A publication of Caterpillar Global Mining
MELHORIA DA EFICIÊNCIA NO SUBSOLO:
UN DESAFÍO QUE VALE LA PENA ENFRENTAR
Minas subterrâneas são um dos ambientes mais difíceis para os operadores e seus equipamentos. Muitas
descem a grandes profundidades sob condições rigorosas que prejudicam o desempenho dos equipamentos.
Até o processo de descer as máquinas para trabalhar exige uma boa dose de logística e despesas.
Apesar do ambiente difícil, os mineiros subterrâneos estão sempre atentos para novos métodos para melhorar
o carregamento e o transporte, e reduzir o custo por tonelada.
“Ao contrário de nossos colegas de superfície, que podem contemplar toda a mina ou usar o GPS para monitorar seu desempenho, nossas frotas aqui ficam efetivamente fora de vista”, diz Larry Widdifield, especialista em eficiência em subterrâneos da Caterpillar. “Avaliar o desempenho exige talento para extrair as informações sobre a frota e os operadores.
Mas pode ser feito – e sem dúvida vale a pena.”
Carga e transporte consomem grande parte do custo por tonelada e sofrem a influência de uma série de fatores – tais como configuração da mina, aplicação, qualidade do produto e manutenção. Exceto pelo ambiente em que as máquinas trabalham, quase todos esses fatores podem ser administrados e aprimorados para baixar o custo. Até pequenas melhorias podem fazer um grande efeito.
“Gosto de coisas que sejam quase gratuitas e fáceis de implementar”, diz Widdifield. “Pequenas alterações no trabalho contribuem para grandes benefícios. Coisas como eficiência do operador, tempos de ciclo e carga útil são as de maior impacto sobre o custo – e são fáceis de avaliar, modificar e administrar.”
AVALiAR AS opeRAÇÕeS
“O único modo garantido de encontrar pontos a melhorar é observar o que você já esteja fazendo”, diz Widdifield. “É preciso enxergar onde você está antes de fazer qualquer mudança. Prestar atenção. Observar o que acontece à sua volta. Documentar os problemas que perceber e criar um plano de ação para fazer as melhorias.”
A meta é confirmar que se esteja obtendo o máximo do equipamento, definir e atingir novos padrões de referência para segurança, eficiência e rentabilidade; e balizar novas metas para aumentar o desempenho – tanto faz que seja mais uma caçamba ou mais um caminhão por turno.
Pontos a considerar:
• Dimensionamento e seleção de máquinas/sistemas. A pá-carregadeira é compatível com o caminhão? O LHD tem o tamanho certo para a tarefa?
• Densidade do material para seleção de carroceria e caçamba.
• Técnicas de operação. Os operadores foram bem treinados? Eles estão trabalhando com eficiência? • Projeto e manutenção da via de transporte.
• Metas/precisão da carga útil. Você sabe qual a carga útil do seu caminhão? A caçamba da pá-carregadeira está cheia?
• Detonação. O material foi detonado corretamente, para que os operadores possam encher a caçamba de uma só vez em menos de 12 segundos?
• Velocidade. Os caminhões trafegam com toda a rapidez possível?
Realizar um estudo da produção
O estudo da produção é uma das formas de avaliar as operações. Esse tipo de estudo avalia: • Carregamento – Tempo entre o primeiro contato da caçamba com a pilha até quando o operador
da máquina engata a ré
• Transporte – Percurso entre a zona de carga e a de descarga • Descarga – Tempo para despejar toda a carga
• Retorno – Percurso entre a zona de descarga de volta para novo carregamento • Tempo total – Soma de todos os anteriores (um ciclo completo)
“ Entre na mina e faça um estudo da produção de uma a duas horas”,
sugere Widdifield. “Tanto faz sentar-se em uma pedra com um
cronômetro na mão, acompanhar o operador em seu caminhão ou usar
tecnologia para avaliar o desempenho. O estudo da produção em sua
operação lhe dará as toneladas por hora no ambiente real.”
O desempenho sofre influências do operador e da máquina. O tempo pode decorrer do treinamento do operador, sua estratégia junto à pilha de cascalho ou uma característica diferente de sua pá-carregadeira. A descarga vai depender do modo como ele chega com o caminhão, da colocação da carga ou da compatibilidade entre caminhão e carregadeira. Os tempos que dependem da máquina resultam da aceleração da carregadeira e da compatibilidade entre os sistemas hidráulico e de transmissão.
“Agora, podemos nos concentrar onde aplicar melhorias”, diz Widdfield. “Podemos trabalhar no treinamento ou na seleção das máquinas.”
A Caterpillar desenvolveu padrões de referência práticos com cujos dados as minas subterrâneas podem obter o máximo dos seus equipamentos Cat e a necessária orientação para avaliar projetos e esquemas de manutenção das vias de transporte que sejam compatíveis com as práticas consagradas do setor.
Damos abaixo uma síntese de alto nível deste processo; para obter uma cópia de “A Reference Guide to Mining Machine Applications”, entre em contato com seu revendedor e indique o número de publicação AEXQ0030-02.
otiMiZAR o DeSeMpenHo DoS CAMinHÕeS eM MinAS SUBteRRÂneAS
O tempo de troca dos caminhões é vital para melhorar o desempenho do transporte subterrâneo. Trata-se do tempo transcorrido desde quando um caminhão carregado recebe sua última pá de carga até quando o próximo recebe a primeira. Obviamente, quanto menor este ciclo, maior a oportunidade de aumentar o número de
ciclos por turno. O objetivo das melhores práticas é de 42 segundos por ciclo. É importante que o porte dos caminhões da frota seja compatível com o da carregadeira, garantindo rendimento máximo na atividade. “Não se esqueça de que sua frota é tão rápida quanto o caminhão mais lento”, diz Widdifield. “Não faz
diferença se você está com um caminhão novo ou um operador mais treinado. O veículo mais lento de todos é aquele atrás do qual o resto da frota ficará esperando. É bom cuidar também para que a carregadeira trabalhe em uma frota de caminhões compatível, para não ficar parada, esperando o próximo chegar.”
Providencie o posicionamento devido
• Faça com que o operador da pá-carregadeira aviste o caminhão.
• Cuide para que o caminhão não precise dar a volta depois de carregado. • Posicione o caminhão longe de serviços aéreos.
• Coloque-o visando acelerar o tempo do ciclo (pás-carregadeiras trabalham melhor vendo o caminhão em ângulo de 45 graus)
• Mantenha os pneus traseiros longe de pedras soltas e fora de depressões.
Providencie a correta colocação e organização da carga útil
A boa colocação da carga é importante na melhoria das operações subterrâneas. A carga deve ficar centralizada quanto aos pistões de elevação ou sobre a seta da carroceria, assim como em relação à linha de centro desta última. Deixe uma borda livre suficiente para evitar derramamentos das laterais pelos cantos e da traseira do veículo nas rampas.
Determine sua carga útil com base na especificação recomendada pelo fabricante para a distribuição do peso entre os eixos dianteiro e traseiro. Determine uma rotina de depositar a primeira caçamba atrás, depois na frente e então no centro. E fique atento ao que não sair no despejo. “Não faz sentido documentar que um caminhão levou 40 toneladas se ele voltar com 5 agarradas nos cantos”, diz Widdifield.
A Caterpillar identificou uma política ideal de gerenciamento da carga, chamada 10/10/20. De acordo com ela, “no máximo 10% das cargas úteis poderão ultrapassar 1,1 vez a carga útil alvo para o caminhão, e nenhuma delas poderá ultrapassar 1,2 vez a carga máxima visada.”
“Outra forma de interpretar é que não mais de 10% das cargas ultrapasse em 10% a carga útil alvo e nenhuma delas ultrapasse em 20%”, explica Widdifield.
“A correta administração das cargas úteis não é só importante para a integridade do equipamento; também contribui para a saúde e a segurança dos funcionários”, diz ele. “Por isso, é importante manter a regra dos 10/10/20. Ao ultrapassar a carga útil alvo em mais de 20%, passa-se dos limites de manobra e frenagem certificados para o caminhão.”
Avaliação de um ponto de carregamento por calha
Certas minas subterrâneas instalam calhas com o intuito de carregar mais depressa os caminhões.
É importante dispor de áreas adequadas para entrada e saída, e dar ao operador meios de controlar a calha. “Se ele tiver de sair do caminhão, subir um lance de escadas e ativar a calha, estará perdendo um tempo precioso”, diz Widdifield.
Dentre as condições favoráveis para uma calha, o solo deve ser nivelado, estável e com acesso inferior facilitado. O tamanho da calha e a descarga devem corresponder ao tamanho do caminhão, reduzindo-se ao máximo a altura da queda. O material deve ser bem despejado. São condições desfavoráveis: pavimento desigual e cheio de resíduos; controle insatisfatório da alimentação e acesso apertado.
“Verifique se o caminhão tem folga adequada na entrada e embaixo da calha”, diz Wittifield. “A saída deve dar ao operador boa visibilidade do tráfego que chega. O operador também deve ser capaz de ver sua carga útil.”
Analise a área de descarga
O vazadouro é um lugar onde os caminhões podem perder um tempo valioso. “Lembre-se, caminhões não gostam de ficar esperando enquanto a caçamba esvazia ou o sujeito da britadeira se livra de um pedregulho
maior”, destaca Wittifield. “Não perca tempo em engarrafamentos. Distribua sua frota pela mina toda. Mande mais caminhões para a carregadeira mais distante.”
otiMiZAR o DeSeMpenHo DA CARReGADeiRA LHD
O tempo de ciclo ideal para carregadeiras LHD é de 28 a 42 segundos, com média de 35 segundos. Entre máquinas de porte compatível, o carregamento mais eficiente exige três a quatro passagens.
Avalie a técnica do operador
A Caterpillar recomenda observar se os operadores de pá-carregadeira seguem a técnica apropriada: • Chegar à pilha de frente, com a base da caçamba paralela ao ponto de captação.
• Manter o chassi reto durante a cavação.
• Levantar um pouco a caçamba para acumular o material.
• Manter os braços elevados na horizontal quando a caçamba encher. • Permanecer na face por no máximo 12 segundos.
• Operar a máquina em primeira marcha e rotação acelerada. • Manter os devidos ajustes para entornar a caçamba. • Reduzir ao mínimo os derramamentos.
• Manter o solo limpo e liso; quando necessário, desimpedir o piso ao se aproximar da face, fazendo o mínimo de contato com o solo.
A caçamba deve estar sempre equipada com Ferramentas de Penetração no Solo (FPS) compatíveis com o material a ser cavado. Jamais utilizar FPS gasta ou com bordas cortantes desguarnecidas.
Providencie condições ideais no canteiro
As LHDs trabalham melhor em locais com o piso nivelado, seco, liso e firme. Sulcos transversais e escoamento suficiente reduzem o ataque aos pneus. Outras considerações contemplam materiais bem fragmentados que reduzem o tempo de adensamento, principalmente na região dos dedos do corte; um perfil de face mais baixo e a capacidade de trabalhar com várias faces. As LHDs não trabalham bem em condições de chão insatisfatórias, áreas de carga apertadas e ao movimentar material mal despejado.
AVALiAR AS eStRADAS De tRAnSpoRte
As estradas de transporte exercem profunda influência sobre o desempenho das máquinas subterrâneas – e são o local onde pequenas melhorias podem surtir grande efeito sobre o tempo de ciclo. Os três maiores fatores no projeto de estradas de transporte subterrâneas são a qualidade do material, o projeto e a manutenção. O aclive deve ser suave e constante, com mínima resistência à rodagem.
A resistência à rodagem afeta a produtividade porque não permite que o equipamento viaje com a velocidade ideal para o máximo de produtividade. A tabela abaixo mostra como o aumento na penetração dos pneus pode aumentar a resistência à rodagem:
Resistência à Rodagem
• Estrada firme e bem conservada 1,5% • Estrada bem conservada com flex 3% • 0,25 mm/1 em penetração dos pneus 4% • 50 mm/2 em penetração dos pneus 5% • 100 mm/4 em penetração dos pneus 8% • 200 mm/8 em penetração dos pneus 14%
“Cada aumento na resistência à rodagem tem efeito direto sobre a velocidade da viagem”, diz Widdifield. “Às vezes, a resistência à rodagem causa uma variação na carga sobre o motor. Assim, além de não se conseguir a velocidade desejada, também se desgasta a transmissão.”
CUMpRiR AS MeLHoReS pRÁtiCAS
Melhorar a eficiência do carregamento e do transporte é a maneira mais fácil de baixar o custo por tonelada. Cumprindo-se as melhores práticas para o desempenho do operador, os tempos de ciclo e a carga útil – e garantindo-se a qualidade do projeto e da conservação das estradas de transporte – as minas subterrâneas podem registrar maior rentabilidade.
“Os desafios com que nos defrontamos são grandes”, diz Widdifield. “Mas não usamos isso como desculpa para nos acomodarmos e deixarmos de buscar o aprimoramento. As condições da sua operação determinam seus custos e afetam sua produtividade. Identifique os problemas certos e trabalhe para resolvê-los. Há muito ganho importante a ser realizado com muito pouco investimento.”
pRoJeto e MAnUtenÇÃo DA ViA De tRAnSpoRte
CONSIDERAÇÕES DE PROJETO: DECLIVIDADE • Mantenha aclives e transições suaves
• Mantenha a porcentagem constante
• Lembre-se de que um aclive nominal de 15% com rampas de 18% pode impedir o caminhão de trocar de marcha.
CONSIDERAÇÕES DE PROJETO: INCLINAÇÃO TRANSVERSAL SIMPLES • Lances horizontais
- Aplique o mínimo de inclinação para manter a drenagem
- Evite áreas onde se exija escoamento transversal; pode ser preciso fazer um pequeno buraco - Use caimento transversal constante somente quando as condições forem extremamente secas • Aclives
- Exigência mínima de inclinação transversal CONSIDERAÇÕES DE MANUTENÇÃO • Comece na face, acabe no vazadouro
• O caminhão deve andar em velocidade adequada e constante
• Onde os caminhões reduzirem a marcha, avalie a causa e faça os consertos • Remova e conserte trechos molhados/fofos
