Análise de risco geotécnico em taludes rochosos de mina com uso de técnicas estatísticas multivariadas e de aprendizado de máquina.

Abstract

O controle do perigo e risco de rupturas em taludes rochosos é uma preocupação em taludes urbanos, rodoviários e de minas. O risco geotécnico é definido matematicamente pela probabilidade da ocorrência da ruptura do talude vezes as consequências adversas desta. É de conhecimento da comunidade geotécnica que a probabilidade de ruptura em taludes rochosos está relacionada às características da rocha intacta e das descontinuidades presentes nos maciços rochosos. Quanto às consequências associadas às rupturas em empreendimentos mineiros pode-se citar: as perdas econômicas e humanas. Os sistemas de análise de risco utilizados normalmente são essencialmente qualitativos e carecem, muitas vezes, de embasamento estatístico. Este trabalho propõe metodologias de análise de perigo e risco baseado no uso de técnicas de estatística multivariada e de aprendizado de máquina. Sistemas de análise de perigo e risco foram propostos. O sistema de análise de perigo foi construído utilizando análise de componentes principais e análise discriminante, com taxa de erro igual a 11,36%. Por fim um gráfico de análise de perigo foi gerado utilizando a distância de Mahalanobis. O sistema de análise de risco foi construído utilizando regressão logística e árvores de classificação. A técnica de regressão logística foi utilizada para gerar uma função de predição capaz de se determinar a probabilidade de que um talude de mina seja estável ou não. A função apresentou taxa de erro igual a 7,95%. A técnica de árvores de decisão foi utilizada para gerar um sistema em que se determina os níveis de consequências adversas da ruptura. A árvore gerada apresentou taxa de erro igual a 18,18%. Por fim foi proposta uma matriz de risco. O sistemas de análise de perigo e risco propostos podem igualmente serem aplicados em taludes rochosos de mina de qualquer natureza. Para obtenção dos sistemas de análise de perigo e risco foi utilizado um banco de dados de 88 taludes de mina localizados em diversos países do mundo. Ambos os sistemas propostos são fáceis de serem utilizados e aplicados de forma expedita em empreendimentos mineiros de grande a pequeno porte.