Proposta de um método para monitoramento e controle da perda de carga em minerodutos com base em variáveis operacionais do processo : um estudo de caso

• Autor(a) principal: Igor Moreira de Carvalho
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/62589
• topic: Mineroduto; Bombeamento de polpa de minério; Perda de carga; Engenharia mecânica; Minerodutos; Ferro - Minas e mineração; Transporte de materiais

O transporte de minério por meio de minerodutos tem se tornado uma opção viável para as empresas mineradoras devido às grandes distâncias envolvidas nas etapas do processo produtivo. Comparado a outras modalidades de transporte, como ferrovias e rodovias, o transporte por dutos apresenta vantagens significativas, como baixo custo operacional, fornecimento contínuo, segurança e baixo impacto ambiental. No contexto brasileiro, o país destaca-se como um dos principais usuários dessa modalidade de transporte, possuindo aproximadamente 36,7% da extensão total de minerodutos no mundo, com capacidade para transportar até 75 milhões de toneladas de minério anualmente. A Samarco Mineração S.A. foi pioneira na adoção do transporte de polpa de minério por meio de minerodutos no Brasil, operando três minerodutos, cada um com aproximadamente 400 km de extensão. Devido à alta demanda de transporte do minério proveniente de sua mina Germano, a empresa utiliza o mineroduto 2 em sua capacidade máxima, registrando uma taxa de utilização de 99,7% em 2022. Diante dessa elevada demanda, é essencial compreender todas as variáveis que afetam a capacidade de bombeamento do mineroduto. Ao longo do tempo de operação de um duto, é possível que ocorra o acúmulo de material e alterações na rugosidade das paredes internas. Isso acarreta em variações no diâmetro da tubulação, resultando em um aumento na perda de carga e uma redução na eficiência de bombeamento. Portanto, torna-se fundamental monitorar e controlar a perda de carga para operar o mineroduto de maneira mais eficiente. Atualmente, os modelos de predição de perda de carga são amplamente utilizados no estágio de projeto e construção de minerodutos, porém, apresentam limitações quando se consideram as importantes variáveis operacionais. Neste estudo, propõe-se um modelo para o monitoramento e controle da perda de carga. Para tal, o mineroduto 2 da Samarco foi selecionado como estudo de caso, onde foram coletados dados operacionais a cada 2 horas ao longo de um período de 7 meses. Por meio da correlação, verificou-se que a vazão é a variável operacional que mais impacta na perda de carga. Dessa forma, ao estabelecer uma equação de regressão linear com base na vazão, tornou-se possível comparar o modelo proposto com a perda de carga real. À medida que as curvas geradas por ambas as equações se distanciavam, supôs-se que houvesse deposição de material na linha. Posteriormente, foram realizadas limpezas de forma corretiva com a passagem dos PIGs. A efetividade da limpeza pôde ser evidenciada com o acréscimo da vazão em 11,98 m³/h logo após a passagem do PIG, resultando em um ganho pontual de produção de 13.299 tms. Adicionalmente, foram analisadas as velocidades críticas de bombeamento em relação à variação da concentração da polpa e seu impacto na perda de carga, permitindo, assim, a determinação de parâmetros para o controle preventivo da perda de carga.