Indústria 4.0 nas pedreiras é marcada pelo uso de tecnologias para automação e troca de dados, englobando os conceitos de Internet das Coisas (IoT) e Computação em Nuvem

Utilizando novos e avançados recursos tecnológicos, a Indústria 4.0 tem ganhado a atenção de diversos setores da indústria ao tocar em um ponto crucial: a maior eficiência das operações. Na mineração e construção não é diferente. A busca por aumento de produtividade, melhores condições de trabalho e maior assertividade na tomada de decisões tem levado pedreiras e mineradoras a buscarem alternativas tecnológicas com uma frequência cada vez maior.

Renato Iwamoto Ferreira

Com seis pedreiras em atividade, a Embu S.A. é um destes casos e conta como utiliza a Indústria 4.0 a seu favor. “Atualmente, temos sensores de níveis, de corrente e de velocidade que controlam a operação da britagem de agregados. Além disso, possuímos uma Usina de Solos que faz composição de diversas faixas de agregados com o uso de células de carga que comandam a vazão de cada material por um sistema de automação”, diz Renato Iwamoto Ferreira, Engenheiro de Minas da Embu S.A.

Na rebritagem, o sistema de automação auxilia no controle de diversos equipamentos. Como exemplo, ele comanda a alimentação dos britadores de acordo com o nível de enchimento deles e monitora as correntes dos motores. “O sistema ainda controla a retomada do material do pulmão conforme os níveis dos silos da britagem. Até mesmo o comando do semáforo para bascular o caminhão na caixa primária é controlado pela automação, que atua de acordo com o nível da caixa de alimentação do britador primário”, explica Ferreira.

Já na Usina de Solos, os recursos da Indústria 4.0 controlam a dosagem de cada material e, de acordo com o peso de cada um deles, regula a velocidade da correia do agregado para poder ajustar ao padrão solicitado. Como resultado, é possível atender diversos tipos de materiais de forma mais ágil e entregar o material especificado em um tempo menor, o que garante uma entrega maior para o cliente por dia.

Segundo o Engenheiro de Minas da Embu, essas ferramentas têm contribuído de forma significativa para o aumento da produtividade das unidades, bem como para a redução de custos das pedreiras. “Estima-se que o uso da automação traga ganhos de 20% na produtividade da britagem. Além disso, por controlar diversos parâmetros, é possível reduzir o número de funcionários e de horas trabalhas, consequentemente reduzindo também o custo de operação”, exemplifica.

Na avaliação da Embu, a Indústria 4.0 é uma tendência e quem não conseguir se adequar precisará lidar com perdas de produtividade e elevação dos custos das operações. Por isso, a expectativa do grupo é poder contar com mais sistemas de automação integrados no futuro, que entreguem informações de forma rápida e que possam ser usados para comandar e ajustar os processos.

Instalação de Britagem na Embu

Riuma Mineração utiliza automação na britagem

Antenada às tendências do mercado, a Riuma Mineração iniciou um projeto de reformulação total da sua planta de britagem de granito, em 2012. Localizada em Jaraguá (SP), a unidade foi inaugurada, em 2014, com um sistema de controle para a linha de produção.

Além de hardware e software especialmente desenvolvidos para o setor de mineração, a Riuma também apostou em uma lógica customizada que viabilizou o acompanhamento de fatores como operação, produtividade, segurança, manutenção e controle ambiental.

Veja na sequência como cada um destes pontos é controlado:

1. Operação

O funcionário opera e monitora a planta olhando para a tela de um computador, integrado ao controlador, que permite a ele uma visão gráfica e integral de todo o processo. A Riuma adicionou, ainda, um sistema automático de controle de abertura dos pontos de transferência de materiais, que é composto por correias transportadoras especiais acionadas por inversores de frequência integrados à automação. Para completar, a pedreira conta com sensores de entupimento de bicas e de enchimento nos silos e pilhas.

“O sistema possibilita que o operador ligue e desligue os equipamentos automaticamente, observando a sequência correta de partida dos mesmos e, assim, evitando os erros que causariam atrasos na produção ou até mesmo a quebra de equipamento. O controle dos pontos de transferência automáticos, permitem que o operador altere, mude a velocidade ou até interrompa o fluxo de um material com um “click” do mouse.

Carlos Roberto Barbosa Junior

Os sensores de entupimento e enchimento, por sua vez, evitam que os materiais transbordem dentro dos silos ou venham a tocar as correias transportadoras quando as pilhas de produtos atingirem os seus níveis máximos”, explica Carlos Roberto Barbosa Junior, Engenheiro Mecânico da Riuma Mineração e responsável pelo setor de Equipamento e Manutenção.

Entre os resultados práticos, ele cita o aumento da disponibilidade operacional da planta com a eliminação dos erros de operação; controle de fluxo de material, agilizando a operação e contribuindo para o ganho de produtividade; e eliminação da necessidade de intervenção de um funcionário de campo, reduzindo custos e minimizando os riscos de acidentes.

2. Produção

As Balanças Integradoras – instrumentos conectados à automação – informam o operador sobre os dados de produção instantâneo e acumulado, favorecendo o monitoramento da produção total de produto específico em tempo real. Com isso, a Riuma Mineração consegue avaliar a eficiência de peneiramento e desenvolver projetos de diferentes materiais a serem produzidos.

Área operacional de uma das unidades da Embu

3. Produtividade

“Com um sistema composto por sensores do tipo “radar” e inversores de frequência integrados à automação, garantimos que os nossos britadores estarão sempre trabalhando a plena carga”, pontua Junior. Segundo ele, isto é possível pois o sensor monitora o nível de material que está sendo alimentado ao britador e envia um sinal ao motor do alimentador do mesmo para acelerar ou desacelerar o processo, nunca deixando faltar material e, ao mesmo tempo, não deixando com que o equipamento trabalhe com material em excesso. “Como resultado, conseguimos um aumento de produtividade de, no mínimo, 20% em comparação a um sistema operado manualmente, o que impacta diretamente na redução de custo de produção”, complementa.

Monitoramento da operação na Riuma Mineração

4. Segurança

Foram instalados instrumentos de segurança, como botões de parada de emergência e linhas de emergência, bem como avisos sonoros e luminosos, ao longo de toda a linha de produção da Riuma Mineração.

O funcionário responsável pela manutenção ou limpeza é automaticamente avisado por meio dos avisos sonoros e visuais, pelo período de 10 segundos, todas as vezes que uma máquina entrará em movimento. “Essa função faz com que ele tenha tempo necessário para se distanciar de um ponto de perigo e, caso surja alguma interferência com um maquinário, ele pode acionar um botão de parada de emergência ou puxar uma cordinha para parar a linha de produção por completo”, diz Júnior.

Logo, é possível reduzir drasticamente os riscos de acidentes de trabalho, eliminando os passivos trabalhistas da empresa e garantindo a disponibilidade de operação.

5. Manutenção

Todos os parâmetros dos motores dos equipamentos que compõem a linha de produção também são monitorados. A partir daí, dados como quantidade de horas trabalhadas (horímetros), esforço (amperímetros) e temperatura (termômetros) podem ser visualizados em tempo real e registrados no banco de dados do computador de operação.

Já por meio dos sensores de curso e capacitivos, o alinhamento e a ruptura das cintas das correias transportadoras são monitorados, o que possibilita o ajuste antes que elas venham a ter um desgaste excessivo ou mesmo se romper. Caso se rompam, o sistema é avisado e a transportadora é desligada, diminuindo os danos aos equipamentos. Por último, a instalação de eletroímãs e detectores de metais acusam a presença e extraem qualquer corpo estranho e metálico, que não deveria estar na linha.

“Todos os dados são usados para o controle de manutenção preventiva dos equipamentos e de todo o material de desgaste, permitindo a criação de manutenções preditivas: trocamos alguns componentes, antes que eles venham a se quebrar e comprometer o funcionamento do equipamento”, conta o Engenheiro.

6. Controle Ambiental

Por fim, a Riuma Mineração integrou um sistema de aspersão de água de alta eficiência à automação, para controlar as das partículas de pó geradas durante o processo. O controlador central gerencia as bombas e válvula eletromagnéticas para que trabalhem em conjunto com o acionamento de cada equipamento e proporcionalmente à carga que estão trabalhando. A iniciativa eliminou a necessidade de um funcionário de campo fazer o acionamento manual, bem como a possibilidade de esquecimento de água ligada ou até mesmo desligada.

Na avaliação da empresa, o setor de agregados ainda está bem atrasado quando às recentes tecnologias disponíveis no mercado e aderir a elas não se trata apenas de uma opção, mas sim de uma obrigação por parte das pedreiras e mineradoras que querem prosperar. “A indústria 4.0, por meio da informatização das nossas linhas de produção, proporcionando monitoramento e gerenciamento de dados operacionais aliados à conectividade, tem muito o que agregar para o nosso negócio como um todo”, finaliza.

Votorantim Cimentos lança desafio de inovação para operação de agregados com foco na Indústria 4.0

Considerada uma das maiores empresas globais do setor, a Votorantim Cimentos anunciou recentemente um novo desafio em sua plataforma de inovação aberta, a VC Connect. A companhia está buscando startups que trabalhem com soluções para o desenvolvimento de um simulador de processos para mineração e britagem de agregados, com foco nos pilares da Indústria 4.0. Segundo a Votorantim Cimentos, serão avaliados principalmente os seguintes requisitos:

• Sistema leve com baixo custo de implementação em relação a soluções já disponíveis no mercado;
• Solução on premise com armazenamento local de dados;
• Software flexível para aplicação em múltiplas fábricas e integração com os sistemas SAP e sistema de controle local;
• Interação amigável com o usuário, fácil manipulação e visualização remota de painel de métricas (dashboard);
• Permita alimentação de dados manual e/ou automática e gere cenários que suportem decisões do negócio;
• Considere o ambiente de mineração, no qual pode existir a limitação de infraestrutura de conectividade na mina para proposição da solução;
• A solução pode ou não considerar telemetria como entrada de dados para aplicação de simulação.

A expectativa da companhia é aplicar a solução em quatro fábricas no Brasil, localizadas em Araçariguama (SP), Santa Isabel (SP), Itapecerica da Serra (SP) e Campo Grande (MS). Os projetos selecionados passarão por uma imersão no ambiente da Votorantim Cimentos e, posteriormente, por provas de conceito.

Erik Ribeiro Weide de Araujo – Votorantim

“Temos o propósito de sempre buscar diferentes soluções e adotar práticas inovadoras em nossos processos e operações. Diante disso, enxergamos a necessidade de criar um programa que pudesse ser um ecossistema para inovação aberta, promovendo um ambiente em que se conecte com startups, centros de pesquisas, entre outros”, diz. Erik Ribeiro Weide de Araujo, Gerente Geral de Agregados da Votorantim Cimentos.

O executivo ressalta que a companhia acredita que as tecnologias de Indústria 4.0 proporcionam grande diferencial para àqueles que desejam inovar de forma rápida e com um escopo mais amplo. “Elas permitem que mantenhamos a continuidade da operação, desde o processo de mineração até as máquinas da indústria, de maneira uniforme, trazendo confiabilidade”, complementa.

No caso específico do desafio de inovação, a Votorantim Cimentos espera por soluções que proporcionarão maior previsibilidade de produção, manutenção e performance, bem como ajudarão a identificar oportunidades de redução de custos. “Durante o processo de fabricação de agregados, existem desafios operacionais que podem ser evitados se mapeados antecipadamente”, diz.

Atualmente, na Votorantim Cimentos conta com diferentes sistemas de indústria 4.0 como o projeto Spectrum, que utiliza inteligência artificial para monitorar e entender o comportamento dos principais equipamentos na produção de cimento, e o VC Maps, sistema que possibilita que mais de 30 minas de calcário da empresa, distribuídas em todo Brasil, sejam monitoradas remotamente por meio de imagens de satélite.

Dotado de recursos de inteligência artificial, o sistema compara, periodicamente e de forma autônoma, as imagens das diversas localidades para garantir a conformidade das suas operações e a evolução dos planos ambientais.