avaliacao de des de conservacao de energia em circuitos de britagem de minerio de ferro

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Escola de Minas - Departamento de Engenharia de Minas Pós-Graduação Lato Sensu em Beneficiamento Mineral

MAGNO LÚCIO DE ARAÚJO

AVALIAÇÃO DE OPORTUNIDADES DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA EM

CIRCUITOS DE BRITAGEM DE MINÉRIO DE FERRO

OURO PRETO (MG)

2010

ii

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

MAGNO LÚCIO DE ARAÚJO

AVALIAÇÃO DE OPORTUNIDADES DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA EM

CIRCUITOS DE BRITAGEM DE MINÉRIO DE FERRO

Monografia apresentada ao Programa

de Pós-graduação em Engenharia de

Minas da Universidade Federal de Ouro

Preto, como requisito para obtenção do

título de Especialista em

Beneficiamento Mineral.

Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Pereira

OURO PRETO (MG)

2010

iii

RESUMO

Os circuitos de cominuição são os maiores consumidores de energia das plantas de

processamento do minério de ferro. Os equipamentos desses circuitos, contudo,

operam de maneira pouco eficiente energeticamente, comparados a outras

máquinas elétricas. Os britadores são equipamentos que permanecem energizados

e em operação mesmo sem a presença de material para processar, gerando

consumo energético não produtivo e, assim, indesejável. A utilização eficiente de

energia elétrica traz benefícios tanto ao processo mineral quanto ao meio ambiente,

motivando o presente trabalho, que busca apresentar oportunidades de conservação

de energia e gestão dos insumos energéticos nos circuitos de britagem de minério

de ferro. As tecnologias disponíveis e metodologias para aperfeiçoar a utilização dos

recursos existentes serão verificadas e será apresentada uma proposta de circuito

de britagem otimizado em termos de eficiência energética. Serão utilizados como

referência circuitos reais e provenientes de literatura, de forma a buscar a redução

do tempo de funcionamento dos britadores sem carga, melhorias na cadeia logística

e de informação no circuito. Tornar o consumo energético da cominuição mais

eficiente e racional resulta diretamente na melhoria dos resultados financeiros do

processo mineiro e em seu impacto ambiental. Somados aos benefícios materiais, o

uso consciente da energia elétrica é uma ação com forte apelo de consciência

ambiental. As empresas de mineração são constantemente alvo de questionamentos

quanto às interferências no meio ambiente e deste modo justifica-se também o tema

desse trabalho por contribuir com a melhoria da imagem das companhias

mineradoras junto à sociedade.

Palavras Chave: Eficiência energética, Britagem, Conservação de energia, Minério

de ferro, GERBI

Formatado: À esquerda

iv

ABSTRACT

The higher energy consumption fraction within the iron ore process is used in the

comminution circuits. However, the equipments at those circuits work inefficiently,

compared to other electrical machines. The crushers are electrical machines that

remain in operation even without material to process, consuming an unwelcome non-

productive energy. The efficient electrical energy use brings benefits to the mineral

process as well as to the environment, motivating this work, which looks for energy

saving and its consumption management opportunities at the iron ore crushing

circuits. The available technologies and methodologies aiming energy resources’ use

improvement will be analyzed and, thus, a finest hypothetical crushing circuit, in

terms of energy efficiency, will be presented. In the research, real circuits and others

from literature will be used as reference to best practices in crushers’ non-productive

operation time reduction and improvements at the information flow and ore logistic

chain. Making the comminution energy consumption more efficient and rational

improves directly the mining process economic results and reduces its environmental

impact. Hence, in addition to material benefits, the rational energy use shows

company’s environmental care. Mining companies are often accused of environment

intervention, also reinforcing the theme purposed in this work, since the efficient use

of energy contributes positively to this industry sector image amongst the society.

Keywords: Energy efficiency, Crushing, Iron ore, GERBI

Formatado: À esquerda

v

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO .....................................................................................................1

2. OBJETIVOS .........................................................................................................2

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................................................4

4. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA BRITAGEM...............................................31

5. DISCUSSÃO DOS ASSUNTOS ABORDADOS.................................................38

6. CONCLUSÃO ....................................................................................................44

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................45

Excluído: 32

Excluído: 39

Excluído: 45

Excluído: 46

Excluído: 1. INTRODUÇÃO1¶2. OBJETIVOS 2¶3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4¶4. BRITAGEM 20¶5. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA BRITAGEM 32¶6. DISCUSSÃO DOS ASSUNTOS ABORDADOS 39¶7. CONCLUSÃO 45¶8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 46¶1. INTRODUÇÃO 1¶2. OBJETIVOS 2¶3. Revisão Bibliográfica 4¶4. BRITAGEM 20¶5. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA BRITAGEM 32¶6. Discussão dos assuntos abordados 39¶7. Conclusão 45¶8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 46¶

Excluído: 1. INTRODUÇÃO1¶1.1. Introdução 1¶2. Objetivos 2¶3. Revisão Bibliográfica 4¶3.1. Histórico 5¶3.2. Motivação para aplicação de medidas de eficiência energética 7¶3.3. Aplicações gerais em projetos de eficiência energética 9¶3.3.1. Programa de Gestão Energética (PGE) – PROCEL/GERBI 10¶3.3.2. Gestão pelo lado da demanda (DSM) 17¶4. BRITAGEM 20¶4.1. Cominuição 20¶4.2. Britadores 20¶4.2.1. Britadores primários 21¶4.2.2. Britagens secundária, terciária e quaternária 24¶4.3. Circuitos de Britagem 29¶5. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA BRITAGEM 32¶5.1. Automação e controle 33¶5.2. Simulação Computacional 35¶5.3. Eficiência na fratura das partículas na britagem 37¶6. Discussão dos assuntos abordados 39¶7. Conclusão 45¶8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 46¶1. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS 1¶1.1. Introdução 1¶1.2. Objetivos 1¶2. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 3¶

¶... [1]

1

1. INTRODUÇÃO

A busca por processos mais eficientes é uma constante nos setores produtivos, em

especial na indústria de minério de ferro. Nessa, oportunidades para agregar valor

ao material por alteração do produto final, como a eliminação de um determinado

mineral indesejado presente na frente de lavra ou a obtenção de níveis mais baixos

de SiO2, são normalmente dispendiosas e afetam a produtividade.

As plantas de beneficiamento mineral utilizam principalmente energia elétrica, além

do considerável uso de diesel para caminhões, que não será diretamente tratado

nesse trabalho. A eletricidade é necessária para transporte, redução, seleção e

bombeamento do minério, além de outras finalidades úteis, como iluminação e

condicionamento dos ambientes, em especial salas elétricas e escritórios. O custo

da energia utilizada nessas atividades influencia o custo do minério e a margem de

lucro das empresas.

Excluído: <#>INTRODUÇÃO¶

2

2. OBJETIVOS

Com o objetivo de apresentar propostas para a redução desses custos, além de

outros benefícios que a redução do consumo de energia elétrica proporciona, optou-

se nesse trabalho por abordar a área da mineração com maior consumo energético,

conforme Neves e Tavares (2004) e Sampaio (2007), a britagem. Não foram

encontrados dados brasileiros, porém o departamento de energia dos Estados

Unidos, DOE (U. S. Departament of Energy), estima que 75% da energia utilizada no

processo de beneficiamento mineral seja aplicada nos circuitos de cominuição,

correspondendo a 30% da energia consumida em todo o processo de mineração,

conforme Tromans (2007).

Será apresentado um histórico, os principais termos e informações sobre o tema

“eficiência energética”, seus principais conceitos e aplicações no contexto geral e

especificamente no âmbito industrial.

As propostas de economia de energia terão foco na racionalização do uso de

energia, visando à redução do consumo de energia nos circuitos de britagem na

mineração de minério de ferro. Os estudos foram baseados em métodos para

aumentar a eficiência energética do sistema sem alterações físicas ou químicas do

mineral beneficiado, como melhorias de logística, automação e no uso e tecnologia

dos equipamentos empregados no processo. Essa abordagem visa, portanto, o

ganho com a conservação de energia sem alterações de produtividade ou qualidade

do produto final.

Apresentam-se, também, metodologias de gestão energética, que contribuem não

somente na redução do consumo de energia por tonelada produzida, mas na

manutenção dos melhores índices de consumo ao longo do tempo. Essas técnicas

serão utilizadas para a análise de oportunidade de melhorias de curto e longo prazo

nos processos de britagem do minério de ferro. Envolvem, principalmente,

treinamento das pessoas envolvidas no processo e conscientização geral sobre o

uso racional da energia elétrica.

Por fim, serão discutidos os benefícios com a execução de projetos com esse foco,

que além de econômicos, contribuem para a redução de efeitos indesejados da

geração e distribuição de energia elétrica e, consequentemente, para a imagem da

3

empresa, normalmente afetada por uma visão negativa, no aspecto ambiental, de

suas atividades.

4

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Para abastecer seu mercado consumidor, uma concessionária de energia produz

energia elétrica por meio de usinas hidrelétricas, termelétricas, eólicas e

fotovoltaicas, entre outras. A concessionária de energia mantém contínuos planos de

investimentos, aplicando recursos para melhorar seus serviços e atender a toda

população, conforme Salum (2005).

Mas é preciso utilizar a energia de maneira eficiente. O desperdício aumenta a

necessidade de novos investimentos em ampliações do parque gerador e do sistema

elétrico, elevando o custo da energia, além de afetar o meio ambiente pela

inundação de grandes áreas das barragens das hidrelétricas. Dentro das empresas,

a instalação de equipamentos ou infra-estrutura mal dimensionados ou pouco

eficientes pode gerar não apenas o aumento do consumo de energia, mas também

de materiais e estruturas para a instalação desses.

A análise da utilização da energia tem por objetivo diagnosticar o consumo, levantar

potenciais melhorias em eficiência energética e prospectar soluções que resultem

em melhoria do desempenho das unidades consumidoras, com conseqüente

aumento de competitividade. Conforme informações apresentadas pela Petrobrás

(PETROBRAS, 2009), a implantação de medidas para conservação de energia

poupa recursos naturais, como o petróleo e o gás, diminui custos de produção,

possibilita a produção de bens cada vez mais baratos e competitivos, melhora o

desempenho econômico de empresas e reduz a necessidade de se investir em infra-

estrutura e energia, pois é mais barato conservar do que gerar energia, garantindo

mais verba para ser destinada a outros fins. Além disso, essas ações podem

assegurar o retorno do investimento realizado, já que o montante é recuperado ao

longo da vida útil de equipamentos, por conta da economia de energia resultante.

SALUM (2005) definiu eficiência energética como a utilização da “energia de forma a

obter o máximo benefício com o menor consumo, evitando os desperdícios ou o uso

inadequado, sem, no entanto, diminuir a qualidade de vida, o conforto, a segurança

Formatado: Título 2

Formatado: Cor da fonte:Automática







Excluído: . (essa frase ficou sem sentido)

Excluído: de energia

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Excluído: de eficientização (otimização??)

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Excluído: ocorrida

Excluído: ”

Excluído: Esse parágrafo precisa ser melhorado

5

e a produtividade”. Já a ABESCO (2010) (Associação Brasileira das Empresas de

Serviços de Conservação de Energia) definiu um projeto de eficiência energética

como “um conjunto de medidas bem definidas que, quando implantadas, levarão a

uma redução, previamente determinada, dos custos de consumo de água e/ou

energia de uma empresa ou empreendimento, mantendo-se os níveis de produção e

da qualidade do produto final.” Em outras palavras, economizar energia não é

“apagar a luz”, mas utilizar a iluminação correta no tempo necessário.

3.1.1. HISTÓRICO

Segundo Garcia, (2003), “a década de 1970 é sempre o marco inicial nos estudos

sobre eficiência energética. Os choques do petróleo alertaram para uma possível

escassez futura de energia. Concomitantemente, cresceu a preocupação com o

meio ambiente, que é negativamente impactado pelo uso da energia, notadamente

na emissão de gases de efeito estufa”.

Em 1985-6, alteraram-se as perspectivas: baixam-se os preços do petróleo, reduz-se

a capacidade de expansão do setor elétrico por causa das baixas tarifas e juros do

mercado internacional. É preciso economizar eletricidade. É criado, então, o

PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, cuja ação vai

realmente implementar o uso eficiente da energia elétrica no Brasil.”

Contudo, quando boa parte do Brasil passou por severas limitações de oferta de

energia elétrica nos anos 2001 e 2002, as indústrias buscaram a preservação dos

seus negócios por meio de medidas emergenciais de eficiência energética e até

cortes na produção e não houve ação efetiva do PROCEL na ocasião. O Governo

Federal lançou nessa ocasião um “pacote” de medidas destinadas a diminuir os

desperdícios no consumo deste energético, porém não foi focado no âmbito

industrial. Das lições aprendidas, ficou a capacidade da maioria dos consumidores e

das indústrias em reduzir seu consumo de eletricidade sem interrupção de suas

atividades.

Apenas as ações relativas a motores elétricos, para os quais foram regulamentados

índices mínimos de eficiência, afetavam o setor de mineração. Vários equipamentos

ainda estão em processo de regulamentação pela Lei 10.295/01, mas há forte






Excluído: , (ano)

Excluído: ”.

Excluído:

Excluído: ou

Excluído: sinalização (ou perpectivas

Excluído: )

6

predominância para equipamentos de uso residencial e comercial, como, por

exemplo, geladeiras, lâmpadas fluorescentes, fogões, fornos, ar condicionado de

parede e entre outros.

As duas iniciativas federais que apresentam maior atenção ao setor industrial são o

PROCEL - Indústria e o PROESCO, que é uma linha de crédito do BNDES. A

atuação do PROCEL - Indústria visa, entre outros pontos, minimizar perdas em

sistemas motrizes já instalados na indústria brasileira. Já a linha de crédito

PROESCO do BNDES financia, diretamente ou por meio de seus agentes, até 80%

do valor de projetos de eficiência energética. Atualmente, esse setor representa

40,7% da energia consumida no Brasil. Como comparação, a soma dos consumos

de energia dos setores residencial, comercial e público soma apenas 15,8% do total

(CNI, 2009 apud BEM, 2008). Entretanto, os programas federais existentes de

eficiência energética estão mais focados nestes três últimos setores citados.

Outro recurso para projetos de eficiência energética é o Programa de Eficiência

Energética – PEE da ANEEL. Os recursos do PEE são formados pela destinação de

0,5% da Receita Operacional Líquida - ROL da maioria das concessionárias. Esses

recursos devem ser aplicados em projetos de eficiência energética aprovados pela

ANEEL. Entretanto, metade deste valor, ou 0,25% da ROL, deve ser direcionado

obrigatoriamente a consumidores de baixa renda.

Em 2009, o Ministério de Minas e Energia se dispõe a desenvolver uma estratégia

nacional de eficiência energética. O Plano Nacional de Energia 2030, aprovado pelo

Conselho Nacional de Política Energética – CNPE definiu metas de 10% de

conservação de energia.

Verifica-se que existe no Brasil o conhecimento das técnicas e métodos para realizar

um programa de eficiência energética, mas ainda cabe um amplo debate para a

consolidação de um plano de metas efetivo que leve em consideração as

oportunidades e barreiras existentes no país.

Os governos de outros países criaram estruturas específicas - departamentos de

ministérios - como responsáveis pelo planejamento e gerenciamento dos programas

de eficiência energética na indústria (EUA - DoE, Canadá - OEE, Finlândia - Motiva,

Dinamarca - ENS, México - CONUE e Austrália - RET). Países como Nova Zelândia

7

- EECA, Japão, Alemanha – DENA e China criaram agências específicas para esta

finalidade. Como exemplo, a agência sueca trata da área energética como um todo e

a agência francesa lida também com questões ambientais. A Inglaterra criou uma

empresa privada, a EST, para buscar reduções nas emissões de gases de efeito

estufa, lançando mão de estratégias de eficiência energética.

Dentre as propostas das agências de outras nações para a eficiência energética

encontra-se o estímulo a parcerias público-privadas para pesquisa e

desenvolvimento de equipamentos e processos industriais eficientes. Com esta

parceria se diminui os riscos e as incertezas associadas a ganhos de eficiência

energética. Os EUA têm apostado nesta estratégia há bastante tempo, sobretudo

através do DoE. Outro país que também tem seguido este caminho, de forma

significativa, é a Austrália. O Brasil, por sua vez, possui fundos de desenvolvimento

tecnológico que poderiam receber demandas de investimento para projetos de

otimização energética industrial.

A definição de normas internacionais, como da ISO para consumo de energia, é

também uma tendência mundial. Países como EUA, China, Dinamarca e México

possuem normas de gestão otimizada de energia na indústria, compatíveis com a

ISO 9000 e a ISO 14000. No Brasil, encontra-se em discussão a proposta de uma

norma ISO para gestão da energia na indústria. A liderança dessa discussão está

com a ABNT, com apoio da Eletrobrás e da Petrobrás.

3.1.2. MOTIVAÇÃO PARA APLICAÇÃO DE MEDIDAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Nos programas de eficiência energética dos países desenvolvidos as preocupações

ambientais vêm alcançando a primazia nas motivações para os programas de

eficiência energética. Já em boa parte dos países em desenvolvimento, incluindo o

Brasil, existem, além desses, outros motivadores para estes programas como, por

exemplo, a melhor utilização das capacidades de suprimento de energia disponíveis,

particularmente de energia elétrica

Para as empresas individualmente, a implantação de um programa de eficiência

energética se justifica por várias vertentes, sendo as principais, segundo (Salum,

2005):


Excluído: ¶

8

• Custos crescentes do kWh, pela escassez de recursos naturais e financeiros;

• Custo do kWh economizado é menor do que o kWh gerado;

• Redução dos custos no produto;

• Consciência dos prejuízos causados pelo desperdício;

• Postergação ou redução de investimentos em equipamentos elétricos;

• Aumento da produtividade e competitividade;

• Melhoria da eficiência de processos e dos equipamentos;

• Minimização do impacto ambiental causado pelas usinas geradoras.

Os estudos para obtenção dessas melhorias tornam-se mais atraentes ao possuírem

focos técnico-econômicos, de forma que a implantação das propostas seja viável de

forma que a economia obtida com a redução do consumo dos insumos energéticos

compense os investimentos necessários. Essa proposta é normalmente adotada

pelas empresas prestadoras de serviço de conservação de energia, as ESCOs.

Conforme a ABESCO, “ESCOs (Energy Services Company) são empresas de

engenharia, especializadas em serviços de conservação de energia, ou melhor, em

promover a eficiência energética e de consumo de água nas instalações de seus

clientes”. Uma ESCO oferece serviços de identificação de oportunidades para

reduzir gastos com energia, implantação das oportunidades identificadas e startup

dos novos sistemas, incluindo o Plano de Medição & Verificação (M&V). O

acompanhamento das variáveis energéticas, disponibilizado pelo M&V, após a

implantação das ações de eficiência energética são importantes para avaliar os

ganhos obtidos e verificar possíveis desvios geradores de aumento indiscriminado

do consumo de energia após a realização dos projetos.

Apesar das motivações em torno da implantação de ações de conservação de

energia apresentadas, algumas barreiras são encontradas para implantação desses

projetos. No trabalho realizado pelo CNI (2009) em conjunto com a Eletrobrás e o

PROCEL, foram apontadas algumas das principais barreiras para projetos de

eficiência energética na indústria brasileira e, em especial, são apresentados a

seguir os pontos de melhoria relativos à indústria extrativa mineral, a saber:

• necessidade de maior difusão das tecnologias mais eficientes e dos

potenciais benefícios;

Formatado: Não Realce




9

• percepção de riscos altos com a introdução de novas tecnologias;

• baixa liquidez e restrições de acesso a linhas de financiamento, para os casos

das pequenas e médias empresas do setor;

• necessidade de treinamento de pessoal para identificar oportunidades de

eficiência energética e para fazer a gestão dos projetos que se mostrarem

viáveis ou contratar empresas especializadas, como as ESCOs.

No resto do mundo já existem várias frentes para o desenvolvimento de projetos

com foco em eficiência energética. No trabalho CNI/ELETROBRÁS (CNI, 2009)

foram analisados programas de eficiência energética industrial, desenvolvidos em 12

países e na União Européia. Os seguintes resultados foram apresentados:

• 94% dos programas associam ganhos de eficiência com ganhos ambientais;

• 82% possuem algum tipo de incentivo financeiro ou tributário para ações de

eficiência energética;

• 62 % são programas voluntários;

• 62% promovem a substituição de equipamentos e alteração de processos

industriais;

• 54 % disponibilizam informações técnicas.

Alguns dos instrumentos listados já têm sido utilizados no Brasil, requerendo apenas

aperfeiçoamentos. Como exemplo, as ações do PROCEL de capacitação e

treinamento e fomento a diagnósticos industriais.

Há de se considerar na análise de implantação da experiência internacional no Brasil

de forma se obter os melhores resultados possíveis. Com essa visão, neste trabalho

foram utilizadas como referência metodologias e propostas de eficiência energética

tanto de fontes nacionais como internacionais.

3.1.3. APLICAÇÕES GERAIS EM PROJETOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

Iniciativas com focos variados podem ser encontradas em busca do aumento da

eficiência energética. Serão apresentadas a seguir algumas delas.






Excluído:

10

3.1.3.1. PROGRAMA DE GESTÃO ENERGÉTICA (PGE) – PROCEL/GERBI

Existe uma técnica adotada em vários países, denominada PCE – Planejamento

Corporativo de Energia, divulgada no Brasil pelo Programa GERBI (Greenhouse Gas

Emission Reduction in the Brazilian Industry) - esta técnica dispõe de várias

ferramentas no sentido de implantar a gestão energética em uma empresa,

integrando as dimensões tecnológica, organizacional e comportamental, conforme

(GERBI, 2003 apud Garcia, 2008).

3.1.3.1.1. Projetos Técnicos

Dentre as metodologias que compõem o conceito de gestão energética, que serão

abordadas nesse trabalho, apresentam-se os 7 Passos para a Eficiência Energética,

que “estabelece um método racional e progressivo para otimizar as ações de

eficiência energética na empresa, partindo do conhecimento de seus custos, e

otimizando o uso final ao ponto de suprimento, para então prover ótimas soluções de

suprimento, como está esquematizado na Figura 1: primeiro entender o consumo

atual para então encontrar as oportunidades de melhoria.” (GARCIA, 2008)

Figura 1 - 7 passos para a eficiência energética (GERBI, 2003 in GARCIA, 2008)



11

A estrutura de preço adotada pelo setor elétrico geralmente considera que diferentes

consumidores devem ter tarifas também diferentes. Sendo assim, a empresa deve

verificar se a tarifa energética aplicada é a mais conveniente e deve conhecer muito

bem os custos envolvidos no contrato de energia junto à concessionária de energia

elétrica.

Existem alguns tipos de tarifação da energia elétrica, que dependem da

característica do consumidor. Essas são dividas entre a tarifa convencional,

normalmente aplicada para uso residencial ou pequenos consumidores, com preço

fixo por kWh consumido, e a tarifa horo-sazonal, a qual se direciona a empresas ou

a grandes consumidores. Nessa última, os preços são diferenciados de acordo com

a sua utilização durante as horas do dia e durante os períodos do ano.

Conforme (Salum, 2005), “as tarifas horo-sazonais também permitem ao consumidor

reduzir suas despesas com energia elétrica, desde que ele consiga programar o seu

uso. Essa redução poderá ser obtida evitando-se o horário de ponta e/ou

deslocando-se o consumo para determinados meses do ano.”.

Deve ser observada também a existência de multas decorrentes de consumo acima

do estipulado em contrato ou devido a problemas na malha elétrica interna à

empresa.

Em alguns casos ainda, as empresas têm geração própria de energia ou o uso de

outras energias além da elétrica, como gás, carvão ou até mesmo solar. Essas

outras fontes devem ser consideradas para a determinação do custo total com

energia.

Nesse ponto é importante comparar o consumo de energia atual com dados

históricos. Caso já tenham ocorrido períodos em que houve consumos menores de

energia com o mesmo nível de produção e a mesma planta instalada, é clara a

existência de um ajuste dos equipamentos ou metodologia de produção mais

eficiente.

Esse momento histórico deve ser atentamente observado para servir como uma

meta inicial para operação da planta e, se possível, buscar entender as condições

de operação dessa ocasião para então replicá-las.

Excluído: <#>Entender o consumo atual¶¶<#>Entender os custos¶

Excluído: (Retirei comparar-se)

12

Conforme Salum (2005), “O indicador de consumo mais utilizado para avaliar o

desempenho de uma unidade consumidora é o consumo específico, que é a relação

entre o consumo de energia elétrica (kWh) e a respectiva produção (em unidades,

toneladas, litros, etc.).”

A monitoração utilizando o consumo específico permite a comparação da eficiência

da planta em taxas distintas de produção. Cabe ressaltar que, caso não sejam

eliminadas as parcelas de consumo de energia não diretamente relativas à

produção, como iluminação e condicionamento de ambientes, deve-se atentar para

a influência de uma possível alteração desse consumo no tempo, o que poderia

afetar a veracidade da comparação entre períodos.

Ce = Eee / Pe

Onde:

Ce = Consumo específico

Eec = Energia elétrica consumida

Pe = produção específica de determinado produto (em unidades, toneladas, litros,

etc.,)

Verificando como é distribuído o consumo de energia ao longo do tempo pode-se

encontrar eventuais oscilações de consumo, que são normalmente indesejadas.

Essas oscilações podem apontar o uso de equipamentos desnecessários em um

pico de consumo ou a utilização de máquinas com baixa demanda em momentos de

reduzida produção. As duas situações devem ser evitadas, visto que o caso acima

da média força um maior contrato de demanda, mais caro, ou a ultrapassagem da

demanda máxima, gerando multas. Já no caso do funcionamento em baixa carga, os

equipamentos podem estar funcionando em pontos de operação menos eficientes,

por estarem fora das características para as quais foram projetados.

Um último passo deve ser ainda seguido para o entendimento do consumo de

energia de uma unidade. Indica-se a avaliação do consumo e demanda

separadamente para cada um dos setores da planta analisada, comparando-se o

Excluído: <#>Entender quando (retirar)¶

Excluído: <#>Entender onde (retirar)¶

13

peso dessa em relação ao todo. Dessa forma pode-se evidenciar um processo ou

sistema que possua um uso mais intensivo de energia.

Essas informações podem ser utilizadas para a definição de uma área prioritária

para a execução de ações de eficiência e acompanhamento do consumo ou mesmo

em momentos de tomada de decisão. Esses dados podem auxiliar caso seja

necessário decidir pela utilização ou não de determinada facilidade baseando-se na

relação entre o custo da energia e o benefício esperado.

Após a avaliação do consumo, inicia-se a etapa de busca pelas oportunidades de

conservação de energia. O presente trabalho será focado em economias de energia

elétrica

A energia elétrica é definida matematicamente pela expressão E = P x t, onde “E” é

a energia elétrica, normalmente expressa kWh quando se refere ao consumo

elétrico, “P” é a potência solicitada pela carga - kW - e “t” é o tempo de

funcionamento da carga - em h. Para economizar energia elétrica existem duas

formas: uma é reduzindo a potência das cargas e a outra é reduzindo o tempo de

funcionamento dessas. (SALUM, 2005).

Sendo assim, basicamente, pode-se economizar energia de duas formas, sendo

essas não excludentes mutuamente:

• Redução da potência: melhoria da eficiência com o emprego de novas

tecnologias ou pelo redimensionamento dos equipamentos;

• Redução do tempo: melhoria de processos produtivos, mudanças de hábitos

e automatização.

Uma vez identificadas as oportunidades de emprego de métodos ou equipamentos

mais eficientes, investiga-se o uso de energia que não é empregada de maneira

produtiva ou para atendimento a normas que visam ao conforto e segurança de

pessoas. Essas práticas devem ser evitadas por meio da análise e eliminação de

fatores geradores de desperdício. Seguem abaixo alguns exemplos normalmente

encontrados:

Excluído: <#>Encontrar oportunidades de melhoria (retirar)¶

Excluído: .

Excluído: ¶<#>Eliminar o desperdício (retirar)¶

Excluído: Nessa etapa

Excluído: avalia-se

Excluído: ,

Excluído: ndo

14

• Modificações na configuração do processo. Ex.: Eliminação de válvulas

restringindo fluxo de fluidos à jusante de bombas.

• Utilização de automação para atuação em momentos de desperdício. Ex.:

Desligamento automático de lâmpadas utilizando sensores de presença.

• Manutenção preditiva, preventiva e corretiva, identificação de perdas e

eliminação dessas.

Nesse trabalho, conforme já apresentado, serão estudadas oportunidades para

eliminar desperdícios de energia na cominuição de minério de ferro, observando

nesse processo a existência das oportunidades apontadas no parágrafo anterior.

Alguns equipamentos podem não operar da maneira mais eficiente possível, devido

a incertezas existentes na fase de projeto ou modificações das exigências do

equipamento ao longo da vida da planta, sendo essas intencionais ou não.

Deve-se, por meio de medições ou avaliações da operação dos equipamentos,

determinar a relação entre a máxima eficiência do equipamento. Essa é dada pela

razão entre os valores de eficiência apresentados pelo fabricante ou estimados,

baseando-se em experiência ou análises laboratoriais, e a eficiência real,

encontrada em campo. Caso se encontre uma relação insatisfatória, devem ser

tomadas ações para a maximização da eficiência, seja pela adequação do processo

ou ambiente, ou seja, pelo redimensionamento da instalação atual.

Várias ações simples com foco na eficiência energética podem ser encontradas na

literatura e em sites da internet. Em especial, podem-se citar as recomendações

disponibilizadas pelas agências de vários países envolvidas com o tema, citadas no

capítulo 3.1.1.

Após a implantação das medidas de eficiência energética, devem ser então

observados os ganhos obtidos e a efetiva redução do consumo e da demanda

energética do sistema. Com esses dados, pode ser reavaliado o contrato de

fornecimento de energia com a concessionária e definir a melhor matriz energética

para a obtenção do menor custo possível para a energia.

Nesse redimensionamento, devem ser considerados os prazos de vigência dos

contratos e as expectativas de expansões ou aumentos de produção, que podem

Formatado: Normal, Semmarcadores ou numeração

Excluído: ¶Maximizar a eficiência (retirar)

Excluído: pode-se

Excluído: 2.1

Excluído: <#>Otimizar o fornecimento (retirar)¶

15

elevar o consumo de energia elétrica acima dos observados no momento das

avaliações em campo, mesmo com a planta operando de forma mais eficiente.

3.1.3.1.2. Ações Gerenciais

Segundo Aragão Neto (2005), há várias definições para gestão energética: “o uso

criterioso e eficaz de energia a fim de maximizar os lucros e aumentar as posições

competitivas (COPEHART, citado por DIXON E TRIPP, 2003). O programa britânico

Action Energy (2004) define gestão energética como a aplicação estruturada de uma

série de técnicas de gestão que permite a uma organização identificar e implementar

ações que reduzam o consumo e custos com energia.”

Estes conceitos sugerem que, ao invés de ser encarada como um mero insumo, a

energia deve ser vista como um fator diferencial para garantir a sobrevivência e

sucesso da empresa. Os resultados podem ser potencializados com a adoção de um

processo contínuo e integrado a outras áreas da gestão tais como qualidade, meio

ambiente, processos, custos, etc.. Ações para redução de consumo de energia

baseadas somente em mudanças de equipamentos tendem a ter vida curta e

resultados menos efetivos.

A gestão energética é um importante fator de melhoria para as empresas. Dessa

forma, adotar uma visão mais abrangente com relação ao uso da energia contribui

para a permanente redução de custos, aumento de margens de lucro e

competitividade. Mas para um programa de gestão ser bem sucedido, é fundamental

reconhecer o papel do fator humano, incluindo as necessidades de treinamento.

Segundo o PGE, do PROCEL/GERBI, conforme (GARCIA, 2008) “na dimensão

organizacional, o objetivo é integrar a gestão energética ao dia-a-dia da empresa,

tornando-a uma tarefa usual como a administração de materiais e pessoal o é em

muitas organizações. A definição clara de uma equipe responsável e suas

atribuições, o envolvimento da alta diretoria, a inserção da atividade na cultura

própria da empresa, a definição de uma política energética, são tarefas relacionadas

à integração desta dimensão à gestão energética. O PROCEL/FUPAI considera a

formação de uma CICE - Comissão Interna de Conservação de Energia, como já

instituído na administração pública federal, para o gerenciamento da energia. Na

dimensão comportamental, o foco abordado pelo GERBI refere-se ao treinamento e

16

conscientização do pessoal, destacando especial importância à comunicação dos

resultados obtidos com o programa de gestão energética. Também o

PROCEL/FUPAI destina um capítulo à comunicação do programa e à importância do

treinamento e conscientização.“

Assim, vê-se a importância direcionada nos programa de gestão energética ao fator

humano, o qual necessita de especial atenção para o sucesso de ações com foco

em conservação de energia. Portanto, são recomendadas atividades específicas

voltadas à capacitação, com foco no uso racional de energia, às pessoas envolvidas

na atividade da companhia, do nível operacional a gestores.

Aproveitar a cultura organizacional é uma alternativa interessante, pois

necessariamente o processo de gestão energética deve ser integrado aos demais

processos da empresa para a obtenção de um resultado mais efetivo das ações de

eficiência energética. Como exemplo, um planejamento energético corporativo

poderia realizar ações coordenadas nas corporações, como diretrizes para o setor

de compras apenas adquirir equipamentos de alta eficiência e, para o departamento

de gestão de pessoas, recomendações de treinamentos básicos aos funcionários

para disseminar a cultura contra o desperdício de energia.

Um aspecto interessante da técnica PCE é a concepção de várias ferramentas que

podem auxiliar na implantação e consolidação do programa:

• Matriz de gerenciamento energético: ajuda no diagnóstico do atual estágio de

gerência energética da empresa e quais passos empreender;

• Matriz de treinamento: também ajuda no diagnóstico da situação vigente dos

programas de treinamento e conscientização;

• Os 7 Passos para a Eficiência Energética: apresentados na seção anterior;

• MT&R (monitoring, targeting and reporting): permite a incorporação

sistemática das melhores práticas de operação visando à redução do

consumo de energia nos sistemas produtivos da empresa, seja um

equipamento específico, como uma caldeira, um processo, como o

tratamento d’água, ou um departamento, reunindo vários processos.

Considera também como otimizar as oportunidades de financiamento de

melhorias.

Excluído:

17

A gestão energética engloba ações para otimizar e reduzir os custos com energia,

incluindo o uso de equipamentos mais eficientes, assim como traz algumas

economias adicionais, haja vista as que podem ser obtidas com a implantação da

técnica de MT&R. Contudo, requer alguns investimentos, como treinamento e

comunicação. Todavia esses se justificam, lembrando que na verdade as ações de

gestão energética estão integradas com as outras ações de eficientização e que seu

maior benefício está na consolidação, ao longo do tempo, das economias obtidas.

Uma boa gestão energética aumenta as chances de que medidas de eficiência

energética tenham seu valor reconhecido.

3.1.3.2. GESTÃO PELO LADO DA DEMANDA (DSM)

O gerenciamento pelo lado da demanda, ou do inglês Demand-Side Management

(DSM), é o esforço sistemático para promover mudanças nos padrões de uso de

eletricidade, porém tratam-se de ações desenvolvidas e implementadas

essencialmente pelas companhias de eletricidade dentro de uma área geográfica,

embora em alguns países, como o Brasil, as agências de governo também as

realizem.

Esse tipo de programa, conforme (JANUZZI & SWISHER, 1997) “necessita

inicialmente de uma avaliação da evolução futura do perfil de carga e da quantidade

de energia demandada pelos consumidores da concessionária de eletricidade (CE).

As estratégias de DSM considerarão diversas iniciativas que têm como objetivo

mudar a forma da curva de carga ou sua área total (a integral da curva de carga dá a

energia total consumida) ou ainda por uma combinação de ambas as iniciativas.

”Essas iniciativas se dividem em programas de gerenciamento de carga e

investimentos em eficiência energética.

Os programas de gerenciamento de carga incluem medidas que objetivam evitar o

aumento de capacidade de produção de eletricidade ou fazer melhor uso daquela

existente. A meta é modificar o perfil do consumo temporal de carga, podendo o

consumo total de energia elétrica permanecer constante ou até mesmo crescer. Com

esse foco, podem ser tomadas algumas ações:

• Mudança na estrutura tarifária: Tarifas especiais em horário de pico;


18

• Controle direto de carga: Contratos e medidores de demandas nos

consumidores;

• Introdução de tecnologias específicas: sistemas automatizados para

operarem em momentos de energia mais barata

Já os programas de investimento em eficiência energética baseiam-se em esforços

para diminuir o consumo unitário de um particular uso final de energia. Essas

medidas podem ser um subconjunto do programa de gerenciamento de carga e

normalmente são direcionados à utilização de tecnologias mais eficientes. O objetivo

com essas ações é a redução do consumo de energia ou ao menos a redução da

taxa de crescimento, evitando assim a necessidade de aumento da capacidade de

produção das usinas geradoras. As ações normalmente tomadas são:

• .Auditorias e informação: avaliação de qual é o uso final da energia e as

tecnologias empregadas, servindo para definir o perfil dos consumidores e

nortear as demais ações de DSM;

• Incentivos e empréstimos: empréstimos com taxas de juros mais baixas e

pagamentos parcelados. Podem incluir ainda subsídios e descontos para

compra de equipamentos mais eficientes;

• Instalação direta/Companhia de serviço de Energia (ESCO): a própria CE

distribui equipamentos aos consumidores ou implanta uma determinada

metodologia por meio das ESCOs;

• Incentivos a fornecedores: incentivos financeiros a fabricantes que produzem

equipamentos mais eficientes ou acordos para que esses tornem seus

produtos mais eficientes.

Os custos com a energia devem ser conhecidos e avaliados ao início e ao final das

analises de oportunidades de conservação de energia, para balizar a viabilidade da

execução de um projeto com foco em eficiência energética, conforme apresentado

na descrição da sistemática para a execução de projetos dessa natureza pelas

indústrias, no exemplo do GERBI. O alinhamento entre ações das empresas e as

diretrizes dos programas de DSM é recomendável, pois tende a potencializar os

resultados globais, tanto em redução do consumo de energia elétrica, como no

aumento da atratividade financeira na implementação das melhorias nos sistemas.

19

3.2. BRITAGEM

3.2.1. COMINUIÇÃO

A etapa de cominuição deve ser realizada de forma a cumprir, principalmente, as

seguintes metas:

• Atender às exigências de tamanho máximo dos produtos, permitindo o

transporte e a estocagem dos mesmos;

• Evitar a geração de quantidades excessivas de finos, obtendo um

produto em que as espécies minerais encontradas na mina estejam

liberadas umas das outras e possam ser submetidas à etapa de

beneficiamento, visando à concentração do mineral de maior interesse.

Uma vez que a maioria dos minérios assim como o minério de ferro, possuem seus

minerais minérios agregados a minerais de ganga, deve-se inicialmente liberá-los

para que a separação possa ser realizada na etapa de beneficiamento.

Explosivos são utilizados na mina para a remoção do minério de seu estado natural.

Essa etapa pode ser considerada o primeiro estágio de cominuição. Em seguida, as

partículas minerais são submetidas a sucessivos estágios de redução de tamanho e

seleção por meio da britagem e peneiramento. Por fim, caso seja necessário obter

partículas em tamanhos menores do que o processo de britagem é capaz de

fornecer de maneira satisfatória, são empregados os moinhos, que normalmente

operam em via úmida, ao contrário dos britadores que operam com o material

apenas com a umidade encontrada in natura.

3.2.2. BRITADORES

A britagem é o primeiro estágio mecânico do processo de cominuição e é

normalmente realizado em dois ou três estágios.

Nas operações de minério de ferro, as partículas que alimentam o britador primário

são provenientes da mina, após o desmonte com explosivos, e possuem diâmetros

da ordem de 1,5 m e são reduzidos a partículas entre 10 e 20 cm. (WILLS, 2006)




Excluído: erais

Excluído: (não confunda mineral minério com minério. Mineral não é minério. Minério é um agregado de mienral minério e ganga. Reescrever este paragrafo),

Excluído: está

Excluído: a

Excluído: érios

Excluído: <#>SEGUNDO CHAVES, 2006, “NOS PROCESSOS DE BRITAGEM, AS PARTÍCULAS GROSSEIRAS SOFREM AÇÕES DE FORÇAS DE COMPRESSÃO OU DE IMPACTO (DEPENDENDO DO EQUIPAMENTO TEMOS CISALHAMENTO E ABRASÃO). OS PROCESSOS DE MOAGEM SE RESTRINGEM ÀS FRAÇÕES MAIS FINAS E UTILIZAM MECANISMOS DE ABRASÃO E ARREDONDAMENTO (QUEBRA DE ARESTAS).(MESMO NA MOAGEM TEMOS TODOS OS MECANISMOS DE QUEBRA, SENDO UM OU OUTRO MAIS PRESENTE DEPENDENDO DO EQUIPAMENTO) ” (SUGIRO RETIRAR ESTE ITEM 4.1 ELE É DESNECESSÁRIO)¶

Excluído: Enquanto moinhos utilizam mecanismos de abrasão e arredondamento, por quebra de arestas, britadores dependem de forças de compressão, impacto ou cisalhamento (você já tinha falado anteriormente sobre isso), exigindo um volume de partícula onde possa se desenvolver. Assim, fica restrito a tamanhos maiores de partículas, contudo, apresentam relações de redução inferiores aos encontrados nos moinhos.¶

20

3.2.2.1. BRITADORES PRIMÁRIOS

Os britadores primários são máquinas pesadas utilizadas para redução do produto

da mina, ou ROM (run of mine), à granulometria que permita o transporte do material

e a alimentação para a britagem secundária. São sempre operados em circuito

aberto, com ou sem grelhas de escalpe. Existem dois tipos principais de britadores

primários: mandíbula e giratórios.

Os britadores de mandíbula possuem duas placas metálicas, sendo uma fixa e uma

móvel, que se move em movimentos recessivos (aproxima-se e afasta-se), à

semelhança da mandíbula de um animal. O fragmento de rocha ou minério a ser

britado é introduzido no espaço entre as duas faces e, durante o movimento de

aproximação, é esmagado. Os fragmentos resultantes escoam para baixo durante o

movimento de afastamento. De forma contínua, o minério é reduzido até que saia do

britador pela abertura de descarga.

Esses britadores podem ser encontrados normalmente com um eixo, conhecido

como britador Dodge, possuindo um excêntrico superior conforme Figura 2, ou com

dois eixos, conhecido como britador Blake, conforme Figura 3.


Excluído: <#>(O PRODUTO DA BRITAGEM PRIMÁRIA DA MAIORIA DOS MINÉRIOS METÁLICOS PODEM SER BRITADOS E PENEIRADOS DE MANEIRA SATISFATÓRIA. ASSIM, OS ESTÁGIOS DE BRITAGEM SECUNDÁRIA E TERCIÁRIA CONTINUAM A ETAPA DE REDUÇÃO DE TAMANHO DAS PARTÍCULAS. CONTUDO, PODEM SER ACRESCENTADOS OUTROS ESTÁGIOS INTERMEDIÁRIOS NA BRITAGEM CASO O MINÉRIO SEJA MUITO DURO OU EM CASOS ESPECIAIS, ONDE SEJA IMPORTANTE MINIMIZAR A PRODUÇÃO DE FINOS. RETIRAR ESTE PARÁGRAFO)¶

21

Figura 2 – Esquemático e corte de um britador de um eixo (WILLS, 2006) & (METSO, 2009)

22

Figura 3 - Esquemático e corte de um britador de dois eixos (WILLS, 2006) & (METSO, 2009)

Outro tipo de britador primário são os britadores giratórios. Esses têm também um

elemento móvel, o cone, e um elemento fixo, o manto. O cone tem um movimento

excêntrico, de forma que se aproxima e afasta das paredes internas do manto em

um movimento recessivo circular. A parte que se aproxima esmaga as partículas,

enquanto na área diametralmente oposta, onde ocorre o afastamento, o material

encontra espaço para cair. O ciclo continua até que os grãos sejam de tamanho

menor que a abertura na posição inferior.

23

Esses britadores, assim como nos britadores de mandíbulas, atuam pela

compressão do material, como pode ser visto na Figura 4. Contudo, nos modelos

giratórios, a cominuição ocorre em todo o ciclo em sua seção circular, o que resulta

em maiores capacidades de produção.

Apesar de esse equipamento permitir o funcionamento “afogado”, ou seja, grande

parte do volume útil ser ocupado devido à presença de finos, deve ser avaliada a

melhor relação custo/benefício entre:

• Ganhos obtidos com a cominuição devido à abrasão mineral-mineral e

conseqüente redução do desgaste do manto, em operação afogado, ou;

• Ganhos obtidos com a redução do consumo de energia obtida com a

instalação de uma grelha de escalpe, que reduziria a quantidade de material a

ser tratada pelo britador, evitando ainda problemas de entupimento.

Figura 4 - Esquemático e corte de um britador giratório (WILLS, 2006)

3.2.2.2. BRITAGENS SECUNDÁRIA, TERCIÁRIA E QUATERNÁRIA

A britagem secundária possui equipamentos menores e menos potentes do que a

primária. Uma vez que recebe em sua alimentação o produto da etapa anterior, os


24

grãos de minério já foram reduzidos e foram criadas fraturas internas nos mesmos, o

que reduz os esforços necessários para a cominuição. Enquanto ainda for mais

eficiente o uso de britadores para atingir o tamanho de partícula necessário para as

etapas seguintes de beneficiamento, podem ser utilizados circuitos terciários ou até

mesmo quaternários. Nesse caso, os equipamentos possuem basicamente as

mesmas características dos secundários, com modificações apenas no tamanho.

Para casos em que exista uma britagem primária de alta capacidade, utilizando tanto

do tipo mandíbula ou cônico já apresentados, podem ser utilizados equipamentos

com a mesma configuração, porém menores, na britagem secundária. Nos demais

casos, os britadores secundários, terciários e quaternários normalmente encontrados

na mineração de minério de ferro são do tipo giratório cônico ou de rolos.

O britador cônico, Figura 5, possui o mesmo princípio de operação do britador

giratório. “Contrariamente ao que ocorre no britador giratório, no cônico, o manto e o

cone apresentam longas superfícies paralelas, para garantir um tempo longo de

retenção das partículas nessa região. No britador giratório a descarga se dá pela

ação da gravidade, enquanto que no cônico, a descarga é condicionada ao

movimento do cone. O movimento vertical do cone, para cima e para baixo, controla

a abertura de saída, para tal, utilizam-se dispositivos hidráulicos.” (CETEM, 2004)

Figura 5 - Esquemático e corte de um britador giratório cônico (WILLS, 2006) & (CETEM, 2004)

25

As prensas de rolos são equipamentos que possuem dois rolos de aço, Figura 6,

girando à mesma velocidade, em sentidos contrários, guardando entre si uma

distância definida. A alimentação é feita, lançando-se o minério proveniente das

etapas de cominuição anteriores entre os rolos, cujo movimento faz com que os

mesmos sejam forçados a passar pela distância fixada previamente por parafusos

de ajuste, promovendo a fragmentação dos blocos. Este tipo de britador possui uma

forte limitação quanto à granulometria da alimentação, pois a mesma é limitada pela

distância fixada entre os rolos e os diâmetros dos mesmos.

Figura 6 – Diagrama de uma prensa de rolos (CETEM, 2004)

3.2.2.2.1. Prensas De Rolos De Alta Pressão (High Pressure Grinding Rolls – HPGR)

Mesmo que não seja considerada totalmente original, dada a existência de prensas

de rolos precursoras, as prensas de rolos de alta pressão – HPGR – são dos poucos

equipamentos com evolução tecnológica considerável nos processos de cominuição.

Dentre os fatores que contribuíram para o crescente sucesso de rolos de alta

pressão estão a faixa granulométrica do produto, maior eficiência energética e a

criação de micro-fissuras que proporcionam a diminuição da resistência do produto.

Formatado: Português(Brasil)Formatado: Título 5

26

As primeiras tentativas de utilização das prensas de rolos de alta pressão na

mineração de minério de ferro não foram bem sucedidas. A alta abrasividade do

material gerava acentuado desgaste na superfície dos rolos, não justificando a sua

utilização.

Com a evolução dos estudos, ocorreu o desenvolvimento desse equipamento com

uma configuração de revestimento dotada de cravos de metal duro, que propiciam a

formação de uma camada de minério que fica aderida aos rolos, como pode ser visto

na Figura 8. Os resultados satisfatórios da aplicação desses tipos de revestimento

em operações de minério de ferro proporcionaram um rápido crescimento do

equipamento para produção de pellet feed.

Com a consolidação em aplicações de minérios competentes e/ou abrasivos, bem

como alimentação relativamente grossa, a alternativa de emprego da prensa de

rolos de alta pressão em circuitos de britagem permitirá uma grande flexibilidade na

definição de fluxogramas, pois o equipamento poderá ser empregado em circuitos

multi-estagiados.

Conforme (DELBONI JUNIOR, 2007), a revolução na utilização dos HPGR “é poder

contar com britadores com até 5 MW de potência instalada, evitando assim os altos

custos de capital com várias linhas de britadores em paralelo. Uma comparação

baseada apenas em potência instalada, portanto sem computar qualquer benefício

proporcionado por um ou outro equipamento, o maior moinho de rolos de alta

pressão disponível (5,7 MW) substituiria sete dos maiores britadores atualmente em

operação (750 kW).”

27

Figura 7 - Diagrama de uma prensa de rolos de alta pressão – HPGR (WILLS, 2006)

Figura 8 – Exemplos de superfícies do HPGR, na sequencia: soldado, chevron, cravejado e HEXADUR.

3.2.2.2.2. Utilização De Microondas Na Britagem

Um equipamento alternativo aos britadores atuais, que não utiliza a energia

mecânica na compressão ou cisalhamento dos grãos de minério, está sendo

estudado pela equipe do Dr. Sam Kingman, da Universidade de Nottingham,

Inglaterra. A proposta apresentada pelo pesquisador envolve o uso de microondas

na cominuição de minérios.

A motivação para a pesquisa partiu da observação de que, como as rochas são

feitas de diferentes minerais, as ondas as afetam de forma variada ao longo de sua

Formatado: Português(Brasil)Formatado: Título 5

28

extensão. Uma vez que alguns minerais se aquecem mais rapidamente do que

outros, quando a rocha é submetida ao aquecimento, começam a aparecer

rachaduras ao longo das interfaces entre os grânulos dos diferentes minerais, o que

faz com que essas rochas possam ser quebradas mais facilmente (INOVAÇÃO

TECNOLOGIA, 2005).

Segundo o portal Inovação Tecnológica (2005), não foi obtida até o momento uma

forma energeticamente viável para a utilização dessa tecnologia, mas avanços estão

sendo obtidos em estudos visando à compreensão da interação das microondas

com diferentes minerais. Os primeiros resultados obtidos nas pesquisas indicam que

existe potencial para economia de energia na britagem com o uso de microondas. O

trabalho é patrocinado por empresas importantes, como Anglo American, BHP

Billiton e Rio Tinto, conforme relatório anual da AMIRA Internacional (2008-2009).

3.2.3. CIRCUITOS DE BRITAGEM

Além da definição dos equipamentos a serem utilizados na britagem, para o uso

otimizado desses deve-se considerar a melhor distribuição possível na planta e o

fluxo do minério entre os equipamentos, ou seja, como será o circuito de britagem.

Figura 9 – Circuito fechado de britagem - Adaptado de (WILLS, 2006)


29

Um exemplo de fluxograma de britagem pode ser visto na Figura 9, no qual se

prepara o minério para a etapa de moagem em moinho de bolas. Pode-se dizer que

se trata de um circuito típico que pode ser encontrado de forma similar em usinas de

minério de ferro.

Apesar de não apresentado na Figura 9, em algumas plantas decide-se por eliminar

as partículas finas de minério antes da britagem, operação conhecida como escalpe.

Na britagem primária usam-se grelhas fixas ou vibratórias para separar os finos que

serão desviados do britador. Nas demais operações de britagem usam-se peneiras

vibratórias. O escalpe pode ser realizado quando o britador não opera afogado,

reduzindo-se então a vazão de alimentação e, consequentemente, reduzindo o

consumo energético, com a eliminação de finos menores que a abertura na posição

fechada do britador (APF).

A utilização de circuito fechado com peneiras é uma forma de controlar o limite

superior dos produtos. Conforme (CHAVES, 2007), normalmente não há

recirculação do material nas etapas primárias e secundárias, mas é regra nas

terciárias e quaternárias. O material retido na peneira e retorna é chamado de carga

recirculante. Apesar de essa prática ser amplamente utilizada, existem pesquisas,

como em (YOVANOVIC, 2006), que afirmam que, com a configuração em circuito

aberto e reduzindo-se a APF dos britadores, pode-se obter resultados muito

próximos em termos de distribuição granulométrica, porém com menores consumo

energético e investimento em equipamentos. Essas afirmações são baseadas no

fato de que os britadores e as peneiras não possuem eficiência de 100% e que essa

eficiência é reduzida ainda mais com o desgaste devido à utilização contínua dos

equipamentos.

O produto da britagem secundária, demonstrado no exemplo do fluxograma, é

peneirado e transportado até um silo, não alimentando diretamente a etapa terciária.

Nos silos intermediários ocorre a homogeneização do retido da peneira secundária

com a carga recirculante e permite-se o controle da alimentação do britador terciário,

resultando no uso mais eficiente dos equipamentos. Assim, é possível utilizar um

controle automático para garantir a máxima utilização dos britadores, permitindo

também a regulação da alimentação para evitar que o mesmo opere sem carga.

30

A utilização de silos ou pilhas à montante dos britadores pode reduzir o consumo de

energia para a britagem secundária e primária, associadas a controle automático ou

mesmo a programação coordenada de produção, de forma manual. No caso da

britagem primária alimentada diretamente por caminhões, pode-se modificar o

circuito para que os “fora de estrada” alimentem silos ou pilhas e o britador somente

funcione, a plena carga, durante períodos determinados do dia. Estudos

demonstram (GARCIA, 2003) que motores elétricos são mais eficientes quando

operam próximos à sua carga nominal. Contudo, o ganho mais significativo advém

do desligamento do equipamento em momentos nos quais o mesmo estaria

operando em vazio.

31

4. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA BRITAGEM

A energia despendida nos processos de fragmentação é o principal fator que modula

os custos de operação e investimentos em circuitos industriais de britagem.

Conforme (DELBONI JUNIOR; SAMPAIO, 2007) no final dos anos 50, Bond propôs

uma equação paramétrica para o dimensionamento dos moinhos e a caracterização

de minérios quanto à cominuição. Ainda hoje, as leis de Kick, Rittinger e Bond

fornecem boas estimativas preliminares para o cálculo da energia necessária às

etapas de britagem, moagem e moagem fina.

Nas últimas décadas, os esforços se concentraram em duas frentes principais:

• Desenvolvimento de métodos mais elaborados de previsão de desempenho

de equipamentos, liderado por grupos de pesquisa, e;

• Dedicação ao projeto e construção de equipamentos com maiores potências

instaladas, liderado pela indústria de equipamentos.

Em uma comparação simples entre os equipamentos de cominuição instalados em

usinas atuais e aqueles implementados há 25 anos verifica-se apenas os resultados

de evoluções em equipamentos pré-existentes, ou seja, os princípios empregados e

a concepção mecânica dos britadores são essencialmente os mesmos. Poucos são

os equipamentos que podem ser considerados revolucionários, contrastando assim

com a tendência de evolução contínua. Dentre os novos equipamentos destaca-se a

prensa de rolos de alta pressão (HPGR - High Pressure Grinding Rolls).

Algumas oportunidades de redução do consumo de energia foram apresentadas nas

seções anteriores, resumidamente:

• Correta especificação dos britadores;

• Utilização dos equipamentos da forma mais adequada, e;

• Reavaliação dos circuitos de britagem e transporte do minério.

Essas são baseadas em metodologias consolidadas, como a melhor utilização de

equipamentos, o uso dos britadores mais eficientes e a adequação dos circuitos de

32

britagem, sejam em plantas já existentes ou em novos projetos, sem utilização de

recursos adicionais. Essas iniciativas já estão normalmente descritas em manuais

dos citados programas governamentais de eficiência energética, direta ou

indiretamente, fazendo parte das ações previstas em seus projetos com foco em

conservação de energia.

Nas seções seguintes, todavia, serão apresentadas ações que envolvem a aplicação

de outras tecnologias, como computação, automação e controle na britagem,

configurando o estado da arte na cominuição, tendo em vista o que se pode aplicar

ao minério de ferro.

4.1. AUTOMAÇÃO E CONTROLE

A área de controle de processos de cominuição cresceu nas últimas duas décadas,

acompanhando o desenvolvimento dos computadores e dos instrumentos de

medição. “Se na década de 70 os sistemas mais modernos eram aplicados a malhas

simples de controle, atualmente os sistemas especialistas incluem técnicas

sofisticadas como inteligência artificial, redes neurais etc., aplicados com sucesso

em usinas industriais de cominuição, em controles otimizantes de malhas isoladas

ou de processos integrados.” (DELBONI JUNIOR; SAMPAIO, 2007)

Em casos onde não é possível a utilização de silos ou pilhas para a otimização do

carregamento dos britadores, podem ser utilizados instrumentos para a verificação

da existência de material para alimentação desses. Caso seja detectado, após um

tempo de segurança determinado, que não existe minério nas correias ou

alimentadores à montante do britador, o mesmo pode ser desligado até que seja

novamente percebida a presença de material. Essa ação pode ser implementada

com instrumentos simples, muitas vezes já disponíveis, como balanças integradoras

ou sensores de nível das correias. Para o intertravamento automático, utiliza-se um

controlador lógico programável (CLP), normalmente disponível em plantas maiores.

Pode ser avaliada também a instalação de controladores de velocidade para as

correias transportadoras, de forma que estas operem em velocidade controlada para

manter o britador em carregamento otimizado, admitido ainda alguma variação na

taxa de alimentação à montante, ampliando assim as variáveis de controle, além do

recurso do desligamento do circuito.

33

Segundo CHAVES, 2006, outro “sistema automático de controle da britagem é

apresentado na Figura 10. Obviamente ele depende da disponibilidade de um

sistema hidráulico de regulagem da abertura dos britadores (da família dos

giratórios). A idéia é prevenir a ultrapassagem da potência máxima do motor ou

alternativamente, da pressão máxima da câmara. Isso permite trabalhar com o

britador cheio e utilizar sempre a máxima potência. A carga do motor é medida em

um potenciômetro e a carga na câmara por um medidor de pressão dentro do

sistema hidráulico de regulagem da abertura. A abertura é continuamente

monitorada pela altura do eixo. As variações destes parâmetros são informadas ao

computador de processo. Ocorrendo qualquer sobrecarga, este imediatamente faz

variar a abertura, proporcionalmente à sobrecarga. Esta programação pode ser feita

de duas maneiras:

• Abertura constante: é a maneira tradicional, e que fornece um produto de

distribuição granulométrica constante;

• Plena carga: o britador opera a carga constante e pré-determinada. O

desgaste dos revestimentos é compensado automaticamente e o britador

fornece sempre a mesma redução.”

34

Figura 10 – Sistema automático de controle de abertura de um britador giratório

4.2. SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

A implantação de modificações nas plantas industriais de mineração não é tarefa

simples, tendo em vista que se trata de equipamentos de grande porte, limitada

flexibilidade e distribuídos em circuitos complexos. Assim, a simulação

computacional é uma valiosa ferramenta para avaliar a viabilidade da execução de

ações com foco em eficiência energética, sem riscos operacionais ou de parada da

produção.

Como exemplo, (NEVES; TAVARES, 2004) apresentam resultados significativos de

redução do consumo de energia subsidiados pela simulação do sistema analisado.

Foi utilizado um simulador comercial de processos, o USIM PAC® (BRGM, França)

35

aliado a rotinas de cálculo do consumo de energia para a otimização de produção de

rocha britada, visando reduzir o consumo de energia elétrica no processo.

Segundo os autores, “o trabalho experimental consistiu de campanhas de

amostragem, seguidas de análises granulométricas das amostras e de ensaios para

determinação das características de quebra de partículas em Células de Carga de

Impacto (CCI), Essas informações foram usadas para a determinação das

características cominutivas da rocha, bem como para a calibração dos modelos

matemáticos.”

O USIM PAC® utiliza os modelos propostos por Kappa e Whiten (apud NEVES;

TAVARES, p. 55, 2004), para peneiras e britadores, respectivamente. Para a

previsão da energia consumida nos britadores utilizou-se, com algumas adaptações,

o modelo originalmente proposto pelo Julius Kruttschnit Mineral Research Center -

JKMRC (NAPIER-MUNN et al, apud NEVES; TAVARES, p. 55, 2004) que se baseia

nas características de quebra do minério, determinadas em ensaio de quebra de

partículas individuais no drop weight test – DWT, e da redução de tamanho do

britador. Os resultados comparados para os balanços de massas e distribuições

granulométricas simuladas e medidas apresentaram desvios inferiores a 5%.

Para demonstração do potencial de utilização da simulação, foram analisados os

impactos da mudança da APF dos britadores terciários e quaternários do circuito, e

do revestimento do britador quaternário, uma vez que essas ações têm influência no

consumo energético.

Conforme os autores, a simulação do circuito permitiu concluir que:

• O aumento da APF do britador terciário e quaternário estudados resultou em

redução do consumo de energia da usina e aumentou a proporção de brita

produzida;

• O uso de revestimentos novos no britador quaternário foi capaz de reduzir o

consumo de energia global do circuito;

• Mesmo sob condições severas de operação, com redução da APF e

revestimento desgastado, a potência empregada no britador quaternário não

atinge 50% da potência nominal, demonstrando que o equipamento não

36

opera em sua máxima eficiência. Nesse caso, deve ser estudada a

possibilidade de redimensionamento dos motores ou do britador.

Tendo em vista os resultados obtidos neste caso, o uso de simulação computacional

se apresenta como mais uma ferramenta para encontrar oportunidades de redução

de consumo de energia na cominuição do minério de ferro. Contudo, existem várias

modelos matemáticos para a simulação dos equipamentos e recursos matemáticos

para utilizá-los, como apresentado por Deliberato Neto (2007). Os modelos devem

ser verificados ou adaptados às condições de cada planta, assim como os testes

experimentais de validação devem ser previamente realizados. Uma vez que

sistemas comerciais, como o USIM PAC® ou dos próprios fabricantes dos

equipamentos, podem apresentar limitações para a representação dos sistemas em

análise, pode ser necessário o desenvolvimento de modelos específicos para esses.

4.3. EFICIÊNCIA NA FRATURA DAS PARTÍCULAS NA BRITAGEM

Conforme Tavares (2004a apud Neves e Tavares, 2004), “os processos industriais

de fragmentação de partículas são bastante complexos e apresentam baixa

eficiência com relação à energia aplicada. Verifica-se que a quantidade de energia

elétrica consumida na operação dos equipamentos é muito maior que aquela de fato

necessária para fragmentar as partículas”.

Dessa forma, uma pequena elevação na eficiência energética de tais processos

pode resultar em redução considerável do consumo de energia elétrica e também de

custo. Essas melhorias podem ser alcançadas por meio do aprofundamento de

estudos sobre as características de fragmentação das partículas, (NEVES;

TAVARES, 2004).

Novos métodos de caracterização têm permitido um melhor entendimento de como

as partículas irão se comportar dentro de equipamentos de cominuição, visando

correlacionar a energia aplicada e o produto resultante da fragmentação, assim

como a resistência à fragmentação e o tamanho dos fragmentos, além de quantificar

a tendência de geração de finos e ultrafinos (CHIEREGATI, 2001 apud NEVES;

TAVARES, 2004).

Excluído: , que pode

Excluído: ,

Excluído: entendendo melhor as

Excluído: pode resultar em redução considerável do consumo de energia elétrica e também de custo

Excluído: .(confuso)

37

Dentre esses, merecem destaque o pêndulo duplo e o ensaio de queda de peso,

cujo uso na simulação de britadores e moinhos foi popularizado pelo JKMRC, na

Austrália. Uma importante aplicação desses ensaios é no projeto de novas

instalações de britagem e moagem a partir de amostras de pequeno volume

(NEVES; TAVARES, 2004).

O uso dessas informações pode ser muito útil na fase inicial de um projeto mineiro,

onde há disponibilidade de amostras provenientes de testemunhos de sondagem de

pequeno diâmetro, pois permite determinar a variabilidade do minério na jazida, e

por conseqüência seu comportamento em circuitos de processamento mineral.

Além disso, etapas de processo que levam ao aumento de falhas, resultando na

propagação de fissuras nas partículas, aumentam a área de fratura durante a

cominuição. Estudos como apresentado por Tromans (2007) procuram demonstrar

matematicamente a máxima eficiência possível de se obter na cominuição por

compressão. Esse valor foi comparado aos resultados obtidos com os equipamentos

atualmente utilizados, concluindo que existe potencial para aumento da eficiência

energética desses processos.

Sob a ótica da melhoria dos processos, Workman e Eloranta (2003 apud TROMANS,

2007) estudaram os efeitos do uso controlado de explosivos para proporcionar

partículas contendo uma quantidade maior de fraturas para a britagem primária,

reduzindo assim a energia necessária para a cominuição. Existem também relatos

de que micro fissuras resultantes de forças de compressão em HPGRs reduzem o

Work Index – WI (índice definido por Fred Bond para modelar a energia necessária

para fraturar um fragmento de rocha de tamanho definido) (AYDOG˘AN et al, 2006

apud TROMANS, 2007).

38

5. DISCUSSÃO DOS ASSUNTOS ABORDADOS

Existem várias metodologias e recursos técnicos disponíveis na literatura e no

mercado para a redução do consumo de energia elétrica por parte das indústrias. O

nível de complexidade varia entre soluções de rápida implementação e baixo custo

até ações com alta tecnologia empregada, que podem demandar recursos mais

elevados, até mesmo sem garantia de sucesso. Contudo, a escolha entre as

oportunidades a serem avaliadas para uma determinada planta está diretamente

relacionada à capacidade de investimento, nível de envolvimento das pessoas e os

retornos financeiros, mercadológicos e ambientais esperados, de forma que esses

pontos devem fazer parte do plano estratégico das companhias.

No que tange as empresas de mineração de minério de ferro, verifica-se que a

energia é um insumo dispendioso e afeta diretamente os resultados do negócio. As

companhias que decidirem realizar projetos com foco na conservação de energia

devem se informar a respeito dos incentivos oferecidos pelas agências de seu país e

as associações, grupos de pesquisa e ESCOs que podem auxiliá-las na busca por

oportunidades e implementação das ações.

A britagem é um ponto estratégico para tornar-se um ponto de partida na introdução

do conceito de eficiência energética em empresas que ainda não possuem essa

visão. Não obstante, para aquelas que já se engajaram, é uma área que pode

justificar maiores investimentos no uso de tecnologias mais avançadas, visto que o

potencial de retorno são relativamente maiores. Como já mencionado, a redução do

consumo de energia na britagem pode trazer ganhos significativos em termos de

redução de custos e impactos ambientais.

As oportunidades apresentadas nesse trabalho podem ser utilizadas como pontos a

serem observados em uma avaliação de eficiência energética nos circuitos de

britagem, seguindo, por exemplo, a metodologia dos “7 passos para a Eficiência

Energética”, apresentadas na seção 3.1.3.1.1. Contudo, essas podem também ser

pauta das comissões internas, as CICEs, especialmente no que tange as ações que

devem ser tratadas como atividades contínuas, e não projetos, como a utilização de

Excluído: 2.3.1.1

39

simulação das plantas para acompanhamento da eficiência das operações da

planta, e em especial, da britagem.

Os ganhos podem ser obtidos em fases distintas do empreendimento mineiro, mas

existem períodos mais adequados para a aplicação de algumas ações. Tendo em

vista o tamanho dos equipamentos e a baixa flexibilidade que esses apresentam,

pode-se concluir que um projeto de engenharia executado sob a ótica da eficiência

energética tende a obter resultados mais efetivos. Contudo, devido às incertezas

com relação ao que será extraído ROM ao longo do período de vida da mina e

avanços tecnológicos que possam se tornar acessíveis, a avaliação periódica se

torna conveniente.

Na escolha dos equipamentos, algumas observações foram feitas, com foco na

eficiência energética:

1. Oportunidade: Estudar britadores capazes de transferir a energia mecânica

de forma mais eficiente ao minério.

Ação: Verificar, a partir dos dados de sondagem, as características

mecânicas médias do minério a ser lavrado e cominuído.

Ganhos: Menor consumo de energia em relação à utilização de

equipamentos de mercado.

2. Oportunidade: Buscar no mercado equipamentos mais eficientes para o

ROM da mina em questão.

Ação: Estudar as tecnologias aplicáveis e utilizá-las no projeto ou substituir

as atuais.

Ganhos potenciais: Menor consumo de energia em relação à utilização de

equipamentos sobredimensionados ou menos eficientes.

3. Oportunidade: Ajustar os equipamentos para que operem na máxima

eficiência possível, atendendo às necessidades de processo.

Ação: Verificar recomendações dos fabricantes e experiência de mercado,

garantindo manutenção e configurações ótimas; Utilizar simuladores

40

computacionais para avaliar a resposta do equipamento a mudanças e seus

pontos ótimos de funcionamento.

Ganhos potenciais: Redução do consumo específico do equipamento.

Além da avaliação da escolha dos britadores e seus ajustes, cabe considerar o

circuito mais eficiente. Foram abordados nesse sentido:

1. Oportunidade: Redução da granulometria média da alimentação do circuito

de britagem com a maximização do uso de explosivos.

Ação: Estudar metodologias e carga otimizada de explosivos no desbaste da

frente de lavra, avaliando os impactos na qualidade do produto; Reavaliar o

dimensionamento do circuito de britagem para operar com a nova

característica da alimentação.

Ganhos: Redução da energia total necessária para a cominuição.

2. Oportunidade: Reduzir o tempo em que os britadores permanecem ligados

sem alimentação de minério.

Ação: Verificar a possibilidade de utilização de silos ou pilhas à montante dos

britadores; Estudar a instalação de instrumentação para a detecção da falta

de alimentação, prevendo o desligamento do equipamento, assim como o

religamento com o retorno da carga; Preparar uma sequência logística ótima

para o sincronismo das atividades de lavra, momentos de funcionamento da

britagem e atendimento às necessidades da usina, preferencialmente em

horários fora de ponta.

Ganhos: Redução de consumo de energia não produtivo; Redução de custo

pela utilização em horários de energia mais barata.

3. Oportunidade: Eliminar custos energéticos devido à carga desnecessária.

Ação: Verificar ajustes ótimos ou tipos de britadores mais adequados para

reduzir a quantidade de material britado a granulometrias acima das

desejadas para o estágio, mas com percentual de finos aceitáveis; Estudar a

41

viabilidade do uso de circuitos abertos em cada nível da britagem; Avaliar a

eliminação da alimentação de finos desnecessários, por meio de escalpe.

Ganhos: Reduzir o consumo energético devido a transporte e rebritagem da

carga recirculante, assim como de finos desnecessários.

4. Oportunidade: Utilizar os equipamentos em carga próxima à nominal.

Ação: Estudar a utilização de silos à montante do equipamento, com

alimentadores controlados; Avaliar a utilização de correias transportadoras

com velocidade controlada por acionamentos eletrônicos controláveis.

Ganhos: Melhoria do consumo específico dos britadores, com seus motores

elétricos operando em condição de maior eficiência; Melhoria do fator de

potência global.

5. Oportunidade: Minimizar as distâncias e o transporte ascendente de material

entre os estágios da britagem.

Ação: Estudar o posicionamento dos britadores, mantendo os estágios o mais

próximo possível com o material deslocando-se de forma descendente entre

os estágios.

Ganhos: Redução do consumo de energia em correias transportadoras.

6. Oportunidade: Eliminação ou redução da utilização de um estágio com o

redimensionamento ou reajuste do estágio anterior.

Ação: Avaliar consumo nos britadores e no transporte entre os estágios;

Realizar simulações computacionais para verificar o ponto ótimo para uso ou

viabilidade na eliminação total ou parcial dos estágios de britagem.

Ganhos: Redução do consumo global de energia.

7. Oportunidade: Manutenção preditiva, preventiva e reajuste dos

equipamentos da britagem, com foco em eficiência energética.

Ação: Seguir recomendações dos fabricantes quanto à metodologia e

periodicidade de manutenção e troca de partes suscetíveis a desgaste nos

42

equipamentos; Implantação de acompanhamento on-line de índices de

eficiência da planta; Avaliação de cenários de ajustes e desgastes do circuito

de britagem por meio de simulação computacional.

Ganhos: Redução do consumo global de energia.

Não se considera que todas as ações aqui apresentadas sejam realizadas para

lograr os ganhos assinalados com a atuação nas oportunidades apontadas.

Contudo, espera-se que as mesmas sejam consideradas quando a oportunidade for

analisada, de forma que opção seja consciente e a relação “custo/benefício

esperado” de cada uma seja ponderada na decisão. Da mesma forma, outras ações

ou oportunidades não apresentadas nesse trabalho devido ao desconhecimento do

autor ou por tratar-se de tecnologias ainda não existentes ou divulgadas, devem

passar pela mesma avaliação.

Cabe dizer que somente se faz pertinente a implantação de qualquer modificação

citada nesse trabalho quando as mesmas proporcionarem um produto final com a

qualidade desejada e com taxas de produção semelhantes. Alterações que reduzam

a qualidade ou a produtividade devem ser cuidadosamente estudadas de forma a

que os ganhos obtidos com o aumento da eficiência energética compensem essas

perdas.

Conforme a metodologia apresentada pelo GERBI mencionada nesse relatório, após

a implementação das ações para o aumento da eficiência energética, deve-se

estudar as alterações no contrato de fornecimento de energia elétrica junto à CE,

tanto em termos de demanda como de consumo. Dessa forma, pode-se aumentar

ainda mais os ganhos obtidos com a redução direta do consumo de energia nas

plantas já em funcionamento.

A redução de emissão de CO2, gás considerado como um dos responsáveis pelo

efeito estufa, pode ser diretamente associado à redução do consumo de energia. Os

valores de conversão aplicáveis ao Brasil são disponibilizados pelo Ministério de

Ciência e Tecnologia e, para o ano de 2008, o fator médio foi de 0,0484 tCO2/MWh –

último fator médio anual disponível até a conclusão deste trabalho. (BRASIL, 2009)

Existe a possibilidade da utilização dos valores estimados de redução da emissão de

CO2 com a implementação de um projeto de eficiência energética para obter

Formatado: Recuo: Àesquerda: 0 cm

Excluído: Sob a luz das técnicas, metodologias e informações apresentadas, um circuito de britagem ideal, em termos de eficiência energética deve conter as seguintes características:¶<#>Utilização otimizada de explosivos, obtendo material desbastado com a menor granulometria possível;¶<#>Utilização de escalpe entre estágios, transferindo cada faixa granulométrica obtida em um estágio para o devido estágio subseqüente;¶<#>Britadores com baixo consumo específico;¶<#>Número reduzido de estágios;¶<#>Circuito aberto, sem recirculação de carga;¶<#>Alimentação dos britadores controlada e sincronizada, com a utilização de silos ou pilhas com alimentadores ou retomadoras e correias transportadoras com velocidades controladas;¶<#>Circuito na descendente, com britagem primária geograficamente acima da secundária, e assim por diante;¶

43

recompensas financeiras, pela venda de créditos de carbono no mercado. Maiores

informações sobre essa transação podem ser obtidas em (CARBONO BRASIL,

2009).

Os resultados obtidos com a redução de impacto ambiental com a implementação

das ações de conservação de energia podem ser utilizados em campanhas

publicitárias para melhoria de imagem da companhia mineradora junto à sociedade.

Essa associação direta é legítima, uma vez que as matrizes energéticas atualmente

utilizadas, tanto no Brasil quanto no mundo, em sua maioria, afetam de alguma

forma o meio ambiente. Temos como exemplo a poluição do ar, nos casos de

termelétricas operando a carvão, eliminação de áreas de mata nativa, no caso das

hidrelétricas, ou até mesmo poluição visual, no caso das usinas eólicas.

Além das técnicas e metodologias apresentadas nesse trabalho, a garantia de

resultados perenes no uso eficiente da energia, e de seus benefícios resultantes,

está na modificação da forma como as pessoas envolvidas na empresa (diretoria,

colaboradores, terceiros) visualizam e se envolvem com o uso racional da energia no

processo produtivo e nas atividades pelas quais são responsáveis. Uma vez que

sejam treinadas e sensibilizadas quanto aos impactos do desperdício e

acompanhem, ou até mesmo sejam recompensadas, pelos resultados com a

redução dos mesmos, garante-se que as pessoas, do responsável pela limpeza da

planta ao engenheiro projetista, estarão trabalhando focados no uso eficiente dos

recursos energéticos.

Formatado: Recuo: Àesquerda: 0 cm

44

6. CONCLUSÃO

Sob a luz das técnicas, metodologias e informações apresentadas, um circuito de

britagem ideal, em termos de eficiência energética deve conter as seguintes

características:

• Utilização otimizada de explosivos, obtendo material desbastado com a menor

granulometria possível;

• Utilização de escalpe entre estágios, transferindo cada faixa granulométrica

obtida em um estágio para o devido estágio subseqüente;

• Britadores com baixo consumo específico;

• Número reduzido de estágios;

• Circuito aberto, sem recirculação de carga;

• Alimentação dos britadores controlada e sincronizada, com a utilização de

silos ou pilhas com alimentadores ou retomadoras e correias transportadoras

com velocidades controladas;

• Circuito na descendente, com britagem primária geograficamente acima da

secundária, e assim por diante;

Verifica-se, pela diversidade de ações de conservação de energia apresentadas,

que existem oportunidades na britagem que podem ser implementadas

separadamente ou em conjunto e com variados graus de complexidade e

investimento.

Por meio das técnicas de análise apontadas, como as apresentadas pelo GERBI,

pode-se buscar nas unidades de beneficiamento de minério de ferro as ações que

se justifiquem técnica e economicamente. A implantação dessas melhorias devem

ocorrer, contudo, sem impacto na produtividade ou qualidade do minério a ser

oferecido ao mercado.

Formatado: Recuo: Àesquerda: 1,27 cm, Semmarcadores ou numeração

Formatado: Sem marcadoresou numeração

Formatado: Normal

Excluído: Quebra de página

Excluído: Refere-se ao objetivo com a revisão o que voce conclui? quais as saídas para economizar enregia na britagem? No maximo uma lauda.

45

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Energia. Disponível em: <http://www.abesco.com.br/>. Acesso em 11 dez, 2010

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Formatado: Fonte: Negrito,Não Itálico

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YOVANOVIC, A. 2006. O paradigma do circuito fechado de britagem. Disponível

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Página v: [1] Excluído Magno Araújo 13/4/2010 21:53:00

1. INTRODUÇÃO .....................................................................................................1

1.1. Introdução ......................................................................................................1

2. Objetivos ..............................................................................................................2

3. Revisão Bibliográfica............................................................................................4

3.1. Histórico .........................................................................................................5

3.2. Motivação para aplicação de medidas de eficiência energética.....................7

3.3. Aplicações gerais em projetos de eficiência energética .................................9

3.3.1. Programa de Gestão Energética (PGE) – PROCEL/GERBI..................10

3.3.2. Gestão pelo lado da demanda (DSM) ...................................................17

4. BRITAGEM ........................................................................................................20

4.1. Cominuição ..................................................................................................20

4.2. Britadores.....................................................................................................20

4.2.1. Britadores primários...............................................................................21

4.2.2. Britagens secundária, terciária e quaternária ........................................24

4.3. Circuitos de Britagem ...................................................................................29


5.1. Automação e controle ..................................................................................33

5.2. Simulação Computacional............................................................................35

5.3. Eficiência na fratura das partículas na britagem...........................................37

6. Discussão dos assuntos abordados...................................................................39

7. Conclusão ..........................................................................................................45

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................46

1. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS.............................................................................1

1.1. Introdução ......................................................................................................1

1.2. Objetivos ........................................................................................................1

2. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA.................................................................................3

2.1. Histórico .........................................................................................................4

2.2. Motivação para aplicação de medidas de eficiência energética.....................6

2.3. Aplicações gerais em projetos de eficiência energética .................................8

2.3.1. Programa de Gestão Energética (PGE) – PROCEL/GERBI....................8

2.3.2. Gestão pelo lado da demanda (DSM) ...................................................16

3. BRITAGEM ........................................................................................................19

3.1. Cominuição ..................................................................................................19

3.2. Britadores.....................................................................................................19

3.2.1. Britadores primários...............................................................................20

3.2.2. Britagens secundária, terciária e quaternária ........................................23

3.3. Circuitos de Britagem ...................................................................................28


4.1. Automação e controle ..................................................................................32

4.2. Simulação Computacional............................................................................34

4.3. Eficiência na fratura das partículas na britagem...........................................36

5. CONCLUSÔES ..................................................................................................38

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................45

avaliacao de des de conservacao de energia em circuitos de britagem de minerio de ferro

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