Maiores requisitos de produção em todas as áreas de movimentação de materiais a granel exigem melhorias de eficiência da forma mais segura e eficiente, com o menor custo operacional. À medida que os sistemas transportadores se tornam mais largos, rápidos e longos, serão necessárias mais potência e um rendimento mais controlado. Combinados com requisitos regulatórios cada vez mais rigorosos, os líderes empresariais preocupados com os custos devem considerar cuidadosamente quais novos equipamentos e opções de design atendem às suas metas de longo prazo para obter o melhor retorno sobre o investimento (ROI).
A segurança pode se tornar uma nova fonte de redução de custos. Nos próximos 30 anos, a proporção de minas e usinas de processamento com uma cultura de segurança elevada provavelmente aumentará a ponto de se tornarem a norma, e não a exceção. Na maioria dos casos, os operadores podem detectar rapidamente problemas inesperados com os equipamentos existentes e com a segurança no local de trabalho, com apenas pequenos ajustes na velocidade da correia. Esses problemas geralmente se manifestam como grandes vazamentos, aumento da emissão de poeira, deslocamento da correia e desgaste/falhas mais frequentes dos equipamentos.
Grandes volumes na correia transportadora criam mais derramamentos e materiais voláteis ao redor do sistema, que podem causar tropeços. De acordo com a Administração de Segurança e Saúde Ocupacional dos EUA (OSHA), escorregões, tropeços e quedas são responsáveis ​​por 15% de todas as mortes no local de trabalho e 25% de todos os pedidos de indenização por acidentes de trabalho. [1] Além disso, velocidades mais altas da correia tornam os pontos de esmagamento e queda nas correias transportadoras mais perigosos, pois os tempos de reação são bastante reduzidos quando as roupas, ferramentas ou membros de um trabalhador são tocados por contato acidental. [2]
Quanto mais rápido a correia transportadora se move, mais rápido ela se desvia do seu caminho e mais difícil é para o sistema de alinhamento da correia compensar isso, resultando em vazamentos ao longo de todo o caminho. Devido ao deslocamento da carga, roletes travados ou outras causas, a correia pode entrar rapidamente em contato com a estrutura principal, rasgando as bordas e potencialmente causando um incêndio por atrito. Além das implicações para a segurança no local de trabalho, as correias transportadoras podem espalhar incêndios por toda a instalação em velocidades extremamente altas.
Outro risco no local de trabalho — e cada vez mais regulamentado — são as emissões de poeira. Maior volume de carga significa mais peso em velocidades mais altas da correia, o que causa mais vibração no sistema e degrada a qualidade do ar com poeira. Além disso, as lâminas de limpeza tendem a se tornar menos eficazes à medida que o volume aumenta, resultando em mais emissões fugitivas no caminho de retorno do transportador. Partículas abrasivas podem contaminar as peças rolantes e causar seu travamento, aumentando a chance de ignição por atrito e aumentando os custos de manutenção e o tempo de inatividade. Além disso, a qualidade do ar inferior pode levar a multas de inspetores e paradas forçadas.
À medida que as correias transportadoras se tornam mais longas e rápidas, as tecnologias modernas de rastreamento se tornam mais importantes, capazes de detectar pequenas alterações no trajeto da correia transportadora e compensar rapidamente o peso, a velocidade e as forças de deriva antes que sobrecarreguem o rastreador. Montados normalmente a cada 21 a 50 metros (70 a 150 pés) nos lados de retorno e carga — na frente da polia de descarga no lado de carga e da polia frontal no lado de retorno —, os novos rastreadores de subida e descida utilizam um inovador mecanismo multiarticulado. A tecnologia multiplicadora de torque com conjunto de braço sensor detecta pequenas alterações no trajeto da correia e ajusta instantaneamente uma polia intermediária de borracha plana para realinhar a correia.
Para reduzir os custos por tonelada de material transportado, muitas indústrias estão migrando para transportadores mais largos e rápidos. O design tradicional com ranhuras provavelmente permanecerá padrão. Mas, com a mudança para correias transportadoras mais largas e de maior velocidade, os manipuladores de materiais a granel precisarão de atualizações significativas para componentes mais robustos, como roletes, calços de rodas e calhas.
O principal problema com a maioria dos projetos de calhas padrão é que elas não são projetadas para atender às crescentes necessidades de produção. Descarregar material a granel da calha de transferência para uma correia transportadora de movimento rápido pode alterar o fluxo de material na calha, causar carregamento descentralizado, aumentar o vazamento de material fugitivo e a liberação de poeira após a saída da zona de decantação.
Os projetos mais recentes de calhas ajudam a concentrar o material na correia em um ambiente bem vedado, maximizando a produtividade, limitando vazamentos, reduzindo a poeira e minimizando os riscos comuns de acidentes de trabalho. Em vez de soltar pesos diretamente sobre a correia com alta força de impacto, a queda dos pesos é controlada para melhorar a condição da correia e prolongar a vida útil das bases de impacto e rolos, limitando a força exercida sobre os pesos na área de carga. A turbulência reduzida facilita o impacto na placa de desgaste e na saia, reduzindo a chance de material curto ficar preso entre a saia e a correia, o que pode causar danos por atrito e desgaste da correia.
A zona silenciosa modular é mais longa e alta do que os modelos anteriores, permitindo que a carga se acomode, proporcionando mais espaço e tempo para o ar desacelerar, permitindo que a poeira se assente de forma mais completa. O design modular adapta-se facilmente a futuras modificações no contêiner. O revestimento externo pode ser substituído pela parte externa da calha, em vez de exigir a entrada perigosa na calha, como nos modelos anteriores. As tampas da calha com cortinas de poeira internas controlam o fluxo de ar ao longo de todo o comprimento da calha, permitindo que a poeira se acumule na cortina e, eventualmente, retorne à correia em grandes aglomerados. O sistema de vedação de saia dupla apresenta uma vedação primária e uma vedação secundária em uma tira de elastômero de dupla face para ajudar a evitar derramamentos e vazamentos de poeira de ambos os lados da calha.
Velocidades mais altas da correia também resultam em temperaturas operacionais mais altas e maior desgaste das lâminas do limpador. Cargas maiores, aproximando-se em alta velocidade, atingem as lâminas principais com mais força, causando desgaste mais rápido em algumas estruturas, maior deriva e maior geração de derramamento e poeira. Para compensar a menor vida útil do equipamento, os fabricantes podem reduzir o custo dos limpadores de correia, mas esta não é uma solução sustentável que não elimine o tempo de inatividade adicional associado à manutenção do limpador e às trocas ocasionais das lâminas.
Enquanto alguns fabricantes de lâminas lutam para acompanhar as mudanças nas necessidades de produção, a líder do setor em soluções para transportadores está mudando o setor de limpeza ao oferecer lâminas feitas de poliuretano especialmente formulado para serviços pesados, que são encomendadas e cortadas no local para garantir a entrega mais fresca e durável do produto. Utilizando tensionadores de torção, mola ou pneumáticos, os limpadores primários não afetam as correias e juntas, mas ainda assim removem a deriva com muita eficácia. Para os trabalhos mais difíceis, o limpador primário utiliza uma matriz de lâminas de carboneto de tungstênio dispostas diagonalmente para criar uma curva tridimensional ao redor da polia principal. O serviço de campo determinou que a vida útil de um limpador primário de poliuretano é normalmente 4 vezes maior do que a vida útil sem retensionamento.
Utilizando tecnologias de limpeza de correias do futuro, os sistemas automatizados prolongam a vida útil das lâminas e a saúde das correias, eliminando o contato entre elas quando o transportador está em marcha lenta. O tensionador pneumático, conectado ao sistema de ar comprimido, é equipado com um sensor que detecta quando a correia não está mais carregada e retrai automaticamente as lâminas, minimizando o desgaste desnecessário da correia e do limpador. Ele também reduz o esforço de controlar e tensionar constantemente as lâminas para um desempenho ideal. O resultado é uma tensão consistente e correta das lâminas, limpeza confiável e maior vida útil das lâminas, tudo sem intervenção do operador.
Sistemas projetados para percorrer longas distâncias em altas velocidades frequentemente fornecem energia apenas para pontos críticos, como a polia principal, ignorando a adequação de "sistemas inteligentes" automatizados, sensores, luzes, acessórios ou outros equipamentos ao longo do transportador. A energia auxiliar pode ser complexa e cara, exigindo transformadores, conduítes, caixas de junção e cabos superdimensionados para compensar as inevitáveis ​​quedas de tensão durante longos períodos de operação. A energia solar e eólica pode ser instável em alguns ambientes, especialmente em minas, portanto, os operadores precisam de métodos alternativos para gerar eletricidade de forma confiável.
Ao conectar um microgerador patenteado a uma polia intermediária e aproveitar a energia cinética gerada por uma correia em movimento, agora é possível superar as barreiras de disponibilidade inerentes à alimentação de sistemas auxiliares. Esses geradores são projetados como usinas autônomas que podem ser adaptadas às estruturas de suporte de polias intermediárias existentes e utilizadas com praticamente qualquer rolo de aço.
O projeto utiliza um acoplamento magnético para fixar um "batente de acionamento" na extremidade de uma polia existente, com diâmetro externo correspondente. A lingueta de acionamento, girada pelo movimento da correia, engata no gerador por meio de terminais de acionamento usinados na carcaça. Suportes magnéticos garantem que sobrecargas elétricas ou mecânicas não causem a parada do rolo; em vez disso, os ímãs são desprendidos da superfície do rolo. Ao posicionar o gerador fora do caminho do material, o novo design inovador evita os efeitos nocivos de cargas pesadas e materiais a granel.
A automação é o caminho do futuro, mas, à medida que profissionais de serviço experientes se aposentam e jovens trabalhadores entram no mercado, as habilidades de segurança e manutenção se tornam mais complexas e críticas. Embora conhecimentos básicos de mecânica ainda sejam necessários, novos técnicos de serviço também exigem conhecimentos técnicos mais avançados. Essa divisão de trabalho dificultará a busca por profissionais com múltiplas habilidades, incentivando os operadores a terceirizar alguns serviços profissionais e tornando os contratos de manutenção mais comuns.
O monitoramento de transportadores relacionado à segurança e manutenção preventiva se tornará cada vez mais confiável e difundido, permitindo que os transportadores operem de forma autônoma e prevejam as necessidades de manutenção. Eventualmente, agentes autônomos especializados (robôs, drones, etc.) assumirão algumas das tarefas perigosas, especialmente na mineração subterrânea, já que o retorno do investimento em segurança fornece justificativa adicional.
Em última análise, o manuseio barato e seguro de grandes volumes de materiais a granel levará ao desenvolvimento de muitas estações de manuseio de materiais a granel semiautomatizadas, novas e mais produtivas. Veículos anteriormente transportados por caminhões, trens ou barcaças, transportadores terrestres de longa distância que movimentam materiais de minas ou pedreiras para armazéns ou plantas de processamento, podem até mesmo afetar o setor de transportes. Essas redes de processamento de grandes volumes e longa distância já foram estabelecidas em alguns locais de difícil acesso, mas podem em breve se tornar comuns em muitas partes do mundo.
[1] “Identificação e prevenção de escorregões, tropeções e quedas;” [1] “Identificação e prevenção de escorregões, tropeções e quedas;”[1] “Detecção e prevenção de escorregões, tropeços e quedas”;[1] Reconhecimento e prevenção de escorregões, tropeções e quedas, Administração de Segurança e Saúde Ocupacional, Sacramento, CA, 2007. https://www.osha.gov/dte/grant_materials/fy07/sh-16625-07/ slipstripsfalls.ppt
[2] Swindman, Todd, Marty, Andrew D., Marshall, Daniel: “Fundamentos de segurança de transportadores”, Martin Engineering, Seção 1, p. 14. Worzalla Publishing Company, Stevens Point, Wisconsin, 2016 https://www.martin-eng.com/content/product/690/security book
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