A jornada para a automação em Mineração

Processos de inovação são complexos e, no setor de mineração, a introdução de tecnologia começa pelas pessoas, envolve gestão de dados e resulta em maiores ganhos de performance.

Transformação digital

Produtividade

Tecnologia

Sustentabilidade

 

Neste artigo, exploramos três movimentos rumo à automação na mineração, gerando resultados em sustentabilidade, produtividade e avanços financeiros.

1. Para começar: entenda as premissas

Embora cada projeto de inovação tenha características únicas, a transformação digital na mineração envolve algumas considerações iniciais recorrentes à toda iniciativa de automação. Sendo assim, há três premissas que precisam ser colocadas em prática: engajamento de pessoas, entendimento dos prazos e automação como impulso da competitividade.

Para ingressar em um cenário inovador e introduzir a transformação digital com alta complexidade, como a automação, o foco deve ser as pessoas. Tudo começa e é viabilizado pelos colaboradores para, assim, evoluir na questão da implementação tecnológica. Conforme explica o relatório da consultoria global McKinsey, Engaging employees to use analytics: How mining companies solve the adoption challenge1, “envolver especialistas e usuários de linha de frente, fomentar a colaboração contínua  e manter um foco zeloso no impacto são as chaves para impulsionar a adoção e o valor”. 

Assim como entender de que se trata de uma empreitada de longo prazo, uma vez que a operação totalmente autônoma não pode ser alcançada em pouco tempo, já que é preciso estruturar toda a operação para receber novos recursos tecnológicos.

Dentro deste cenário, a digitalização aparece como elemento-chave, especialmente, para impulsionar a competitividade em meio à constante evolução da Indústria 4.0 na condução de operações mais modernas e produtivas, com melhor gerenciamento de recursos, uma das maiores exigências do mercado atual, uma vez que a preocupação com a sustentabilidade aumenta exponencialmente neste segmento e essa questão reverbera para as demais áreas de negócio.

 

2. Gestão de dados: análises que transformam informações em decisões inteligentes

A automação de uma operação na mineração resulta em muitos dados, usados na tomada de decisões, na formulação de estratégias e na condução das operações no dia a dia. A pesquisa A Review of Digital Transformation in Mining2 aponta que, por mais de três décadas, dados têm sido vistos como ativos das empresas. E, hoje, a abundância de dados disponíveis, referidos como big data, existem na indústria de mineração e são gerados, principalmente, a partir de sistemas integrados. É importante estar preparado para aproveitar o benefício dessa maior oferta de informações, convertendo-as em inteligência.

Ainda segundo o estudo da Mckinsey, “os dados devem ser bem organizados e acessíveis, com dicionários, termos e fórmulas básicos padronizados. Líderes, designers e usuários precisam saber as principais fontes de dados que estão sendo usadas e a maneira como as recomendações do algoritmo são geradas; esse conhecimento gera confiança e aceitação do modelo de nível da linha de frente”.

O portfólio da ABB tem exemplos de como a automação entrega informações estratégicas e que impactam positivamente a rotina das operações. Todos esses dados, gerados no campo, são consumidos por aplicações que visam agregar, analisar e otimizar os processos de produção, gestão operacional e manutenção.

Retirar as pessoas de áreas de risco, permitir operações autônomas de mina e entregar dados adicionais do processo de explosão para análise posterior é o que faz o braço robótico para carregamento de explosivos em mina subterrânea: a solução se comunica com sistemas de gerenciamento e, além de proporcionar reconhecimento de imagens de alta qualidade dos orifícios onde os explosivos serão carregados, tem a habilidade de montar o conjunto primer e o detonador de forma autônoma, seguindo, então, para o preenchimento da emulsão nos orifícios.

Além disso, outro benefício é obter um status contínuo sobre a saúde de cada rolete de uma esteira de transporte de minério, facilidade proporcionada pela solução ABB Ability™ Conveyor Roller Inspection Services (CRIS), cujos dados são transferidos e analisados em uma plataforma digital, que identifica os prováveis problemas e possibilita o tratamento imediato, evitando perdas com paradas operacionais.

Há possibilidade, também, de os clientes terem, ao alcance, um portfólio inovador, que permite aos operadores de minas maximizarem a confiabilidade, a segurança, a produtividade e a eficiência energética, otimizando o planejamento e a visibilidade das operações em toda a empresa, garantindo que as pessoas certas tenham as informações corretas no momento propício e de qualquer lugar. 

Os atributos listados acima são entregues pela solução ABB AbilityTM MineOptimize, resultado da combinação do conhecimento da ABB no setor, com a tecnologia de ponta, associada à gestão de projetos globais e locais e à experiência em engenharia e transformação digital, desenvolvidos em mais de 60 anos de trabalho com a indústria de minerais em todas as etapas do ciclo de produção.

Ela abrange soluções de eletrificação, acionamentos de motores, automação e soluções de digitalização: todas combinadas por meio de uma engenharia otimizada e com larga experiência na indústria de mineração e, claro, serviços colaborativos, buscando manter e exceder as vantagens durante a vida útil da planta. 

Ainda, compreende um conjunto de produtos, serviços e soluções conectados digitalmente, que contemplam tecnologias de última geração para serviços remotos, ferramentas de manutenção preditiva, bem como soluções para atualizações e retrofits. Somam-se à lista de benefícios, as bibliotecas avançadas de aplicativos, soluções de software e plataformas digitais que reduzem a complexidade do processo, promovem a produção segura e diminuem os custos operacionais. 

Outra amostra de que os dados se transformam em ações inteligentes por meio de um piloto automático que conduz a planta ao estado ideal de operação e altera, automaticamente, pontos de ajuste é o Advanced Process Control (APC), software de otimização de gestão de mina.

Também é possível rastrear, misturar e manusear os materiais, conduzir gestão de qualidade e visualização da pilha e gerenciamento de capacidade com a ABB Ability™ Stockyard Management System.

A ABB dispõe de outros sistemas integrados que atuam no aumento de eficiência energética, produtividade e potencial de utilização do ativo, como o ABB AbilityTM 800 XA, que promove integração entre equipamentos e pessoas enquanto empodera times para tomar decisões de maneira ágil e com precisão.

 

3. Ganhos tangíveis: conquistas por meio da automação

A automação das minas proporciona vantagens que se refletem em ganhos de desempenho e sustentabilidade, que irradia benefícios para a empresa como um todo. 

Os dados gerados por essas soluções de alta tecnologia entregam informações sobre as operações, que guiam as equipes. Por meio dessa inteligência, operadores são capazes de prever possíveis falhas e antecipar soluções, ou seja, eles são munidos com o que é preciso para tomar decisões precisas. Estas ações influenciam, diretamente, na produtividade da mina. Ao acompanhar processos diários de tráfego de caminhões, por exemplo, operadores conseguem evitar que ocorra trânsito, evitando atraso no fluxo operacional.

Com dados inteligentes em mãos, é possível obter mais segurança na condução da rotina de uma planta de mineração e, até mesmo, prolongar a vida útil de uma mina: essa otimização de desempenho é um resultado direto da automação, base do trabalho da ABB nesta indústria.

Quando se une dados estratégicos com tomadas de decisão assertivas e performance otimizada, essa combinação favorece atitudes que resultam em redução do consumo de energia elétrica, aumento dos índices de produção e prevenção dos desperdícios de recursos.

O que nos leva à mineração moderna, que vê na sustentabilidade uma premissa de eficiência de um projeto. Pensando assim, a mina, dentro da cadeia de produção da indústria de mineração, é um dos pontos com maior potencial de crescimento e transformação. Nesse contexto, existe uma crescente busca por novas tecnologias que possam ajudar a reduzir a emissão de poluentes e otimizar o processo de produção.

No entanto, intrínseco ao potencial, há um novo conjunto de desafios para as operações de minas em relação à infraestrutura, manutenção e restrições operacionais. A gestão da energia é uma dessas questões de maior atenção. Muitas empresas, que estão pavimentando o caminho da inovação, investem em veículos totalmente elétricos ou híbridos-elétricos para cortar custos, reduzir a emissão de CO2 e, ainda assim, aumentar sua eficiência produtiva de forma mais sustentável. 

É o caso da Boliden, mineradora sueca, pioneira em mineração sustentável, que utiliza uma estrutura de energia inovadora da ABB para caminhões elétricos de mina a fim de reduzir as emissões de carbono, os custos com a operação e impulsionar produtividade na mina de Aitik. A ABB ajuda a empresa a economizar 830 m3 de diesel anualmente e a diminuir em 80% as emissões de gases de efeito estufa.

A ABB tem tido um papel-chave nessa transformação da mina, contribuindo para o desenvolvimento de novas tecnologias necessárias para o projeto da mina elétrica e inovação de equipamentos, fornecendo soluções para problemas elétricos potenciais na operação da mina antes que eles ocorram, ou seja, sempre se antecipando aos desafios e atuando rapidamente para resolvê-los.

 

Quais benefícios cada nível de automação traz

Em processos de transformação digital para operações de mineração, a jornada para a automação tem como reflexo diferentes etapas de autonomia. Para que uma verdadeira transformação digital seja possível, é preciso de uma condução linear. Cada um dos níveis3 é importante, principalmente, para o cliente entender a sua posição em relação aos seus objetivos e traçar uma perspectiva de avanços dentro de suas unidades de produção. Sabemos que levará um tempo até que possamos atingir um nível completo de autonomia, mas automatizar os passos, cada vez mais, de forma correta é muito importante. Entenda a classificação de cada nível:

Nível 1

Nesse primeiro nível, os sistemas possuem uma assistência operacional por meio de suporte à decisão ou assistência remota. Os exemplos incluem softwares que ajudam a localizar veículos de minas subterrâneas.

Nível 2

Nesta próxima etapa, já há um grau maior de autonomia. O sistema atua em circunstâncias específicas quando e conforme solicitado por um operador humano, durante um determinado período de tempo. Ainda há forte participação humana, principalmente, no monitoramento e na definição de objetivos de controle para algumas situações da operação.

Nível 3

A partir daqui, os sistemas automatizados assumem o controle em certas situações: esse funcionamento é conhecido como "autonomia limitada", ocorre quando as pessoas confirmam as proposições que o software oferece. Dessa forma, um pré-requisito desse nível é o monitoramento completo e automatizado do ambiente.

Um bom exemplo seria a perfuração autônoma, seguida de carregamento autônomo de explosivos em uma mina subterrânea. Com essa configuração, o operador remoto pode ser avisado e, caso precise, ele assume ou confirma a solução proposta.

Nível 4

Já com um alto nível de inteligência artificial, na etapa 4, o sistema tem total controle em possíveis ocasiões e ainda aprende com suas ações. Assim, ele é capaz de prever e resolver futuros problemas sozinho.

Nível 5

O sistema é totalmente autônomo no nível 5, não sendo necessária a presença de operadores humanos. Esse estágio ainda é uma aspiração, se pensarmos em uma operação completa, mas, em algumas etapas do processo, como um veículo de mineração elétrico autônomo para carregamento do minério, isso já é uma realidade, trazendo grandes vantagens de segurança e produtividade às minas.

Ao longo dos anos e com o avanço da tecnologia, a ABB tem trabalhado sempre para levar a mineração cada vez mais longe e atingir melhores resultados. O que se espera é que a automação se torne uma realidade em toda a indústria para que se fortaleça ainda mais e trabalhe com o foco na produtividade, segurança e sustentabilidade.

Resumindo, o que faz uma mina autônoma é a capacidade da cadeia produtiva de gerar ganhos que impactem o negócio, a equipe e o meio ambiente de maneira positiva. Para isso, fatores-chave precisam trabalhar em sintonia, realmente integrando todos os elos da produção de forma holística. Pelas transformações que acontecem na mineração, no mundo, podemos ver que o futuro da indústria de mineração reside na automação.

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Referências:

  1. Engaging employees to use analytics: How mining companies solve the adoption challenge
  2. A Review of Digital Transformation in Mining
  3. 5 potential levels of automation for the autonomous mine of the future

 

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