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Case de sucesso: análise DEM em unidade de britagem móvel

Tempo de leitura: 4 minutos

Britadores móveis

O conceito de unidade de britagem móvel não é novidade para os profissionais do ramo de mineração. No entanto, sua utilização só pôde ser mais difundida nos últimos anos, devido ao avanço nas áreas correlatas da engenharia. Quando comparados aos sistemas estacionários que contam com transportes por meio de caminhões fora de estrada, os britadores móveis apresentam significativas vantagens, sendo as principais [1]:

  • Redução de custos;
  • Redução da força de trabalho necessária para a operação;
  • Diminuição do consumo de combustível;
  • Diminuição dos níveis de emissão de CO2.

Visando a produção competitiva de minério, aliada às soluções mais sustentáveis, modernas e sem a utilização de caminhões fora de estrada para o transporte de materiais, um dos clientes da KOT desejava realizar o repotenciamento das capacidades nominais e de projeto de uma de suas unidades de britagem móveis, sendo de 9.500 para 10.500 e 11.500 para 12.600 toneladas por hora respectivamente. Esse sistema pode ser visto na Figura 1.

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Figura 1: Vista geral do sistema de britagem móvel em questão. [2]

Com a alteração nas capacidades produtivas, nominal e de projeto, a variação da vazão mássica e da velocidade de operação dos transportadores nas máquinas impactam diretamente no comportamento do material nos chutes de recebimento e descarga das máquinas de mina.

A KOT foi responsável por diversos trabalhos nesse sistema de britagem móvel. Este artigo tem como objetivo dissertar sobre a verificação do alimentador de recebimento e de um chute intermediário de transferência de minério da unidade, por meio de simulações do método dos elementos discretos (DEM).

Modelagem tridimensional

Iniciando os trabalhos, a primeira etapa de desenvolvimento para a análise por elementos discretos, foi a elaboração dos modelos tridimensionais do alimentador e do chute intermediário de transferência de material. 

Por se tratarem de modelos de superfícies de escoamento de material, não foram modelados detalhes como portas e janelas de inspeção e outros dispositivos auxiliares. Tais componentes, em geral, não são considerados na análise, pois não influenciam o fluxo de material na estrutura de maneira significativa. 

As Figuras 2 e 3 mostram alguns dos modelos elaborados.

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Figura 2: Modelo tridimensional do alimentador. [2]
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Figura 3: Modelo tridimensional do chute intermediário. [2]

Análises

Algumas das principais análises, por meio do método dos elementos discretos, realizadas para a unidade de britagem móvel estão expostas abaixo.

  • Material

A KOT recebeu ensaios de caracterização do material que é transportado e realizou a calibração do modelo do material a partir das suas características. 

A caracterização tem o objetivo de levantar propriedades do material que são parâmetros de entrada das simulações no software específico de análise DEM (propriedades da interação partícula-partícula e partícula-parede do chute). Os ensaios também auxiliam no entendimento do escoamento do fluxo de minério.

  • Alimentador

A Figura 4 mostra a vista geral e o plano central do modelo DEM gerado para o alimentador.

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Kot04_02Vista-geral-à-esquerda-e-plano-central-à-direita-do-modelo-DEM-do-alimentador
Figura 4: Vista geral à esquerda e plano central à direita do modelo DEM do alimentador. [2]

A análise DEM do alimentador indicou as velocidades operacionais do equipamento para algumas das diversas condições de material que são processados pelo equipamento, sendo indicada um tipo de operação adequado para cada variação de material manuseado. 

Com isso, os valores obtidos estão de acordo com a proposta de repotenciamento da unidade de britagem móvel e servem como referência para operação do equipamento.

  • Chute intermediário

A Figura 5 mostra a análise de entupimento do chute intermediário da unidade móvel de britagem.

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Figura 5: Análise de entupimento do chute intermediário. [2]

As simulações com o projeto repotenciado mostraram que o chute não comportava o aumento da capacidade dos transportadores para as condições de operação, uma vez que foram identificados problemas relacionados ao entupimento. Dessa forma, indicou-se o reprojeto do componente.

Em relação às cargas na mesa de impacto, foi verificado que os roletes nessa região estão aptos a operar sob a nova capacidade. Além disso, a análise indicou que a chapa identificada como defletora não recebe impactos do fluxo de material.

Simulações X Condições reais

A capilarização das técnicas computacionais proporcionou tanto o refinamento das metodologias para suas execuções quanto a aceitação dos resultados obtidos por meio delas. No entanto, ainda hoje, é muito bem visto pelos engenheiros e gestores, resultados simulados que retratam de forma visual as condições reais de operação.

Nesse sentido, o Vídeo 1 exibe a comparação de uma filmagem da operação do alimentador da unidade de britagem móvel em questão com o resultado de sua análise DEM.

Vídeo 1: Comparação entre as condições de operação e o resultado da simulação DEM do alimentador. [2]

Conclusão

As simulações computacionais podem ser tanto complementadas com informações coletadas em campo durante a operação, quanto endossadas em comparação com as condições reais que exibem grandes similaridades. 

De forma geral, a KOT pode auxiliar na realização de análises computacionais e levantamentos de campo. A empresa pode atuar em diversos setores da indústria, desde o de celulose até o de mineração, trazendo soluções adequadas para suas necessidades. Consulte o time de especialistas para saber mais!

Equipe KOT Engenharia

Com mais de 28 anos de história e diversos serviços prestados com excelência no mercado nacional e internacional, a empresa promove a integridade dos ativos dos seus clientes e colabora nas soluções dos desafios de Engenharia. Para essa integridade, utiliza ferramentas para o cálculo, inspeção, instrumentação e monitoramento de estruturas e equipamentos.

Referências:

[1] DEAN, M. et al. Selection and planning of fully mobile in-pit crusher and conveyor systems for deep open pit metalliferous applications. In: AusIMM 2015 3rd International Future Mining Conference, Sydney, NSW, Australia. 2015. p. 4-6.

[2] Acervo KOT

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