Aço microligado diminui peso da caçamba em 25%

18 de junho de 2014

A Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM) possui um programa sustentável aplicado desde a mina até os produtos finais de nióbio e suas respectivas aplicações. Um dos objetivos buscados pe

A Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM) possui um programa sustentável aplicado desde a mina até os produtos finais de nióbio e suas respectivas aplicações. Um dos objetivos buscados pela CBMM é a redução de emissões de CO2 em sua usina em Araxá (MG). Dessa maneira, o transporte é sempre uma preocupação e a frota da CBMM é constantemente modernizada para obter o consumo ideal de combustível e melhorar o controle das emissões de CO2. Outra medida, também adotado em 2013, foi o investimento em equipamentos de recuperação e empilhamento com correias transportadoras para a redução das necessidades de transporte na mina.

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O trabalho “Redução dos custos de transporte de minério devido à aplicação de aços microligados ao nióbio na estrutura de caçambas de caminhões basculantes”, apresentado no VI Workshop de Redução de Custos na Mina e na Planta, mostra uma solução para diminuir o peso de caçambas de caminhões utilizados na mineração, da ordem de 25 %, por meio do uso do aço de alta resistência microligado ao nióbio em lugar do aço carbono. O estudo foi desenvolvido por Hugo Leandro Rosa, chefe de Departamento de Manutenção de Equipamentos Móveis, Mac Kimley Ferreira Cardoso, Jorge Luis Barreto, Leonardo Magalhães Silvestre, Érico França e Marcos Alexandre Stuart Nogueira, todos da CBMM. 
 
A diminuição no peso resultou em redução de 8,1 % no consumo de combustível, de 4,65 % nas emissões de CO2 e de 2,73 % nos custos totais de transporte durante os nove primeiros meses de operação. Em razão dessa melhora, o investimento feito em novos caminhões com design de caçambas mais leves trouxe retorno em menos de três meses.

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A principal razão do projeto é a maior eficiência do transporte com o uso de caçambas de design leve com a utilização de aços microligados e de alta resistência. Essa técnica é bastante desenvolvida já para outros tipos de aplicações, sendo que o nióbio é o elemento ideal quando se busca – simultaneamente – maior força mecânica e tenacidade do aço. Através da maior resistência do aço, é possível utilizar estruturas mais enxutas, de menor peso. E já que a tenacidade também é aumentada, a segurança das estruturas é igualmente melhorada. Na medida em que o peso dos veículos é reduzido, a carga útil transportada também pode ser ampliada.
 
Projetado pela empresa Rossetti, a caçamba emprega uma estrutura mais leve, como resultado de alterações tanto de design quanto de materiais. O projeto reduz a soldagem por meio da utilização de parafusos e rebites em algumas partes e também apresenta um chassi auxiliar mais forte em razão do uso de aços de alta resistência, embora nenhuma mudança tenha sido feita no design geral, já que a meta, no caso do chassi auxiliar, era eliminar rachaduras. As novas caçambas de caminhão tiveram utilização maciça nos primeiros quatro meses de operações, indicando potencial de resultados mais vantajosos nos períodos subsequentes.
 
O uso do aço de alta resistência favoreceu a melhor transformação termomecânica e de um design avançado de micro liga com acréscimo de nióbio. Isso resultou no aumento de quase três vezes nos ganhos, em termos de resistência, do aço das novas caçambas quando comparado aos modelos anteriores.

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Essa melhoria na resistência gerou ainda maior força de tração, em última análise, tornando possível a redução na espessura e no peso dos componentes das novas caçambas. No caso do sobre chassis, foi mantida a mesma espessura do modelo anterior, como forma de prevenir a ocorrência de rachaduras durante as operações.
 
Os aços de alta resistência possibilitaram a obtenção de estruturas mais “enxutas” sob todos os pontos de vista, alcançando, também, redução de peso considerável, já que novas caçambas pesam1,956 kg menos (25% de redução). Os novos caminhões, por sua vez, ficaram 456 kg mais pesados que os modelos anteriores devido à introdução de novos dispositivos de segurança e de proteção ambiental.

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Como resultado da redução total de peso no novo conjunto (caminhão e caçamba), da ordem de 1.500 kg, é possível aumentar a capacidade de carga de 40 para 41,5 t. Isso configurou um potencial de economia de 4% nos custos totais de transporte, devido a uma redução de 10.843 viagens anualmente. Os custos totais incluem o consumo de combustível e outros itens regulares como pneus e óleo. Nos nove primeiros meses de operação, verificou-se um aumento médio de 1100 kg na capacidade de carga, em lugar dos 1.500 kg possíveis, por viagem. Mesmo assim, esses ganhos são expressivos.
 
Outra vantagem obtida com o design de caçambas mais leves foi a redução nas emissões de CO2. O novo projeto possibilitou a diminuição de 1430 litros de combustível anualmente no consumo de cada caminhão. Com isso, e considerando-se que 1 litro de diesel equivale à emissão de 2,61 kg de gás carbônico (9) na atmosfera, a redução de CO2 por caminhão foi da ordem de 3,7 t na projeção para um ano. Houve, ainda, reduções adicionais de emissões de gás carbônico em função de se necessitar menos aço produzido para ser usado no novo projeto.
 
Cada caminhão utiliza 1.900 kg a menos de aço comparado ao que se usava no modelo anterior. Levando-se em conta que a produção de uma tonelada de aço gera 1,5 t. de gás carbônico (10), verifica-se então uma redução de 2,85 toneladas nas emissões de CO2 ao se produzir a nova caçamba para cada caminhão. Além disso, quando se considera que a vida útil daquele veículo é de cerca de três anos, chega-se a uma redução anual unitária, por caminhão, de aproximadamente 0,95 tonelada de CO2, exatamente em função de se usar menos aço na sua produção.
 
A redução total de emissões anuais de CO2 (13 caminhões) = 48,5 t/ano ou 4,65% do total de emissões. O ciclo de vida útil das caçambas também vem apresentando resultados positivos. Até o momento de preparo deste trabalho, não foi registrado nenhum indício de deformação e trincas nas estruturas. Os caminhões estão sendo monitorados, continuamente, e a ausência de trincas ou rachaduras indica que o novo projeto certamente irá aumentar a disponibilidade física dos veículos, com maior vida útil.
 
Apesar de no novo projeto os caminhões estarem utilizando apenas uma capacidade adicional de carga de 1,1 t (em lugar do potencial demonstrado de 1,5 t) os resultados gerais da iniciativa apresentaram os seguintes indicadores nos nove primeiros meses desde sua implantação: custos totais de transporte reduzidos em 2.73%, retorno sobre o investimento alcançado em menos de três meses, consumo de combustível reduzido em 8.1% e emissões de gás carbônico reduzidas em 48,5 ton/ano (13 caminhões).

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Fonte: Revista Minérios & Minerales