O caminho do ferro

Anglo American firma acordo com a Paragon para o desenvolvimento do projeto de simulação do sistema Minas-Rio, empreendimento que tem por objetivo escoar, por um  mineroduto de 524km, cerca de 26,5 milhões de toneladas de ferro ao ano, quando atingir sua capacidade total em 2015

Segundo dado da 5ª edição do Sistema de informações e Análises da Economia Mineral Brasileira, organizado pelo Instituto Brasileiro de Mineração (ibram), em 2010 a produção mineral no país atingiu um valor estimado em US$ 40 bilhões, recorde que representa um crescimento de 67% na comparação com o ano anterior, em que foram registrados US$ 27 bilhões.

Ainda de acordo com o trabalho, que apresenta anualmente estatísticas e análises sobre a mineração em todo o território nacional, a região Sudeste concentrou 3.341 do total de 7.809 empresas mineradoras presentes no Brasil. Minas Gerais, por sua vez, foi responsável por praticamente a metade da produção absoluta de minério em 2010. O Estado registrou 48% de participação na extração de recursos no período.

Dentre os principais produtos da mineração brasileira exportados no ano passado, nenhum chega perto do ferro. O Brasil vendeu mais de US$ 35 milhões do minério, o que corresponde a 81,8% de todas as exportações realizadas pelo setor – número que faz do País o segundo maior exportador de minério de ferro do mundo, atrás apenas da Austrália. Estima-se que as terras brasileiras possuam uma reserva de cerca de 29 bilhões de toneladas de ferro a serem exploradas.

Diante desse cenário e dos bons ventos que sopram sobre a economia nacional, não é de se admirar que a Anglo American, uma das maiores companhias de mineração do mundo, com sede no Reino Unido e operações na África do Sul, América do Sul, América do Norte e Austrália, tenha escolhido o Brasil como palco de seu principal projeto: o sistema Minas-Rio, adquirido em 2007 junto à MMX – empresa de mineração do Grupo EBX. Com investimento de cerca de US$ 5 bilhões, o Minas-Rio engloba a construção de uma mina para extração de minério de ferro no município de Conceição do Mato Dentro (MG), uma unidade de beneficiamento em Alvorada de Minas (MG), um mineroduto para o transporte do produto e um terminal de recebimento no Porto de Açu, em São João da Barra (RJ), empreendimento no qual a Anglo American é parceira da LLX – um braço logístico da EBX – com 49% de participação.

O que pode parecer um projeto-padrão para a indústria mineradora toma novas formas quando analisada a distância existente entre os pontos de abastecimento do mineroduto, na região central de Minas Gerais, e de chegada do material, no litoral do Rio de Janeiro. Após ser processado pela usina de beneficiamento, o minério de ferro será transportado em forma de polpa – uma solução composta por 71% de material sólido e 29% de água – e viajará por 32 municípios mineiros e fluminenses até chegar ao terminal, que realizará um processo de filtragem, responsável pela separação dos compostos sólido e líquido.

“Nosso projeto é muito peculiar, pois o material viajará por um tubo de 525km até o porto”, analisa Fernando Lage, gerente de Operação da planta de beneficiamento da Anglo American. “Esse tipo de transporte é mais eficiente em relação ao carregamento por meio de trens ou caminhões, por exemplo. Colocamos o material dentro de um tanque e bombeamos pelo duto. A diferença é o tempo de transporte, que é realizado em algumas horas, além de ser ecologicamente correto.”

Mas justamente devido à rapidez do transporte, um projeto dessa magnitude não pode ser realizado na base da tentativa e erro. Decisões não podem ser tomadas levando em consideração o dia a dia da operação, já que um simples problema pode representar um custo de milhões. Qualquer alteração deve ser antevista e todas as precauções devem ser tomadas para evitar os prejuízos. “É diferente quando temos material estocado. Uma parada de equipamento, por exemplo, não vai gerar tantos problemas, pois temos o produto guardado. No nosso caso, em que o transporte é rápido, se um problema ocorre no porto, que está a centenas de quilômetros da mina, esta será afetada rapidamente”, diz Lage. A solução encontrada, então, foi a utilização de uma ferramenta tecnológica cada vez mais empregada pelo mercado: o simulador.

Para tanto, a Anglo American firmou um acordo com a Paragon, uma das principais empresas de consultoria em simulação da América Latina, que, utilizando o software Arena – um ambiente gráfico integrado que apresenta recursos para modelagem de processos, desenho e animação, análise estatística e análise de resultados – desenvolveu modelos matemáticos relativos aos procedimentos envolvidos na operação da mineradora que imitam as propriedades e o comportamento do sistema Minas-Rio.

Com uma representação virtual – e fiel – de todo o projeto, a Anglo American poderia manipular as mais diversas variáveis que formam o processo, criando inúmeros cenários possíveis e avaliando o impacto de simples mudanças no sistema como um todo. A avaliação desses cenários permite a definição da melhor estratégia, proporcionando a maximização da capacidade do empreendimento.

Colocando em prática

Desde o início, a ideia do projeto de simulação era englobar todas as áreas do sistema Minas-Rio – da extração do minério ao porto. “ O objetivo da simulação era fazer um sistema integrado, em que pudéssemos utilizar dados para gerar cenários variados. Mudaríamos estratégias de manutenção e de operação, por exemplo, e o software mostraria o resultado que seria obtido com essa alteração”, explica Fernando Lage.

Em 2008, a Paragon já havia trabalhado junto à LLX no desenvolvimento de um modelo de avaliação da capacidade do porto, que viria a compor a simulação do projeto, formada também pelos subsistemas da mina, da usina de beneficiamento, do mineroduto e da estação de recebimento e filtragem da polpa. No mesmo ano, a companhia foi convidada pela Anglo American para elaborar a proposta de desenvolvimento do simulador integrado.

Em 2009, as duas empresas realizaram o primeiro workshop destinado à elaboração das especificações do simulador. Gustavo Telles, Gerente Comercial da Paragon, conta que a dimensão do projeto exigiu que os profissionais da empresa se tornassem praticamente especialistas no negócio do cliente. “Tínhamos em mãos simplesmente o maior projeto de simulação de cadeia integrada de minério já feito em todo mundo. Quando começamos um trabalho desse tipo, sabemos onde precisamos chegar, mas temos que traçar o caminho até lá. E esse caminho acaba mudando muito durante o processo. Quanto mais nos aprofundávamos em detalhes do sistema, mais detalhes apareciam”, conta.

Para que a Paragon pudesse entender as minúcias que envolviam o sistema Minas-Rio, dez profissionais da Anglo American foram destacados para agregar todas as informações possíveis a respeito de suas respectivas áreas dentro do empreendimento. Durante dois meses, foram realizadas reuniões diárias destinadas à preparação e à aprovação de todas as especificações técnicas que envolviam o sistema. “Fizemos cursos intensivos. Em um dia, falávamos com especialistas em mina. No outro, com o pessoal da usina. Durante esse processo, fomos capazes de criar toda a documentação que nortearia o projeto”, lembra Telles.

Sistema completo

De acordo com o diretor da Paragon, Luiz Franzese, o projeto do sistema Minas-Rio consiste na simulação mais detalhada que a empresa de tecnologia já produziu em seus 20 anos de existência. “ A complexidade é enorme, pois a simulação engloba uma cadeia inteira. Normalmente, os modelos tendem a ser mais simplistas. Mas, nesse caso, cada módulo que compõe o sistema foi decomposto em subsistemas e depois integramos tudo em um só projeto, coisa que não fazemos usualmente”, explica.

Telles vai além: “Quando desenhamos cada subsistema, estes foram decompostos em vários elementos, até descermos no menor ponto possível, que é o equipamento em si, praticamente recriado em modelos quase que operacionais. Simulamos, por exemplo, as condições e os resultados possíveis para cada tipo de correia disponível na opração de uma máquina”, conta o gerente.

Dessa forma, a Paragon desenvolveu, especificamente para o projeto de simulação Minas-Rio, uma biblioteca de equipamentos de mineração que conta com mais de 500 máquinas. “O nível de detalhe foi tão grande que as etiquetas de identificação utilizadas nos equipamentos do modelo,foram os mesmos de engenharia da mina”, completa Franzese. Lage conta que o desenho que a Paragon fez no simulador é idêntico ao desenho do projeto da Anglo. “Foram atribuídos valores a cada equipamento envolvido no sistema. E esses valores relativos à produtividade ou ao tempo de manutenção, por exemplo – podem ser alterados para gerar possíveis cenários”, descreve o gerente de Operação.

Os profissionais da Paragon destacam, com orgulho, a abrangência do simulador projetado em relação aos processos reais de todo o sistema. O diretor da empresa conta que, no Porto de Açu, por exemplo, a simulação vai até a partida do navio, considerando, inclusive, variáveis como o tamanho das embarcações.

A quantidade de variáveis, aliás, é outro demonstrativo da complexidade do projeto. Ao todo, são 799.837 elementos que podem ser alterados, gerando novos cenários. Gustavo diz que o subsistema da mina, por exemplo, é responsável por conter cerca de 60 mil dessas varáveis. “O operador pode mudar elementos, tais como a velocidade de um caminhão que transporta minério de acordo com o peso da carga, o tempo de manutenção de um equipamento ou a capacidade do tanque de combustível de um determinado veículo. Chegamos a simular até mesmo a utilização de marcas diferentes de combustível.” Para Franzese, as quase 800 mil variáveis geram combinações praticamente infinitas. “Projetos de simulação dessa magnitude são muito raros. Conheço alguns equivalentes na Nasa, por exemplo”, compara o executivo.

“Podemos dizer que criamos, virtualmente, uma mina, uma usina e todas as demais partes do projeto. As saídas de dados são exatamente as mesmas que os softwares dos equipamentos que operam em cada área do sistema vão produzir”, conta Franzese.

Segundo ele, o cliente precisa dos dados dessa maneira, pois é essa a linguagem da central de operação. Porém, as informações devem estar preparadas não somente para a pessoa que opera e monitora os equipamentos. “Imagine que um diretor quer ver, em uma única tela, o retrato da produtividade do sistema inteiro. Para essa finalidade, temos também demonstrativos dos dados mais mastigados e redondos”, lembra Gustavo Telles.

Em alguns casos, as informações são mostradas até mesmo em formatos mais amigáveis, com animações que simulam operações de carregamento dentro de uma mina, por exemplo. “O modelo deve ser lindo. A matemática é a parte mais complexa, mas ela é interna. Nós nos preocupamos com o resultado compatível com o sistema real, mas desenhado de uma maneira acessível”, explica Telles.

Simulação em meio à crise

De acordo com Franzese, o maior inimigo que poderia ser enfrentado pela Paragon durante a execução deste projeto era a falta de tempo. O diretor enxerga o desenvolvimento de um projeto dessa magnitude como um trabalho de longo prazo, que demanda paciência e persistência. De fato, a companhia mineradora optou por contratar, logo no início do projeto, uma empresa de consultoria para o desenvolvimento de um simulador por saber que a utilização do sistema seria um diferencial.

Para Fernando Lage, começar a trabalhar cedo com a Paragon foi de extrema importância para o empreendimento. “A grande vantagem disso é que podemos montar a estratégia de operação antes mesmo de colocar o projeto em funcionamento. Desse modo, os problemas são previstos e resolvidos com antecedência. Essa é uma grande oportunidade para construirmos um sistema melhor desde o começo”, explica. Telles comemora o fato de que a mentalidade das empresas vem mudando com o tempo e, hoje, com o alto número de obras de infraestrutura de grandes proporções, a ideia de avaliar antes de instalar está muito mais difundida. “Não há mais como, depois de construir, ver que não deu certo. Além do tempo, perde-se dinheiro”, diz.

Entre os anos de 2008 e 2009, a implantação do sistema Minas-Rio enfrentou os percalços impostos pela crise financeira que assolou o mundo. Porém, o que poderia trazer problemas, hoje – visto com um certo distanciamento – é motivo de comemoração para a empresa de tecnologia. Franzese conta que o empreendimento da Anglo American assumiu um ritmo um pouco mais lento durante os períodos difíceis, e que isso proporcionou à Paragon uma janela de tempo maior para trabalhar. “Pudemos fazer um trabalho quase que de alfaiate, desenhando o sistema do cliente, entendendo exatamente o que ele precisava.”

Outra vantagem destacada pelos profissionais de ambos os lados da parceria é o fato de as equipes terem permanecido as mesmas desde o início do projeto até a entrega do simulador para a Anglo American. “Lidamos com um cliente extremamente dedicado ao seu negócio e que, igualmente, se dedicou ao nosso. É tudo tão complexo, detalhado e inovador, que os profissionais da Anglo tiveram que se tornar, de certo modo, especialistas no nosso segmento de atuação também”, conta o Gerente Comercial da Paragon.

Resultados

Passados aproximadamente dois anos desde o primeiro workshop realizado entre as empresas, a Anglo American possui em mãos o simulador desenvolvido pela Paragon, que  auxiliou, e continua ajudando, a empresa mineradora na fase de análise estratégica da implantação do  empreendimento. Segundo Fernando Lage, a utilização do simulador permitiu a avaliação de inúmeras situações que levaram a tomadas de decisões quanto às melhores opções de operação. “Pudemos avaliar cenários e os ganhos obtidos ou não. O simulador nos permite tomar decisões que envolvem, por exemplo, onde investir mais recursos financeiros para podermos maximizar a produção.”

O sistema Minas-Rio, que já conta com 44% das obras executadas, deve realizar o primeiro embarque de minério de ferro no segundo semestre de 2013. Como o projeto ainda está em andamento, o sistema integrado de simulação está sendo utilizado, no momento, para criar panoramas de manutenção, preventiva. “Podemos, por exemplo, saber como realizar um procedimento de manutenção no porto de forma a reduzir o impacto na mina. Com o simulador, saberemos o que é melhor para cada equipamento, para cada elo do processo e também para o sistema como um todo”, dia Lage.

Serpente de Aço

O maior mineroduto do mundo encontra-se, atualmente, com 25% de suas obras finalizadas, o que corresponde a 145 km de tubos já montados e soldados. A construção, atividade a cargo da construtora Camargo Corrêa, encontra-se, atualmente, em sua segunda e última etapa. Em dezembro de 2010, a companhia concluiu a terraplanagem de uma área linear de 193km e a previsão é de que a fase de montagem – que se constitui da solda dos tubos de 12m de extensão – seja concluída até janeiro de 2012.

A instalação do mineroduto do sistema Minas-Rio prevê, ainda, seis túneis (totalizando cerca de 3.200m) e sete furos direcionais (aproximadamente 3.800m), que permitem que os tubos atravessem obstáculos, como cursos d’água e rodovias. Os furos nos rios Carangola (395m), Piedade de Ponta Nova (320m) e Paraíba do Sul (maior obra do gênero já executada na América latina, com 1.456m), todos em território mineiro, já estão concluídos. Da mesma forma, os túneis Carangola-Faria Lemos e Tombos B (todos municípios do estado de Minas Gerais), também estão prontos. As obras do furo direcional sob a rodovia MG 329 e dos túneis Tombos C e São Domingos da Prata encontram-se em execução.


Feitos de aço carbono, os tubos têm revestimento externo de polietileno de tripla camada. Com espessuras que variam entre 0,406 e 0,906 polegadas, o mineroduto possui um diâmetro predominante de 24 a 26 polegas e contará com duas estações de bombeamento com pressão média de 175 kgf/cm². Dentro dos tubos, o material transportado viajará a uma velocidade média de 1,6 m/s.

Porém, mesmo com o término das obras, a utilização do simulador não para. De acordo com Franzese, os modelos que compõem o projeto foram criados para serem continuamente utilizados, tanto individualmente, como de forma sistêmica. “O know-how” do modelo foi inteiramente transferido para a Anglo, que trata o sistema como um ativo”, conta. Os profissionais de cada uma das áreas da mineradora que participaram do processo receberam treinamento da Paragon e estão aptos a trabalhar com o sistema. “À medida que cada módulo foi sendo desenvolvido, as pessoas envolvidas tiveram a oportunidade de aprender a utilizar o simulador. Ninguém melhor do que o próprio profissional para conhecer sua área”, analisa Fernando Lage.

Franzese destaca que os ganhos da empresa de tecnologia vão muito além dos valores financeiros. “Graças a projetos como esse, hoje temos conhecimento e ferramentas que nos permitem modelar uma mina, por exemplo, com uma precisão enorme e muito maior do que muitas empresas do mundo inteiro. E isso nós não vendemos. É nossa ferramenta de trabalho.”

Para a Anglo American, que não revela os valores direcionados ao projeto de simulação – incluídos nos US$ 5 bilhões que englobam todo o sistema –, as vantagens da utilização da ferramenta superam qualquer custo financeiro. “Os ganhos obtidos com o potencial de geração de receita, produção e até mesmo segurança que a utilização do simulador traz são infinitamente maiores do que os investimentos”, afirma Lage. “Com a ferramenta, poderemos identificar gaps, oportunidades e montar estratégias que nos permitem atingir excelência na qualidade da operação”, completa o gerente.

A expectativa é de que, em 2015, quando o sistema Minas-Rio estiver operando com sua capacidade total, 26,5 milhões de toneladas de minério de ferro estejam disponíveis para abastecer o mercado externo todos os anos. O empreendimento possui 4,5 bilhões de toneladas de recursos geológicos certificados, que garantem a operação por mais de 20 anos, com potencial para prolongar por mais de 40. Atualmente, além da execução das obras, o Minas-Rio encontra-se em fase de licenciamento ambiental.

“A simulação pode representar uma parte pequena diante do investimento total de um projeto como esse, mas é essencial. Sem ela, para sabermos como funciona aquela veia dentro do coração, seria necessário passar a faca”, compara Franzese, destacando os benefícios de se conhecer a operação antes mesmo de colocá-la em prática. “Esse projeto representa uma grande satisfação para a Paragon. Ele é nosso Everest. Já havíamos feito vários pedaços do todo, mas essa foi nossa primeira chance de fazer tudo de forma integrada”, finaliza o diretor.

Revista Tecnologística – Ano XVII nº191, outubro/2011



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