Por Luciano Alves de Almeida, da Votorantim Metais*

Vazante, município localizado no noroeste do Estado de Minas Gerais, conta com uma das maiores reservas nacionais de zinco. A mineralização ocorre em meio a seqüências dolomíticas/metapelíticas, sendo a maior parte da jazida explotada por meio de lavra subterrânea. Devido ao fato da mina se localizar em uma área cárstica com intensos fluxos hídricos subterrâneos, se fez necessária a construção de estações de bombeamento em níveis inferiores da mina. Durante a atividade de lavra, o rebaixamento do nível freático ocorre por meio da interceptação das estruturas geológicas condutoras de água, pelas galerias da mina em desenvolvimento, e adução por gravidade da água até a cota inferior da mina, sendo bombeada até a superfície (EL. 630 m), através de estações de bombeamento.

Atualmente, a Votorantim Metais possui três estações de bombeamento em operação, sendo as mesmas instaladas nos níveis EL. 297 m, EL. 300 m e EL. 496 m da mina subterrânea. Durante os meses de estiagem das chuvas, onde o afluxo de água da superfície para mina é menor, a Votorantim Metais opera somente a estação de bombeamento localizada no nível EL. 297 m, onde estão instaladas nove bombas Hazleton 12-4STG-MS, com motor de 2.300 cv. As outras duas estações, localizadas nos níveis EL. 300 m e EL. 496 m, possuem 14 e 9 bombas Goulds modelo 3405 L, respectivamente, que operam somente em casos extremos e risco de inundação da mina.

Gráfico 01 – Indicador de Eficiência da Estação 297

*Índice utilizado para medir a eficiência do sistema de bombeamento representa a quantidade de kWh necessários para bombear 1 m³ de água até a superfície. Quanto menor o indicador, melhor será o resultado de performance.
Originalmente, as bombas Hazleton 12-4STG-MS foram dimensionadas para recalcar, no PMR (ponto de máximo rendimento), 1.375 m³/h, o que possibilita uma capacidade total de bombeamento de 12.375 m³/h nesta estação. Durante o projeto de especificação e montagem das bombas na estação de bombeamento EL. 297 m, muitas dificuldades foram encontradas pela equipe de engenharia de projetos da Unidade de Vazante devido às características da mina, percentual de sólidos existente na água subterrânea e volume real de água a ser bombeado para a superfície. Para seleção das bombas Hazleton 12-4STG-MS, várias pesquisas foram realizadas, além de consultorias com empresas especializadas e busca de casos similares em outras minas brasileiras, até a definição por estes equipamentos.
Estação de bombeamento nível EL. 297 m

Em 1998, iniciou-se a operação da estação de bombeamento EL. 297. Dostart-upda estação até o ano de 2012, acreditava-se, inclusive pelo próprio fabricante das bombas, que cada bomba recalcava o volume máximo permitido, ou seja, 1.375 m³/h. No entanto, o time de engenharia e manutenção da Votorantim Metais acreditou que algo poderia ser feito para melhorar o desempenho das bombas. Com este intuito, vários estudos de engenharia foram realizados, onde foram analisadas as tubulações de sucção e recalque das bombas, válvulas e acessórios montados nas linhas, diâmetro dos rotores, materiais empregados nos anéis de vedações dos equipamentos, mancais de rolamentos e motores de acionamento.

Finalizados os estudos, a equipe de Engenharia e Manutenção da Unidade de Vazante realizou, através do Projeto de Repotenciamento das Bombas da EB-297, a troca dos rotores e anéis de vedação das bombas, além de realizar ajustes em mancais de rolamentos e válvulas de recalque da linha, buscando assim, melhorar o rendimento dos conjuntos moto bombas. Feitas as modificações e passado o período de testes, conseguiu-se elevar o volume bombeado de 1.375 m³/h para 1.650 m³/h, com a mesma potência instalada e de forma contínua, isto é, um ganho real de 20%, reduzindo o índice* de consumo específico da estação de bombeamento de 1,31 kWh/m³ para 1,20 kWh/m³ por bomba.

Projeto de repotenciamento das bombasda EB-297 proporcionou troca dos rotores e anéis de vedação das bombas

Segundo o engenheiro Dierne Franc, engenheiro eletricista responsável pelo controle energético de toda planta, a estação de bombeamento é responsável pelo consumo de 60% da demanda de energia elétrica da Unidade de Vazante. Todo o time de engenharia e manutenção tem como meta aumentar a eficiência da estação de bombeamento do nível EL. 297 m, garantir a estabilidade operacional das plantas de mineração e beneficiamento, conseguindo assim, assegurar a perenidade do negócio.

Os estudos para melhorias no sistema, buscando novos ganhos em performance e redução do consumo energético na estação de bombeamento, continuam, além da busca pela redução do número de intervenções para manutenção.

De acordo com o gerente de engenharia e manutenção da Unidade de Vazante, José Sérgio Fraga, este ganho na capacidade de bombeamento da estação EL 297 m é fundamental e estratégico para a empresa, pois em períodos chuvosos consegue-se retirar um volume maior de água da mina, evitando-se a inundação dos níveis inferiores da lavra, e, em período de estiagem das chuvas, pode-se operar a estação com duas ou três bombas desligadas, dando confiabilidade ao sistema e economia de energia elétrica.

*Luciano Alves de Almeida é engenheiro mecânico do departamento de Engenharia de Manutenção da Votorantim Metais