Mineração 4.0: IoT em esteiras inteligentes para transporte de minério

Conheça a Rede de sensores sem fio de longo alcance e baixo consumo para Monitoramento de Roletes para Correias Transportadoras de Minério, solução inédita proposta pelo CSEM Brasil para um problema de ordem mundial

 

Atuante no Brasil desde 1954, o Grupo Bosch é um líder mundial no fornecimento de tecnologias e serviços. São mais de 390 mil colaboradores em todo o mundo, operando em quatro setores: Soluções para Mobilidade, Tecnologia Industrial, Bens de Consumo e Energia e Tecnologia Predial.

Focada em soluções IoT (Internet of Things), a Bosch já investiu, desde 2012, cerca de 27 milhões de euros em Pesquisa e Desenvolvimento. Na indústria, um dos nichos atendidos pela empresa é o setor de mineração. Assim como em todos os setores produtivos, a mineração está sempre em busca de soluções que tornem a produção mais eficiente e econômica.

Entre os principais meios de atender à demanda de ganhar escala e produtividade nas operações, está a migração da manutenção programada para a manutenção preditiva. Ou seja, o monitoramento constante e a predição precisa das condições das máquinas. E foi pensando nisso, para solucionar um problema mundial, que a Bosch investiu em um projeto junto ao CSEM Brasil: a Rede de Sensores Sem fio para Monitoramento de Roletes para Correias Transportadoras de Minério.

 

O problema

Historicamente, a solução encontrada pelas mineradoras para transportar material era o uso, quase que exclusivo, de caminhões fora de estrada de grande porte dedicados a essa finalidade. Com o passar dos anos, porém, os custos operacionais desses meios de transporte (pneus, caminhões, óleo diesel, manutenção e mão de obra) sofreram elevação. A crise mundial de 2009 e a necessidade de aumentar a competitividade a nível global forçaram empresas de mineração a reduzir custos operacionais, e uma das mudanças foi a adoção de transportadores de correia.

Devido à sua versatilidade, os transportadores de correia têm funcionado com eficácia nas minas mais modernas. Eles são aplicáveis não só para o transporte interno, mas também no transporte Run Of Mine (ROM), com dezenas de quilômetros, levando os mais diversos minerais. O apelo ainda é ambiental, uma vez que a solução é mais eficiente do ponto de vista energético e menos poluente, portanto, mais sustentável.

Correia, roletes, motor (es), raspadores e estrutura de suporte compõem os transportadores. Três roletes em forma de “U” sustentam a carga, enquanto dois roletes inferiores conduzem o retorno da correia vazia. Cerca de 10% do percurso é subterrâneo, enquanto o restante é feito a céu aberto. A correia, portanto, além de suportar toda a carga, precisa ser maleável, resistir ao calor, abrasão, óleo e agentes químicos.

Uma vez que escoam a produção de toda a mina, os transportadores são parte crucial do processo, demandando alta disponibilidade e confiança. Paralisações não programadas, atrasos e prejuízos na operação de minas, porém, estavam sendo percebidos pela Bosch. Descobriu-se que o problema era um mau funcionamento nos roletes das correias transportadoras, que interferiam de forma prejudicial na operação.

Normalmente, os danos aos roletes são causados pela carga de operação e pela contaminação por água, lama, poeira e outros finos provenientes dos minérios.  Ao ultrapassarem a barreira dos labirintos e selos, os contaminantes causam danos às pistas e elementos rolantes que compõe o rolamento. Isso causa, entre outros efeitos, superaquecimento, aumento da emissão de ruído e mudança no padrão da vibração do conjunto. O dano nos roletes pode ser catastrófico, e causar incêndios de grandes proporções, danificando ou colapsando todo o sistema de transporte.

Evitar situações como essa já justificaria o investimento em tecnologias preditivas. Além disso, identificar falhas nos roletes antes que elas ocorram contribui para o melhor aproveitamento da vida útil desses, reduzindo os custos de manutenção. Outra vantagem é que essa identificação preventiva reduz a resistência ao rolamento da esteira, o que aumenta a eficiência energética, resolvendo também o problema das paradas indesejadas.

Estabelecer um processo eficiente de manutenção preditiva dos roletes, porém, era um problema. Soluções já haviam sido propostas por outros centros, mas nenhuma com eficácia e custos satisfatórios. Para resolver a questão, a Bosch procurou o CSEM Brasil.

 

O CSEM Brasil chega com uma solução inédita

Para chegar a um resultado que satisfizesse às necessidades da indústria, era necessária uma solução que permitisse medir o estado dos roletes, coletar e transmitir informações, além de fornecer energia para o funcionamento desse sistema. Tudo isso da forma mais econômica e assertiva.

Após realizar estudos, brainstormings e levantamento das diversas tecnologias possíveis e acessíveis, a equipe de profissionais do CSEM Brasil, altamente especializada e dedicada ao projeto em tempo integral, chegou a uma proposta: uma rede de sensores sem fio de longo alcance e baixo consumo, que coleta dados dos roletes de suporte.

O investimento foi em um sistema baseado na comunicação entre os aparelhos, característica fundamental da IoT. A internet das coisas, essencial para avanços na Indústria 4.0, é apontada como a solução para diversos problemas do setor, especialmente os relacionados à segurança e aos custos, fatores muito caros para a mineração.

E nesse caso não foi diferente: por meio do sistema de sensores sem fio com características que atendem às necessidades apresentadas, cada rolete será capaz de informar o seu estado, gerando informações que são transmitidas em tempo real para a central de monitoramento. Dessa forma, a equipe de manutenção só será deslocada quando for necessária a troca de roletes prestes a se tornarem defeituosos.

A proposta apresentada, portanto, permite que, em associação com a tecnologia, a ação humana seja realizada de forma altamente precisa, ao mesmo tempo em que há economia de tempo e de recursos. Uma solução inédita, para um problema mundial.

 

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CSEM Brasil

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