Sistema de medição de aeração de células de flotação desenvolvido em Brucutu, da Vale

De acordo com pt.wedoany.com-Vale (Vale) A equipe de Brucutu desenvolveu e instalou um sistema de medição da taxa de aeração de células de flotação autoaspirantes baseado no princípio de dispersão térmica e em inteligência artificial, capaz de monitorar em tempo real o volume de ar injetado, evitando perdas na recuperação de metais devido a anomalias no fornecimento de ar.

A flotação é uma das técnicas mais importantes no processo de beneficiamento mineral, utilizada para concentrar minerais de alto valor agregado e separar minerais de menor valor econômico. Em células de flotação autoaspirantes, o fornecimento de ar depende da força de sucção gerada pela zona de baixa pressão formada pela rotação do rotor. No entanto, esses equipamentos carecem de informações sobre o volume de ar injetado, que é uma variável crítica para a operação normal da flotação e para a recuperação de metais. Para enfrentar esse desafio, a equipe de Brucutu, da Vale, descobriu, por meio de pesquisas, que os sensores de fluxo calorimétricos usados em sistemas de refrigeração não possuem peças móveis propensas a travamentos, sendo adequados para monitoramento contínuo em tubulações. Em parceria com o Grupo LT, a equipe iniciou a prototipagem e os testes. O primeiro passo para a implementação do conceito foi construir uma base para o sensor que pudesse ser adaptada ao tubo de injeção de ar sem a necessidade de parafusos, facilitando a remoção para limpeza em caso de obstrução. A equipe optou por um suporte tipo braçadeira, que envolve a tubulação e gera uma leve interferência no diâmetro, permitindo rápida desmontagem e reinstalação.

O elemento sensor calorimétrico foi instalado verticalmente no eixo de entrada do fluxo de injeção de ar, para garantir a melhor sensibilidade às variações na quantidade de ar. O sinal analógico de 4-20 mA foi então convertido para o padrão digital Profibus, integrando-se aos sistemas de automação da planta (como sistemas de supervisão e a plataforma PI Vision). Os registros do PI Vision mostram que qualquer perturbação no fornecimento de ar para as células de flotação pode ser detectada em tempo real. Com o auxílio da inteligência artificial, a equipe criou algoritmos capazes de detectar desvios do comportamento normal esperado. Durante o monitoramento de uma operação do sistema, um entupimento causado por transbordamento quase zerou o fluxo de ar, e o sistema detectou essa queda prontamente.

Este sistema foi instalado sem a necessidade de modificações estruturais no conjunto de células de flotação, podendo ser rapidamente desmontado para limpeza e desobstrução, sem a necessidade de ferramentas. Essa tecnologia permite alertar antecipadamente os operadores e a sala de controle central sobre quedas ou ausência de aeração, evitando perdas na produção de concentrados de alto valor.

O projeto de Brucutu entrou em operação em 5 de outubro de 2006, sendo considerado o maior projeto integrado de mina e usina de beneficiamento em capacidade inicial do mundo, com investimento de aproximadamente US$ 1,1 bilhão, localizado no município de São Gonçalo do Rio Abaixo, a 93 km de Belo Horizonte. Após o início da operação, cerca de 2.500 funcionários trabalhavam em cargos operacionais fixos. Na primeira fase, Brucutu produzia 12,2 milhões de toneladas de minério de ferro por ano; a segunda fase, iniciada em 2007, elevou a produção anual para 23 milhões de toneladas; em 2016, atingiu a capacidade instalada de 30 milhões de toneladas. Em 2025, a Vale produziu um total de 327,7 milhões de toneladas de minério de ferro, o maior volume desde 2018, com um aumento de 3,6 milhões de toneladas no Sistema Sudeste, impulsionado principalmente pela retomada de três linhas de processamento úmido em Brucutu e pela entrada em operação de uma quarta linha. A usina de beneficiamento e o sistema de carregamento ferroviário de Brucutu são totalmente automatizados, alcançando 80% de recirculação da água necessária para os processos industriais e utilizando seus rejeitos para a produção de areia.