Pages: 39 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TRESSIA, Gustavo(D. Sc.)

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Summary:

Com o intuito de obter maior confiabilidade dos ativos, maior previsibilidade da produção e evitar interrupções operacionais não programadas, as empresas buscam constantemente adotar diversas estratégias de manutenção. Dentre essas estratégias, está a execução de inspeções e manutenções preventivas sistemáticas nos ativos em intervalos de produção programados. Esse trabalho aborda proposta, aplicação e análise de resultados de um método para parametrização de planos de manutenção preventiva de ativos de tecnologia que mostrou-se viável para melhor utilização dos recursos de forma a evitar ociosidade de mão de obra, deslocamentos desnecessários e liberar tempo de programação, para permitir a adição de novas tarefas nos planos de manutenção existentes, para aumento da complexidade e qualidade desses e até mesmo a criação de novos planos para cobertura de ativos ainda sem manutenção. Através da aplicação desse método foi possível revisar as listas de tarefas dos planos de manutenção de ativos de Tecnologia na planta de Serra Sul (S11D) da Vale de forma a obter uma redução de 22% do HH (homem hora) da equipe de manutenção alvo do estudo, no período de 104 semanas, tendo sido essa redução suficiente para aumento do escopo de atendimento da equipe, que passou a executar manutenção em mais 359 equipamentos, anteriormente atendidos por outra equipe ou descobertos de manutenção e também aumentar o tempo médio programado em aproximadamente 53%, em relação ao valor obtido pelo método empregado anteriormente.

Pages: 47 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SABINO, Jodelson Aguilar(D. Sc.); PESSIN, Gustavo(D. Sc.)

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Summary:

A constante busca por processos otimizados, sustentáveis e competitivos na indústria global de mineração, tem levado ao aprimoramento do planejamento da programação diária de descarregamento de vagões no porto de Ponta da Madeira em São Luís no Maranhão. No entanto, a falta de aderência entre a programação diária e o que realmente acontece tem sido um desafio. Neste contexto, este estudo se concentrou em melhorar essa aderência por meio da aplicação de técnicas de aprendizado de máquina, utilizando a metodologia CRISP-DM. Através do tratamento adequado dos dados e utilização de dados correlatos foi possível analisar modelos eficientes para o conjunto de dados, com a utilização da Regressão Linear foi constatado um desempenho satisfatório para o negócio, que consiste em manter o erro médio abaixo de 5%, contribuindo para elevar a aderência às programações. Após execução do modelo de predição e realização da validação cruzada, o modelo de regressão linear apresentou resultado de 0,93 para indicador de erro quadrado médio e 1,97 para o indicador de erro percentual absoluto médio, garantindo uma boa acurácia para os valores apresentados pelo preditor e o que é realizado.

Pages: 34 f.

Year: 2023

Guidance: PEREZ, José Manuel Tubio(D. Sc.); PINTO, Thomas Vargas Barsante e(D. Sc.)

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Summary:

O presente trabalho tem o objetivo de descrever o controle implementado na Usina de Pelotização de São Luis – MA para o controle de nível de camada de pelotas de minério de ferro em um forno tipo grelha do processo de pelotização, onde existem basicamente dois tipos de controle que podem ser implementados: PID (Proporcional, Integral e Derivativo) ou PID com controle antecipatório, sendo que este pode ser aplicado de duas maneiras distintas: o primeiro com o controle PID sendo o mais atuante no sistema e um segundo onde o controle antecipatório é o mais relevante para o sistema, o que reduz o grau de liberdade de atuação na malha de controle. Neste trabalho serão confrontadas as duas estratégias de controle para identificar qual é a mais indicada para o controle de nível de camada em um forno de pelotização tipo grelha, de forma a garantir a menor variabilidade de nível de camada.

Pages: 48 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: FRANÇA, Sylvio Ricardo dos Santos

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Summary:

A automatização de processos industriais tem se tornado uma necessidade para a lucratividade e o aumento da segurança dos trabalhados. Estes dois fatores precisam andar de mãos dadas para haver confiança dos clientes e estas empresas se mantenham em um mercado altamente competitivo. O controle e automatismo de sistemas e processos industriais existem a algumas décadas e evoluem a cada dia mais. A forma manual de operar (primeira forma de controle
utilizada pelo homem) ainda presente em muitos processos, apresenta a necessidade de um operador que deve conhecer o sistema, ter razoável experiência, habilidades e como é sabido muitas limitações físicas. Com a crescente demanda do mercado as empresas aumentam e
investem em projetos para automatizar atividades exercidas pelos operadores, isso foi possível a partir do desenvolvimento científico e tecnológico, que dentre os diversos conhecimentos nos trouxe as teorias clássicas de controle e consegue reproduzir os passos outrora realizado pelo homem, porém é importante ressaltar que para isto ser possível se faz necessário a utilização de novos instrumentos de campo que reproduzam os sentidos humanos. Muitas das vezes esses
instrumentos ao serem instalados no campo não passam por ensaios laboratoriais que representem o cenário real de operação e quando em contato com a agressividade do processo podem apresentar resultados inesperados (quebra, desgaste, oxidação) causando muitos problemas e paradas não programas ao processo produtivo. Deste modo a aplicação de metodologias e estudos de confiabilidade quantitativa é uma alternativa para nortear as equipes de engenharia nas tomadas de decisão através da análise do comportamento dos processos, sistemas e dispositivos. Esta aplicação matemática poderá determinar a melhor estratégia de manutenção dos equipamentos, devolvendo a disponibilidade, alta performance e produtividade dos equipamentos de automação. Este trabalho se refere ao estudo realizado através da aplicação de Weilbull e análise estatística dos eventos de paradas nos sistemas de radares de mapeamentos de pilhas de minério no Terminal Marítimo de Ponta da Madeira da empresa Vale, Porto de Minério de São Luis do Maranhão, com o objetivo de aumento da confiabilidade dos equipamentos e consequentemente diminuição das paradas por atendimento de corretivas de reparou ou troca.

Pages: 61 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ALVES, Luiz Henrique Dias(D. Sc.); ANDRADE, Gustavo Tressia(D. Sc)

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Summary:

Nos dias atuais, com a competividade do mercado mundial, as empresas buscam o máximo de retorno de seus ativos adequando-se com políticas de manutenções estruturadas e otimizadas. As novas estratégias de manutenções passam, necessariamente, por abordagem estruturadas de análises de confiabilidade, disponibilidade e mantenabilidade (análises RAM). Este trabalho consiste na aplicação da metodologia de análises RAM, com objetivos de identificar o melhor intervalo de tempo para as manutenções preventivas para os ativos das Linhas 5 e 6 do TMPM – Vale S/A. O Capítulo 3 aborda principalmente a elaboração dos modelos dos ativos em Diagrama de Bloco de Confiabilidade – Reliability Block Diagram (RBD). No capítulo 4 são apresentados os resultados das simulações realizadas com o Blocksim (que é responsável pela) para as estratégias de manutenção baseadas nos intervalos fixos de 30, 42, 56 e 84 dias.

Pages: 51 f.

Year: 2023

Guidance: MOURA, Ralf Luis(D. Sc.)

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Summary:

O trabalho híbrido, impulsionado pela pandemia, tornou-se a norma, com 62% dos empregadores planejando manter funcionários em regime remoto ou híbrido pós-COVID-19. A migração para data centers em nuvem, necessária para acessibilidade remota, eleva preocupações sobre segurança de dados. Soluções tradicionais como redes virtuais privadas (VPNs) tornam-se ineficientes, demandando revisão nas políticas de acesso remoto. Surge, então, o Serviço de Acesso Seguro de Borda (SASE), uma arquitetura em nuvem que combina funções para oferecer acesso seguro. Assim, a Vale busca avaliar tecnicamente fornecedores de SASE visando à seleção futura, considerando custos operacionais e complexidade tecnológica. O SASE, termo cunhado pelo Gartner em 2019, é uma arquitetura baseada em nuvem que combina recursos de rede e segurança para prover acesso seguro a aplicações e serviços, independentemente de onde os usuários estejam. Este estudo foca nas funcionalidades de segurança do SASE, em especial o Acesso de Confiança Zero à Rede (ZTNA). O uso de uma metodologia estruturada, a definição clara de critérios e a análise detalhada de requisitos funcionais e não-funcionais foram aplicados em uma abordagem abrangente e criteriosa na escolha de uma solução baseada em SASE para atender às necessidades específicas da Vale. A pesquisa avaliou diferentes fornecedores de soluções SASE para a Vale. A análise revelou disparidades significativas entre os fornecedores, com destaque para três deles. Verificou-se a aderência de um único fornecedor a todos os critérios da Vale, o que torna a solução deste a mais adequada para adoção na Vale.

Pages: 37 f.

Year: 2023

Guidance: PESSIN, Gustavo(D. Sc.)

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Summary:

O Sinaleiro Mems, um dispositivo desenvolvido em colaboração com a empresa Sascar, é baseado em um sistema de acompanhamento e análise de pressão e temperatura de pneus Off the Road (Fora de estrada), que são um ponto crítico para a segurança. O projeto, com aplicação voltada para equipamentos móveis de mineração, tem como objetivo aumentar a segurança nas operações de mina, fornecendo alarmes simplificados antes que problemas sistêmicos ocorram. Embora o sistema Mems já esteja consolidado nas operações da Vale, ele apresentava algumas limitações por ser restrito ao campo sistêmico, o que não atendia à versatilidade necessária para o dia a dia da mina. As placas luminosas em forma de sinaleiro, instaladas nas laterais do veículo, permitem que o operador e todos ao redor visualizem se os pneus do equipamento apresentam algum risco à segurança. O objetivo deste trabalho é abordar as motivações e o processo de implementação do projeto, destacando os benefícios adicionados ao processo e a tecnologia incorporada ao sistema. A dissertação também enfatiza os ganhos proporcionados pela tecnologia no contexto da mineração, especialmente quando se trata de segurança.

Pages: 100 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CONSOLI, Nilo Cesar(D. Sc.)

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Summary:

A indústria de mineração tem buscado, na última década, novas alternativas à disposição de rejeito, especialmente diante dos recentes casos de ruptura de barragens de rejeito. Uma das estruturas mais visadas são os empilhamentos de rejeitos filtrados, nos quais os materiais são gerados com teor de umidade próximo aos valores ótimos de compactação. Entretanto, devido às consideráveis taxas de produção diárias, há a demanda por estruturas de disposição de grande porte, que podem atingir alturas superiores a 100 m, condição que pode gerar grandes tensões no corpo da pilha, impactando o comportamento geomecânico da estrutura. Neste trabalho foram analisados ensaios triaxiais de compressão CID e CIU realizados na parcela arenosa do rejeito da Mina de Brucutu, localizada no estado de Minas Gerais, Brasil. Foram feitos ensaios nos Graus de Compactação (GC) de 80%, 90%, 95% e 100%, nas tensões confinantes de 80 kPa, 300 kPa, 800 kPa, 1200 kPa e 1600 kPa. Nos resultados foi observada uma expressiva quebra de grãos nos ensaios CID de tensões confinantes de 1200 kPa e 1600 kPa para o GC 100%, influenciando no comportamento desses ensaios no plano e – ln p’, com expressiva contração seguida de leve dilatação. Adicionalmente, foram realizadas modelagens numéricas de uma pilha de rejeitos com 340 m de altura, de geometria hipotética, para os GCs de 100% e de 90%; os parâmetros do modelo elastoplástico do rejeito foram calibrados com base nos resultados dos ensaios CID para esses Graus de Compactação. Os resultados das modelagens numéricas mostraram tensões efetivas médias (p’) da ordem de 2000 kPa na base da pilha, pouco maiores que as tensões confinantes ensaiadas, e deslocamentos máximos de 2,7 m para o GC 100% e de 4,4 m para o GC 90%. Foi ainda delimitada, para o GC 100% uma “zona de interesse” para quebra de grãos, através da isosuperficie da tensão efetiva média de 1200 kPa. Por fim, verificou-se a influência da geometria da pilha na distribuição das tensões, a qual é pouco afetada Grau de Compactação, que por sua vez tem maior impacto nas magnitudes. Com o presente estudo nota-se a importância da execução de análises tensão-deformação de empilhamentos antes da solicitação de ensaios, visto que é possível estimar os níveis de tensões máximas na estrutura, as quais precisam ser ensaiadas em laboratório.

Pages: 75 f.

Year: 2023

Guidance: TRESSIA, Gustavo(D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho apresenta uma análise de causas de paradas operacionais de um alimentador de sapatas da usina de beneficiamento mineral de Serra Leste, em Curionópolis – PA, que causaram significativos impactos na produção. As principais paradas foram para manutenção que envolviam a substituição dos parafusos, fraturados, que tinha a função de fixação das sapatas na esteira. Estas falhas começaram a ocorrer após a substituição do conjunto de esteiras e sapatas do equipamento. Diversas análises foram realizadas, algumas medidas foram implementadas, a taxa de falhas reduziu, porém, falhas continuaram a ocorrer, fato esse que era muito raro com o conjunto antigo montado. Diante do cenário apresentado foi elaborada a análise de falhas que será apresentada nesse trabalho. Para a elaboração, foi considerada como base a metodologia de análise de falhas utilizada na Vale, complementada com estudos avançados fundamentados na literatura. Foram realizadas análises de superfície de fratura, ensaios e análises de composição química, metalográfica e ensaio de dureza de dois modelos de parafusos fixadores das sapatas utilizados pela equipe de manutenção, um modelo ARS (projeto original do equipamento) e outro CAT. Essas análises foram realizadas para comparar as propriedades dos dois modelos e se certificar de que atendem a necessidade. Através do trabalho desenvolvido identificou-se que os parafusos romperam por fadiga, apresentando vários pontos de início junto à superfície externa da peça. A falha possivelmente foi estimulada pelos frequentes esforços aos quais as peças foram submetidas causando movimento de flexão das sapatas com a queda do minério sobre elas. Com isso foi possível encontrar a causa raiz do problema, que foi oriunda de uma intervenção de manutenção com falhas no planejamento, além de causas contribuintes, tratá-las de forma estruturada, planejar uma nova oportunidade de intervenção com as tarefas de correção necessárias e mitigar o modo de falha.

Pages: 66 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: BARROS, Luis Guilherme Dias de(D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho de conclusão de curso investiga a capacidade da visão computacional na otimização dos processos associados ao galpão de testemunho de sondagem geológica. Historicamente, os métodos tradicionais empregados nesse contexto dependiam amplamente da análise manual, que eram propensos a erros e ineficiências. Ao centrar-se na implementação de modelos de segmentação semântica e classificação de imagens, utilizando algoritmos avançados e ferramentas de software especializadas, este estudo representa um salto significativo em termos de tecnologia e precisão. A segmentação semântica viabiliza a identificação e delimitação de características específicas, como caixas de testemunhos, plaquinhas de identificação (denominadas “taquinhos”) e o próprio material recuperado o testemunho de sondagem. Paralelamente, a classifica¸c˜ao de imagens serve para discernir o tipo específico de caixa e verificar se uma dada imagem representa efetivamente uma caixa de testemunho. Essas técnicas, ao serem combinadas, não apenas automatizam tarefas anteriormente manuais e repetitivas, mas também elevam substancialmente a acurácia na análise dos testemunhos. Esta evolução tecnológica sinaliza para o surgimento de um paradigma de galpão de testemunho 4.0, onde a adoção dessas inovações assegura uma eficiência e precisão sem precedentes nos procedimentos geológicos. Contudo, ainda enfrentamos desafios na calibração fina dos modelos para algumas variantes raras de testemunhos. Em perspectivas futuras, planeja-se a integração de técnicas de aprendizado profundo para melhorar ainda mais a precisão do sistema. Este estudo, portanto, destaca a revolução trazida pelas técnicas de visão computacional na modernização e aprimoramento de procedimentos operacionais no contexto geológico.

Pages: 44 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: PINTO, Thomas Vargas Barsante(D. Sc.)

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Summary:

Após o acidente do rompimento da Barragem B1 de rejeitos de minérios da mina de Córrego Feijão em Brumadinho, foi determinado pela Agência Nacional de Mineração (AMN) e outros órgãos públicos que as empresas de mineração descomissionassem todas as barragens construídas pelo mesmo método de alteamento que a B1, o método “a montante”. Devido ao fato de possuírem várias restrições quanto ao acesso sobre os rejeitos das barragens, foi previsto a remoção com uso de equipamentos não tripulados como tratores, escavadeiras e caminhões rodoviários operados remotamente. Com isso, para se conseguir alcançar os prazos firmados com os órgãos públicos, a gestão e acompanhamento dos indicadores de volume de rejeitos removidos é item mandatório para determinação de sucesso nas obras. O presente trabalho tem como foco principal discutir diferentes propostas de sistemas de medição de volume de rejeito contido na caçamba de caminhões rodoviários que podem auxiliar no cumprimento dos prazos das atividades de descaracterização de barragem. A discussão é pautada pela análise de critérios previamente escolhidos em conjunto por uma equipe de engenheiros pontuando cada solução dessas tecnologias encontradas de mercado em um quadro de avaliação para posterior definição da proposta que apresente o melhor custo-benefício de implantação.

Pages: 60 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SABINO, Jodelson(D. Sc.)

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Summary:

O advento da obrigatoriedade de determinação do Limite de Umidade Transportável (TML, do inglês Transportable Moisture Limit), visando a segurança no transporte marítimo de minérios, trouxe novos desafios para a indústria mineral. A exigência de embarcar o minério com umidade inferior ao TML traz consigo a necessidade de uma gestão acurada tanto da umidade quanto do TML. Neste âmbito, a Vale S/A desenvolveu modelos preditivos para os dois parâmetros, utilizando técnicas avançadas de aprendizado de máquina, a fim de prover previsibilidade para estas variáveis. Apesar de apresentar bom desempenho médio, o preditor de TML apresenta pontualmente erro acima do limite definido como aceitável. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a possibilidade de melhorar o desempenho do preditor de TML utilizado Corredor Norte da Valse S/A, através da inclusão de novos atributos ao modelo. Para tal, foram coletadas 136 amostras de produto fino de minério de ferro (<19 mm), obtendose para cada uma delas os atributos utilizados no atual preditor de TML. Realizou-se a caracterização mineralógica e granulométrica gerando novos atributos para modelagem. A base de dados gerada foi submetida a análise estatística exploratória e modelagem utilizando inteligência artificial, com emprego de dezenas de tipos de modelos preditivos. Através das técnicas SHAP e todos os modelos possíveis foram selecionados os atributos e modelos de melhor desempenho. Os resultados demonstraram que a introdução de novos atributos mineralógicos e granulométricos não melhorou, de forma significativa, o desempenho em comparação com o caso base (modelo atual). Porém, o estudo chegou a um subconjunto de atributos que já são atualmente utilizados pelo preditor em uso, que reduziu o erro absoluto máximo de predição em 0,13 p.p., o que é significativo para gestão do TML e pode ser implantado como uma melhoria.

Pages: 100 f.

Year: 2023

Guidance: LIMA, Neymayer Pereira(D. Sc); CARLETI, Franciano; ROCHA, Tatiane

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Summary:

Diante dos desafios e das perspectivas relacionadas à sustentabilidade no âmbito do setor de mineração, considerando a relevância no desenvolvimento econômico, torna-se fundamental adotar práticas de mineração responsáveis, que visem à redução e mitigação dos impactos oriundos das atividades. Desta forma, a sustentabilidade emerge como uma abordagem fundamental para lidar com estes desafios do setor mineral, que incluem a adoção de tecnologias mais limpas e eficientes, o uso responsável dos recursos hídricos, a recuperação de áreas degradadas, o tratamento adequado de rejeitos e a promoção de relações justas e transparentes com as comunidades afetadas. Por isso, o presente trabalho tem o intuito de apresentar um maior conhecimento sobre a característica da barragem do gelado, que pertence a Vale, localizada na Serra dos Carajás e beneficiá-lo via concentração magnética, de forma a atender ao setor de pelotização. Deste modo, este trabalho realizou a coleta das amostras de rejeito oriundas da barragem, caracterização das amostras, de forma a conhecer as características químicas, físicas e mineralógicas e a realização de ensaios de concentração magnética em laboratório, para obtenção de melhor recuperação mássica em detrimento da maior redução de alumina do concentrado, visando garantir a especificação proposta pelo setor de pelotização. A caracterização mineralógica apresentou um material composto principalmente de hematita compactas como portador de Fe e os principais contaminantes são Al2O3, P, SiO2, Mn, TiO2, tendo como destaque a distribuição de 50% de Al2O3 na fração passante em 0,010mm, sendo originada basicamente pelos minerais caulinita, gibbsita e em menor proporção a goethita. Os testes realizados mostraram que o melhor resultado para a combinação entre a redução de Al2O3 e a maior recuperação mássica do concentrado foi encontrado a partir do percentual de sólidos de 43,75% na alimentação da concentração magnética, campo magnético de 11.170 Gauss, gap de 1,5mm, sem o uso da água de médio e o direcionamento do médio para o rejeito, provendo um concentrado com 66% Fe, 1,35% de Al2O3 e 56% de recuperação mássica.

Pages: 60 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SANTOS, Iranildes Daniel dos(D. Sc.); LIMA, Neymayer(D. Sc.)

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Summary:

Neste trabalho a presença de amina residual nas águas da usina de beneficiamento de Vargem Grande 2 e seu impacto na flotação reversa de quartzo foi investigada. Foram utilizadas amostras de água de diferentes processos. Água de deslamagem e água de processo apresentaram 4,9 e 3,8 mg/L de amina residual, respectivamente. Para as demais amostras a quantidade de amina foi inferior a 1,0 mg/L Os resultados obtidos mostraram que alumínio total, ferro total e cálcio total foram os elementos que apresentaram maiores concentrações. Alumínio (0,17 mg /L para água nova, 0,26 mg /L para água de processo e 0,48 mg /L para água de filtrado), ferro (0,61 mg /L para água nova, 2,09 mg /L para água de processo e 2,47 mg /L para água de filtrado) e cálcio 3,74 mg /L para água nova, 3,59 mg /L para água de processo e 4,77 mg /L para água de filtrado). Ensaios de flotação em escala de bancada foram realizados utilizando as amostras de água e variando a adição de amina nova para verificar a influência da amina residual. Os resultados encontrados nas análises de amina residual nas águas foram realizados alguns dias (7 ou 10 dias) após a coleta, o que pode ter resultado nos baixos valores de concentração (de 1 a 4,9 mg/L) além de provável degradação da amina. Uma avaliação da quantidade de amina adicionada no processo industrial mostrou que há muita variação na adição e isto pode ser o motivo de não ter observado influência significativa da amina residual, com adição de amina similar à usina, nos ensaios de flotação executados neste trabalho. Ensaios de flotação realizados com menores adição de amina apresentaram resultados que mostram a influência da amina residual. Ensaios de flotação utilizando água de processo levaram a obtenção de concentrado com percentual de sílica em média 2% menor em comparação ao concentrado obtido com as demais águas. O percentual de ferro no concentrado foi 3% superior com a adição de 15 g/t de amina em relação aos obtidos utilizando às demais águas. Os resultados mostraram que o teor de SiO2 no concentrado foi atingido com a adição de amina nova de 60 e 70g/t de SiO2 alimentada; 2,56 e 2,09% para água nova, 2,83 e 2,24% para água de processo e 2,46 e 2,20% para água de filtrado, respectivamente. Análises de degradação de amina devem ser realizadas para maior entendimento dos mecanismos e para averiguar melhor condição para reaproveitamento da aminha residual na usina de Vargem Grande 2.

Pages: 33 f.

Year: 2023

Guidance: COTA, Luciano Perdigão(D. Sc.); BENETELI, Tatianna Aparecida(D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho aborda o problema da criação de rotas de inspeção otimizadas. As rotas de inspeção são formadas por uma série de equipamentos que devem ser checados periodicamente.
Os itens a serem checados são cadastrados de forma a conduzir o inspetor a uma verificação de modos de falha dos equipamentos ou sinais de desvios operacionais.
Atualmente, as rotas de inspeção são definidas de forma manual na Vale S.A., baseados no conhecimento e experiência dos profissionais das áreas de manutenção e operação.
Esse estudo busca criar uma metodologia capaz de gerar rotas de inspeções de forma automatizada com base no tempo de deslocamento entre os pontos de inspeção, buscando a redução do tempo total gasto pelo inspetor. Essa ferramenta facilitará a definição de novas rotas de inspeção, assim como a atualização das rotas já existentes, por exemplo, em casos de parada de algum equipamento para manutenção. Para validação do estudo, a metodologia desenvolvida é aplicada a um estudo de caso de uma rota de inspeção em uma usina de pelotização da Vale S.A. no Espírito Santo, Brasil.

Pages: 47 f.

Year: 2023

Guidance: PINTO, Thomas Vargas Barsante(D. Sc.). COTA, Luciano Perdigão (D. Sc.)

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Summary:

O tripper car, ou carro distribuidor, ´e um equipamento comumente utilizado em processo de beneficiamento de min´erio de ferro. Ele é aplicado entre fases da operação a seco com a função de distribuir o material de forma uniforme em um conjunto de silos pulmões para que não falte material em uma das linhas subsequentes. Por envolver vários equipamentos, o sistema com tripper car se torna complexo e a escolha do método de controle é crucial para o desempenho eficiente do sistema e para determinar a sequência ideal de movimentação do equipamento. Nesse contexto, o trabalho proposto descreve matematicamente o problema de movimentação do tripper car e mostra o desenvolvimento de um algoritmo heurístico de otimização em tempo real para o planejamento do tripper car em usinas de minério de ferro. Com isso, esse trabalho contribui com uma nova abordagem para tratar o problema de movimentação, que leva em consideração as possibilidades de movimentação passando por silos que não estejam ativos em algum momento operacional. Os resultados alcançados foram coletados a partir da simulação em dois cenários reais de operação e demonstram que o método heurístico proposto é eficiente no tratamento dos requisitos definidos na função objetivo e, por consequência, são minimizados os eventos que seriam tratados como desarmes no mundo real, além de manter a estabilidade do nível médio dos silos. Também vale ressaltar que os tempos de execução do algoritmo demonstram que a solução é viável de ser aplicada no mundo real para contribuir com o aumento da eficiência das operações e redução de micro paradas dos equipamentos envolvidos em sistemas com tripper car.

Pages: 83 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: VIZCARRA, Gino Omar Calderon (D. Sc.); TAMMERICK, Guilherme (D. Sc)

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Summary:

Este trabalho apresenta uma caracterização dos resíduos estéreis rochosos e rejeitos produzidos na operação de lavra e no processamento mineral da Mina do Salobo, respectivamente. Esta caracterização serve de base para o conhecimento do comportamento destes resíduos quando misturados e para a avaliação de técnicas de disposição conjunta destes resíduos, uma vez que são gerados grandes volumes de rejeitos e estéreis na Mina do Salobo.
Foram determinadas as massas específicas, teor de umidade, índice de vazios, porosidade, análise granulométrica, limites de Atterberg (Limites de liquidez e Plasticidade), permeabilidade e resistência à compressão triaxial CD (consolidado drenado). Também foram realizadas análise química e mineralógica.
Tendo em vista os grandes volumes de estéril rochoso e rejeitos gerados na Mina do Salobo, a co-disposição, considerando o preenchimento com rejeito nos vazios existentes em uma pilha de estéril, pode ser uma opção para o acondicionamento de aproximadamente 8 Mm3 de rejeitos filtrados, diminuindo a área necessária para acomodar os resíduos gerados na operação, além de permitir o fechamento progressivo da pilha e diminuir os riscos de geração de drenagem
ácida de mina (DAM), comum em explotação de minério sulfetado.
Como próximos passos se propõe a execução de pilhas experimentais, variando a granulometria estéril, teor de umidade dos rejeitos e a proporção da mistura entre estéril e rejeito, para obtenção de parâmetros geotécnicos e ambientais que comprovem sua viabilidade.

Pages: 50 f.

Year: 2023

Guidance: PESSIN, Gustavo

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Summary:

Este trabalho tem como objetivo calcular o risco de uma programação de produção em uma mina de minério de ferro, com base em um histórico. Para atingir esse objetivo, são seguidos os seguintes passos: coleta dos dados históricos, análise dos dados, identificação dos fatores de risco, cálculo da probabilidade de ocorrência de eventos adversos, avaliação do impacto financeiro desses eventos e desenvolvimento de estratégias de gerenciamento de risco. A coleta dos dados históricos é fundamental para entender as condições operacionais passadas da mina, incluindo informações sobre horas trabalhadas, horas de manutenção, quantidade de equipamentos de transporte e produtividade horária. A análise desses dados permite identificar tendências, padrões sazonais e eventos excepcionais. Com base na análise dos dados históricos, são identificados os fatores que influenciam a produção da mina, tanto internos quanto externos. Esses fatores podem incluir problemas operacionais, manutenção inadequada, escassez de recursos, mudanças na demanda de mercado e eventos climáticos. A probabilidade de ocorrência de eventos adversos, como falhas de equipamentos, paradas não programadas ou problemas de produção, é calculada usando técnicas estatísticas. Em síntese, realizamos uma análise de dados históricos, utilizando métodos estatísticos para avaliar diversas premissas relacionadas à programação diária. Concluímos que é necessário ajustar várias dessas premissas, dado o baixo ou alto índice de probabilidade de cumprimento identificado.

Pages: 52 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ALVES, Luiz Henrique Dias

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Summary:

Lubrificação é um fator chave na confiabilidade de ativos industriais. Este trabalho apresenta uma pesquisa bibliográfica, em definições de Tribologia, atrito e lubrificação. Além de informações operacionais de moinhos e britadores aplicados na indústria da mineração. Justificando assim, a importância da implementação de estratégias de lubrificação otimizadas. Seguindo alguns passos, como o conhecimento do funcionamento das máquinas, entendimento dos mecanismos de desgaste, determinação das características do lubrificante, quantidade de lubrificante e intervalo de relubrificação. Primeiramente será apresentado um resumo sobre o processo de beneficiamento de minérios, destacando os equipamentos que serão foco neste trabalho. Posteriormente, serão apresentação dos conceitos de Tribologia, atrito e lubrificação; necessários para fundamentar os estudos. Com base na teoria revisada, serão analisados estudos de casos reais, discutindo testes realizados. Para assim, determinar novas estratégias de manutenção para os ativos avaliados. Por fim, concluindo a extrema importância dos planos de lubrificação para um bom desenvolvimento da empresa. Adicionalmente, será proposto, com base nestes resultados, um roteiro para revisão de estratégias de lubrificação para outros ativos.

Pages: 47 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ALVES, Luiz Henrique Dias(D. Sc.)

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Summary:

O presente trabalho tem como escopo diagnosticar o processo da supervisão de lubrificação LBPE01 da área de estocagem e expedição da planta de Carajás no estado do Pará, no ano de 2022, motivado pelo problema conhecido de tendência de elevação do número de falhas de componentes causadas por deficiência de lubrificação, nesta área em específico. Dentre os pontos diagnosticados, destaca-se a avaliação do recurso disponível de pessoas, levando em consideração a produtividade e demandas de atividades de manutenção, disponibilidade de recursos de infraestrutura: veículos, espaços físicos administrativos e industriais, avaliação da rotina dos processos de inspeção e planejamento e verificação de componentes de transportadores de correia, silos ou máquinas de pátio descobertos por estratégia de manutenção preventiva. Adicionalmente, realizou-se avalição econômica de acordo com a necessidade de efetivo para variação do backlog. O diagnóstico foi realizado de forma presencial durante um período total de duas semanas, com participação em reuniões de rotina, entrevista com colaboradores, consulta a informações nos sistemas de manutenção e visitas de campo em equipamentos. A partir das evidências sobre os processos analisados
constata-se que a equipe de trabalho LBPE01 não possui capacidade de carga horária para executar todas as suas atribuições, o que corrobora com os indicadores de manutenção AMS, AMC e backlog abaixo da meta. A estimativa de custos de manutenção de acordo com a necessidade de efetivo para variação de backlog, mostra que a estratégia de manutenção mais econômica financeiramente é realizar a contratação de 5 funcionários adicionais para integrarem a equipe e suprir a demanda de manutenções, além disso deve-se realizar uma contratação spot de 9 pessoas por 3 meses para eliminação do backlog. A função inspecionar não desempenha o papel de detecção de anomalias, e o número de registros é inferior a 2 registros por ativo por ano, sugerindo baixa capacitação técnica da equipe. O planejamento não realiza reunião de programação mensal, o que colabora para aumento do backlog. Como resultado de estratégia adotada, 88,67% das ordens de manutenção sistemáticas, ou seja, aquelas que tem origem em planos de manutenção são executadas dentro do prazo, e 51,45% das ordens de manutenção condicionais. Os pinos de balancins de truques e mancais de rolamentos de redutores em máquinas de pátio têm como estratégia de manutenção adotada a corretiva, não possuindo planos sistemáticos de lubrificação. Na conclusão do trabalho são feitas recomendações para melhoria das constatações realizadas sobre o processo de manutenção diagnosticado.

Pages: 35 f.

Year: 2023

Guidance: COTA, Luciano Perdigão(D. Sc.); BENETELI, Tatianna Aparecida (D. Sc.)

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Summary:

As minas a céu aberto muitas vezes estão localizadas em áreas remotas, portanto é muito importante garantir a cobertura da rede de informação para os equipamentos em operação nesses locais. Pensando nisso, este trabalho apresenta um modelo matemático para resolver o problema de alocação de roteadores baseado no problema da p-mediana, onde o objetivo principal é determinar a localização dos roteadores, minimizando o número de unidades
instaladas. Para isso foram utilizados dados reais da mina de Fábrica Nova localizada no Município de Mariana (MG) para validar o modelo matemático. Ademais foram definidos três cenários de simulação baseados no planejamento de mineração para os anos de 2023, 2024 e 2025. A partir desse trabalho, os resultados mostraram que o modelo proposto encontrou a localização ótima para a instalação dos roteadores em poucos segundos, proporcionando uma cobertura mais eficiente para equipamentos de mineração e utilizando um menor número de roteadores.

Pages: 38 f.

Year: 2023

Guidance: COTA, Luciano Perdigão (D. Sc.); BENETELI, Tatianna Aparecida (D. Sc.)

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Summary:

Manutenção é o conjunto de atividades realizadas para manter a disponibilidade e confiabilidade dos ativos de uma indústria, devendo ser executada com segurança e de forma sustentvel. Uma das etapas do processo de planejamento e controle da manutenção é priorização nas ordens de manutenção utilizando diversos critérios. O objetivo desse trabalho é descrever, de forma detalhada, todos os critérios existentes em uma ordem de manutenção (OM) que podem ser usados em sua priorização, auxiliando, posteriormente na etapa de programação das OMs. Os principais critérios que serão abordados são: ativo crítico, prioridade do ativo, prioridade da ordem, tipo de ordem, tipo de atividade e data de vencimento. Atualmente, a equipe de Usina Cauê trabalha com um modelo de priorização de ordens de manutenção criado pela equipe de Engenharia Ferrosos. Nesse trabalho, iremos explicar o modelo implementado, apresentando um exemplo didático. Por fim, possíveis adaptações e melhorias serão discutidas, buscando tornar o modelo replicável as demais gerências de manutenção da Vale. Um novo método de cálculo de prioridade é proposto e critérios de desempate são definidos. Conjuntos de ordens de manutenções da equipe de automação dos Corredores Sudeste e Norte são utilizados para validar a proposta.

Pages: 58 f.

Year: 2023

Guidance: TRESSIA, Gustavo(D. Sc.)

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Summary:

No presente trabalho, foi realizado um estudo tribológico de revestimentos de côncavo e de manto, usados em britadores cônicos, aplicados no processo de britagem quaternária de uma usina de beneficiamento de minério de ferro. Inicialmente foi realizada uma análise dos dados de vida das sessões dos revestimentos aplicados, foram selecionadas amostras das peças que sofrem desgaste mais crítico para realizar o estudo tribológico. Mecanismos de desgaste e extensão de deformação foram estudados por microdureza, microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (MEV). O manto e o côncavo foram fabricados na mesma liga, aço manganês austenítico com 12%Mn. Ensaios de abrasão na configuração de roda de borracha foram realizados nas amostras de manto e côncavo em comparação com outras duas ligas comerciais de aço manganês com 18%Mn e com 18%Mn e 2,5%Cr. Observou-se que o desgaste do côncavo ocorre de forma diferente do manto. Enquanto o primeiro sofre mais indentação, o segundo tem um perfil mais voltado para a abrasão. Esta análise foi de suma importância para a realização da revisão da estratégia de manutenção. O manto apresentou menor encruamento e maior taxa de desgaste em relação ao côncavo. O mecanismo de desgaste predominante é a abrasão. O aço manganês austenítico com 18%Mn e 2,5%Cr apresentou alta resistência ao desgaste abrasivo, sendo a taxa de desgaste 18% menor em relação à liga utilizada na fabricação de revestimentos de britadores cônicos. Maiores valores de dureza resultam em menor taxa de desgaste, a utilização de aço manganês austenítico com 18%Mn e 2,5%Cr tornase atraente para aumentar a vida útil dos revestimentos de britadores cônicos.

Pages: 44 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ORTIZ, Carlos Enrique Arroyo(D. Sc.)

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Summary:

O mercado de ferro passou por recentes transformações, com volumes restritos de oferta e qualidade do minério reduzindo ao longo das décadas. O controle da qualidade do produto passou a ter maior relevância em busca de gerar maior receita nas negociações. Neste contexto, o uso de estratégias para estabilização de qualidade e sequenciamento de lavra podem gerar grande valor as empresas. Sendo possível ganhos de capacidade através de maior estabilidade na cadeia produtiva, e de precificação com produtos de maior valor e menor precificação. Este trabalho abrange análise dos planos de lavra, dos teores de alimentação e da definição de métodos de controle da qualidade para o complexo de minas de Serra Norte. Como proposta afim de estabilizar a qualidade foi desenvolvida a metodologia proposta no presente trabalho obtenho ganhos de estabilização da qualidade e redução do desvio padrão dos teores em 55%.

Pages: 61 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

O desmonte de rochas é uma das principais etapas no processo de lavra. Em sua maior parte, é realizado através do uso de explosivos, prática reconhecida como a melhor opção para rochas que, devido às suas características, não podem ser escavadas mecanicamente. O processo do desmonte pode ser visualizado como um balanço de energia. Apenas 15 a 20% é utilizada para fragmentação, o restante da energia é perdida, sendo em torno de 40% em vibração e sobrepressão (CHOUDHARY et al., 2014). À medida que a vibração passa através de estruturas, induz vibrações nas mesmas, podendo induzir a ressonância em estruturas com frequências compatíveis à frequência das vibrações. Para o caso de vibrações de desmonte de rochas, os dados registrados e, utilizando técnicas estatísticas e computacionais, permitirão determinar a lei de propagação das vibrações para o tipo de terreno existente entre a cava e a estrutura de interesse, possibilitando calcular a carga explosiva máxima a detonar por retardo, ou espera, conhecida como CME, condicionado pela velocidade de vibração admissível relacionadas com a estabilidade de barragens. Buscou-se, através dessa pesquisa, caracterizar o comportamento dinâmico das rochas na zona da lavra e estruturas geotécnicas, a partir das vibrações induzidas pelo desmonte de rochas, com destaque para barragens de minério de ferro das operações do Complexo Ferrífero de Carajás, localizadas no estado do Pará, intensificando a atuação ativa através do uso de tecnologias e estudos e aprimorando os controles operacionais no escopo da gestão de segurança das barragens. O presente teste encontra-se nas atividades para estudo e classificação de potencial de alcance das vibrações em áreas de influência de estruturas sensíveis.

Pages: 54 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SOTOMAYOR, Juan Manuel Girao(D. Sc.)

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Summary:

Salobo Metais detém atualmente o maior depósito de cobre do Brasil, com reserva estimada em 1,19 bilhões de toneladas com alta qualidade do concentrado. A garantia da licença de operação da cava Salobo é fundamental para a continuidade da cadeia produtiva da empresa, nesse sentido são realizadas ações em várias frentes com a finalidade de afiançar a segurança de pessoas e o cumprimento das regulamentações dos órgãos reguladores. O empreendimento Salobo Metais possui a barragem de rejeitos do Mirim, construída pelo método a jusante com capacidade de armazenamento de 139 milhões m³ (água e rejeito). O presente trabalho visa garantir a licencia de operação da cava Salobo avaliando a influência do rompimento hipotético da barragem do Mirim e desse modo implantar uma metodologia que garanta planos de ação para proteção das pessoas, operações e estruturas de serviço relacionadas diretamente com a cava Salobo.
Dentre as metodologias existentes, neste estudo de caso utilizou-se como estrutura a metodologia do Sistema de Comando de Incidentes (SCI), testada e aprovada amplamente por diversos órgãos nacionais e internacionais, e para assegurar a implantação de ações que identifiquem, mitiguem, diminuam ou eliminem perigos relacionados ao rompimento hipotético da barragem do Mirim, é apresentada a criação do Plano de Ações de Emergências de Mineração (PAEBM) na unidade de Salobo Metais que não tinha disponibilidade deste recurso. A iniciativa de implantação resolverá questões relacionados a segurança das pessoas e atendimento as legislações de segurança de barragens de mineração, bem como a estruturação de iniciativas de capacitação, tecnologia e infraestrutura que suportem todas as necessidades de atuações em situações que necessitem do acionamento do PAEBM.
Visto a expansão de atividades minerárias na reserva de Salobo, aumento gradativo das áreas de mancha previstas em simulações hipotéticas de rompimento, e presença de atividades onde estão empregados próprios, terceiros e fornecedores dentro dessas regiões, por meio de inspeções do Ministério Público do Trabalho Federal foram requeridos o cumprimento de vários itens que regulamentassem a implantação do PAEBM na unidade, sendo que o não cumprimento da implantação poderia acarreta de forma direta na suspensão da licença operacional do empreendimento. Frente ao desafio de cumprir as medidas previstas por lei como forma de garantir a continuidade das extrações da cava e operações de tratamento, este trabalho descreve toda metodologia de implantação do PAEBM na unidade minerária de Salobo Metais, além da conclusão pós análise dos requerimentos dos órgãos reguladores frente a continuidade do licenciamento e exploração da cava.

Pages: 68 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: FIGUEIREDO, Janine Rodrigues(D. Sc.)

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Summary:

O presente trabalho traz uma abordagem sobre a importância de verificar a compatibilidade dos equipamentos que são locados na lavra de minério em mina a céu aberto, tendo como objetivo mostrar que a perfeita combinação entre frota de carregamento e transporte pode melhorar a produtividade de ambas as frotas. Para isto, o estudo de caso foi estruturado utilizando análise de dados qualitativos e quantitativos exploratórios produzidos no decorrer do desenvolvimento do estudo. Atualmente, na mina do Sossego o processo de carregamento é feito utilizando diversas escavadeiras, classificadas em grande porte e pequeno porte. O transporte é feito com frota mista de caminhões, do tipo fora de estrada e rodoviários. Espera-se que esse trabalho contribua para o aumento da produtividade dos equipamentos de carregamento e transporte na mina do Sossego, Vale S.A., localizada no município de Canaã dos Carajás do estado do Pará, Brasil, o que culminou para constatar desvios que podem estar afetando a produtividade dos equipamentos e que a compatibilidade de alguns equipamentos de carga e transporte não está apropriada e, consequentemente, seus impactos sobre a tempo de carregamento dos caminhões fora de estrada. Portanto, é de suma importância para tomada de decisão de compra, locação de equipamentos na frente de lavra, conhecer os impactos da perfeita compatibilidade dos equipamentos sobre índices de produtividade como: tempo de carga, tempo de fila, tempo de manobra etc.

Pages: 30 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

Perfuração e desmonte são umas das principais atividades do processo de lavra. São aplicadas em sua maioria em rochas compactas, que não conseguem ser escavadas mecanicamente. O principal objetivo deste trabalho é abordar a importância do sequenciamento e programação das etapas do processo de perfuração e desmonte de uma mina a céu aberto. Neste estudo, considera-se uma frota homogênea de perfuratrizes de diâmetros de 9 7/8”, sendo a lavra composta por dois tipos de materiais, minério e estéril. Com o objetivo de atender o plano de produção, a lavra de ROM deve seguir os critérios de massa e qualidade para alimentar a britagem e a usina de beneficiamento. As minas onde este estudo foi realizado fazem parte do Complexo Itabira, localizado no Quadrilátero Ferrífero, na cidade de Itabira Minas Gerais. Na busca por uma melhor performance que atenda o plano de lavra/produção, bem como uma otimização dos custos, serão abordadas neste estudo as principais atividades que impactam no processo de perfuração e desmonte e, consequentemente, interferem na sequência da lavra. Através de um plano otimizado, será apresentado o resultado de disposição dos equipamentos de forma que o plano de perfuração seja executado e os equipamentos tenham o melhor aproveitamento.

Pages: 52 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: FERREIRA, Fabiano Veloso(Ms.)

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Summary:

O Relatório Anual de Lavra (RAL) é um documento de grande importância para a mineração, uma vez que serve como instrumento da Agência Nacional de Mineração (ANM), quer seja para fiscalizar o Minerador, o Setor Mineral, ou para extrair estatísticas diversas. A importância do RAL dentro da cadeia produtiva de ferrosos se dá a partir do momento em que este retrata como as operações estão ocorrendo, servindo de subsídio para o gerenciamento da empresa e o monitoramento e fiscalização da ANM, bem como para outros órgãos governamentais, como prefeituras, por exemplo. Visando melhorar a aderência do fechamento do balanço de massa das operações das minas da VALE, o presente estudo buscou identificar e determinar tratativas para aumentar a aderência do fechamento do balanço de massas através da avaliação RAL de ferrosos. Dessa maneira, foram aplicados novos métodos de ajuste topográfico para as pilhas de material, utilizando drones georreferenciados e análises fotogramétricas em conjunto com capacitação e aplicação de rotina bimestral, para utilização entre o SAP (Sistemas, Aplicações e Produtos) e o sistema fiscal da empresa. Assim, foi possível obter uma redução de custos para a área equivalente a R$ 610.000,00 e um aumento de confiabilidade da análise para 98% de aderência, reduzindo o tempo utilizado para executar a tarefa e permitindo realizá-la em tempo hábil.

Pages: 59 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: AQUINO, Eduardo da Rosa(D. Sc.)

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Summary:

A Mina de Santa Cruz (MSC) está localizada no município de Corumbá, Mato Grosso do Sul. As atividades de mineração, iniciadas no ano de 1974, estão voltadas para minério de ferro em lavra de encosta a céu aberto, cuja principal ocorrência é a hematita (Fe2O3). A Mina de Santa Cruz pertenceu à Vale até o ano de 2022, quando então foi adquirida pela J&F Mineração. Este trabalho traz uma análise comparativa entre o transporte de material por meio de caminhões rodoviários com um sistema de correia transportadora. Se caracteriza por ser descritivo, segundo os objetivos, e ao mesmo tempo, nos moldes de um estudo de caso, segundo as fontes de dados, com uma abordagem qualitativa. As produtividades utilizadas para os cálculos para o transporte por caminhões foram realizadas utilizando o histórico da operação. Para o transporte de correias transportadoras, os cálculos foram realizados utilizando a teoria aplicada nas aulas da especialização, simulações e referências de projetos que utilizam o mesmo sistema. Os resultados foram consistentes com a natureza técnica de cada solução para o sistema de transporte. Foi confirmada a vantagem do transporte por correias em relação aos caminhões, devido ao baixo custo de operação por tonelada, assim como a desvantagem, devido ao grande investimento inicial. Em projetos de curto período de operação, a alternativa de transporte por caminhões é a mais recomendada. Quando se trata de projetos de longa duração e de grandes movimentações, maiores serão os benefícios de implantação do transporte de correia transportadora.

Pages: 51 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ORTIZ, Carlos Enrique Arroyo(D. Sc.)

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Summary:

A crescente competitividade do mercado internacional e volatilização dos preços das comodities exige que as empresas de mineração sejam cada vez mais eficientes para se manterem competitivas. Dentre as atividades que envolvem a lavra, a perfuração e desmonte figura como uma importante peça, garantindo a disponibilidade de material fragmentado para o carregamento. A recente aquisição de perfuratrizes autônomas no complexo Itabira viabilizou a geração de uma base de dados georreferenciada contendo os dados operacionais de cada furo executado em campo. Dentre estes dados, destaca-se a taxa de penetração, principal indicador para a programação de perfuração considerando disponibilidade programada para o equipamento. Atualmente este indicador é obtido para as programações de perfuração através de valores tabelados em função da distribuição granulométrica do material a ser perfurado. O presente trabalho tem como objetivo buscar entre um modelo de regressão linear e uma estimativa via krigagem ordinária, um modelo que traga uma melhor previsibilidade em relação ao método atual. Para tal, revisou-se a bibliografia quanto à geologia local estudada, e à tentativas de diversos autores em predizer a taxa de penetração utilizando de variáveis geotécnicas e modelos variográficos. Foi definida a área do Pico de Conceição como foco do estudo e o litotipo itabirito compacto, por apresentarem a maior abundância de movimentação em relação às demais áreas e materiais do complexo. Após uma validação da base de dados de perfuração, testou-se a existência de correlação entre a taxa de penetração e as variáveis de teor e granulometria investigadas pela geologia local, o que não se confirmou, inviabilizando a geração de um modelo de regressão linear adequado. Porém foi obtido um variograma omnidirecional com um bom ajuste, indicando que, ignorando a não aditividade da variável taxa de penetração, pode-se obter uma boa previsão da taxa a que será executada nas próximas regiões a serem perfuradas. Uma estimativa via krigagem ordinária foi realizada e a reconciliação entre a taxa prevista e executada no banco 845 da região do estudo apresentou uma diferença relativa menor que 1.5%, mostrando um bom resultado do método de predição.

Pages: 38 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaa(D. Sc.)

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Summary:

A escavação é uma etapa primordial na produção de uma mineração. Essa etapa é onde inicia-se todo o processo de movimentação de material. Os caminhões são os responsáveis para realizar o transporte dos materiais seja ele o minério ou o estéril aos seus destinos. A economicidade das minas está diretamente ligada à sua produtividade de equipamentos, já que representam parte significativa dos custos de produção e alocação de recursos. Este trabalho apresenta-se a relação ótima entre número de caminhões por máquinas de carga ponderado pela DMT (distância média de transporte). Os indicadores de performance iniciais mostravam que a principal perda de produtividade das escavadeiras de Serra Norte estava ligada a ociosidade, ou seja, as escavadeiras passavam a maior parte do seu ciclo operacional aguardando um caminhão chegar para realizar a sua atividade. Portanto, foi realizado um teste onde aumentamos o número de unidade de transporte por máquina de carga a fim de determinar uma relação ótima entre carga e transporte maximizando a produtividade e reduzindo os custos. Para uma relação ótima de 1,61 caminhões por máquina por quilometro rodado, foi atingido a capacidade produtiva da escavadeira, resultando em um aumento de 4,4% na fase de transporte e uma redução de 16,1% na fase carga o que proporciona uma redução de 16,5% no custo final do processo.

Pages: 57 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

Na mineração a céu aberto é comum a prática de formação de pilhas de estoque de minério de baixo teor ou com características distintas que não permitem seu beneficiamento imediato, para posterior homogeneização do material e aproveitamento em um cenário econômico oportuno. No entanto, parte desse material estocado como baixo teor, faz parte da porção de minério de alto teor que poderia ser aproveitado, mas que acaba sendo destinado ao estoque por diluição ou pela baixa seletividade no momento da lavra. Atualmente, novas tecnologias estão sendo estudadas com o objetivo de separar o minério de alto teor, que foi lavrado anteriormente e direcionado para a pilha de baixo teor. Além de aumentar a produção e a vida útil das operações com a utilização desse material, o principal objetivo desse estudo é analisar a viabilidade de aplicação de uma planta de classificação de minério, mais conhecida como Ore Sorting, na mina de cobre do Sossego, localizada no Pará, Brasil. A separação do material proveniente de uma pilha de baixo teor busca o beneficiamento do minério que estaria disponível no estoque. A tecnologia de Ore Sorting consiste na identificação de minério que passa por sensores de raio-X, por exemplo, depois de sua calibração com o teor de corte de interesse. Neste trabalho foram feitas análises tendo como base o banco de dados do sistema de despacho que permitiu realizar o mapeamento do material da pilha de baixo teor proveniente da lavra. Os resultados das análises apresentaram evidências de ganho significativo através do uso da tecnologia de Ore Sorting. A seletividade do material na pilha é baixa e o minério separado pode aumentar a eficiência dos processos subsequentes, de maneira a garantir quantidade e qualidade ideais na alimentação da usina.

Pages: 56 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ORTIZ, Carlos Enrique Arroyo(D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho tem como objetivo apresentar uma análise de tendências desenvolvida por meio da análise histórica de indicadores chave de desempenho (KPIs), visando auxiliar e direcionar o processo de programação S&OE na mina do complexo S11D. Através de análises estatísticas, é possível mensurar o desempenho atual dos ativos e prever, de forma assertiva, como será o desempenho no próximo mês, alcançando níveis aceitáveis de aderência entre o planejado e o realizado. A utilização de KPIs desempenha um papel crucial na tomada de decisões, uma vez que fornecem informações claras e objetivas sobre o desempenho das operações. Esses indicadores permitem uma compreensão profunda dos processos e ajudam a identificar áreas de melhoria e oportunidades de otimização. Além disso, os resultados obtidos por meio dessa análise são de extrema importância para o processo produtivo, uma vez que fornecem insights valiosos para a implementação de ações corretivas, estratégias de planejamento e alocação de recursos, resultando em melhorias significativas na eficiência e no desempenho geral da mina do complexo S11D. Após a implementação deste trabalho, foi observada uma melhoria significativa na aderência à programação S&OE, aumentando de uma média de 85% para 97% com a utilização das análises de tendência. Esses resultados demonstram claramente a relevância e o impacto positivo da análise de KPIs no processo produtivo, reforçando a importância de sua aplicação contínua.

Pages: 45 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

Um dos grandes desafios da mineração moderna é a otimização das suas estratégias buscando um custo adequado em função das decisões que são tomadas quanto a cenários e inclusive equipamentos. Em muitas situações a definição das frentes de lavra são feitas em decisões com algumas restritas do campo e de forma empírica, sem o devido cuidado e análise que poderiam ser empregados. A metodologia de estudo consiste na análise da robusta base de dados e baseado nos resultados de tratamento estatístico simular a movimentação de carga. O trabalho foi desenvolvido na unidade de mineração a céu aberto de minério de Manganês, com o intuito de utilizar de um banco de dados disponibilizado pela operação que traz um rico histórico de ciclos de cargas de diferentes equipamentos, condições climáticas, horários e frentes de Lavra. Com esses dados, é possível através da Simulação e modelagem, orientar o processo de tomada de decisão na melhor alocação e utilização dos equipamentos em cada situação.

Pages: 56 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: FERREIRA, Fabiano Veloso(Ms.)

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Summary:

Os custos de produção de minério de ferro possuem variações de acordo com a especificidade de cada mina e na fase de mina um dos maiores custos de produção está associado a relação estéril/minério. O estudo terá como foco realizar comparações entre cavas buscando uma que proporcione uma menor relação estéril/minério com objetivo final de alcançar um melhor retorno financeiro para o empreendimento. A atual cobrança da sociedade para buscar operações que gerem menos disposição dos rejeitos e estéreis ou uma utilização a esses materiais também direciona para buscar um melhor ponto de equilíbrio da relação estéril/minério tendo em vista os seus impactos causados e os desafios a serem vencidos para uma melhor destinação desses materiais. Propõem-se com este estudo uma escolha do melhor cenário de cava a ser operado nos próximos anos, para isso foi utilizado o software NPV Scheduler como principal ferramenta de trabalho na análise e escolha das cavas a serem operacionalizadas e sequenciadas. Uma vez obtido o resultado das cavas e seus respectivos sequenciamentos foi realizado uma análise e interpretação dos dados para escolha do melhor cenário para o empreendimento, seja esse resultado financeiro ou estratégico. Os resultados apresentados mostram vantagens e desvantagens ao realizar uma comparação entre os cenários estudados optou-se por um cenário tecnicamente intermediário por propor um equilíbrio entre o VPL (valor presente líquido) e a vida útil do complexo Água Limpa tendo em vista a importância que essa operação representa para a cidade de Rio Piracicaba/MG.

Pages: 132 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ORTIZ, Carlos Enrique Arroyo(D. Sc.); ANDRADE, Alexandre Barbosa(Ms.)

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Summary:

O sequenciamento de lavra corresponde ao processo que registra a sequência de blocos de mineração e simula a extração de cada bloco enquanto acumula resultados em cada tempo para atender a uma meta de produção programada. Este processo consiste basicamente em determinar onde lavrar (sequência), registra quanto é lavrado (simulação) e verifica os resultados acumulados com a meta, e refaz até que todos os períodos do cronograma sejam finalizados. Portanto, o sequenciamento deve assegurar que os avanços operacionais ou pushbacks sejam capazes de entregar quantidade e qualidade satisfatórios de minério para a planta de beneficiamento, tornando-se estratégico para o êxito num projeto de mineração, por garantir que o fluxo de caixa esteja de acordo com os objetivos da empresa. Este estudo apresenta como proposta quatro cenários de sequenciamento de lavra integrando as minas de Capão Xavier (CPX) e Mar Azul (MAZ), atendendo as metas de produção e qualidade, respeitando as restrições técnicas, legais, segurança e ambiental e para isto utilizou-se a solução de sequenciamento via otimização global para maximizar o valor presente líquido (VPL). Os cenários propostos distinguem-se por apresentar objetivos específicos: Cenário 1 – livre para a otimização; Cenário 2 – priorização da lavra em CPX nos cinco primeiros anos; Cenário 3 – restrição de lavra na cava CPX, que preserva a PDE Sudoeste e Cenário 4 – ampliação para 14Mt/ano de produção de Run Off Mine (ROM) – Produção Bruta do Minério, a partir do 5º período. Concluído os cenários de sequenciamento com a ferramenta de otimização global, analisou-se os resultados obtidos da simulação, que mostrou um VPL máximo de 1.9 bilhões de dólares para o Cenário 4, uma maior oferta de 183.4Mt de ROM para o Cenário 2, uma movimentação total (minério e estéril) para os Cenários 1, 2 e 4 de 314.8Mt e 252.7Mt para o Cenário 3 e uma máxima geração de estéril para o Cenário 4 de 135.2Mt. Quanto ao resultado de qualidade, todos os cenários conseguiram atender aos parâmetros especificados pela premissa. Uma análise importante identificada nos cenários, que a massa total de estéril de formação ferrífera (EFF) destinada para as pilhas, foi de aproximadamente, 45Mt ou 34.5% do total de estéril. Então, como sugestão de trabalhos futuros, avaliar a necessidade de atualizar a otimização de cava final dessas minas, usando como referência os teores de corte praticados na sílica global, nas fases de pusbacks.

Pages: 52 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: FIGUEIREDO, Janine(D. Sc.)

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Summary:

A produção de pelotas de minério de ferro surgiu para reaproveitamento dos finos gerados na etapa de lavra, entretanto atualmente é o produto de maior valor agregado para a siderurgia tanto pela qualidade física, quanto pelo ajuste da qualidade química. O objetivo desse trabalho é analisar a variabilidade da qualidade da pelota da Usina 3 de pelotização de Tubarão, no Espírito Santo, e o impacto do minério proveniente da lavra a céu aberto em Minas Gerais. A análise estatística da abrasão, indicador de qualidade física da pelota queimada, em relação à origem do minério, utilizando o software Minitab®, indicou que o minério de maior impacto foi proveniente da mina de Conceição, em Itabira. A continuidade do trabalho se deu pela análise do minério lavrado (ROM) na alimentação das usinas de beneficiamento, etapa que antecede a pelotização, por meio da qual foi possível verificar que o minério lavrado na alimentação das usinas de Conceição projetadas para beneficiamento de itabirito continha os maiores teores de sílica. Por fim, o tratamento estatístico dos dados do teor de sílica nos blocos e da taxa de perfuração em Conceição possibilitou identificar que existe relação relevante do teor de sílica na perfuração, ou seja, na dureza do minério. Dessa forma, concluiu-se que o teor de sílica no minério lavrado indica a maior ou menor moabilidade do pellet feed e, consequentemente, na qualidade física da pelota queimada, pois o teor de sílica na mina de Conceição II é relaciona a qualidade à litologia do minério. Portanto, este deve ser considerado no monitoramento das usinas de pelotização alimentadas por Itabira, para adequação da qualidade física da pelota queimada.

Pages: 81 f.

Year: 2021

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SOTOMAYOR, Juan Manuel Girao(D. Sc.)

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Summary:

A Mina de Águas Claras (MAC) está localizada no município de Nova Lima/MG, em região limítrofe ao município de Belo Horizonte.
Com as atividades de mineração encerradas desde 2002, a Mina Águas Claras (MAC) é um dos complexos administrativos da Vale em Minas Gerais. Nela está localizado o Centro de Operações Integradas (COI) que gerencia todas as operações da empresa: desde minas, ferrovias, portos, transporte marítimo até a chegada do produto ao cliente. Lá também funciona o moderno Centro de Monitoramento Geotécnico (CMG), que acompanha suas barragens 24h por dia, por meio de radares e novas tecnologias.
O Plano de Fechamento de Mina da Mina de Águas Claras foi elaborado visando atender as exigências ambientais e de segurança solicitados pelos órgãos governamentais. Dentre essas exigências está a preservação da Serra do Curral, abrangendo as áreas da encosta do Patrimônio e Cava Oeste. Neste contexto são desenvolvidas ações continuamente como inspeção, monitoramento geotécnico e manutenção preventiva e corretiva.
As encostas correspondentes ao Patrimônio e Cava Oeste foram estabilizadas através da técnica de solo/rocha grampeados, com o faceamento em tela metálica de alta resistência, aliado a um sistema de drenagem.
Durante a execução da obra foram implementados múltiplos instrumentos com o intuito de coletar informações e monitorar o comportamento da encosta quanto ao nível de água no talude, deslocamentos superficiais, cargas nos elementos de tratamento, registro de chuva e umidade do solo.
A primeira campanha de monitoramento na Cava Oeste e na encosta do Patrimônio ocorreram por 10 e 12 meses, respectivamente, sendo finalizada em maio de 2018 na encosta do Patrimônio e em janeiro de 2019 na Cava Oeste. Em julho de 2019 iniciou-se a segunda campanha de monitoramento, com duração de 12 meses, a qual findou em agosto de 2020. Em setembro de 2020, foi iniciada a terceira campanha de monitoramento, com término em setembro de 2021.
A proposta desse trabalho é analisar as informações coletadas ao longo dessa terceira campanha de monitoramento, propondo ações para continuidade e manutenção das áreas citadas, não interferindo na estrutura local da Serra do Curral.

Pages: 26 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

O sistema de monitoramento de fadiga Optalert monitora o estado de fadiga dos operadores em tempo real. Além do armazenamento dos dados para posterior análise, o sistema envia informações do estado de alerta dos operadores em tempo real a uma sala de controle, além de alertar os operadores dentro da cabine do equipamento, independentemente da cobertura de rede ou sinal de celular. A tecnologia Optalert é objetiva e não depende de validação externa (humana), automatizando o processo de alertas. O sistema envia dados em tempo real, habilitando uma central de monitoramento acompanhar em tempo integral e auxiliar na gestão de fadiga da unidade de operação. A fim de evidenciar os ganhos em mitigação de risco, esta avaliação de resultados do sistema de detecção de fadiga (sonolência), foi elaborada em agosto de 2021 com o objetivo de avaliar a efetividade do sistema. A avaliação ocorreu no Complexo Eliezer Batista – S11D Vale no período de setembro de 2019 a agosto de 2021. Os dados apresentados estão alinhados com o comportamento esperado em operação de mina, onde o risco observado é cerca de 2,7 vezes mais elevado à noite quando comparado com o turno do dia. Foram observados horários e operadores críticos sob o ponto de vista de risco de acidentes relacionados à sonolência. Nesse documento, comparamos os resultados observados em S11D com a Mina de Ferro de Carajás – como referência. Desta forma, os dados apresentados demonstram que a implementação do Sistema de Detecção de Fadiga Optalert proporcionou uma redução de 55% no risco de acidentes relacionados à fadiga em S11D.

Pages: 79 f.

Year: 2021

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

Reavaliar as etapas e procedimentos de perfuração e desmonte da Vale Manganês, Unidade Morro da Mina, localizada em Conselheiro Lafaiete, que produz minério de Manganês Carbonatado para uso em fabricação de ferro-ligas. O TCC – Trabalho de Conclusão de Curso, visará fazer um diagnóstico da situação desde 2019, época em que foi iniciada a especialização, identificar melhorias já implementadas nestes 2 anos e também propor novas melhorias, com plano de ação para implantação tanto na per-furação de rocha, quanto de detonação.

Pages: 49 f.

Year: 2021

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: FERREIRA, Fabiano Veloso(D. Sc.)

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Summary:

Ainda que sejam inegáveis os danos causados pela atividade minerária, os benefícios decorrentes dessa atividade vão além do campo econômico, sendo seus reflexos percebidos na geração de produtos diversos, imprescindíveis à vida moderna, tais como automóveis, eletrodomésticos, estruturas de casas e hospitais. Entretanto, mesmo diante da essencialidade da atividade mineira, proteger o meio ambiente é um direito fundamental garantido pela Constituição Federal do Brasil. Nestes termos, coube então ao poder público intervir com mecanismos, afim de garantir a proteção adequada ao meio ambiente. E, um dos mecanismos mais importantes para garantir a devida mitigação e/ou compensação dos danos a serem causados ao meio ambiente controle e proteção ambiental, é o licenciamento ambiental. Através dele, atividades como a mineração, devem adotar medidas compensatórias como a criação de unidades de conservação ambiental e/ou projetos de recuperação de áreas degradas. Neste contexto, o uso de tecnologias de geoprocessamento é elementar para sintetizar informações e orientar as tomadas de decisões acerca do monitoramento e controle destas áreas de compensação ambiental. Neste enredo está inserido o objetivo geral desta pesquisa, que é apresentar a aplicação de ferramentas de sensoriamento remoto para embasamento das informações de monitoramento e controle ambiental das áreas de compensação minerária do Complexo Minerário de Itabira, localizado no município de Itabira, Minas Gerais. Para responder a este objetivo, fez-se uma revisão bibliográfica a respeito do tema somado a um estudo de caso em umas das áreas de compensação ambiental do Complexo Minerário de Itabira. Através de imagens geradas por meio de sensoriamento remoto e aplicação das técnicas de fotointerpretação, foi possível investigar qualitativamente a área de estudo. Com a realização da classificação das imagens por meio da seleção de classes de interesses, observando tonalidade, cor, forma, textura, dimensão, padrões, localização dos elementos nas imagens e considerando suas características específicas e o histórico ambiental documentado, foi possível a interpretação dos fatos na análise temporal da área de estudo. Nisto, pôde-se concluir que, as ferramentas de geoprocessamento possibilitaram um exame assertivo dessas áreas na análise temporal, mostrando-se, uma solução efetiva para monitoramento de áreas de compensação ambiental.

Pages: 48 f.

Year: 2021

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: FIGUEIREDO, Janine Rodrigues(D. Sc.)

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Summary:

Em todos os setores, a busca pela melhora do desempenho é um fator importante na sustentabilidade de qualquer atividade ou negócio, visto a competividade intensa que existe no mundo em que a sociedade está inserida. Na indústria da mineração e especificamente na área de estudo, que é a operação de mina, isto não é diferente. Por isso este projeto tem como objetivo demonstrar a importância de atuar no desempenho do processo de operação de mina, especificamente, carregamento e transporte, através da definição de indicadores por métodos estatísticos e referências técnicas, a serem utilizados em dimensionamentos de frotas. Este trabalho foi desenvolvido no Complexo Mariana, em Minas Gerais, na empresa Vale S.A.
A pesquisa quanto aos meios é um estudo de caso, caracterizada como de campo e bibliográfica. Quanto aos fins é explicativa, exploratória, aplicada e metodológica. Foi desenvolvida em quatro etapas: que consistiu em compreender qual ano seria similar à 2021, em quantidade de movimentação e produção, para servir de base histórica; coletar dados através de tabelas dinâmicas geradas pelo sistema de despacho (Dispatch-6); definir os indicadores de performances que seriam avaliados; analisar estatisticamente os dados; consultar referências técnicas.
Por meio da pesquisa foi possível definir desafios, que são metas operacionais, para os indicadores de desempenho que foram utilizados como base orçamentária para os dimensionamentos das frotas de caminhões e máquinas de carga, de 2021 a 2023. Além de evidenciar resultados satisfatórios já no ano de 2021, comparados com os desafios propostos; e a redução da necessidade de 4 caminhões no processo de operação de mina.

Pages: 62 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

O Planejamento Tático de Brucutu tem em sua rotina a geração de sequenciamento de lavra a partir do mês corrente até os vinte e quatro sequentes (M+24). Atualmente, este sequenciamento apresenta baixa aderência quando comparado à geometria do ano corrente mais os dois anos sequentes (A+3), elaborada pelo Planejamento Estratégico, resultando em pouca interação entre os horizontes de planejamentos. Este trabalho tem o foco em ampliar a visão da cava até a sua exaustão e incorporar métodos de análise econômica, dentro do horizonte do planejamento tático, a fim de aumentar o conhecimento da reserva e elaborar novo formato de sequenciamento de mina, com maior maturidade, técnica e controle nas atividades, proporcionando a melhor sequência financeira e operacional, baseado nos conhecimentos de campo e nas rotinas operacionais. Estas informações, que antes não eram utilizadas, colaboram para a preparação da mina e entrega ao Planejamento Estratégico em uma situação mais realista, direcionando a lavra ao longo dos períodos, evitando assim retrabalhos futuros e contribuindo no uso consciente da reserva e seus ativos. Os resultados obtidos com a aplicação desta metodologia demonstraram ganhos tangíveis, resultando em aumento na massa de ROM, com redução no estéril e REM, através do aproveitamento de minérios marginais e promovendo a solução para estes estoques que seriam problemáticos no futuro.

Pages: 51 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaa(D. Sc.)

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Summary:

Satisfazer as necessidades presentes, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir suas próprias necessidades é a definição do conceito de sustentabilidade, que é buscado pelo ser humano, bem como, por vários setores da indústria nas últimas décadas. No caso da mineração, isso não pode ser diferente. Sendo assim, dentre os vários indicadores a serem monitorados e analisados quanto à sustentabilidade, este estudo avalia quantitativamente a
sustentabilidade ambiental da mina de N4WS, do Complexo Minerador de Carajás- PA, pertencente à VALE S.A. no que diz respeito às águas superficiais e seus vários parâmetros de avaliação segundo às resoluções CONAMA. Para tal fim, foi utilizado o modelo matemático de quantificação da sustentabilidade. Os resultados mostram que o modelo possui potencial para a avaliação da sustentabilidade das águas, bem como constitui importante ferramenta de gestão ambiental. Verifica-se ainda que a mina N4WS opera com bons níveis de sustentabilidade no que se refere aos parâmetros avaliados.

Pages: 51 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaa(D. Sc.)

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Summary:

Em uma mineração a céu aberto, a operação de transporte representa um alto percentual dos custos de lavra. Somente a fase de transporte é responsável por quase quarenta por cento desse custo e por isso se faz necessário realizar algum estudo ou melhoria nesse processo. No complexo Carajás, a mina do Geladinho vem utilizando ao longo dos anos as médias históricas dos tempos fixos como parâmetros para realização de orçamento e planos mensais. Entretanto, estes tempos são os mesmos independentemente da frota da capacidade dos equipamentos, o que não garante robustez e assertividade no orçamento e nos planos mensais. Neste estudo, foram coletados os dados do despacho de dezoito meses dos tempos fixos e estratificados por equipamentos de carga e transporte. Foram utilizados também vídeos da operação, handbook Caterpillar e amostragens aleatórias com o apoio de um estagiário de técnico de mineração para servir de embasamento no estudo. Em seguida, foram gerados os gráficos boxplot com o auxílio de um software para descrever o comportamento de cada equipamento mediante aos tempos fixos. Como resultado observou-se que os tempos fixos precisam ser ajustados, visto que o realizado foi menor que o orçado que mostra oportunidade de ganho em todos os equipamentos com algumas ressalvas.

Pages: 47 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho visa estudar o aumento de produtividade e a redução dos custos no transporte de minério e do transporte de produto. Destaca-se ainda que as estratégias da economicidade das minas estão diretamente ligadas a produtividade de equipamentos, já que influenciam significativamente nos custos de produção. Sabendo-se que a produtividade de transporte é um parâmetro relevante para a economicidade das minas, apresenta-se neste estudo, o aumento da produtividade e a redução de custos de transporte com base nas disposições das pilhas de produto na Mina de Manganês do Azul, localizado no estado do Pará. Baseando-se na particularidade da topografia local da Mina de Manganês do Azul, para a procura de novas rotas, que minimizem a distância de transporte e que possibilite a construção de pilhas de produto em locais mais estratégicos, pode-se constatar neste estudo que os resultados apresentados indicam um aumento de produtividade, devido à redução no tempo de ciclo, distância média de transporte e redução nas perdas por condições de acesso. No estudo realizado demonstrou-se um aumento de produtividade para o transporte mina pera (transporte realizado através de caminhões rodoviários da Mina de Manganês do Azul até o pátio de expedição em Carajás) de 14% devido à redução da distância média de transporte e das horas improdutivas mais especificamente das horas aguardando as condições de acesso e um aumento na produtividade de transporte de mina de 34% para o transporte de ROM da mina 03 (que é uma das cavas de estudo) onde obteve-se uma redução da distância média de transporte. Ressalta-se ainda que se obtém um lucro expressivo na venda do minério de manganês.

Pages: 51 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro

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Summary:

Este estudo propõe revisar estudos científicos sobre influência do grade e a resistência ao rolamento na produtividade da operação de transporte. Esta análise é necessária para um correto dimensionamento do sistema de transporte de minério e estéril na Mina de Manganês do Azul. Assim, se faz muito importante nas fases de carga, transporte e infraestrutura, estudos de viabilidade econômica para se determinar a melhor combinação de equipamentos que atendam às demandas de produção e proporcione uma melhor produtividade. O presente trabalho utilizou um estudo de caso de seleção de caminhões fora de estrada para o transporte do ROM (run of mine) e estéril da mina de manganês do Azul, utilizando-se da metodologia de estudo de caso. Foi realizado com o auxílio de cálculos e análises quantitativas, considerandose dados do sistema de despacho e análise de campo. Na prática ainda não foi possível aplicar todas as propostas apresentadas neste trabalho, tendo em vista que a rotina de operação está passando por algumas alterações. Porém, foram identificados ganhos na velocidade dos caminhões após a correção do gradiente da rampa de acesso à usina, melhorias aplicadas nos acessos a mina 1 e aumento do rendimento operacional dos equipamentos de infraestrutura o que indica a validade deste estudo.

Pages: 60 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaan(D. Sc.); Pablo Koury (Ms.)

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Summary:

O processo de perfuração e desmonte é um dos mais importantes para o sucesso das operações mineiras, adequar a granulometria das rochas para os processos subsequentes ao de perfuração e desmonte aumenta consideravelmente a produtividade global das frotas de carga, transporte e operações unitárias da usina. A qualidade da fragmentação das rochas por desmonte com a utilização de explosivos está intrinsecamente correlacionada com os elementos geométricos da malha de perfuração e com as diversas variáveis do plano de fogo, tais como, inclinação e profundidade dos furos, sendo o tipo de rocha e a sua densidade fatores importantíssimos que devem ser levados em consideração para uma boa fragmentação da rocha. Melhorias no processo de perfuração e desmonte com explosivos e consequentemente melhoria na fragmentação das rochas podem trazer redução de gastos importantes para as operações como é objeto deste estudo. A este apresenta um estudo de caso e os efeitos técnicos e financeiros de uma boa fragmentação de rochas, propondo modificações no sistema de perfuração e desmonte, adequação do modelo de equipamentos para perfuração e ajustes no planejamento que envolvem modelagem geológica para melhor assertividade do plano de fogo, agregando valor em todas as fases da operação de mina e usina e consequentemente aumentando a competitividade da mina de Serra Leste.

Pages: 39 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaa(D. Sc.)

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Summary:

A Vale inaugurou em 2016 o maior projeto da história da companhia, o projeto Ferro Carajás S11D. Este projeto possui várias inovações na parte ambiental, socioeconômica e tecnológica. Na fase mina, a principal inovação foi a implementação do sistema de lavra Truckless, uma lavra sem o uso de caminhões no transporte de minério e estéril. Porém, esta inovação traz desafios a serem superados que nos levam a procurar referências similares ao redor do mundo para ajudar a responder as diversas dificuldades operacionais. Por isso, foi feita uma revisão bibliográfica dos principais sistemas de lavra por correias implementados ao redor do mundo com características similares e foram analisadas as suas evoluções. Foi concluído que tecnologias deste tipo tiveram início no século XIX, na maioria das vezes buscando suprir a grande demanda por energia proveniente da queima do carvão mineral, e então viabilizando a revolução industrial em curso. Nos dias atuais as tecnologias similares continuam com maiores aplicações em depósitos de carvão mineral. No caso específico do S11D os desafios são o uso de britadores móveis para processar materiais com a grande resistência mecânica na produtividade requerida, as locomoções em tempo hábil dos enormes equipamentos de lavra, a aplicação deste sistema de lavra em jazida geologicamente heterogênea como as de minério de ferro, o controle da qualidade do minério frente a rigidez de lavra e a topografia acidentada da região.
Foi necessário nas maiores minas com sistema de lavra similares uma evolução na organização e integração entre as diversas áreas operacionais para que as paradas dos sistemas tomassem o menor tempo possível. Logo, o planejamento de lavra deve tratar destas conciliações desde o planejamento de médio prazo até a programação diária de lavra. Por isso, foi concebido um layout de Programação diária de lavra para aplicação no S11D e que serve de exemplo em sistemas de lavra deste tipo.

Pages: 67 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

As empresas de mineração buscam constantemente a aplicação de maior volume de recursos minerais associado com redução de custos. Dentro deste contexto, este trabalho visa avaliar o máximo aproveitamento de recursos marginais com o mínimo impacto na produção. A partir desta pesquisa, espera-se realizar um estudo acerca das frentes de lavras compostas de canga estruturada, definindo a partição ideal de cada litologia por frente de lavra, buscando melhoria
em relação às distâncias médias de transporte praticadas nos sequenciamentos propostos. Para tal, foram realizados estudos de caracterização mineral, análise estatística, simulação de capacidade do circuito Usina e simulação dos cenários de mina (indicadores de lavra e dimensionamento de frota). Para a caracterização mineral, foram realizados ensaios de análise química e microscopia ótica, afim de verificar a composição mineralógica das amostras. A análise química evidenciou que a canga química apresentou baixo teor de Fe (49,4%) e elevado teor de Al2O3 (12,6%). Em contrapartida, a canga estruturada apresentou teor de Fe de 61,4%
e teor de Al2O3 de 3,13%; na mineralogia foi observada forte presença de goethita e gibbsita em todas as amostras analisadas. Com o objetivo de definir a partição ideal de canga na Usina 2, após o repotenciamento, foram realizadas as análises estatísticas com diferentes cenários, chegando ao valor de 25% de canga. Devido a alterações no atendimento à qualidade do produto e aumento do tamanho das partículas do ROM (aumento da fração -50mm +8mm), foi realizada uma simulação estática, sendo mantida a partição de 25% de canga e variando a fração G1. A partir dessas informações, foi verificado junto ao planejamento de mina o impacto da variação de 15% para 25% de canga. Na visão de curto prazo, o impacto seria positivo, com uma redução na movimentação total do eixo N4WS, o que corresponderia numa redução na DMT de aproximadamente em 100m e consequentemente, uma redução de três caminhões.

Pages: 37 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

A mina de N4WS, como parte integrante do Complexo Minerador de Carajás, localizada ao sul da cava de N4W, não previa a instalação de uma nova britagem na região mais ao sul da cava 03, apenas o uso das instalações atuais durante sua vida útil. No entanto, devido à expansão da cava e à grande extensão do corpo mineral, houve a necessidade de estudar alternativas para redução de distância média de transporte (DMT) do minério extraído até a britagem. A partir do estudo de alternativas de redução de DMT, foi proposto o estudo da localização da britagem para a cava 03 da mina N4WS, o que consequentemente reduzirá o número de caminhões e os custos operacionais envolvidos na movimentação de material. Além destes aspectos, este estudo irá considerar o aspecto econômico, verificando o custo para alocar a britagem, contribuindo para o planejamento estratégico da empresa. No sequenciamento, foram implantados sete pontos ao longo da cava final, além das duas britagens já existentes, e com base nos aspectos econômicos foi definido o ponto ótimo para a implantação da britagem. No estudo realizado vamos poder observar que o número de caminhões previsto para cada ano apresenta uma variação considerável, de acordo com a massa prevista a ser movimentada, principalmente no primeiro ano, devido à proximidade do ponto escolhido (P7) em relação ao cenário base. Na análise econômica realizada foi comparada os custos dos diferentes cenários associados a aquisição e operação para o número de caminhões resultante, principalmente relacionado aos custos de transporte, demonstrando que com a redução destes custos seria possível implantar um novo ponto de britagem. Analisando os resultados econômicos obtidos para cada um dos pontos de britagens propostos para esse estudo, o que representou o melhor resultado foi o sétimo ponto (P7), que se encontra dentro da cava.

Pages: 56 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

Entre as ações que visam a mitigar os impactos nas operações da mineração no complexo de Carajás, pode-se citar o aproveitamento de rejeitos contidos em barragens. Neste contexto de necessidade de redução e eliminação de áreas impactadas pela atividade de mineração associado ao aumento da demanda por minério de ferro, o aproveitamento econômico de rejeito se mostra uma iniciativa real. Nesse contexto é que se baseia o projeto de recuperação da Barragem do Gelado que terá como método de lavra o uso de dragas elétricas. Os objetivos deste trabalho é avaliar e propor um plano de lavra que possibilite a recuperação dos sedimentos dessa barragem por meio de dragas e o atendimento em volume e teores a usina de tratamento. O reservatório foi sondado em duas épocas distintas, em 2001 e 2010 com o propósito de se obterem o volume e teores. O cálculo da massa de rejeito contido no reservatório foi estimado em 200.000.000 de toneladas. A análise química mostrou que o teor de Fe nas amostras foi bastante elevado, um valor médio de 63% Por esses motivos, o projeto possui uma alta atratividade econômica e um grande apelo ambiental pois irá dragar material depositado na barragem desassoreando e evitando futuros alteamentos.

Pages: 52 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

O estudo de caso se dispôs a estudar as variáveis técnicas, parâmetros geométricos e de resistência ao rolamento das pistas e características dos equipamentos de transporte utilizados na lavra de minério e estéril da mina de Carajás. O estudo buscou viabilizar um aumento de velocidade média, considerando o aumento da velocidade vazio dos caminhões sem deixar de lado nenhum parâmetro de segurança nem técnico. Com o desenvolver do estudo foi observado que com auxílio de novas tecnologias é possível alavancar a velocidade modificando os comportamentos, criando novos cenários e testando o os resultados, tanto dos acessos quanto das rotas lógicas nas operações da mina de Carajás. O estudo contemplou definição de velocidades máximas por trecho, tanto carregado quanto vazio através de modelos matemáticos. Foi utilizado georreferenciamento e acompanhamento das velocidades por trecho e criado mecanismos para atingimento das velocidades pré-estabelecidas. Os resultados foram favoráveis e apresentaram ganhos significativos nas velocidades vazio, proporcionando aumento de produtividade da frota de transporte.

Pages: 61 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

O processo Perfurar e Desmontar Rochas nas Minas de Ferro Carajás é uma etapa integrante e necessária das atividades da operação de Mina, portanto, a otimização desta operação é muito importante já que a fragmentação obtida afeta assim o custo de toda a gama de atividades inter-relacionadas, como carregamento, transporte, britagem primária e, até certo ponto, moagem.
A metodologia do estudo de pesquisa consistiu na aplicação de um modelo matemático que permita quantificar, por um lado, a produtividade, e por outro lado os custos das operações de perfuração e desmonte de rochas, carregamento, transporte e britagem primária nas operações de lavra nas minas de ferro de Carajás. Para o desmonte de rochas, será utilizado o conceito de energia específica do explosivo (kwh/t), visto que analisar apenas razão de carga pode trazer erros devido falta do entendimento de utilização de explosivos mais ou menos energéticos. Os modelos matemáticos apresentaram resultados que retratam o mesmo comportamento já disseminado na literatura técnica, relação forte entre produtividade e custos dos processos unitários quanto à quantidade de energia aplicada no desmonte.

Pages: 70 f.

Year: 2019

Guidance: FERNANDES, Eunírio Zanetti(D. Sc.)

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Summary:

Tendo em vista o objetivo de reduzir custos nas operações de lavra de Carajás este trabalho propõe analisar a viabilidade econômica de um projeto que consiste em instalar uma usina de peneiramento primário a seco dentro da cava de N4E, pois a localização atual da usina em relação à mina imprime uma distância de aproximadamente 5km, entre a cava e a usina, requerendo elevado número de caminhões para transportar o minério da frente de lavra para a área de beneficiamento. A proposta, porém, possibilita uma alternativa para reduzir a distância média de transporte e, consequentemente, diminuir o número de caminhões, com impacto direto na redução de custos com transporte para movimentar o ROM da mina à usina no interior da cava. Esse projeto, contudo, precisa de investimento inicial para implantação da nova planta de beneficiamento e alteração da geometria final de lavra da cava para que novos acessos conectando as frentes de lavra à Usina sejam executados. Esses requisitos importantes afetam o comportamento econômico do fluxo de caixa tanto pela necessidade de investimento como também pela alteração na massa de minério e estéril a ser lavrada, requerendo análise econômica detalhada, através dos indicadores VPL, TIR, ILL e payback descontado. Com base nos parâmetros econômicos e técnicos, haverá a tomada de decisão de instalar ou não instalar a nova Usina no interior da Mina N4E. Para tanto, utilizou-se o método comparativo entre cenários tornando possível averiguar que dentro do contexto analisado o resultado de maior viabilidade econômica é apresentado pelo cenário atual de lavra.

Pages: 49 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

O objetivo do estudo é medir a velocidade real em campo e determinar o coeficiente da resistência ao rolamento prático. Consequentemente baseado na caracterização dos parâmetros operacionais de transporte, aplicar modelos matemáticos de produtividade e custos para avaliar parâmetros ótimos para aumentar a produtividade e reduzir os custos. A metodologia usada foi medir a velocidade instantânea obtida a partir de sistema de GPS, processar os dados registados para apurar a variabilidade da velocidade segundo a inclinação da rampa por trechos e avaliar os parâmetros ótimos que permitam obter a máxima produtividade e custos baixos. Estudo de caso foi na mina de Salobo num acesso principal para um caminhão KOMATSU 830E.

Pages: 71 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

O presente trabalho faz uma análise dos resultados de reconciliação das massas lavradas da mina de N5S, nos anos de 2016, 2017 e 2018, através da comparação da massa calculada pelo método clássico, que corresponde à classificação litológica do bloco, e pelo método de aplicação da indicatriz litológica (método da indicatriz), para avaliar se o cálculo de massas pela indicatriz litológica gera resultados mais representativos para o planejamento de curto e médio prazo. A verificação ocorrerá através da comparação entre os valores das massas realizadas por diferença topográfica, e calculada pelas duas metodologias, e os valores realizados registrados no sistema de despacho, para os mesmos períodos de referência. A finalidade do estudo é melhorar a previsibilidade na programação do material a ser extraído, nos planos de lavras anuais e mensais do Complexo de Carajás, reduzindo a variação de massa entre o programado e realizado, em função das incertezas associadas ao processo de estimativa do modelo geológico. Os resultados obtidos demonstram que o cálculo de massas por ambas metodologias fornece valores representativos para estimar as massas de minério e estéril nas programações dos planos de lavra de curto e médio prazo, desde que, a metodologia da indicatriz esteja associada ao uso do modelo subblocado e a metodologia clássica esteja associada ao uso do modelo regular. Como a metodologia atual aplicada na operação em estudo segue essa combinação, pode-se concluir que a metodologia é satisfatória para apoiar na estimativa e previsibilidade de massas nos planos de lavra mensais e anuais. Entretanto, é importante destacar que os resultados mensais e anuais também estão sujeitos à baixa aderência e cumprimento de lavra e às interferências operacionais que podem impactar nos resultados da reconciliação de lavra, tanto de massas como de teores.

Pages: 63 f.

Year: 2019

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaan

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Summary:

Em uma lavra a céu aberto o custo com transporte de minério e estéril é o maior de todas operações unitárias, podendo chegar até 50% do custo total de lavra. Sabe-se que há vários fatores que afetam a produtividade e consequentemente os custos no transporte, no entanto, poucos estudos avaliam o impacto dos parâmetros inerentes à infraestrutura de mina e seu respectivo planejamento. Sendo assim, neste estudo avaliou-se a influência direta ou indireta da iluminação, do tempo de construção de vias, do grade e da resistência ao rolamento na produtividade e nos custos de transporte. Tal avaliação baseou-se na coleta, tratamento e aplicação de dados operacionais das minas de ferro do Complexo Minerador de Carajás, pertencente à VALE S.A, em modelos matemáticos capazes que quantificar a resistência ao rolamento, a produtividade e os custos no transporte. Fez-se ainda, uma análise crítica acerca das boas práticas de infraestrutura de vias relatadas na literatura e das praticadas na VALE S.A, sobretudo no que diz respeito à construção de leiras, cruzamentos no tráfego de mina, largura de estrada e raios de curvatura. Os resultados indicaram oportunidades de ganhos da produtividade de transporte sobretudo no que diz respeito ao saneamento de vias para diminuição de resistência ao rolamento, já para o grade de acessos, observou-se que, em geral, o praticado pelas minas de Carajás encontra-se na faixa de valores ótimos.

Pages: 45 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

O estudo compreende os parâmetros técnicos para o carregamento bilateral de caminhões fora de estrada em comparação com o processo unilateral, com foco no aumento da produtividade das frotas de carregamento e transporte. Visando à aplicabilidade deste trabalho, objetiva-se, também, apresentar uma proposta de material que servirá como base para a elaboração futura de um manual técnico para o planejamento e a execução de carregamento bilateral em operações nas minas da Vale. Foi utilizada uma metodologia de coleta de dados em frente das operações de lavra e a respectiva análise. Um estudo de caso foi realizado na Mina de Ferro de Carajás na cava N4WS, cujo resultado mostrou que o carregamento bilateral apresentou uma produtividade 15% maior do que o carregamento unilateral.

Pages: 77 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ZANETTI, Eunírio(D. Sc.)

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Summary:

Diariamente, decisões devem ser tomadas por parte das equipes de controle de qualidade e de planejamento de lavra, de forma a não impactar a qualidade do minério a ser alimentado na usina. A base dessa decisão abrange o modelo geológico e os planos de lavra mensal e semanal. As decisões de lavra se fundamentam nas informações do modelo geológico, na avaliação visual dos geólogos e técnicos de controle de qualidade e nos resultados granuloquímicos das amostras de frente de lavra, que, na melhor das condições, são obtidos no prazo de 4 a 24 horas. O presente trabalho propõe avaliar metodologias de análise indireta da mineralogia do minério de ferro por meio de dados hiperespectrais para direcionamento de lavra, permitindo, assim, desenvolver planos operacionais diários rápidos. Além disso, possibiliar a análise de frentes expostas para serem detalhadas nos planos de lavra de curto e médio prazos. Os zoneamentos mineralógicos obtidos pelas imagens hiperespectrais podem auxiliar no entendimento da performance da usina de beneficiamento do ROM frente aos diversos processos existentes.

Pages: 43 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

No presente trabalho, estuda-se o controle de vibrações e pressão acústica provenientes do desmonte de rochas com explosivos realizado na Mina de Fazendão passíveis de causar dano estrutural e incômodo humano à comunidade de Morro da Água Quente, distrito de Catas Altas (MG). O modelo matemático utilizado foi o obtido pela pesquisa realizada pelo ITV anteriormente. O modelo estabelece a carga máxima explosiva por espera e avaliar o nível de impacto da vibração e pressão acústica em diversos pontos da comunidade mediante mapas de isovalores. Os resultados obtidos neste projeto permitem concluir que tal metodologia é aplicável a qualquer mina a céu aberto nas proximidades de áreas populacionais.

Pages: 71 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho busca validar a aplicação de um modelo matemático para minimização de custos das operações na lavra a céu aberto e, também, a integração delas por meio de dados práticos obtidos nas minas do Complexo Mariana, utilizando-se energia específica do explosivo empregado no desmonte de rochas, de forma a avaliar o seu impacto nas operações unitárias visando a determinar o custo mínimo.

Pages: 78 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navrro(D. Sc.)

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Summary:

O presente trabalho visa a desenvolver metodologias para desmonte controlado de rochas por explosivos em lavra a céu aberto próximo às comunidades, aplicando os critérios de iso-vibrações e iso-sustentabilidade. O objetivo é evitar problemas ambientais relacionados com possíveis danos a estruturas sensíveis e incômodo dos habitantes, baseado na lei de atenuação das ondas sísmicas causadas pelas detonações de cargas explosivas durante o processo de lavra. Esta inovadora metodologia é aplicada à Mina de Fazendão, do Complexo Mariana, tendo obtido, na área da comunidade de Morro da Água Quente, iso-vibrações que variam de 0,2mm/s a 0,7mm/s, valores muito menores que o padrão adotado de 2mm/s, que reduzem os riscos de danos a estruturas e o incômodo humano; além de iso-valores de índice de sustentabilidade ambiental maiores que 0,75, representando um alto nível de sustentabilidade.

Pages: 61 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

O objetivo deste trabalho é apresentar uma alternativa para dispor estéril em face do atual desafio de manter a produção, uma vez que, no método de beneficiamento atual, a umidade natural gera um volume maior de minério marginal, comparado ao beneficiamento a úmido, que não iria gerar material a ser estocado. No trabalho, foram abordados os vários casos estudados para o sequenciamento de estéril do Complexo Minerador de Mariana, de propriedade da Vale SA, onde, nos anos de 2017 e 2018, todas suas pilhas de estéril encontram-se no final de sua vida, ou seja, no máximo de sua capacidade ou no limite licenciado. Novos projetos de pilhas de estéril já foram estudados posteriormente e possuem licença ambiental para instalação (LI). Algumas pilhas, com suas obras de instalação implantadas, possuem seus pedidos de Licença de Operação (LO) protocoladas, mas sem sucesso na obtenção da liberação pelos órgãos ambientais. Diante desse cenário, optou-se por estudar diferentes geometrias para algumas pilhas, na tentativa de um aumento de capacidade e uma sobrevida em cada unidade produtiva desse complexo. O trabalho forneceu um resultado satisfatório, uma vez que, por meio das novas configurações propostas, a produção de minério pode ser atendida, sem prejudicar o planejamento da empresa.

Pages: 55 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaan(D. Sc.)

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Summary:

As grandes companhias globais de mineração têm focado sua estratégia na redução dos custos de produção para transpor o atual cenário econômico mundial do mercado de minério de ferro, marcado por um crescimento mais lento da demanda no mercado chinês e por preços instáveis do produto. A economicidade das minas está diretamente ligada à sua relação estéril/minério e à produtividade de equipamentos, já que representam parte significativa dos custos de produção e da alocação de recursos. Sabendo que os grades de acesso são parâmetros geométricos relevantes para a definição tanto da relação estéril/minério da cava como da produtividade de transporte, neste estudo, a maximização da produtividade é apresentada com base no grade ótimo dos principais acessos das minas do Complexo Itabira (MG) com o uso do software Lindo® What’s Best. A avaliação geométrica da otimização, realizada por meio do software Maptek Vulcan®, mediu os impactos nas geometrias de cava e na relação estéril/minério. Os resultados indicaram oportunidades de maximização da produtividade de transporte com pequenas variações dos grades de acesso que, apesar de aumentarem o tempo variável do ciclo, diminuíram a distância total percorrida, gerando um efeito positivo no ciclo total. A análise das geometrias mostrou um aumento na liberação e um aproveitamento de minério entre 2% e 7%.

Pages: 46 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

Um mapeamento tipológico na escala de 1:2.500 foi realizado na Cava Leste, pertencente à Mina de Fábrica Nova, a fim de identificar os elementos responsáveis pelo enriquecimento do minério de ferro no local, na tentativa de uma melhor classificação dos recursos disponíveis no depósito. Essa abordagem mais assertiva da geologia local permitiu uma programação de sondagem mais eficaz, capaz de adensar a malha e, assim, elucidar evidências geológicas. Com base nas novas sondagens, os recursos foram classificados novamente, por meio do método de índice de risco, e as estimativas de produção e planejamento foram reavaliadas. A análise dos resultados da nova sondagem e a reclassificação da Mina de Fábrica Nova proporcionaram um ganho significativo das reservas, o que permitiu determinar cenários capazes de manter a produção por mais dois anos dentro da mesma cava final, garantindo longevidade para o planejamento das operações de lavra da mina.

Pages: 87 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: SILVEIRA, Leandro Geraldo Canaan

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Summary:

Em uma operação de lavra a céu aberto convencional, o desenvolvimento de vias de transporte é fundamental para sua viabilização; contudo, sua importância ainda é tratada de maneira discreta. A concepção das estradas mineiras é um processo que passa pela equipe de planejamento de mina, que determina com base em parâmetros prévios e estratégias organizacionais a maneira mais eficiente para atender aos objetivos da empresa, até a construção e a manutenção prática por parte da área operacional. Mesmo sendo uma atividade fundamental para a utilização de transporte rodoviário na mina, é possível observar que não existe um padrão definido quanto à metodologia a ser aplicada, principalmente no quesito geometria de mina. São vários os parâmetros que devem ser levados em consideração durante o desenvolvimento dos trechos. Porém, percebe-se que boa parte do conhecimento aplicado é empírico. Procurando identificar o impacto dos parâmetros geométricos de vias de transporte, utilizou-se a estatística multivariada para analisar e avaliar a correlação das variáveis e quais são, de fato, significativas na velocidade dos caminhões fora de estrada, afetando diretamente a produtividade das operações. Para coleta de dados, recorreu-se a informações realizadas em trechos do Complexo de Itabira da mineradora Vale S.A. Como resultado, identificou-se que o grade e o raio de curvatura são os parâmetros geométricos de maior relevância, sendo determinantes para a produtividade do transporte no circuito. Negligenciá-los pode afetar diretamente o custo operacional.

Pages: 22 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: LOPES, Paulo(D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho apresenta a modelagem de um sistema de carga e transporte para uma mina a céu aberto por meio de simulação a eventos discretos utilizando Redes de Petri e, posteriormente, a aplicação de álgebra Max-Plus linear para implementação do simulador no Excel com auxílio do suplemento Crystal Ball. Para validação do modelo, são utilizados dados da mina de Brucutu obtidos por meio do sistema informatizado de despacho, sendo, então, elaboradas as curvas de distribuição de probabilidade. Os resultados se mostram adequados aos objetivos propostos, fornecendo respostas como produtividade, fila, tempo de carregamento, custo unitário e outros dados das frotas de carga e transporte.

Pages: 157 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: LOPES, Paulo Filipe Trindade(D. Sc.)

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Summary:

A indústria mineral tem experimentado, nos últimos dois anos, um período de forte queda nos preços de suas principais commodities. A redução dos custos operacionais tem se apresentado como uma importante alternativa para manutenção da competitividade frente aos principais players da indústria mineral e, consequentemente, para a sustentabilidade do negócio. Considerando que, em Carajás, na Diretoria de Ferrosos Norte da Vale, os custos das fases carregamento e transporte correspondam a 66% do custo total de mina, saber como melhor investir e operar esses ativos pode significar a diferença entre uma operação rentável ou não. Diante de tal cenário, o presente trabalho objetiva identificar, por meio das técnicas estatísticas, os parâmetros operacionais que demonstram maior contribuição para a variabilidade do tempo fixo e da carga média, variáveis bastante representativas dos processos de carregamento e transporte. O tempo fixo é composto por tempos de fila na carga, manobra na carga, tempo de carregamento, fila na descarga e tempo de basculamento. Já a carga média representa a carga transportada pelos caminhões fora de estrada a cada viagem. Para a realização deste estudo, foram coletados, com base no sistema de despacho, os dados de todos os ciclos de carregamento e transporte válidos, realizados ao longo de 2016, em Ferrosos Sul. Esses dados foram agrupados por match de equipamentos, frente de carga e tipo de material. Após identificação e exclusão dos outliers, essas amostras foram submetidas a um extenso estudo estatístico, no qual os resultados apontaram que o controle e a estabilização de parâmetros operacionais básicos do processo de carregamento e transporte podem levar as operações a um novo patamar de eficiência, contribuindo, sobremaneira, para a redução dos custos operacionais dessas fases e, consequentemente, ao melhor aproveitamento dos ativos existentes.

Pages: 45 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Vidal Felix Navarro(D. Sc.)

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Summary:

O presente trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade de implantação de um sistema de lavra por correias na Cava da Divisa, que pertence ao complexo minerador da Mina de Brucutu. A escolha pelo uso de correias deve considerar os ganhos econômicos que o método pode oferecer, mas também é necessário observar outros critérios para a tomada de decisão, por exemplo, fatores geométricos que podem ser impedimentos para a instalação de um sistema de correias transportadoras. Os resultados orientam a adoção de um sistema de lavra por correias com britagem semimóvel.

Pages: 87 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: LOPES, Paulo Filipe Trindade(D. Sc.);

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Summary:

Este trabalho tem foco na aplicação de algoritmo na escolha de um conjunto de sequências e combinações de frentes de lavra para atender às necessidades de oferta de minério itabirítico lavrado da Mina de Conceição, em Itabira. Esse minério é direcionado para as usinas de Conceição I, Conceição II e Cauê, visando à produção de pellet feed de alta qualidade. Além da oferta mensal de massa do minério, este trabalho objetiva, ainda, reduzir a variabilidade do teor de SiO2 global, considerando as frentes de lavra disponíveis, as diferentes opções de sequenciamento que cada frente tem e suas incertezas associadas na disponibilidade mensal do minério. Atualmente, a opção é por um cenário baseado na experiência do planejador, principalmente pela metodologia e pelo tempo necessário para combinar e analisar todas as opções. Para resolução, propõe-se o uso do modelo de algoritmo genético, que tem a característica de trabalhar com grande número de combinações, e também a utilização de outros dois modelos de programação, sendo um de Programação Linear Inteira Mista e outro por meio do modelo evolucionário do Solver do Excel. Os resultados mostraram a redução da variabilidade no teor de SiO2 global nos modelos analisados e a significativa diminuição do tempo de processamento para convergência da solução proposta. Considerando o atingimento da massa, o Algoritmo Genético foi mais eficiente do que os outros modelos de otimização.

Pages: 69 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: RIBEIRO, Diniz(D. Sc.); CÂMARA, Taís Renata(D. Sc.)

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Summary:

A densidade em muitas minas é considerada como média dos dados históricos, que é utilizada para fazer a conversão volume tonelagem no modelo de blocos. Considerar a variabilidade espacial da densidade e o seu impacto na definição da massa na execução dos planos de lavra pode trazer benefícios para o planejamento, pois essa variável afeta o dimensionamento de frota, o plano de produção, entre outros. Neste trabalho, traçou-se, nos modelos da Mina de Fábrica, uma comparação entre a massa apontada e as massas, aplicando a densidade média e a densidade estimada no modelo de blocos. Usou-se, para isso, o cálculo normativo mineral (CNM) aplicado na química das amostras do banco de dados, calculando a mineralogia e a densidade mineralógica. Após a validação, fez-se a análise estatística, a variografia e a krigagem ordinária, estimando e simulando a densidade mineralógica no modelo de blocos. Como resultado, foi realizada a reconciliação do ano 2016 empregando o modelo com a densidade média por tipos e a densidade estimada nos blocos. Observou-se que, quando densidades estimadas são utilizadas no modelo, há um aumento de massa e os dados se aproximam mais daqueles apontados pela produção (1.48% de desvio) do que quando se usa as massas obtidas pela densidade média aplicada no modelo (3.96% de desvio). Foi feita, também, a estimativa do Fegl, considerando a variação mássica com a densidade variável (acumulação Fegl pela densidade mineralógica) e o Fegl, observando que não há necessidade dessa acumulação, visto que as correlações foram ótimas para as duas minas: João Pereira e Segredo.

Pages: 63 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: GARCIA, Gian Franco Napa

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Summary:

Uma mina de minério de ferro em lavra a céu aberto e uma pilha de finos de minério de ferro em um pátio de estocagem têm em comum o fato de serem macroestruturas minerais que se deseja manter estáveis e seguras do ponto de vista geomecânico, ou seja, sem falhas ou colapsos. Neste trabalho, utiliza-se o método do equilíbrio limite em um software dedicado (RocScience Slide 7.0), com uma análise geotécnica de estabilidade. O objetivo é a mitigação do risco de comprometimento da estabilidade estrutural no empilhamento de finos de minério de ferro, sendo a altura do empilhamento um controle para reduzir o risco de escorregamento. É desenvolvido um estudo de caso no qual se verifica a influência da variação da umidade do minério após viagem transoceânica, determinando uma altura máxima de crista de pilha segura (14,5m) para o empilhamento no destino.

Pages: 54 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: ZANETTI, Eunírio(D. Sc.)

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Summary:

O objetivo principal do trabalho é padronizar os códigos de despacho de mina nas unidades de produção da Diretoria de Ferrosos, a fim de realizar apropriações dos equipamentos móveis em todas as fases dos processos produtivos de mineração, de forma normatizada. Para atingir tal objetivo, foi realizado o levantamento dos dados, em que foram identificados os diferentes códigos utilizados em cada operação; identificação do benchmarking (a unidade que serve como base, por apresentar melhor resultado); posterior normalização, com a criação de uma base de dados comum para todas as áreas; correção e aplicação da nova metodologia em todas as áreas. Resultados demonstram que, por meio da aplicação da metodologia proposta, as áreas de Manutenção e Operação tiveram seus indicadores normalizados, ou seja, independentemente da mina ou site de Ferrosos, a comparação entre esses indicadores pode ser realizada. Este trabalho possibilitou padronizar o sistema de despacho de todas as unidades de Ferrosos para que, assim, fosse possível identificar as unidades com mais problemas e pouca aderência em seus indicadores. Dessa forma, esses problemas podem ser corrigidos e prevenidos no futuro.

Pages: 59 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORRES, Navarro Vidal Felix

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Summary:

No processo de desmonte de rochas e lavra a céu aberto, por questões de segurança, deslocam-se os equipamentos de escavação e perfuração das frentes de trabalho fora das distâncias consideradas seguras e delimitadas mediante um raio de segurança. Esse deslocamento causa consumo de tempos improdutivos, afetando a produtividade. Nesse contexto, foi realizado um estudo que visa à possibilidade de redução desse raio. No estudo, foram usados conhecidos modelos matemáticos, métodos computacionais e teste in situ do ultralançamento dos fragmentos de rocha, o que permite avaliar as linhas de segurança para os equipamentos. Os testes foram executados no processo de desmonte com explosivos com frequência em torno de três a quatro detonações por semana na Mina de Sossego, obtendo uma considerável redução das distâncias de deslocamento dos equipamentos.

Pages: 43 f.

Year: 2017

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: LOPES, Paulo (D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho visa a mapear a pluma de poeira gerada nas operações do Complexo Minerador Mariana e avaliar as concentrações de poeiras que chegam até as comunidades do entorno ao empreendimento. Com base na revisão de literaturas que abordam as principais fontes de material particulado proveniente das indústrias e as medidas de controle, são utilizados dados de unidades amostrais instaladas em cada comunidade. A amostragem foi realizada em quatro pontos, sendo um em cada comunidade. Com os dados coletados, verificou-se que a comunidade de Santa Rita Durão é a que está exposta à maior concentração de poeiras e a de Morro da Água Quente está exposta a uma menor concentração. Num segundo momento, por meio de dados obtidos, foi calculado o valor de concentração de particulado gerado em cada fonte dentro do complexo minerador. Conclui-se com o estudo da dispersão de poeiras que o ponto de maior contribuição é a Mina de Fábrica Nova, com concentrações médias de 190μg/m³. Ações futuras são sugeridas para melhorar o controle e evitar conflitos com a comunidade.

Pages: 57 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: PESSIN, Gustavo(D. Sc.); BARROS,Luiz Guilherme Dias de(D. Sc.)

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Summary:

Para aumentar a margem de lucro nos processos industriais, não basta manufaturar um alto volume de produção e ter um preço elevado para garantir uma elevada receita. Também é necessário reduzir os custos de produção, os desperdícios para buscar a excelência no mercado extremamente competitivo, garantir a sobrevivência perante os concorrentes e principalmente garantir a segurança dos colaboradores envolvidos no processo das usinas de ferroligas. O processo de ferroligas exige uma constante movimentação da carga de topo, depositada no cadinho do forno de redução. Esta movimentação se faz para ajuste de posicionamento da carga em torno dos eletrodos e da manutenção de permeabilidade da carga sólida, uma vez que os gases, (principalmente o CO) gerados no processo, devem ter sua exaustão garantida de modo a evitar a formação de bolsões e caminhos preferenciais. A presença de finos de matérias prima na carga é indesejável, por causar bloqueios e caminhos preferenciais, bem como risco crítico de reações exotérmicas devido a sua alta reatividade. Os processos, utilizados para esta movimentação nas unidades de produção no Brasil, ainda exigem a presença do homem na área onde se processa esta operação. Considerando a possibilidade de formação e geração de reações exotérmicas na área de picagem e a exposição do homem a riscos de danos físicos durante a operação, este trabalho tem como objetivo a elaboração de um dispositivo de achegamento e ou rechego de cargas, operado remotamente, de forma a preservar o operador no caso de reações exotérmicas no topo.

Pages: 42 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: PESSIN, Gustavo(D. Sc.)

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Summary:

A maneira ideal para tratar gerenciamento de alarmes está relacionada com prática de melhoria contínua no processo, não podendo ser vista apenas como uma ação de curto prazo. O desafio desse trabalho é a aplicação dos conceitos de gerenciamento de alarmes com o objetivo de criar uma filosofia que seja abrangente para a gerência de Automação Sudeste e que torne a gestão dos alarmes das plantas de beneficiamento de minério do corredor Sudeste mais confiável e eficiente, para isso, realizou-se um estudo pautado em técnicas descritas no ciclo de vida de um sistema de gerenciamento de alarmes da norma ISA 18.2.
Para alcançar o resultado, fez-se necessária a implantação de uma rotina de trabalho para o gerenciamento de alarmes, criou-se um documento para auxiliar o processo de adoção de um sistema de alarmes, contendo todas as etapas do seu ciclo de vida, desde seu planejamento inicial até seu gerenciamento de desempenho, utilizando a norma EEMUA 191 como referência, sendo esta fundamental para o desenvolvimento das atividades de racionalização, mudanças, monitoramento, auditoria e avaliação.
Esse trabalho foi utilizado como referência para a criação do padrão da Vale para Gerenciamento de Alarmes a ser publicada em 2022.

Pages: 47 f.

Year: 2023

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: DOMINGUES, Jacó Dias (D. Sc.)

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Summary:

O tema de estudo desse trabalho é um estudo aplicado por meio do uso LiDAR Hokuyo UTM- 30LX Scanning Laser Rangefinder, para avaliação remota da abertura de britadores primários em Carajás – Pará. O objetivo dessa dissertação consiste em apresentar um método de aferição remota da abertura de britadores primários, explorando sua aplicação como uma alternativa precisa e confiável aos métodos tradicionais de medição. Esse processo é importante durante a britagem, pois fornece parâmetros de análise como precisão, confiabilidade, tempo de resposta e custo-benefício, a fim de avaliar a viabilidade e a eficácia do sensor como alternativa aos métodos convencionais. O método empregado para caracterização da área de estudo envolveu a análise das características do britador foram coletados dados utilizando o sistema como método de avaliação da abertura do britador de mandíbula. Os resultados obtidos concluem acerca do uso da ferramenta tecnológica na avaliação da abertura do britador de mandíbula oferece oportunidades significativas para melhorar a eficiência, a qualidade e a segurança do processo de britagem na indústria de mineração.

Pages: 79 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

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Summary:

Este documento contempla os resultados dos estudos que buscaram a pesquisa de casos reais de utilização de sistemas aplicados ao Monitoramento Ambiental utilizando-se da tecnologia de Light Detection and Ranging – LiDAR como fonte primária de medição e consequente obtenção matemática das concentrações de material particulado presentes na atmosfera dos arredores de diversas áreas de produção industrial de larga escala ou grandes cidades avaliadas em diferentes trabalhos de referência. A aplicação desta tecnologia permite a identificação de particulado em suspensão no ar por detecção direta, permitindo, também, que seja traçado um “perfil” de espalhamento do material particulado presente, mesmo quando estao presentes em longas distâncias do sensor, formando mapas de concentração que permitem a identificação facilitada de sua origem, em muitos casos. Neste trabalho, são apresentadas informações iniciais da tecnologia, exemplos de aplicação similares em diferentes trabalhos e a construção de uma proposta de aplicação industrial para uma das unidades da Vale S.A.

Pages: 41 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: PINTO, Thomas Vargas Barsante e

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Summary:

Aplicação de bombas é necessário para o bombeamento de polpa mineral devido as características deste produto que depende da granulometria, peso específico e velocidade de transporte. O desgaste dos rotores acontece com maior frequência dependendo do tempo de operação da bomba e do teor de sílica da polpa e outras variáveis do processo. Este trabalho tem o objetivo de estudar a relação entre características do rejeito sendo bombeado em bombas de polpa e a frequência de quebra dos equipamentos.

Pages: 49 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: DOMINGUES, Jacó Dias (D. Sc.)

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Summary:

Seguindo a tendência da indústria 5.0, que foca na colaboração entre homem e máquina, a VALE tem utilizado robôs de inspeção industrial em suas operações. A inspeção é uma prática fundamental para garantia das melhores condições dos ativos tanto do ponto de vista de segurança quanto de produtividade. O avanço tecnológico que está ocorrendo com a transformação digital nas disciplinas de inteligência artificial, aprendizado de máquina (machine learning), reconhecimento facial e de voz, conectividade, entre outros trouxeram um avanço importante na robótica permitindo a atuação de robôs teleoperados e até mesmo autônomos. A VALE tem como seu principal valor “A vida em primeiro lugar” e a utilização de robôs tem como objetivo a segurança de seus profissionais, reduzindo a exposição humana a situações de risco. Este trabalho apresenta o comparativo de alguns dos robôs de inspeção industrial desenvolvidos pelo Instituto Tecnológico Vale (ITV) e robôs adquiridos no mercado pela VALE objetivando a análise das possíveis aplicações nas demandas da empresa. As principais características e possíveis aplicações dos robôs AnYmal da AnYbotics, JR6 da Jettyrobot, VOR-48WP da Brasil Robots, Espeleorobô e ROSI do ITV são apresentadas e comparadas. No entanto, a definição de qual robô deve ser avaliada caso a caso considerando, principalmente, a aplicação e o ambiente que o robô deverá realizar a inspeção.

Pages: 31 f.

Year: 2022

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: PINTO, Thomas Vargas Barsante(D. Sc.)

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Summary:

Nos processos de beneficiamento mineral, o minério passa por diversas etapas, sendo necessário entre algumas delas, a estocagem intermediária em silos, conforme a finalidade de cada processo. Esses estoques intermediários permitem absorver as variações dos processos anteriores e estabilizar os processos de saída. Na estocagem nos silos, um carro tripper faz a distribuição do minério, movimentando a descarga da correia transportadora para cima das células, conforme a camada de material vai sendo reduzida. Na britagem terciária de Carajás, o processo de distribuição de material atualmente é operado na maior parte do tempo de forma manual e as decisões são tomadas pelo operador. A movimentação do carro tripper é um problema de sequenciamento de tarefas, onde o programa deve calcular a sequência de abastecimento das células, assumindo posições distintas conforme as variáveis vão se alterando. A Otimização em Tempo Real (RTO) pode ser aplicada na movimentação do carro tripper, atualizando os setpoint para a estratégia de controle do processo. Foram declaradas as variáveis e a função objetivo, sendo necessária a realização de simulações com dados reais da planta para elaboração do modelo e validação.

Pages: 53 f.

Year: 2020

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: TORQUATO, Nilton Carlos(D. Sc.)

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Summary:

O peneiramento secundário da usina I é composto por dezessete linhas de produção, sendo seis linhas de peneiramento a úmido e onze linhas peneiramento à umidade natural. Nas linhas de beneficiamento a úmido obtém-se além de sínter feed e granulado comuns no peneiramento a base umidade natural, mais um produto, pellet feed, minério com granulometria abaixo de 0,15mm que é conduzido em forma de polpa até as operações de filtragem. Entretanto, a produtividade obtida nos equipamentos de filtro tipo prensa se encontram abaixo do esperado. Assim, foram realizados ensaios em condições controladas em dois filtros prensa em meados de janeiro de 2020 e comparados os resultados com testes piloto realizados pelo fabricante junto à engenharia de processo para identificar, os principais fatores que têm comprometido a produtividade. Com os resultados alcançados em escala industrial através destes ensaios, foi possível criar base de dados comparativa entre os valores de desempenho estabelecidos em bancada pelo fabricante. Identificados os parâmetros operacionais que na prática afetam os resultados, diluição da polpa através da selagem das bombas, pressão insuficiente de ar de secagem, parâmetros operacionais divergentes entre filtro piloto e industrial, dentre outros, se revelaram com valores de capacidade produtiva determinados pelo fabricante inalcançáveis na prática operacional. Diante disso, esses valores foram corrigidos a patamares exequíveis, conforme essas considerações. Foram também sugeridas mudanças no tempo de bombeamento da polpa, bem como maneiras de aumentar a pressão de ar de secagem e inclusão de novo programa no software instalado nos filtros com a da receita dinâmica, objetivando o aumento da capabilidade instalada.

Pages: 68 f.

Year: 2020

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: EUZÉBIO, Thiago Antonio Melo (D. Sc.)

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Summary:

A taxa de alimentação de uma Usina de Tratamento de Minério influencia a eficiência de suas operações unitárias. Este estudo objetivou pesquisar o efeito da variabilidade da taxa de alimentação da Usina de Tratamento de Minério de Serra Leste sobre os indicadores de performance operacionais da planta, tais como rendimento operacional e produtividade e, consequentemente, sobre a produção; considerando que atualmente não há mecanismos para que a taxa se mantenha constante. O trabalho visou ainda avaliar o efeito da instalação de comporta sobre o alimentador móvel de sapata da referida Usina e verificar quais os melhores indicadores para três alturas de comporta: 1000 mm, 1250 mm e 1500 mm. A avaliação foi feita por simulação, através do Método dos Elementos Discretos (DEM). Pretendeu-se, portanto, determinar uma altura de comporta ótima que permitisse maior estabilidade e produtividade operacional. A checagem da variabilidade da alimentação, em ambos os cenários simulados, confirmou que a variabilidade é maior sem a utilização de uma comporta, e menor quanto maior for a altura do dispositivo de controle. O estudo indicou a relevância de se instalar uma comporta no sistema de alimentação da Usina, sugerindo ainda sua automatização, de modo a maximizar os ganhos.

Pages: 76 f.

Year: 2020

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: MOREIRA, Gabriela(D. Sc.); TRESSIA, Gustavo(D. Sc.)

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Summary:

integridade estrutural de ativos é de suma importância para a estratégia de grandes corporações industriais. É nesse contexto que a justificativa do presente trabalho se dá pela necessidade de discutir a importância da inspeção estrutural por meio da análise sensitiva, a qual tem como intuito evitar o colapso estrutural do ativo, um dos principais eventos indesejados nas indústrias. Assim, o trabalho pretende discutir a inspeção estrutural por meio da análise sensitiva. A presente pesquisa iniciou-se baseado em estudos realizados no Porto do Norte, entre 2013 a 2019, e em Tubarão aproximadamente há 10 anos, e como objeto do estudo foi selecionado Equipamento Retomadora de Ponte RC 2020KS-02, pela sua funcionalidade. O equipamento apresenta falhas estruturais, aponta riscos de ocorrências patológicas e possíveis manifestações, a qual será realizada com base em três inspeções comparadas: Inspeção Padrão Mecânica; Inspeção Padrão Estrutural e Inspeção Estrutural Idealizada. O objetivo principal desta monografia será avaliar o método da Inspeção Estrutural, assim como comparar o método de inspeção estrutural com o método inspeção padrão mecânica; e comparar o método de inspeção estrutural padrão com o método inspeção estrutural idealizada. Nos resultados obtidos foram observados que as inspeções são sensitivas e utilizam guias para verificar, detectar e relatar anomalias. A inspeção padrão mecânica, que possui foco em componentes, não se sobrepõe às inspeções estruturais e é tão importante quanto a inspeção estrutural para o ativo. Verificou-se também que a Inspeção padrão estrutural tem foco na identificação de fragilidades estruturais, porém a Inspeção estrutural idealizada possui mais itens de verificação fazendo com que sejam checadas mais anomalias com foco na integridade estrutural de forma mais ampla do ativo e que para manter uma integridade estrutural por meio da inspeção sensitiva, depende do direcionamento da inspeção.

Pages: 34 f.

Year: 2020

Report type: Parcial/ Disponível apenas Sumário “Uso Restrito”

Guidance: EUZÉBIO, Thiago Antonio Melo (D. Sc.); PABON, Rosa Elvira Correa(D. Sc.)

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Summary:

O desenvolvimento deste trabalho visou avaliar e caracterizar o minério de ferro alimentado na entrada da usina de beneficiamento de minério, no peneiramento secundário, através de técnicas espectrais. Trata-se de um estudo de caso, onde foi analisada a capacidade produtiva de uma das usinas do Complexo Minerador de Carajás. A principal justificativa do trabalho se deu pelo fato da usina apresentar eventos indesejáveis, como as avalanches que causam consequentes perdas de produção por paradas, bem como melhorar a segurança dos ativos e das pessoas que trabalham nestas instalações. Com isto, buscou-se a capacidade máxima de produção da Usina, conforme oferta e condições de minério da mina. Para minimizar ou eliminar estas condições, propôs-se o estudo de uma ferramenta que fizesse análises de forma automática da composição química, aumentando a previsibilidade, agilizando a comunicação e tomada de decisão entre fases mina/usina, visando corrigir o minério através de blend, evitando perdas de produção e contribuindo para um ambiente de trabalho mais seguro, conforme conceitos da Produção Mais Limpa, atendendo a volumes e qualidade do produto.

Pages: 66 f.

Year: 2023

Guidance: PEREZ, José Manuel Gonzalez Tubio (D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de demonstrar a aplicação do conceito de Garantia da Qualidade de Software às lógicas de programação de Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) por meio do emprego coerente de métodos e instrumentos mais estritamente associados ao tema Confiabilidade de Software. Realizou-se uma pesquisa de abordagem qualitativa, caracterizada como descritiva. O universo de pesquisa levou em conta aplicações de CLPs comumente aplicados à processos de Beneficiamento Mineral e suas respectivas lógicas de programação. A amostra desta pesquisa é composta por um estudo de caso abordando um caso de comissionamento de um Transportador de Correia em determinado processo de beneficiamento mineral. O escopo do referencial teórico abordou a aplicação do conceito de Qualidade de Software aplicado a CLPs nas mais diferentes plataformas e linguagens de programação. Por meio do aprofundamento nos métodos e instrumentos associados à Confiabilidade, pôde-se averiguar a importância de uma adequada estruturação de um roteiro de testes ajustado às características preponderantes das lógicas em desenvolvimento e seus objetivos.

Pages: 31 f.

Year: 2022

Guidance: PESSIN, Gustavo (D. Sc.)

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Summary:

A manutenção preditiva possui o objetivo principal de antecipar e encontrar a raiz de problemas em máquinas e equipamentos. Ou seja, mesmo antes de se tornarem problemas potenciais, agindo quando ainda somente se encontram sintomas. Isso é possível graças ao seu modo de aplicação, por meio de monitoramento constante. As escavadeiras hidráulicas são de enorme importância para o processo de extração do minério de ferro, sendo crucial para o processo produtivo. No último ano tivemos na mina de Itabira um valor considerável de horas de manutenção corretiva em escavadeiras hidráulicas em função de falhas prematuras de componentes e periféricos que poderiam ser evitadas empregando um modelo de acompanhamento preditivo adequado. A grande demanda por minérios e a redução das reservas, bem como a busca pela atenuação dos custos e aumento de produtividade das empresas do setor, fomenta maiores estudos e análises cada vez mais profundas dos indicadores que influenciam todos os processos e etapas desde o planejamento até a operação.

Pages: 86 f.

Year: 2022

Guidance: FERREIRA, Fabiano Veloso (M. Sc.)

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Summary:

As perfuratrizes de grande porte de uma mina a céu aberto são equipamentos de extrema importância no seu ciclo operacional, sendo responsáveis pelo início do processo de lavra, primeira operação unitária. Falhas nesse tipo de equipamento têm impacto direto na massa desmontada e os processos subsequentes, para tal se faz necessário uma atuação na OEE “Overall Equipment Effectiveness” a fim de otimizar as instalações e manter o processo mais estável, esse foi o objetivo do projeto trabalhar nos indicadores chave que compõem a OEE. Para fundamentar o trabalho, realizou-se uma revisão bibliográfica quanto aos fundamentos teóricos pertinentes para compreensão da operação de perfuração. Para conectar a influência da litologia, e condições de operação, comparou- se os dados de performance da frota de perfuratrizes do complexo minerador de Itabira. O principal resultado demonstrou fortes indícios de que as perdas produtivas estão relacionadas diretamente ao contexto operacional, e este precisa ser levado em consideração ao dimensionar as metas de produção.

Pages: 39 f.

Year: 2022

Guidance: DOMINGUES, Jacó Dias (M. Sc.)

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Summary:

A mineração possui várias oportunidades de melhorias nas execuções das inspeções industriais visando melhoria na saúde e segurança dos ativos e das pessoas. Essa monografia descreve sobre Análise de cenários para inspeção com robôs móveis e será apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Automação de Processos Minerais como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título de especialista em Automação de Processos Minerais.

Pages: 53 f.

Year: 2022

Guidance: DOMINGUES, Jacó Dias (M. Sc.)

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Summary:

A área industrial está em um desenvolvimento crescente no que tange a evolução da tecnologia nas últimas décadas, no qual várias inovações tecnológicas foram apresentadas e implementadas no mercado industrial, seja na área da aviação, da indústria automobilística, indústria têxtil, dentre outras existentes. Na mineração a evolução não seguiu o mesmo caminho, as indústrias da mineração e a da siderurgia não produziam tecnologia voltada para evolução tecnológica de seus processos. O cenário se altera nas últimas décadas e as empresas começam a enxergar que a tecnologia serve como uma aliada, então os primeiros estudos começaram a surgir, chegando hoje aos caminhões autônomos, perfuratrizes autônomas, robôs programados para realizar limpezas de grandes equipamentos, dentre outros.

Pages: 39 f.

Year: 2022

Guidance: PINTO, Thomas Vargas Barsante e (M. Sc.)

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Summary:

Um bom sistema de gerenciamento de alarmes é essencial para toda planta operacional. Mas é imprescindível que estes alarmes sejam bem projetados para que não ocorram avalanches de alarmes nos sistemas de supervisão e estes eventos venham a comprometer a segurança da planta. Em processos críticos, existe a necessidade de alarmes críticos como fonte importante de informação prioritária sobre todas as outras do processo para que os operadores possam manter a operação segura. Não gerenciar alarmes causa acidentes principalmente em processos industriais complexos. Este trabalho apresenta uma metodologia baseada no ciclo de vida do gerenciamento de alarmes proposto na ISA 18.2 e índices de desempenho apresentados pela EEMUA 191 para tratamento dos alarmes de risco críticos na usina de Pelotização de Vargem Grande, utilizando-se de análises em banco de dados da planta com o objetivo de configurar, diminuir e ajustar este tipo de alarme gerado pelos equipamentos de chão de fábrica.

Pages: 27 f.

Year: 2022

Guidance: COTA, Luciano Perdigão (D. Sc.)

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Summary:

Este trabalho aborda o problema de roteamento de comboios de combustível no complexo minerário de Carajás, da Vale S.A. Os equipamentos semimóveis, compostos por carregadeiras, tratores e perfuratrizes, apresentam dificuldades de locomoção até o posto de abastecimento devido a extensa localização geográfica das frentes de lavra. Por isso, eles são abastecidos nos locais de operação por meio de caminhões de combustível, chamados de comboios, que possuem toda a infraestrutura necessária para abastecimento em campo. Atualmente a determinação das rotas dos comboios é realizada de forma empírica, utilizando a estratégia tentativa e erro. Esta estratégia pode ocasionar aumento significativo nas distâncias percorridas pelos comboios, elevando o tempo de espera por atendimento e, em casos mais extremos, a ocorrência de interrupção do funcionamento dos equipamentos de mina por falta de combustível, impactando diretamente na produção. O objetivo deste trabalho é caracterizar o problema de roteamento de comboios de combustível para que novos estudos possam abordar métodos de solução para o problema.

Pages: 54 f.

Year: 2022

Guidance: SILVA, Pedro Henrique Gomes da (D. Sc.)

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Summary:

O avanço tecnológico vem cada vez mais viabilizando soluções de infraestrutura e equipamentos utilizados em plataforma de comunicações sem fio, permitindo que tenhamos um maior tráfego de serviços de dados em banda larga com confiabilidade, segurança e mobilidade ampliada.
E dentro do setor industrial, especificamente em ambiente ferroviários, que utiliza cenário de operação crítica, a mobilidade com adequada cobertura para os dispositivos são essenciais, e a solução sem fio torna-se necessária.

Pages: 59 f.

Year: 2022

Guidance: PESSIN, Gustavo ( D. Sc.)

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Summary:

Na mineração robôs ainda são pouco utilizadas para o processo de manutenção, porém vem ganhando foco nas inspeções, principalmente com a utilização de equipamentos robóticos para realizar inspeções em locais onde o acesso do homem a torna difícil ou impossível. A implementação do drone para inspeção sensitiva em redes de distribuição 13,8kV dentro da área da Vale, nas Minas de Fábrica e Viga será o objeto deste trabalho para definir possíveis ganhos em relação a inspeção convencional. O objetivo desta pesquisa é propor a utilização de equipamentos robóticos, drones, como ferramenta para inspeção sensitiva nas Redes de Distribuição Aérea de forma a obter imagens que pela inspeção convencional não seria possível. Para tanto, foram coletados dados durante o acompanhamento da equipe de inspeção com utilização do método convencional e posteriormente com o drone para que as informações e ganhos fossem comparados. Entre os ganhos obtidos com a utilização do drone destacam-se a maior segurança dos colaboradores, diminuição do tempo de inspeção e confiabilidade da informação.