Sistema de automação e controle on line de represas de subsolo
Elton Luis Martins, coordenador de engenharia elétrica; Alexsandro Candido Gonçalves, supervisor de manutenção elétrica; e Leonardo Stachowski Formanski, supervisor de elétrica; Elizandro Luiz Pagani, supervisor de elétrica – todos estes da Rio Deserto - e Vilson Menegon Bristot, doutor em engenharia de minas, metalúrgica e de materiais e professor da UNESC (Universidade do Extremo Sul Catarinense), apresentam o trabalho "Sistema de automação e controle on line de represas de subsolo".
Na atividade de mineração em subsolo, represas são construídas para conter águas oriundas do processo e das condições geológicas. Nessas represas, bombas são instaladas para drenar as águas contidas até a superfície. Nas atividades de mineração em subsolo da Indústria Carbonífera Rio Deserto, utilizam-se represas em série a fim de armazenar e retirar a água do subsolo, desde a frente de serviço, e direcioná-la ao sistema de tratamento, que se situa na superfície.
Posteriormente, a água drenada é utilizada no processo produtivo ou retorna à natureza dentro dos padrões de qualidade exigido após o devido tratamento.
Para aprimorar a operação das represas, foi desenvolvido um sistema de automação que permite o controle on line de todo o seu funcionamento, diminuindo o tempo de tomada de decisões, mantendo a segurança operacional do subsolo e evitando chamados em horas especiais e acesso ao subsolo fora do horário normal das operações de extração.
Este projeto foi desenvolvido nas unidades de extração em subsolo da Indústria Carbonífera Rio Deserto, localizadas no Sul de Santa Catarina, para melhoria do sistema de drenagem, acompanhamento on line das variáveis deste, redução de acesso ao subsolo em horário especial, eliminação de inundações de galerias e acessos por transbordamentos e redução do tempo de resposta nas tomadas de decisões. De forma geral, obteve-se amplo controle das represas em subsolo.
Para a apresentação deste trabalho, menciona-se a Unidade de Extração Mina 101, localizada em Içara (SC). A unidade possui quatro represas de processos em série até o ponto de drenagem para o sistema de tratamento na superfície.
Atualmente, as quatro represas principais do processo são vistoriadas diariamente. Todas as represas possuem um nível máximo para ligar o sistema de drenagem e um nível mínimo para desligá-lo. Os níveis são controlados por boia ou por eletrodo de níveis, que acaba tendo o funcionamento prejudicado devido à água do processo.
Em caso de falha, a inexistência de comunicação entre as represas faz com que seja necessário o deslocamento de pessoas até as represas a montante para fazer o desligamento e evitar inundação.
Pela considerável distância entre as represas e pelas desfavoráveis condições de deslocamento em subsolo, este processo demanda uma significativa quantidade do tempo de trabalho dos envolvidos.
Automatizar as represas por meio de painéis com Controlador Lógico Programável (CLP)-- para que elas se comuniquem entre si e ajustem seus níveis automaticamente-- mostra-se uma solução adequada.
Adicionalmente, a automação permite acompanhamento on line do funcionamento do conjunto das represas por meio de link, que pode ser acessado pelo usuário em qualquer lugar onde haja sinal de internet.
Com o uso do CLP, foi feita a integração de muitas variáveis que possibilitam o melhor controle do processo. Para isso, os painéis das represas passaram por processo de melhoria e receberam o CLP.
O acionamento dos motores foi conectado via rede ModBus que dá acesso aos dados de corrente dos motores, eventuais falhas, se o equipamento se encontra em manual, automático ou bloqueado via emergência local.
Possibilitou também o reset remoto do acionamento em eventuais falhas registradas e um bloqueio remoto em caso de necessidade de parada da bomba; permitiu verificar horas trabalhas de cada equipamento, melhorando o sistema de manutenção preventiva, e, ainda, se necessário, alterar a configuração dos parâmetros da chave de partida.
Tornou-se ainda possível acompanhar os consumos de energia elétrica on line, tanto diário quanto mensal, bem como o valor de tensão do painel elétrico; informações importantes para que o gestor de elétrica verifique eventuais falhas na alimentação elétrica do painel, bem como outras variáveis que agora possuem controles, e possa tomar decisões com mais agilidade e precisão.
Outra função do sistema de drenagem é a comunicação entre as represas, o que possibilita mais controle na malha fechada entre elas, permitindo um nivelamento seguro das bacias em qualquer evento de falha da represa a jusante.
Para a automação das represas, investiram-se, até o momento, R$ 120.000,00. O valor leva em consideração retrofitting dos painéis e equipamentos necessários para medição.
Para a empresa, a automação realizada permitiu o acompanhamento on line das condições de operação do sistema, o que, por sua vez, facilitou o processo de tomada de decisões relativas à gestão das represas por meio do controle mais apurado e constante das variáveis. As vantagens obtidas pela implantação da automação do sistema de represas também resultaram em menor valor de manutenção.