Detonadores Eletrônicos otimizam a operação

A qualidade do desmonte de rochas influi diretamente na produtividade dos processos subsequentes, como o carregamento, transporte e beneficiamento do material desmontado. Devido à natureza da operação, que envolve o uso de explosivos, o serviço é cercado de muitos cuidados com relação à segurança e aos impactos ambientais. Em áreas urbanas, o controle das detonações torna-se ainda mais rigoroso, com limites para a emissão de vibração, a propagação de ruídos, o ultralançamento de pedras e a sobrepressão atmosférica, entre outros quesitos.

No caso do estado de São Paulo, por exemplo, uma explosão em mineradora de brita ou em qualquer outra atividade que exija essa operação não pode gerar pressão acústica superior a 128 dB. Além disso, a velocidade de partícula resultante de pico (VR) não pode exceder a 4,2 mm/s. Nesse contexto, as empresas do setor utilizam-se cada vez mais de detonadores eletrônicos para maximizar a produção, visando a uma melhora na qualidade de todo o processo.

“O sistema não elétrico, também chamado pirotécnico, continua sendo utilizado em diversas minerações, mas há uma tendência de aplicação de novas tecnologias voltadas ao menor custo final do material desmontado e da britagem”, afirma Ricardo Daniel da Silva, gerente de assessoria técnica da Britanite, empresa do grupo CR Almeida.

André Zecchini, gerente técnico da Orica, segue o mesmo raciocínio, embora ressalte que o consumo de detonadores eletrônicos, também conhecidos como espoletas eletrônicas, ainda é pequeno em comparação com os sistemas convencionais. “Há um grande mercado a ser desenvolvido e um fenômeno semelhante ao que ocorreu na época do lançamento dos detonadores pirotécnicos, que substituíram o cordel detonante, pode se repetir agora com os detonadores eletrônicos”, ele afirma.

Economia de custo
Para proporcionar maior excelência ao desmonte, a Britanite apóia sua estratégia no aperfeiçoamento dos processos adotados, por meio da utilização do sistema de iniciação eletrônico HotShot Plus. Segundo Silva, o conceito foi adotado com sucesso pela Pedreira Basalto 12, pertencente ao grupo Estrutural, que fica localizada na Grande São Paulo, proporcionando ganhos de custo à operação.

“Para que os objetivos fossem alcançados, a assistência técnica da empresa realizou diversos monitoramentos e medições na pedreira, como a perfilagem da face da bancada e o emprego do equipamento boretrack para avaliar a qualidade das perfurações e a ocorrência de desvios”, explica Silva. Entre outras iniciativas, ela também realizou filmagens dos furos, da projeção de rochas e da pilha resultante, além de captações sismográficas e exame granulométrico por método de foto-análise.

Embora as ligações do sistema eletrônico sejam similares às do pirotécnico, o engenheiro explica que a nova tecnologia proporciona maior produtividade. “A grande precisão e a vasta janela de tempos de retardo nos permitem adequar melhor o plano de fogo de acordo com as características do material a ser detonado”. Ele cita ainda um estudo confirmando os ganhos obtidos. “Constatamos o aumento das linhas detonadas no mesmo fogo e o maior espaçamento da malha de perfuração, reduzindo em 13% os custos com perfuração e desmonte, bem como com as paralisações dos serviços”.

Menor vibração
No que se refere ao incômodo gerado pelas explosões nas comunidades vizinhas, os ganhos foram proporcionados por alterações na temporização entre furos e linhas. Com o uso do sistema eletrônico, ela passou a ser de 12 milésimos de segundos (ms) entre os furos – contra 17 ms do sistema pirotécnico – e de 38 a 53 ms entre as linhas, resultando no aumento da frequência e na redução da velocidade de partículas resultantes de pico (VR). “Com isso, diminuímos os impactos da vibração gerada pelas detonações às estruturas próximas, amenizando a percepção da circunvizinhança”, explica Silva.

A Orica, por sua vez, aposta nos sistemas de iniciação eletrônicos compostos pelas linhas i-Kon, Unitronic, e-Dev e o Oseis. Segundo a empresa, todos eles foram desenvolvidos em seus centros de pesquisa espalhados pelo mundo e cada detonador possui um código de identificação (ID) único de fábrica. “No seu interior fica um chip que armazena o tempo de retardo a ele designado e um capacitor. Ao ser dado o comando de disparo, o capacitor descarrega sua carga no tempo designado, iniciando o detonador”, diz Zecchini. Segundo ele, cada sistema opera com diferentes capacidades, chegando a contar com até 4.800 detonadores em um mesmo evento.

Ele enfatiza que a precisão também contribui para a competitividade do uso de sistemas eletrônicos. Como exemplo, Zecchini explica que, para um detonador iniciado com 1.427 ms, a dispersão não ultrapassa um milésimo de segundo, reduzindo a chance de dois ou mais furos detonarem ao mesmo tempo, o que geraria uma vibração duplicada. No caso do sistema pirotécnico, a dispersão chega a 5 milésimos de segundo, o que resulta em menor controle sobre uma detonação com várias cargas explosivas.

“Além disso, aos detonadores podem ser atribuídos tempos de retardo que variam entre 0 e 15.000 ms, com incrementos de 1 ms, garantindo uma variedade praticamente ilimitada de desenhos e planos de fogo que melhor se adaptem às condições de cada operação”, explica o especialista.

Ganhos de produção
Outro ganho obtido se refere à maior produtividade proporcionada pela melhor fragmentação da rocha. Devido à flexibilidade dos tempos utilizados nos detonadores, a operação resulta numa distribuição granulométrica mais regular, que impacta diretamente nas operações subsequentes, tanto na mina como na usina de beneficiamento. “Com isso, é possível aumentar o fator de enchimento das caçambas e reduzir o tempo de ciclo do carregamento e transporte”, diz Zecchini.

Como exemplo, ele cita uma mina subterrânea de ouro, cuja produção de rocha subiu de 14 para 26 t/furo com o uso do sistema Unitronic, além de uma mina de cobre a céu aberto, onde a aplicação do sistema i-Kon fez com que a produção aumentasse de 2.300 para 2.500 t/h. O especialista cita ainda a economia no consumo de energia e de materiais de desgaste durante as operações de britagem e moagem, na medida em que as partículas de minério podem ser liberadas com menor tempo de residência no interior desses equipamentos – o que também se traduz em aumento na produção.

Nas operações com rochas mais brandas ou cuja fragmentação não é um ponto crítico, uma alternativa interessante é o aumento das malhas, de forma a manter a distribuição granulométrica com menor custo de perfuração e desmonte. Além disso, a precisão dos retardos permite o melhor planejamento da detonação, de modo a evitar a sobreposição de ondas resultantes da detonação de dois ou mais furos, o que reduz a vibração durante a operação. “Quando trabalhamos com onda elementar, é possível determinar os tempos de retardo necessários para aumentar as frequências das ondas”, explica Zecchini.

Segurança na operação
O engenheiro ressalta ainda que o sistema eletrônico pode apresentar uma redução de até 50% nos níveis de vibração, sem qualquer alteração de carga por espera e aumento das frequências. “Em alguns casos, conseguimos um aumento significativo de frequências, passando de 12 Hz, com o sistema pirotécnico, para 60 Hz, com o detonador eletrônico”, diz Zecchini. Segundo ele, as frequências abaixo de 15 Hz geralmente estão associadas ao incômodo gerado à população vizinha durante as detonações.

Com relação à pressão acústica, os sistemas eletrônicos não necessitam de acessórios ou de explosivos expostos na superfície – ou seja, todo o explosivo fica confinado nos furos. A partir desse fato, a pressão acústica depende apenas do deslocamento de ar resultante da movimentação da rocha no desmonte, que geralmente fica abaixo do limite estabelecido pela norma.

O quesito segurança também é destacado pelo engenheiro na comparação entre o sistema eletrônico e o pirotécnico, cuja comercialização é liberada após testes parciais de lotes. Vale ressaltar que esses ensaios são destrutivos e isto significa que os detonadores disponibilizados para o mercado jamais foram – ou serão – testados. Em outras palavras, uma possível falha do sistema será detectada somente após a detonação, sendo que, na maioria dos casos, a origem do problema não será identificada.

“Podemos testar os detonadores eletrônicos antes e durante sua aplicação, sendo que esse teste é realizado após o isolamento da área e antes da detonação. Caso haja algum problema, é possível retornar para corrigi-lo e, na pior das hipóteses, quando houver um erro irreparável, saberemos exatamente o local onde ocorrerá a falha e poderemos agir de forma preventiva para evitar acidentes”, explica o gerente técnico da Orica. Outro ponto relevante nos remete à eliminação do risco de corte ou interrupção da detonação, já que todos os detonadores são iniciados simultaneamente pelo modo eletrônico.

Aplicações
De acordo com Zecchini, o sistema i-Kon é indicado para operações complexas ou sensíveis, realizadas a céu aberto ou no subsolo, que demandam alto grau de segurança e desempenho. O detonador Unitronic, por sua vez, foi projetado para atender às necessidades das pedreiras e minas a céu aberto de menor porte, podendo ser utilizado também em outros segmentos.

“Além disso, temos e-Dev, um produto adequado para a abertura de galerias e túneis em minas subterrâneas e obras civis, bem como o Oseis, que é o detonador eletrônico mais utilizado para pesquisa mineral através de sísmica”, releva Zecchini. Segundo ele, a crescente demanda do mercado deve se refletir nas vendas da empresa. “Estimamos comercializar 120 mil unidades nesse ano e, para 2011, esperamos aumentar as vendas em 30%”.

Diante das novas demandas do setor, a Orica disponibilizará no mercado, a partir de 2011, o primeiro sistema de detonação eletrônico do mundo com tecnologia wireless. Com isso, a iniciação da operação poderá ocorrer sem a necessidade do uso de cabos ou tubos de choque.