Padronização de carga dos caminhões basculantes eleva a produtividade da etapa de transporte de minério reduzindo custos na Unidade de Juruti.

RESUMO

A Mina de Bauxita de Juruti, localizada na cidade de Juruti no oeste do Pará, é uma mina jovem, a qual está em operação pela mineradora Alcoa S.A. desde setembro de 2009, com uma produção atual de 6 milhões de toneladas de minério por ano. A lavra do minério é realizada a partir do método de lavra em tiras, iniciando-se pela retirada da vegetação (supressão vegetal), partindo para o decapeamento (retirada do material sobrejacente) da camada de estéril para a exposição do minério, e, por fim, a lavra do minério, para então dar início a recuperação das áreas que foram mineradas. Dentre as operações que envolvem o dia a dia de produção em uma mineração, as etapas de carregamento e transporte são vistas como duas das mais importantes no processo produtivo de lavra. Variáveis como volume de produção e condições operacionais impactam diretamente na seleção de equipamentos e dimensionamento de frotas, buscando sempre os menores custos de operação e maior produtividade. Diariamente as mineradoras são desafiadas a buscar o aumento da produtividade e a redução de custos operacionais, desafios que exigem um bom planejamento e um bom gerenciamento em todas as etapas produtivas, principalmente na lavra, onde, geralmente, estão inseridos os maiores custos operacionais de um empreendimento. O presente trabalho teve como objetivo expor os ganhos operacionais relacionados ao incremento de produtividade e redução de custos na atividade de transporte de minério a partir de melhorias implantadas na padronização da carga média de transporte de material proveniente da lavra de bauxita. Tal padronização apresentou bons resultados proporcionando um aumento de 2,47% no volume da carga média transportada e também otimizou o consumo de combustível em 2,53%, reduzindo a quantidade de viagens dos caminhões. Outro ganho foi a redução perceptível na variabilidade e desvio padrão e variância dos dados levantados e analisados.
Palavras-chave: Lavra de mina por tiras, bauxita, transporte de minério, produtividade, caminhões basculantes.

INTRODUÇÃO

O método de lavra utilizado na unidade de Juruti é o método por tiras (strip mining), este método é um dos mais aplicados para depósitos do tipo tabular que se baseia na explotação ou lavra de faixas com grande comprimento e pequena largura. A maioria das jazidas de bauxita apresentam as características necessárias para a aplicação deste método.
A etapas que integram a lavra de bauxita na Mina de Juruti são: supressão vegetal, decapeamento das camadas de estéril (argila, bauxita nodular e laterita), desmonte mecânico da bauxita, carregamento, transporte e recuperação das áreas degradadas. Dentre as operações que envolvem o dia a dia de produção em uma mineração, as etapas de carregamento e transporte (Figura 1) são vistas como duas das mais importantes do processo produtivo de lavra. Variáveis como volume de produção e condições operacionais impactam diretamente na seleção de equipamentos e dimensionamento de frotas, buscando sempre os menores custos de operação e maior produtividade. Diariamente as mineradoras são desafiadas a buscar o aumento da produtividade e a redução de custos operacionais, desafios que exigem um bom planejamento e um bom gerenciamento em todas as etapas produtivas, principalmente na lavra, onde, geralmente, estão inseridos os maiores custos operacionais de um empreendimento. Buscando contribuir para que a Mina de Bauxita de Juruti continue crescendo e expandindo seus horizontes de produção, o time da Operação de Mina identificou oportunidades de melhoria na etapa de transporte do minério, especificamente na padronização da carga média de transporte de material proveniente da lavra.

Figura 1. Etapa de carregamento e transporte na Mina de Juruti.

Neste contexto, a estabilização da carga média de transporte de minério surgiu como uma alternativa de incremento de produtividade e, consequentemente, redução de custos dentro do processo produtivo das operações unitárias de lavra. Este trabalho tomou como base os dados históricos das cargas de transporte de minério e padrões de instrução operacional. Houve acompanhamento diário dos dados de carga de transporte para uma verificação e confirmação da eficiência das práticas implantadas, onde se constatou um ganho com as ações que foram tomadas.

OBJETIVO

O presente trabalho teve como objetivo expor os ganhos operacionais relacionados ao incremento de produtividade e redução de custos na atividade de transporte de minério a partir de melhorias implantadas na padronização da carga média de transporte de material proveniente da lavra de bauxita.

DESAFIOS

Incrementar a produtividade através da padronização da carga.

ETAPAS PARA O SUCESSO DO PROJETO

O sucesso desta iniciativa é marcado pelo engajamento das equipes que integram a operação de mina, operadores, técnicos, encarregados e das equipes de engenharia e supervisão que juntas atingiram a excelência deste projeto. As duas principais etapas que envolveram o trabalho foram:

Identificação da condição atual;
Padronização da carga de transporte;
Instrução as equipes de produção.

Importante reforçar que para o desenvolvimento deste projeto vários departamentos da Mina de Bauxita de Juruti foram envolvidos: planejamento de mina, empresa terceirizada responsável pelo carregamento e transporte do minério e operação de mina.

DESENVOLVIMENTO

A atividade de lavra, na maioria, das minerações, tende a ocorrer 24h horas por dia, em diferentes turnos de trabalho, e com diferentes números de produção, variando desde milhares a milhões de toneladas produzidas por ano. Isso acarreta dizer que diariamente inúmeras viagens transportando minério são realizadas a partir da mina até a planta de beneficiamento, geralmente iniciando-se na britagem primária. Essas viagens transportando minério podem ser realizadas a partir das diferentes formas: por correias, locomotivas, caminhões fora de estrada e caminhões rodoviários, por exemplo. Em virtude disso, a etapa de transporte de minério exige um controle diário para que se tenha a garantia de uma atividade dentro dos padrões necessários e esperados, tanto no aspecto de segurança quanto no aspecto produtivo. Sabe-se que todo e qualquer empreendimento, assim como a mineração, exige que diariamente sejam trabalhadas iniciativas de ganho de produtividade e, consequentemente, redução de custos para que se tenha a garantia de uma atividade vindoura e lucrativa, de forma sustentável. Em análise dos dados de pesagem observou-se uma diferença elevada entre os valores de carga de transporte de minério, o que motivou a elaboração do trabalho de padronização da carga a fim de se obter maiores índices de produtividade e redução de custo.

Identificação da condição atual

Para elaboração da condição antes da aplicação da rotina de padronização de carga levantou-se todos os dados de pesagens de caminhões no período de um ano e em seguida, fez-se o tratamento e análise estatística dessas informações.

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Padronização da carga de transporte

Por definição, a carga média de transporte de minério na Mina de Bauxita de Juruti deve ser de 37 toneladas, carga esta que garante uma estabilidade do transporte, com um bom índice de produtividade sem comprometer a parte mecânica do caminhão utilizado para este fim. O carregamento dos caminhões é feito a partir de escavadeiras hidráulicas que buscam a melhor distribuição da carga nos implementos de transporte (básculas), buscando sempre uma carga homogênea. As escavadeiras não possuem nenhum dispositivo que garanta que a carga no caminhão esteja dentro das 37 toneladas definidas como o padrão, da mesma forma os caminhões também não possuem qualquer dispositivo que confirme tal informação. Sendo assim entra em ação a utilização de uma balança rodoviária para confirmação da carga que está sendo transportada até a britagem primária. A pesagem dos caminhões, feita a partir da balança rodoviária, e realizada partindo do princípio de amostragem de forma que se pesa diariamente somente uma porção do total de viagens realizadas em cada um dos turnos de trabalho. O balanceiro (pessoa responsável por realizar as pesagens dos caminhões na balança rodoviária) seleciona de forma aleatória qual caminhão deverá passar pela balança para checagem da carga do mesmo. Em análise aos dados de carga realizados no ano de 2014, percebeu-se que havia uma larga diferença entre os dados de transporte de material onde os valores pesados estavam sempre acima ou abaixo do valor estabelecido como padrão. A partir desta análise iniciou-se o trabalho de padronização da carga de transporte de minério.

Instrução as equipes de produção

Após o levantamento dos dados elaborou-se uma rotina de instrução das equipes envolvidas na atividade de transporte de minério a fim de se padronizar a mesma. Nesta etapa de trabalho foram envolvidas as equipes de lavra (carregamento e transporte de minério) sistema de despacho de caminhões e balança rodoviária. A etapa de instrução foi subdividida, basicamente, em duas etapas.

Uma com as equipes de carregamento expondo as perdas e ganhos relacionados a cargas de minério, e uma segunda etapa envolvendo os operadores de controle de pesagem e sistema de despacho.

As equipes de trabalho foram instruídas e estimuladas por suas lideranças a seguirem uma rotina durante o carregamento e transporte de minério, com o objetivo de estreitar a comunicação de forma a garantir a estabilidade da carga de minério transportada. A rotina (Figura 2) aqui mencionada consiste em:
1 – O caminhão com minério proveniente de determinada frente de lavra deve passar pela balança rodoviária (por amostragem) para pesagem do material transportado pelo mesmo;
2 – O operador da balança rodoviária deve processar o valor da massa pesada e repassar este valor para o operador do sistema de despacho;
3 – O operador do sistema de despacho analisa se o valor de carga transportado pelo caminhão e verifica se o mesmo está ou não em concordância ao esperado e, imediatamente, repassa o feedback ao operador responsável pelo de carregamento de minério dizendo se o mesmo está carregando menos ou mais minério do que o esperado.
4 – O operador do carregamento deve atuar de forma a aumentar, reduzir ou manter a forma que está sendo executado o carregamento de minério.

Figura 2. Rotina operacional de pesagem de caminhões.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Identificação da condição atual
Foram levantados um total de 5.525 pesagens, sendo divididas mensalmente como mostra a Tabela 1 abaixo:
Tabela 1. Número de pesagens por mês.

Análises da carga média de transporte antes da padronização
Com o tratamento dos dados foi possível verificar a média, o desvio padrão e a variabilidade dos dados referentes ao transporte de minério. Observou-se que no ano analisado, a média da carga de transporte de material foi de 35,78 toneladas por viagem transportada (Figura 3), um valor 3,28% inferior ao estabelecido como meta (37 toneladas).

Figura 3. Média mensal das cargas de transporte.

A análise dos dados permitiu calcular o desvio padrão de cada um dos meses (Figura 4), a dispersão absoluta no ano foi de 2,17. O mês com maior desvio foi o mês de maio com 2,56, provavelmente impactado pelo alto índice de pluviometria registrado neste mês (268,16 mm).

Figura 4. Desvio padrão mensal das cargas de transporte.

A variância dos dados foi de 4,72, chegando a 6,57 no mês de maio (Figura 5).

Figura 5. Variância das cargas de transporte.

Analisando o histograma dos dados de pesagens, pode-se perceber que os dados, de certa forma, que estes seguem uma curva normal de distribuição, conforme pode ser percebido na Tabela 2 e na Figura 6.

Tabela 2. Frequência de distribuição dos dados.

Figura 6. Histograma das cargas de transporte.

A partir destes dados percebe-se que somente 31,26% das cargas de transporte de minério estão entre 36 e 38 toneladas, um número relativamente baixo levando em conta que 37 toneladas é a carga esperada de transporte.

Padronização da carga de transporte

Após a aplicação do processo de padronização e acompanhamento da carga média de transporte de minério, foram realizadas um total de 5.508 pesagens de diferentes frentes de lavra. No qual foi obtido mensalmente, de acordo com a Tabela 3, os seguintes dados:

Tabela 3. Total de pesagens realizados por mês.

Comportamento da carga de transporte pós-aplicação da padronização
A carga média de transporte depois da padronização foi de 36,67 toneladas (Figura 7), um valor 2,47% superior ao que foi registrado no ano anterior, e, somente, 0,88% menor que o ideal para o transporte (37 toneladas).

Figura 7. Média mensal das cargas de transporte.

Com estes dados podemos dizer que após a aplicação da rotina de padronização de carga reduzimos em 73,04% a diferença entre a média de transporte em relação ao estabelecido como ideal, já que esta diferença era de 3,28% e passou a ser 0,88%. Em todos os meses do ano após a padronização foi constatado ganho no valor de carga média quando comparado com o ano anterior, conforme pode ser confirmado na Figura 8.

Figura 8. Diferença entre a média mensal de cargas.

Em análise aos dados de dispersão absoluta, foi calculado um desvio padrão de 2,07. O mês que registrou o maior desvio padrão foi o mês de março com 2,22 (Figura 9).

Figura 9. Desvio padrão mensal das cargas de transporte.

Quando comparado com o ano antes da padronização, reduzimos o desvio padrão em 4,6%, já que foi registrado primeiramente um valor de 2,17. Outra redução constatada foi o valor da variância dos dados. Tivemos uma variância de 4,29 enquanto que anteriormente ela foi de 4,72, ou seja, uma redução de 9,11%. A Figura 10 apresenta a distribuição da variância por mês.

Figura 10. Variância mensal das pesagens da carga de transporte.

Os dados de pesagens (Tabela 4) foram distribuídos em um histograma (Figura 11) afim de se visualizar o comportamento dos mesmos, onde se obteve:

Tabela 3. Frequência de distribuição dos dados.

Figura 11. Histograma das cargas de transporte.

Em análise ao histograma calcula-se que 36,84% das cargas pesadas estavam entre 36 e 38 toneladas, 5,28% maior que o registrado no ano antes da padronização (31,26%), um aumento de 17,86%. Além da captura deste ganho, o número de registros de cargas com 30 toneladas, ou menos, caiu de 37 registros para um total de 6 registros, uma redução de 83,78% no total. A análise da dispersão e da média móvel dos dados de pesagem permite verificar a alteração de patamar da média que ocorreu com a aplicação da metodologia de padronização da carga de transporte de minério, conforme a Figura 12.

Figura 12. Evolução do patamar da média de pesagens dos dados de antes e após a padronização analisados.

A partir dos dados de pesagens foi construído um box plot comparando-se os dados antes e após a padronização, apresentado na Figura 13.

Figura 13. Box plot comparativo dos anos analisados.

Neste gráfico é possível notar que tivemos uma elevação da mediana em relação ao ano anterior, ou seja, fica visível que o objetivo de se estabilizar a carga média foi alcançado. Nota-se, ainda, que a carga mínima registrada foi bem superior à registrada anteriormente, em contrapartida, o valor da carga máxima manteve-se no mesmo patamar em ambos os anos analisados.

CONCLUSÃO

O presente trabalho contribuiu para a otimização da etapa de transporte de minério, trazendo ganhos através de simples iniciativas e mostrando o resultado do engajamento de todas as equipes envolvidas. O time da Operação de Mina expos os ganhos operacionais relacionados ao incremento de produtividade e redução de custos na atividade de transporte de minério a partir de melhorias implantadas na padronização da carga média de transporte de material proveniente da lavra de bauxita. Tal padronização apresentou bons resultados proporcionando um aumento de 2,47% no volume da carga média transportada e também otimizou o consumo de combustível em 2,53%, reduzindo a quantidade de viagens dos caminhões. Outro ganho foi a redução perceptível na variabilidade e desvio padrão e variância dos dados levantados e analisados.