O recente anúncio da Vale, indicando que vai adotar transportadores de correias como único sistema de escoamento da lavra de minério de ferro no projeto Serra Sul, em Canaã dos Carajá (PA), ainda em fase de detalhamento, recolocou esse tipo de equipamento no centro dos debates entre especialistas do setor. Ao declarar a economia que o sistema irá proporcionar em termos de consumo de combustível e de pneus, devido à eliminação do uso de caminhões (veja quadro ao lado), a mineradora reacendeu as discussões sobre as vantagens oferecidas por esse tipo de transporte de materiais.

Além de atingir uma vida útil superior a 25 anos, as correias transportadoras possibilitam a redução de custos operacionais e trazem ganhos ambientais, uma vez que eliminam a emissão de gases poluentes por parte dos caminhões que deixaram de ser usados. Sua instalação, entretanto, requer uma série de cuidados, a começar pela correta especificação do equipamento. Essa etapa, segundo os técnicos, está relacionada com a caracterização do material a ser transportado, ou seja, a granulometria do minério, seu ângulo de repouso, abrasividade, temperatura e umidade.

Tais variáveis irão permitir que os especialistas selecionem o tipo de borracha a ser utilizada no projeto e os componentes de desgaste mais indicados, como roletes e raspadores. Alguns fabricantes, como a Metso, lançam mão de um software específico para o dimensionamento das correias transportadoras, considerando principalmente o material a ser transportado e a geometria do transportador, conforme explica André Luís Misael da Silva, gerente de suporte ao produto.

Informações para o projeto
Armando Papa Júnior, do departamento comercial da Sandvik, ressalta que, além de considerar as características físicas do material a ser transportado, o dimensionamento das correias deve contemplar a demanda de transporte do projeto, expressa em toneladas/hora. Com essas informações em mão, ele indica que é possível usar técnicas computadorizadas de modelamento matemático para a visualização do comportamento dinâmico das correias durante a partida, a parada e o regime de operação normal. “A simulação permite identificar ainda condições perigosas que os métodos convencionais não conseguem detectar”, resume o executivo.

Com a modelagem concluída, Papa Júnior argumenta que é possível dimensionar corretamente itens como a potência e a tensão da correia. Essas informações também permitem entender o comportamento dinâmico do equipamento, de forma a se definir o projeto de emenda do transportador e o melhor tipo de acionamento. Entram ainda no rol de resultados o projeto de chutes de transferência, a escolha do seu revestimento e o cálculo de tambores e roletes, assim como a definição dos sistemas de frenagem, de supervisão e controle e a instrumentação necessária.

Alexandre Costa Calijorne, gerente de desenvolvimento tecnológico da Tecnometal, destaca que, além do conhecimento do material a ser transportado e de características singulares como a reatividade química do minério, outros fatores, como a topografia do trecho de transporte, também precisam ser avaliados. Além da distância a ser percorrida e do desnível do terreno, há de se considerar a presença de obstáculos no caminho, como linhas de transmissão, ferrovias e outros. “Os dados relacionados ao processo industrial, que é a causa da instalação do transportador, são igualmente importantes, bem como a localização dos pontos de carga e descarga”, ele explica.

Pontos de desgaste
Uma vez conhecidos os fatores que influenciam o projeto, os fabricantes podem determinar com segurança o melhor layout para o transportador, bem como sua largura e velocidade, fatores que atendem à demanda de escoamento de materiais definida em projeto. Da mesma forma, eles podem indicar a motorização mais adequada, entre outros detalhes. É a combinação de análises técnicas que vai permitir a instalação do transportador dentro de parâmetros adequados de segurança, confiabilidade e disponibilidade, além da facilidade de operação e manutenção.

Como é o item mais caro de todo o projeto, a correia é o componente que exige um acompanhamento mais cuidadoso durante a operação, com vista a obter uma maior vida útil do componente. “Ainda na fase de projeto, é possível pensar em estratégias para diminuir seu desgaste”, explica Papa Júnior, da Sandvik. Itens como a altura de descarga e o direcionamento do material no ponto de alimentação devem ser avaliados com cuidado, assim como a manutenção do alinhamento da correia, o que evita o desgaste das bordas do transportador.

Silva, da Metso, destaca ainda a importância de mapear os pontos com maior ocorrência de atrito entre a correia e sua estrutura: turn over, chutes de descarga e região de carregamento. O acionamento e tensionamento do transportador também precisam ser ativados com cuidado, segundo ele.

Tipos de revestimentos
O uso de revestimentos, para reduzir o desgaste da correia em regiões de maior contato com o material transportado e com os roletes, figura como outra providência a ser avaliada pelos técnicos. O tipo e a espessura do material de proteção vão depender do índice de abrasividade do produto transportado e também do número de ciclos da correia, o qual, por sua vez, está ligado ao comprimento do transportador e a sua velocidade.

“O revestimento inferior deve ser escolhido cuidadosamente, pois dele dependerá o tipo de interação com o rolete”, explica Calijorne, da Tecnometal. “As constantes deformações da borracha, ao passar pelos roletes, demandam uma parcela considerável da energia consumida”, ele completa. Segundo o executivo, as bordas são geralmente revestidas para prevenir o desgaste prematuro nas laterais em caso de desalinhamento. Esse procedimento também evita a entrada de umidade entre as lonas e a consequente deterioração prematura da correia. Além disso, o revestimento nessa parte da correia reduz os problemas decorrentes de agressões químicas e de formação de mofo.

A operação adequada das correias também precisa considerar seu correto tensionamento, de forma a criar uma tensão mínima no tambor de acionamento e possibilitar a transmissão de força pelo atrito entre a correia e o tambor. “Outra razão para o tensionamento é a necessidade de manter as flechas entre roletes adjacentes em valores recomendáveis durante a operação, partida e frenagem do transportador”, explica o executivo da Tecnometal.

Tensionamento correto
Ele cita três tipos de tensionamento possíveis: por gravidade, por parafuso e por guincho. A escolha de um deles, assim como da força de tensionamento e da posição mais indicada do transportador, dependerá de sua geometria, proporcionando ganhos de economia e de segurança. Para Silva, da Metso, o tensionamento definido em projeto deve ser mantido sempre, não podendo ser alterado ao longo da vida do transportador. “Caso contrário, corre-se o risco de colapsar o equipamento”, diz ele, ressaltando que somente empresas idôneas devem efetuar tais cálculos.

Papa Júnior, da Sandvik, acrescenta que o sistema por parafuso (tipo manual) é indicado para o tensionamento de correias de até 30 m de comprimento, enquanto os tipos automáticos (por gravidade ou por guincho automático) encontram aplicação nos transportadores de comprimentos maiores. O cuidado com os materiais de desgaste também faz parte das ações voltadas para a maior vida útil do equipamento. Ele explica que os materiais utilizados nos chutes de carga e descarga devem ser escolhidos com base nos dados de layout e na altura de queda, ângulo de descarga, abrasividade, granulometria e facilidade de escoamento do produto a ser manuseado.

Calijorne, da Tecnometal, diz que os materiais mais comumente usados são as ligas de aço manganês (SAE 1345), além das chapas de aço 1045 e de polietileno de alta densidade (PEAD). “Existem outros materiais muito utilizados, quando se requer alta resistência à abrasão, como o Hardox e as chapas Tecnometal Placadur, revestidas com eletrodos.” Segundo ele, a cerâmica, apesar de dispendiosa, é empregada nos casos em que se necessita conciliar alta e baixa resistência ao fluxo do material. Já as chapas de polietileno de alta densidade são indicadas para situações onde se requer baixo atrito, já que esse material reduz a aderência e melhora o fluxo de minério no chute.

Limpeza dos raspadores
Os cuidados com os raspadores e limpadores das correias também devem fazer parte da rotina diária de operação do equipamento. Os especialistas destacam que a eficiência do raspador, por exemplo, é expressa pela taxa de resíduos removidos da correia em relação à quantidade total de material retornado pelo mesmo transportador (carryback). “Fatores como o estado de conservação da correia, o ajuste dos raspadores e a umidade do material acabam influenciando essa taxa de eficiência”, argumenta Calijorne.

Misael da Silva, da Metso, amplia a lista de fatores que influenciam a eficiência desse dispositivo, incluindo o tipo de material transportado, o clima da região e a própria operação do cliente, ou seja, se ele utiliza muita água ou não no processo, a quantidade de conjuntos instalados e os tipos de lâminas aplicadas no raspador, entre outros fatores. Papa Júnior, da Sandvik, completa: “a avaliação da eficiência dos raspadores e limpadores é feita por uma inspeção visual, sendo que a correia, no trecho de retorno, deve estar totalmente limpa.”

Prazos de manutenção 
A manutenção dos transportadores, por sua vez, envolve vários procedimentos preditivos e preventivos, sendo que o mais usual deles é a inspeção de alinhamento. Ela deve ser feita diariamente para assegurar a imediata correção de qualquer problema detectado, de forma a se evitar que a bordas das correias sejam danificadas. Misael Silva, da Metso, explica que a inspeção deve ser um procedimento padrão integrante dos planos de rotina da empresa.

Segundo Calijorne, da Tecnometal, o alinhamento é geralmente especificado na fabricação e montagem do equipamento, com a definição do posicionamento correto dos tambores, dos acionamentos e roletes, bem como das estruturas. Ele ressalta que uma montagem de qualidade implica um equipamento perfeitamente alinhado, o que irá assegurar a sua correta operação e durabilidade.

Já a aferição deve ser feita de acordo com a recomendação do fabricante ou num período máximo de três meses. A técnica também deve fazer parte da inspeção. Esse procedimento inclui todos os equipamentos de medição utilizados na fabricação e montagem do transportador de correias e deve ser realizado somente por empresas especializadas. A avaliação engloba desde torquímetros até medidores de temperatura e de pressão, passando pelos calibradores. Depois de aferidos, eles recebem uma certificação com prazo de validade.

Testes dos componentes
O teste de termografia, por sua vez, avalia se os componentes estão aquecendo muito durante a operação, o que pode indicar uma anomalia. A técnica utiliza sensores de temperatura que incorporam raio laser, sendo focada principalmente nos roletes e mancais, mas podendo ser também aplicada nos redutores de velocidade. A causa mais comum de superaquecimento dos componentes é o aumento de atrito entre eles, geralmente ocasionado por falha de lubrificação. A periodicidade recomendada é de uma inspeção termográfica a cada seis meses, respeitando-se sempre a tolerância máxima indicada pelo fabricante e suas indicações de procedimentos.

No caso da ultrassonografia, a técnica deve ser aplicada quando a inspeção detectar alguma suspeita de trinca estrutural no transportador. “Este procedimento deve ser aplicado anualmente nas regiões críticas da correia, caso do conjunto de acionamento e dos prédios de transferências”, destaca Silva, da Metso. Calijorne, da Tecnometal, acrescenta que a técnica é também usada na inspeção de soldas, como prevenção contra possíveis trincas que venham comprometer a integridade estrutural do componente.

Os reparos mais comuns, segundo os técnicos, envolvem as trocas de materiais de desgaste e da própria correia. Nesse último caso, as substituições frequentemente envolvem danos nas bordas, que são afetadas pelo contato com a estrutura do transportador, ou no meio da correia, em função de materiais pontiagudos que eventualmente passam pelos detectores de metal. Calijorne, da Tecnometal, resume os pontos que exigem maior atenção: o alinhamento e troca de roletes, o ajuste e limpeza dos raspadores, a lubrificação, a troca de revestimento dos tambores e o ajuste da força de tensionamento, especialmente nos sistema do tipo por parafuso.

Correias móveis vão escoar minério de ferro
O projeto Serra Sul, que a mineradora Vale está desenvolvendo em Canaã dos Carajás (PA), será o primeiro do mundo a utilizar um sistema de correia transportadora móvel para o escoamento em larga escala de toda a produção de uma mina a céu aberto. Inspirada na operação de minas subterrâneas de carvão, a tecnologia permitirá que o minério de ferro extraído no bloco S11D, em plena Floresta Nacional de Carajás, seja transportado para beneficiamento em uma usina fora dessa área de preservação.

Ao todo, o sistema contará com 37 km de correias transportadoras distribuídas dentro da mina, incluindo ramais conectados ao tronco principal, de 9,5 km, que se estenderá até a usina de beneficiamento. Com isso, a Vale espera eliminar o uso de 100 caminhões fora-de-estrada, que consumiriam anualmente 65 milhões de litros de diesel e cerca de 170 pneus de grandes dimensões. Com isso, a empresa também reduzirá o impacto ambiental do projeto.

Devido ao grande porte do projeto Serra Sul, o maior em implantação pela Vale, para a produção de 90 milhões t/ano de minério de ferro a partir de 2014, a mina praticamente não terá equipamentos movidos a diesel, já que as escavações serão realizadas por escavadeiras acionadas por motor elétrico. Elas alimentarão britadores móveis que, por sua vez, escoarão a produção diretamente para o sistema de correias móveis.

Até chegar à usina de beneficiamento, esse sistema de transporte precisará vencer um desnível de 450 m, o que exigiria um longo percurso por estrada para o escoamento por caminhões, inviabilizando o uso de off-roads. O projeto da Vale para a operação do bloco S11D, em Serra Sul, está orçado em US$ 6,77 bilhões.

Cuidados que prolongam a vida útil
- Evite o enchimento excessivo do transportador e o direcionamento dos jatos de água diretamente sobre os componentes sujeitos a lubrificação.

- Inspecione os rolos regularmente e substitua os que estiverem danificados para evitar rasgos na correia. Falhas nesse componente são identificadas pelo ruído decorrente de atrito causado pela contaminação nos rolamentos.

- Monitore a temperatura dos motores e redutores, que geralmente operam em torno de 40ºC.

- Verifique a limpeza dos raspadores e ajuste a tensão da correia. A boa conservação dos raspadores influencia na vida útil da maioria dos componentes do transportador.

- Observe periodicamente a temperatura dos mancais de todos os tambores e o alinhamento da correia.

Normas definem sistemas de segurança 
As estruturas de proteção das correias transportadoras seguem as prescrições do Ministério do Trabalho, que definem os seus principais parâmetros construtivos e dimensionais. Esses equipamentos muitas vezes utilizam sistemas de supervisão e controle complexos, que prevêem situações críticas como a falha de componentes e frenagens de emergência, assim como o intertravamento entre transportadores adjacentes. Os procedimentos de segurança na operação de correias transportadoras são normatizados pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e devem se rigorosamente seguidos.

Veja os principais sistemas de segurança:

- Proteções das partes móveis: bloqueiam o contato direto, evitando acidentes graves.

- Passarelas: devem estar sempre limpas e sem obstáculos.

- Corrimãos: devem ser instalados ao longo das passarelas, com curvaturas evitando cantos vivos, na cor amarela e de acordo com a NR22.

- Escadas: deve-se evitar obstáculo no acesso às escadas, mantendo-as sempre limpas, com distanciamento dos degraus de acordo com a NR22. Escadas do tipo marinheiro devem estar com as correntes de bloqueio de passagem.

- Guarda-corpos: precisam ser fixados nas estruturas, evitando cantos vivos.

- Sistema de desligamento de emergência: instalado ao longo do transportador, precisa ter fácil acesso, mantendo os conjuntos de cordoarias tensionados de acordo com as recomendações do fabricante.

- Painel de chaves de emergência: deve ser montado em local de fácil acesso e mantido livre de obstáculos.

- Eletroimãs: são previstos para evitar que peças metálicas, misturadas com o material, possam provocar danos em componentes sensíveis.

- Balanças: medem continuamente o volume transportado, através da integração dos sinais de velocidade da correia e do peso por unidade de comprimento ao longo das mesmas.