.

Equipamentos para laboratório seguem a mesma lógica

Essa compatibilidade não se encerra na torre de amostragem. Ela continua dentro do laboratório, na etapa de preparação das amostras. Quando as amostras parciais chegam ao laboratório para serem compostas em amostra global, o tipo de divisão utilizado precisa ser coerente com a abordagem adotada na coleta.

Em amostragem base tempo, ao compor a amostra global a partir das parciais, deve-se preservar a proporcionalidade, utilizando sempre o mesmo número de caixinhas de cada parcial, independentemente da massa que cada uma contém. Pegar uma quantidade fixa de material de cada parcial, como se fossem iguais, é um erro que distorce o resultado final.

O ponto central

A escolha entre base tempo e base massa não é uma preferência operacional isolada. Ela define uma cadeia de decisões que vai do amostrador primário até os equipamentos para laboratório utilizados na preparação final. Cada elo dessa cadeia, o tipo de amostrador automático, o número de cortes no secundário, o divisor no terciário, o método de composição no laboratório, precisa ser compatível com a abordagem escolhida.

Quando essa compatibilidade é rompida em qualquer ponto, a divisão perde sua validade técnica. E uma divisão inválida significa que a amostra entregue ao laboratório não representa o lote que se pretendia caracterizar.