Análise multiparâmetros ampliou em 25% a vida útil dos motores diesel

O processo de mineração a céu aberto refere-se ao método de extração de minerais da terra por meio da utilização de equipamentos de grande porte (escavadeiras, carregadeiras, caminhões, tratores, perfuratrizes, motoniveladoras), popularmente conhecidos como equipamentos fora-de-via.

Esses equipamentos são responsáveis pela extração e transporte da grande massa de material da mina até as usinas de beneficiamento, onde o material é tratado e beneficiado, tendo como produto final o minério de ferro.

A diretoria de Operações de Ferrosos Sudeste, pertencente à empresa mineradora Vale, é composta por três grandes complexos mineradores no estado de Minas Gerais, que foram responsáveis pela produção de aproximadamente 100 milhões de t de minério de ferro no ano de 2016.

Centro de monitoramento – Operações de Ferrosos Sudeste

A gerência de Engenharia de manutenção de equipamentos de mina realiza atualmente o monitoramento de 161 equipamentos fora- de-via em uma dispersão geográfica de 100 km entre as operações e o centro de

monitoramento.

DESENVOLVIMENTO

A telemetria é uma tecnologia que possibilita a comunicação, medição e transferência de dados via rede fixa ou sem fio, provindas de máquinas remotas, distribuídas em uma área geográfica de forma pré-determinada, para o seu monitoramento, medição e controle. É uma tendência atual que todos os equipamentos produzidos pela indústria tenham cada vez mais eletrônica embarcada e monitoramento dos seus principais subconjuntos. Entretanto, ainda é bastante comum a disponibilização dessas informações através de alarmes para o operador, ou de periódicos downloads, onde se utiliza um notebook para conhecimento das falhas.

A análise do arquivo obtido no equipamento ou mesmo da sequência dos alarmes depende de equipe especializada e dedicada a essa atividade, pois do contrário, esses dados jamais serão transformados em informações. Anteriormente, era necessario deslocar-se até o equipamento, que muitas vezes encontrava-se na mina, para efetuar download dos dados e posterior análise. Com a implantação da telemetria, essa atividade deixa de ser realizada, pois esse acompanhamento e análise das possíveis falhas passam a ser realizadas durante 24 horas por dia, sete dias por semana, remotamente. Os dados são enviados em tempo real para uma central de monitoramento.

O Minecare, sistema de telemetria utilizado, possui basicamente três aplicações que permite acompanhar o monitoramento dos equipamentos, sendo elas: monitoramento em tempo real; tratamento de eventos; e tendências. Essa aplicação permite diagnosticar falhas durante a operação do equipamento. Nela é possível exibir parâmetros monitorados em forma gráfica e em tempo real, possibilitando uma observação rápida e

abrangente do estado atual do equipamento nas diversas condições operacionais.

METODOLOGIA

A análise multiparâmetros visa integrar o maior número de variáveis possíveis em um mesmo ambiente e correlacioná-las de forma a definir o momento ideal de intervenção, sendo seu principal objetivo, aumentar

a confiabilidade e disponibilidade dos ativos, otimizar os recursos e reduzir os custos das operações.

O monitoramento por telemetria permite a avaliação da condição do componente, indicando o momento

ideal de intervenção.

MONITORAMENTO DO SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR DO MOTOR DIESEL

O ar admitido pelo motor de combustão interna passa por um filtro para retirar as impurezas, antes de entrar na câmara de combustão. Os motores utilizados nos caminhões são equipados com sensores de pressão que medem a restrição nos filtros de ar. Quando a pressão atinge 6,25 Kpa é indicativo que o filtro está obstruído e deve ser substituído.

MONITORAMENTO DA TEMPERATURA DE REFRIGERAÇÃO DOS FREIOS

O sistema de freios dos caminhões fora de via é refrigerado a óleo. Quando a temperatura ultrapassa 124°C é gerado um alarme, sendo indicio de falha operacional ou de manutenção.

MONITORAMENTO DA TEMPERATURA DOS GASES DE EXAUSTÃO DO MOTOR DIESEL

Para seu perfeito funcionamento, o motor de combustão interna necessita receber a proporção correta de ar e combustível, que varia de acordo com o regime de trabalho, obtendo o máximo rendimento com menor índice de emissões e consumo de combustível. Os caminhões fora-de-via são equipados com motores de 16 cilindros com bloco em “V”, sendo oito cilindros de cada lado. Estes motores possuem um sensor em cada coletor que mede a temperatura dos gasesde exaustão que é o produto da queima ar/combustível. Diferença

acima de 20°C entre essas temperaturas é indício de falha no sistema de admissão de ar ou injeção de combustível.

MONITORAMENTO DA PRESSÃO DE LUBRIFICAÇÃO DO MOTOR DIESEL

A pressão da bomba de lubrificação do motor de combustão interna é a principal responsável pela vida util dos componentes móveis que compõem o conjunto. Sabendo que essa pressão é influenciada diretamente pela viscosidade do lubrificante utilizado, foi possível criar um algorítmo para identificar a perda no grau de viscosidade do lubrificante.

Na maioria dos casos essa queda na viscosidade é ocasionada por contaminação do óleo lubrificante por combustível (diluição). Em condições normais de trabalho e utilizando óleo API 15W40 a pressão da bomba fica acima de 300 Kpa com o motor em regime de marcha lenta. Abaixo desse valor há indício de perda de viscosidade do lubrificante.

MONITORAMENTO DE PRESSÃO E TEMPERATURA DE PNEUS

O sistema de monitoramento de pressão e temperatura dos pneus proporciona a tomada imediata de ações.

RESULTADOS

Dentre os resultados obtidos, ressalta-se a redução significativa do número de falhas catastróficas em motores diesel de caminhões fora-de-via ao longo dos anos.
Além de reduzir o número de falhas catastróficas houve um aumento de 25% na vida útil dos motores diesel.

Desde a implantação, foi possível contabilizar ganhos considerando apenas a vida remanescente dos componentes, caso não ocorresse à intervenção imediata e o mesmo viesse a falhar.

CONCLUSÃO

A análise multiparâmetros aplicada no monitoramento dos equipamentos de mina tornou-se uma ferramenta essencial para a manutenção e operação. Onde os dados coletados por equipes especializadas, são tratados e transformados em informações valiosas para a prevenção de falhas e aumento da confiabilidade.

Nesse contexto, o processo de manutenção reativa aos poucos vai mudando para a manutenção pró-ativa, sendo a telemetria peça fundamental para essa alteração de cultura.

Baseado nos dados levantados, nas literaturas e técnicas de manutenção existentes, entende-se que a Vale utiliza tecnologia de ponta para diagnosticar e prever falhas funcionais.

Revisitar todo o processo é uma prática comum na empresa, de modo a identificar as maiores perdas e oportunidade de melhorias. Sendo o uso da tecnologia a maior aliada nesse processo.

AUTORES: Nivaldo de Figueiredo Soares, Victor Newman Fernandes, Hernane Vieira Gandra e Cledson Antônio Deiró.