RECONCILIAÇÃO: ESTUDO DE CASO NAS MINAS DE FERRO DE CARAJÁS

João Augusto Hilário, CVRD, Planejamento de Lavra a Longo Prazo, DIMA joao.hilario@cvrd.com.br

Tamara Abdala, CVRD, Engenharia de Produtos, DIFN Mara Gilene Alves de Carvalho, CVRD, Planejamento de Lavra a Longo Prazo, DIFN

mara.carvalho@cvrd.com.br Edna Lúcia, CVRD, Planejamento de Lavra a Longo Prazo, DIFN

RESUMO A estratégia e a capacidade de atendimento/oferta de produtos do Sistema Norte da CVRD ao mercado estão fortemente vinculadas às funções do Planejamento de Lavra de Longo Prazo, uma vez que, por praticamente não existir concentração na Usina de Beneficiamento de Carajás, a qualidade dos diversos produtos, aproximadamente 30, é composta combinando quantidades e qualidades das diversas frentes de lavra das diferentes minas de Carajás. A verificação da qualidade da estimativa no tocante à partição de produtos e quanto às especificações de qualidade dos mesmos, mais especificamente teores de Fe e contaminantes, é feita através da reconciliação dos dados de produção com o modelo de blocos. Palavras Chave: reconciliação, contaminantes ABSTRACT The Northern System strategy and capacity to supply the market demand for products are strongly linked to the functions of the Long Term Mine Planning, because practically it does not happen concentration in the Carajas Iron Ore Beneficiation Plant due to the high ferrous content of Carajas ore. The quality of the several products, approximately 30, is composed at the mine, in the work exploitation faces. The performance of the quality estimations is verified through the comparison of the production data (produced amount, split of products, iron grade and contaminants), against the block model results for the same period of time. This comparison and all the analysis generated by it are called reconciliation. Key words: reconciliation, contaminants

INTRODUÇÃO A comparação dos dados de produção da usina, recuperação de produtos no porto e os modelos de blocos, são aqui apresentados mostrando-se a sua utilização na função planejamento, como mecanismo adicional ou auxiliar, para garantia do cumprimento dos programas de produção. A reconciliação vem sendo utilizada nas Minas de Ferro do Sistema Norte há mais de dez anos. Adicionalmente, discute-se a reconciliação dos volumes de estéril, também realizada em Carajás, uma vez que dadas as elevadas taxas de movimentação anuais praticadas nas minas, verificam-se também desvios entre a estimativa da massa de estéril do modelo e aquela efetivamente transportada, impactando na relação estéril-minério (REM), no dimensionamento de frotas e no cronograma de liberação de minério. Além de evidenciar o grau de confiabilidade dos modelos de blocos em uso, a reconciliação permite definir medidas corretivas e priorizá-las de forma a otimizar a utilização dos ativos da empresa e diminuir a incidência de ocorrências operacionais indesejáveis. A reconciliação nos permite analisar desde as características do minério in situ, representadas no modelo de blocos até os dados de produção computados no sistema de Despacho Eletrônico, sistema de gestão de demanda e suprimento (SGDS - contendo dados de produção da usina em Carajás), sistema de gestão de operações portuárias (SGOP – dados dos produtos no porto de embarque e análises de destino).

Figura 01 – Mapa de Localização do Sistema Norte

BelémSão Luís

Brasília

Rio de Janeiro

Tucuruí

Carajas

BelémSão Luís

Brasília

Rio de Janeiro

Tucuruí

Carajas

Tucuruí 274Belém 550São Luís 750Brasília 1.112Rio de Janeiro 1.950

Altitude média de Carajás acima do

nível do mar650 m

Distâncias de Carajás em Linha Reta (Km)

TABELA 01 – Frota de transporte Atualizada em Março/04

A capacidade de movimentação total programada para o ano de 2004 é de 173 milhões de toneladas. A usina industrial é alimentada simultaneamente com minério das minas de N4E, N4WN, N5E e N5W, mostradas na figura 2.

Figura 02 – Vista aérea das principais minas de ferro de Carajás METODOLOGIA Os principais passos do procedimento de reconciliação executado em Carajás são apresentados a seguir. Reconciliação entre Modelo de Blocos e Despacho Eletrônico A tecnologia de GPS (Global Positioning Systems) que está incorporada ao Sistema de Despacho Eletrônico, tem por finalidade controlar e otimizar o fluxo de caminhões nas Minas de Ferro de Carajás, bem como otimizar a operação das escavadeiras, tratores e perfuratrizes. O sistema de GPS de alta precisão vem sendo utilizado nas escavadeiras, tratores e perfuratrizes. Para os caminhões é utilizado o sistema de GPS de baixa precisão. Dentre as diversas práticas mineiras que estão sendo otimizadas, destacam-se: as marcações dos limites de lavra, projetos de rampas, níveis de drenagens e malha para perfuração. Os operadores dos equipamentos de mina, supervisores e técnicos do sistema de despacho eletrônico têm o controle "on line" destas tarefas. As interfaces com os sinais vitais dos equipamentos proporcionam monitoramento em tempo real. E, com os programas utilizados pelo Planejamento de Lavra, Geologia e Topografia, a comunicação ficou mais ágil e precisa.

Figura 03 – Tela principal do fluxo de informação no Despacho eletrônico Esta técnica permite uma rapidez e grau de precisão cada vez maior nos levantamentos topográficos, superfícies originais , atualizações de finais de mês, de ano e outras etapas marcantes de evolução da seqüência de lavra. De posse destas topografias, do final de cada período, deve-se comparar os parâmetros médios, tais como: massas de minério, marginais e estéreis estimados com base nos modelos, com aqueles efetivamente registrados como lavrados, pelo sistema de despacho. Utiliza-se para isto o já consagrado parâmetro denominado “Mine Call Factor” (MCF), expresso pela relação percentual entre a soma das quantidades medidas na alimentação da usina (alimentação efetiva) e a massa de ROM prevista pelo planejamento de lavra (modelo de blocos). Importação da topografia do Despacho Eletrônico para o software de planejamento de mina GEMCOM A montagem da superfície topográfica mensal no Gemcom é realizada a partir do levantamento topográfico gerado pelo GPS das escavadeiras (emitido em formato DWG), levantamento esse disponibilizado em rede, três vezes por semana e ao final do mês, quando a superfície é preparada.

As figuras 4 e 5 ilustram o procedimento de montagem da topografia da mina. Importante destacar a agilidade do processo, reflexo do uso do GPS de alta precisão nas escavadeiras.

Figura 04 – Foto aérea da Mina N4E

Figura 05 – Superfície em 3D importada no GEMCOM – Mina N4E

Cubagens São efetuadas cubagens entre as superfícies topográficas do final do mês anterior e do final do mês corrente. Dessa forma obtemos as informações referentes ao material lavrado (volume e qualidade), de acordo com as estimativas dos modelos de blocos.

Essas cubagens são feitas para todas as minas, por faixas granulométricas, conforme a seguir: global, granulados (NP2 e NP3), sinter feed e pellet feed (Over). As massas das faixas granulométricas são obtidas a partir da recuperação de cada fração em relação à amostra global.

Tabela 02 – Cubagem na faixa global das Minas de Ferro do Sistema Norte

Fe SiO2 P Al2O3 MnHM 18710,84 67,40 0,79 0,019 0,79 0,25HD 1699,35 67,25 0,96 0,020 0,80 0,22

TOTAL N4-LESTE 20410,19 67,38 0,81 0,019 0,79 0,24HM 14337,19 66,89 0,81 0,039 0,82 0,50HD 101,76 65,34 0,62 0,121 1,14 0,61CM

TOTAL N4WNORTE 14438,95 66,88 0,81 0,039 0,83 0,50HM 13251,69 68,14 0,98 0,022 0,41 0,06HD 6586,84 67,70 1,03 0,022 0,77 0,12CM

TOTAL N5-LESTE 19838,53 67,99 1,00 0,022 0,53 0,08HM 4121,58 66,63 0,85 0,035 1,29 0,62HD 3352,50 66,54 0,87 0,025 1,41 0,55CM

TOTAL N5-OESTE 7474,08 66,59 0,86 0,031 1,35 0,59HM 632,54 65,86 1,00 0,066 0,92 0,73HD 19,40 67,47 1,02 0,053 0,63 0,16CM

TOTAL N4W-CENTRAL 651,94 65,90 1,00 0,066 0,91 0,72HM 51053,84 67,37 0,85 0,027 0,74 0,31HD 11759,85 67,28 0,97 0,023 0,96 0,26CM

TOTAL MÊS 62813,69 67,35 0,88 0,027 0,78 0,30

N4WC

N4E

N4WN

N5E

N5W

TEORES MÉDIOS (%)MINA LITOLOGIA MASSA (mt)

Dados de produção emitidos pelo Despacho Eletrônico De acordo com a data de atualização das topografias mensais, a partir das quais foram geradas as superfícies topográficas no GEMCOM, são levantados os dados de produção computados pelo Despacho Eletrônico, para o mesmo intervalo de tempo, viabilizando a comparação entre as informações dos modelos de blocos e de produção das minas para dado período. Fator de Correção do Modelo de Blocos x Despacho O fator de correção do Modelo de Blocos x Despacho é a relação entre os valores lavrados, de minério e estéril, apontados pelos modelos de blocos, e, os valores de minério e estéril lavrados apontados pelo Despacho Eletrônico. Este fator de correção estabelecerá a diferença entre o Modelo de Blocos e o Despacho Eletrônico, no minério e no estéril, para a faixa Global. Essa diferença deverá ser considerada para o planejamento dos avanços de lavra nas minas. Esse fator pode ser explicado por problemas como diferença de densidade, calibração das balanças dos equipamentos de transporte, densidade amostral, etc. Uma das formas de minimizá-lo é através do mapeamento sistemático de frentes de lavra e atualização do mesmo no modelo de blocos. Teores de Corte O fator de correção é utilizado como principal parâmetro de medida da aderência do modelo de blocos com a realidade, e para acertar, por tentativas os teores de corte a serem utilizados para cada mina (quando necessário e através da realização de estudo

sistemático). Estes ajustes nos teores de corte objetivam otimizar a aderência entre as massas calculadas de minério e estéril pelo modelo de blocos com as informações de produção apontadas pelo Despacho Eletrônico. No caso deste tipo de sistema produtivo, com várias minas e produtos, torna-se como principal objetivo de aplicação do teor de corte ajustar as qualidades dos produtos, além da conotação econômica clássica. Objetivando reduzir possibilidades de ocorrência de absorver erros de produção, como decapeamento de minérios marginais possíveis de serem aproveitados, o planejamento de mina verifica as quantidades e qualidades destes materiais que ocorrem nas cubagens de áreas a serem lavradas. Os dados de minério apontados pelo Despacho são comparados aos dados da Balança da Usina, e vêm apresentando diferenças médias inferiores a 2%, consideradas aceitáveis. Reconciliação entre Modelo de Blocos e Usina O alto teor de ferro “in natura” da hematita de Carajás é responsável por considerável simplificação no beneficiamento do minério, que não necessita de concentração. Esse processo consiste basicamente de operações de britagem, classificação, desaguamento, moagem e filtragem. Os produtos básicos obtidos são classificados em Granulado, Sinter Feed, Pellet Feed e o FRD (Fino para Redução Direta). Um dos diferenciais em termos econômicos e tecnológicos do beneficiamento do minério de Carajás é a utilização de Instalações de Britagens Primárias Semi-Móveis, alocadas dentro das cavas das minas de ferro. Os dois “in-pit crushers” atualmente em uso operam a taxas de 7.500 t/h. O controle das operações de beneficiamento e expedição de trens é feito em conjunto com o Sistema de Despacho Eletrônico no Centro de Controle de Carajás, proporcionando maior sinergia entre os sistemas. Metodologia para Reconciliação entre Modelo de Blocos e Usina (Produtos) O SGDS (Sistema de Gestão de Demanda e Suprimento) é o sistema utilizado para acessar os resultados (massa e qualidade) dos principais produtos gerados na usina.

Tabela 03 – Resultados da formação dos produtos na usina

Diferença entre Modelo de Blocos e Usina Os teores dos principais produtos gerados na usina, tais como: Sinter Feed, Granulados e Finos são comparados aos teores estimados pelos modelos de blocos das minas. Essa comparação é realizada através da verificação da diferença entre os teores dos produtos e os teores das faixas granulométricas do modelo de blocos, inclusive a faixa global. Esse trabalho é importante porque permite ao planejamento prever tendências correntes e de períodos subseqüentes. Verificação da Acurácia dos resultados (Produtos na Mina x Produtos no embarque) O SGOP - Qualidade no Embarque é o sistema utilizado para acessar os resultados da qualidade do embarque. Este controle é utilizado para medir a acurácia entre a qualidade dos produtos formados na mina e os produtos embarcados. DISCUSSÃO DE RESULTADOS São feitos acompanhamentos sistemáticos da eficiência do viés, a partir da comparação da diferença entre o efetivamente praticado em relação ao viés estimado um ano antes. Têm-se verificado, após anos de ajustes e aprimoramento do sistema, que a diferença entre os teores estimados e realizados Têm convergido para valores da ordem de 0,02%. A Reconciliação nos permite avaliar os dados históricos de uma forma mais do que racional, estatística, permitindo uma análise profunda das informações e evitando repetição de erros. Este levantamento é utilizado como matéria prima, para a composição de um dos mais importantes passos, que é a correção e direcionamento para o caminho mais adequado. A reconciliação utiliza o conjunto como base para minimização destes erros cometidos e maximização dos acertos venturos. Figura 09 – Gráfico comparativo do teor de SiO2 do SFCK apontado pela usina e o teor estimado pelo modelo de blocos de acordo com viés do ano de 2002

CONCLUSÃO A reconciliação é de extrema importância para a estimativa de evolução da qualidade dos produtos do Sistema Norte, elaboração de master plan utilizado como base para a formulação e revisão de especificações contratuais, calibração dos modelos de blocos, bem como para garantir o atendimento ao programa de produção e às variações no programa plurianual de vendas, base para negociação e manutenção dos contratos com clientes.

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