As metas de redução dos riscos operacionais, maior eficiência e produtividade relativas à frota móvel de equipamentos pesados, usados no carregamento e transporte das frentes de lavra de mineradoras, passam hoje pela automação dessas máquinas. Nem sempre é possível chegar a essa etapa sem superar uma fase anterior – a de semiautomação, em que sua operação se dá por controle remoto.

É nessa fase que se encontram a Anglo American, produtora de minério de ferro e níquel no Brasil, e a Ero Brasil Caraíba, produtora de cobre. A primeira realiza testes com um trator de esteira na mina de Conceição do Mato Dentro (MG), que integra o Complexo Minas-Rio. A segunda, optou por priorizar a frota de perfuração: desde 2022, testa um fandrill e um jumbo e deve receber outro fandrill e dois rock bolters (perfuratrizes de rocha) neste ano.

A frota móvel também é foco de outro plano estratégico da mineração – o de descarbonização ou redução das emissões de dióxido de carbono. Nesse caso, trata-se de substituir os combustíveis de matriz fóssil, em especial o diesel, por fontes energéticas limpas ou verdes, como o hidrogênio ou a energia armazenada em baterias, na chamada eletrificação. Tanto a Anglo American quanto a Nexa possuem iniciativas dessa natureza, avaliando o uso de equipamentos e veículos elétricos ou movidos a hidrogênio e priorizando a frota off road, que responde pelo maior volume de emissões poluentes.

Aprendizado e avaliação

A Anglo American iniciou, em outubro de 2022, os testes com um trator de esteira, modelo D375Ai Komatsu, de operação remota no Minas-Rio. O equipamento está sendo comandado do interior de um contêiner instalado próximo à sua área de movimentação, mas seu controle pode ser feito, futuramente, a maior distância, em um Centro de Operação, especialmente se viabilizada a expansão da frota para cinco tratores autônomos até 2024, segundo César Carraro, coordenador de Controle Operacional da empresa.

 “Nosso principal critério para a adoção de novas tecnologias é a segurança, ou seja, sua contribuição para a máxima redução de nossos riscos operacionais. Dependendo dos resultados obtidos com esse trator de esteira operado remotamente, devemos avançar para outros níveis de automação. Especificamente para os tratores, entendemos que esse desenvolvimento deva ser realizado passo a passo”, explica Carraro.

Segundo ele, já foram constatados ganhos de produtividade nas trocas de turno e paradas para refeição, devido à eliminação dos tempos de deslocamento até as frentes de trabalho. Outro benefício é a maior precisão dos serviços executados no modo remoto em relação ao manual e, ainda, a possibilidade do emprego de pessoas com restrições de locomoção para a operação desses equipamentos.

A descarbonização da frota de veículos leve também já foi iniciada. “Adquirimos um veículo elétrico para entendermos melhor a dinâmica de manutenção e gestão desse tipo de frota e prevemos incluir ônibus elétricos nesse projeto nos próximos meses”, diz Tiago Alves, gerente de Meio Ambiente da Anglo American Brasil. Hoje, a mineradora opera cerca de 100 veículos leves e de médio porte eletrificados, em suas operações no Brasil e no Peru, cujos resultados preliminares indicam ganhos de custo operacional, redução de emissões e conforto operacional aos usuários.

A Anglo American assumiu em seu Plano de Mineração Sustentável um compromisso global de reduzir em 30% suas emissões de escopo 1 e 2 (diretas e de energia) até 2030, neutralizando-as até 2040. Já as emissões de escopo 3 (indiretas e geradas pela cadeia de valor) devem ser reduzidas em 50% até 2040. Consideradas as operações de Minas Gerais (minério de ferro) e Goiás (níquel em Barro Alto e Codemin), a frota móvel da mineradora responde por cerca de 60% de suas emissões de poluentes no país. Esse volume de emissões, resultante do alto consumo de diesel, que também impacta no custo operacional, tornou os equipamentos de transporte em larga escala de minério prioritários para projetos de descarbonização.

No momento, explica Alves, os maiores desafios para cumprir essa meta são o entendimento das tecnologias disponíveis, seu custo, a cadeia de fornecedores, manutenção, autonomia e disponibilidade de energia limpa. Na mina Mogalakwena, na África do Sul, já está em curso a execução do primeiro módulo do Zero Emissions Haulage System (ZEHS), com o uso do protótipo de um caminhão off road totalmente movido a hidrogênio. Ainda não há estimativa para que essa tecnologia seja adotada nas operações brasileiras da mineradora.

Em expansão

Na Ero Brasil Caraíba, produtora de cobre, o projeto de automação das operações foi iniciado em 2022, ainda no modo semiautônomo, com a operação de um Fandrill e de um jumbo durante as trocas de turno da mina subterrânea. Neste ano (2023), a empresa receberá outro Fandrill e dois  Rockbolts com a mesma tecnologia. A infraestrutura de rede necessária à operação remota desses equipamentos, a partir da superfície e de vários pontos de comando, está sendo desenvolvida e deve estar finalizada para uso no final do ano.

O investimento, da ordem de US$ 7,2 milhões, considerou a oportunidade de reduzir os funcionários que atuavam na mina subterrânea, realocando-os em situações de menor risco operacional, além dos ganhos de produtividade e disponibilidade dos equipamentos, diz Rodrigo Coelho, gerente de Manutenção da mineradora. O foco inicial é a frota de perfuração e, nos próximos anos, deve ser estendido a equipamentos de outras funcionalidades.

Roadmap tecnológico

Há cinco anos já, em 2018, a unidade Nexa Atacocha (Peru) realizava testes com o scoop (carregadeira rebaixada) elétrico Scooptram ST7 Battery, da Epiroc. Em 2019 foi a vez de um ônibus elétrico ser avaliado na operação de Lima, capital do Peru, para o transporte de funcionários da empresa. Outro ônibus foi testado em Três Marias, Minas Gerais, em 2022, mesmo ano em que foram adquiridas empilhadeiras elétricas para Cajamarquilla, outra unidade peruana da companhia.

“Desenvolvemos um roadmap tecnológico focado na descarbonização das frotas móveis da Nexa e seus fornecedores e estamos analisando estrategicamente a implementação de equipamentos e veículos elétricos no médio e longo prazo. No curto prazo buscamos tecnologias voltadas à eficiência energética e à flexibilidade de nossa matriz, com o uso de combustíveis alternativos como biogás, biometano e biodiesel”, explica Daniel Henrique Soares, chefe corporativo de Inovação da Nexa.

Segundo ele, no final de 2022, foram finalizados os testes com uma tecnologia canadense, que reduz o consumo de diesel pela adição de hidrogênio no processo de combustão dos veículos. A medida foi empregada em 4 equipamentos da frota móvel, no Brasil e no Peru, resultando na redução de mais de 6% do consumo de diesel. Para 2023, a previsão é adaptar os motores de ao menos 100 veículos da Nexa e de seus fornecedores ao sistema híbrido (hidrogênio-diesel). O foco, diz Soares, são equipamentos que operam na superfície das minas, onde o percurso de grandes distâncias aumenta o consumo de combustível.

No caso da eletrificação, a prioridade é a frota subterrânea, eliminando o acúmulo dos poluentes gerados por veículos a diesel em espaços confinados e também restritos ao uso de combustíveis como hidrogênio e biometano devido ao risco de explosão. Os testes já realizados foram tecnicamente bem-sucedidos, avalia Soares, com redução das emissões de GEE (Gases de Efeito Estufa) e de custos operacionais, resultantes do melhor rendimento do motor elétrico e menor custo de energia, em relação ao diesel.

Por outro lado, há um custo adicional decorrente da necessidade de contar com uma bateria adicional, já que a autonomia de equipamentos elétricos é limitada e o tempo de recarga da bateria é elevado. “Outro desafio ainda não equacionado é a disponibilidade de mão de obra especializada para a manutenção desses equipamentos. Algumas operações mineiras estão em lugares isolados, com dificuldade de acesso a esses profissionais”, considera o chefe corporativo de Inovação da Nexa.

A frota própria da mineradora responde por 34% de suas emissões diretas (escopo 1) de GEE. As emissões indiretas são tanto as provenientes da geração e obtenção de energia – eletricidade e vapor (Escopo 2) – para consumo da Nexa, quanto as geradas por atividades inerentes à sua operação, caso dos veículos para o transporte de insumos e minério (Escopo 3), que pertencem a frotas terceirizadas.

Uma das metas da empresa é a redução das emissões de escopo 1 em 20% (52 mil toneladas de CO2 equivalente), tornando sua matriz de energia elétrica composta, quase totalmente, por fontes renováveis. Outras são atingir a neutralidade de emissões até 2040 e chegar ao net zero (neutralidade de carbono ou emissões líquidas zero de dióxido de carbono) até 2050.