Em publicação no Tribology International Journal 5.5.2017, foi apresentado um panorama global do consumo energético no segmento de mineração devido às perdas por atrito e desgaste. Pela primeira vez o impacto das perdas por desgaste também foi incluído no detalhamento dos cálculos de consumo. Uma ampla variedade de equipamentos utilizados para extração, movimentação, transporte, cominuição e beneficiamento foram analisados.
O consumo global de atividades de mineração, incluindo mineração de minerais e rochas, foi estimado em 6,2% do consumo global total de energia. Cerca de 40% do gasto energético na mineração é utilizado para superar forças de atrito (aproximadamente 4.6EJ anualmente). Além disso, metade deste consumo é gasto em remanufatura e fabricação de peças sobressalentes necessárias para manutenção de equipamentos sujeitos a falhas ocasionadas por desgaste. As principais fontes de consumo energético são:
- Moagem (32%)
- Movimentação e transporte (24%)
- Ventilação (9%)
- Escavação (8%)
Estima-se que o consumo energético da indústria da mineração, devido ao atrito e desgaste é responsável por 970 milhões de toneladas de CO2 descarregados na atmosfera anualmente em todo o mundo.
O custo econômico resultante das perdas devido ao atrito e desgaste está na ordem de 2,1 trilhões de Euros distribuídos em: 40% para eliminar e reduzir atrito, 27% para produzir peças de reposição e manter estoque de sobressalentes, 26% para atividades de manutenção e 7% em perdas de produtividade.
Com a implementação de novas tecnologias de redução de atrito e proteção contra desgaste em equipamentos de processamento mineral, estima-se que é possível, em curto prazo de tempo reduzir o consumo energético em 15% num período de 10 anos. Equivalente a uma redução de 145 milhões de toneladas de CO2 e uma economia de 310 milhões de Euros anualmente.
Novas soluções com alto potencial de eficácia, incluem o desenvolvimento e aplicação de novos materiais, especialmente aqueles com propriedades de resistência, dureza e tenacidade aprimoradas. Revestimentos com baixo coeficiente de atrito e alta resistência a abrasão, também são indispensáveis para redução do consumo energético devido às perdas por atrito e desgaste.
A atividade de mineração vem se expandindo globalmente, devido a rápida urbanização das cidades e o crescente consumo de produtos industrializados assim como a necessidade de novas moradias. Outra razão para a expansão da mineração, é que as áreas de extração mais ricas em minérios já foram exploradas fazendo com que seja necessário processar um volume cada vez maior de material para a mesma quantidade de minério puro. A demanda por metais básicos, particularmente, ferro, cobre e alumínio foi projetada para dobrar de 2010 a 2025, em grande parte devido modernização e urbanização global.
A atividade de mineração é responsável por consumir de 4-7% da energia produzida globalmente. As principais fontes de energia na mineração são: um terço de eletricidade, um terço de combustível diesel e um terço restante entre carvão, gás e gasolina. A quase totalidade deste consumo é aplicado no processamento: extração, carregamento, britagem, moagem, peneiramento, beneficiamento e transporte. O bombeamento, seja os das plantas de beneficiamento seja para os minerodutos, também é uma importante fonte de consumo energético.
Tanto o atrito quanto o desgaste tem um peso importante no consumo energético na mineração. O atrito está presente em todos os equipamentos mecânicos devido ao movimento relativo entre peças, e nas plantas de processamento devido ao contato superficial no escoamento de material. Portanto grande parte do consumo energético é aplicado para sobrepor as forças de resistência contrarias ao movimento.
Já o consumo energético devido ao desgaste apresenta uma complexidade maior ao se considerar as fontes de perdas. Pois além do consumo para sobrepor as forças de resistência deve ser levado em conta outros parâmetros tais como:
- Custo energético de fabricação de peças e equipamentos sobressalentes
- Custos energético de recursos e serviços de manutenção
- Custos de Mão de obra de manutenção
- Perdas de produtividade
Sistemas de bombeamento
Os sistemas de bombeamento são fundamentais na atividade de mineração no entanto são importantes fontes de consumo energético devido às perdas por atrito e desgaste de tubulações.
A Kalenborn tem dado sua importante contribuição através de sua ampla e continua expertise em revestimentos de alta resistência a abrasão e baixo coeficiente de atrito.
Tubulações revestidas internamente com materiais resistentes ao desgaste devido a abrasão e erosão são cada vez mais aplicados para bombeamento de polpas de minério e rejeito. Reunindo propriedades tais como alta dureza e baixo coeficiente de atrito o ABRESIT (basalto fundido) tem sido amplamente aplicado como alternativa aos materiais mais tradicionais de revestimento, tais como a borracha e o PU por exemplo. A redução da resistência superficial interna das paredes dos tubos proporciona uma menor perda de carga no sistema, consequentemente uma queda da necessidade de potência gerada pela bomba e portanto menor consumo de energia. Além da redução do consumo energético direto, os custos de manutenção sejam os de aquisição de peças de reposição, sejam os de mão-de-obra assim como as perdas de produtividade também são reduzidos com a aplicação de revestimentos antidesgaste.
Detentora de uma expertise centenária em manufatura de cilindros de basalto fundido, a Kalenborn no Brasil conta com uma estrutura fabril capaz de fabricar sistemas completos de tubulação (tubos retos, curvas, reduções, bifurcações e acessórios), atendendo a uma ampla gama de diâmetros. O ABRESIST é sem sombra de dúvidas um dos melhores materiais de proteção contra desgaste, existentes no mercado mundial. Trata-se de um revestimento que reuni propriedades indispensáveis para situações de desgaste por abrasão e problemas de aderência simultaneamente. Com altíssima dureza, o ABRESIST tem se mostrado muito superior a vários revestimentos utilizados nas indústrias. Além de uma superioridade significativa no desempenho, o ABRESIST possui um os melhores custo benefício do mercado. Seu preço por m² se equipara ao preço de placas de UHMW, ou seja, bem mais barato que as alternativas metálicas.
A Kalenborn se mantém atenta aos novos desafios ambientais encarados por seus clientes e parceiros, e preparada para contribuir com sua ampla experiência e vivência na mineração brasileira. Além da redução direta de consumo energético e indireta através da redução da manutenção dos sistemas. O recondicionamento de tubos e reciclagem de materiais também pode ter um papel importante na redução de consumo na mineração. Os “Tubos Verdes” possuem um revestimento antidesgaste que pode ser removido e reciclado ao final da vida útil. Um conceito de fixação especial para o revestimento de proteção contra desgaste possibilita a remoção do revestimento antigo, sem danificar a cobertura de aço. Em seguida, é aplicado um novo revestimento nos tubos de aço, utilizando novos cilindros de material. O processo utilizado possibilita obter uma vida útil para o revestimento igual à dos antigos tubos e curvas revestidos.
A devolução dos tubos e curvas desgastados à Kalenborn elimina o trabalho de descarte e os custos necessários para a fabricação de novos tubos de aço. As empresas reduzem suas emissões de CO2 para o meio ambiente.
A Kalenborn utiliza materiais naturais regeneráveis, como cerâmica e basalto fundido. Após a remoção do revestimento desgastado, os materiais são reciclados e o processo de fabricação de novos materiais resistentes ao desgaste é reiniciado.
