Drenagem em detalhe: o advento das bombas de alta pressão para operações de mineração
25 de junho de 2025
A mineração envolve condições de operação severas e difíceis. A presença de água nas minas pode gerar atrasos operacionais, riscos de segurança e aumento de custos.
Desse modo, as bombas de drenagem são essenciais para gerenciar a entrada incessante de água. Porém, essas bombas devem superar muitos desafios, incluindo água com alto teor de materiais corrosivos e abrasivos, trabalho remoto em ambientes confinados e requisitos extremos de altura manométrica e vazão. Essas bombas devem exibir certos critérios-chave se quiserem operar de forma consistente e eficiente ao longo do tempo.
1. Robustez da bomba
As bombas de drenagem devem suportar as condições abrasivas e agressivas do ambiente de mineração. O seu design físico deve ser suficientemente robusto para lidar com a dureza e a agitação de uma mina operacional. A escolha de materiais de construção da bomba também é crítica. Os materiais de alta resistência a desgastes prolongam a vida útil da bomba e mantêm o desempenho na presença de partículas abrasivas. Materiais resistentes à corrosão são necessários para resistir aos ambientes quimicamente agressivos encontrados em algumas minas.
A nova bomba de drenagem de superfície PAC SH (super alta pressão) da Atlas Copco trabalhando em operações de mineração
2. Desempenho da bomba
As necessidades de drenagem mudarão à medida que a mina evoluir. Inicialmente, os níveis de água podem ser baixos, mas à medida que as escavações se aprofundam, as exigências da bomba aumentam significativamente. Portanto, as bombas de drenagem precisam ter a capacidade de elevar volumes crescentes de água para alturas cada vez maiores. Isso requer alta pressão e altas taxas de vazão.
3. Fácil manutenção
Em aplicações críticas para a segurança, como a drenagem, minimizar o tempo de inatividade de equipamentos vitais é uma prioridade. Desse modo, a facilidade com que a bomba pode ser mantida ou reparada é importante. São considerações-chave a acessibilidade a peças de desgaste para inspeções de rotina e substituições, além de se quaisquer ferramentas especiais são necessárias. A complexidade é outra: não é ideal desmontar seções da bomba para substituir vedações, conjuntos de acionamento ou lubrificantes em ambientes apertados e de pouca luz, pois os componentes podem ser facilmente instalados incorretamente ou perdidos. Peças de desgaste ajustáveis também são desejáveis, pois podem ser usadas para recuperar o desempenho e estender os intervalos de serviço.
4. Facilidade de mobilização
Os níveis de água podem subir rapidamente, por isso as bombas de drenagem devem ser portáteis e fáceis de instalar. As dimensões físicas e o peso da bomba, especialmente em condições confinadas que impedem o manuseio normal, são fatores importantes. Além disso, as bombas elétricas submersíveis precisam de cabos de energia e, em alguns casos, painéis de partida e proteção do motor. Estes podem aumentar a complexidade de movimentar uma bomba em espaços confinados, portanto, seu design e portabilidade também devem ser considerados.
5. Eficiência geral da bomba
As minas estão frequentemente localizadas em áreas remotas, sem uma fonte de energia permanente. As bombas de drenagem devem, portanto, oferecer desempenho ideal ao longo do tempo sem precisarem de um uso muito grande de energia. Inicialmente, pode haver muito pouca água, mas à medida que a mina vai ficando mais profunda, as exigências do deslocamento de água aumentarão. Além disso, a água ficará mais suja, mais ácida e mais viscosa. A hidráulica da bomba deve atender à faixa de volumes e alturas de elevação que surgem durante a vida operacional da mina sem comprometer a eficiência energética. As bombas de drenagem também não devem criar picos de energia que possam comprometer o desempenho de outros equipamentos.
Todas essas técnicas foram aplicadas na evolução das novas bombas de drenagem PAC SH (super alta pressão) da Atlas Copco. Essas bombas de autoescorva automáticas para trabalhos pesados funcionam bem em todos os meios. Elas contam com vedações de cartucho, que não só estendem o tempo médio de reparo (MTTR), como também tornam a manutenção muito mais rápida e fácil porque há apenas um componente para trocar: o cartucho. O uso de correias de elos aumenta a facilidade de manutenção. Outro recurso é o banho de óleo da vedação mecânica, que garante lubrificação suficiente e estende as capacidades de funcionamento a seco das bombas.
Novas técnicas de design também estão facilitando a personalização para que as bombas possam ser mais adequadas às condições específicas da mineração. A linha PAC SH oferece várias opções de rotores para otimizar o desempenho, upgrade de materiais para maior resistência ao desgaste em condições particularmente abrasivas e várias opções de controle para dar aos operadores da mina acesso total e controle sobre os parâmetros da bomba e do motor.
6. Novo design da bomba
Atender a todos esses critérios não é uma tarefa simples, porque a solução técnica para um desafio pode causar problemas em outro lugar. Por exemplo, a carcaça da bomba pode ser feita de metal espesso para melhorar a robustez, mas isso aumenta significativamente o peso, tornando-a menos portátil.
Felizmente, a tecnologia moderna está fornecendo novas formas de otimizar o design da bomba e alcançar altas alturas manométricas e vazões que as operações de drenagem exigem. O avanço da computação em nuvem melhorou significativamente a escalabilidade das simulações de dinâmica de fluidos computacional (CFD), permitindo análises mais extensas e complexas. Simultaneamente, os avanços na impressão 3D revolucionaram a prototipagem, permitindo mais ciclos de desenvolvimento dentro de prazos apertados de design. Além disso, geometrias complexas que antes eram desafiadoras ou impossíveis de fundir há uma década passaram a ser alcançáveis e com alta confiabilidade graças a métodos modernos de fundição que incorporam núcleos e moldes fabricados usando tecnologia de impressão 3D.
Todas essas técnicas foram aplicadas na evolução das novas bombas de drenagem PAC SH (super alta pressão) da Atlas Copco. Dependendo do modelo, as bombas de drenagem PAC SH podem atingir uma altura manométrica máxima de até 200 m (656 pés) e vazões de até 1.980 m3/h (8.710 usgpm).
Essas bombas com autoescorva automática para trabalhos pesados funcionam bem com todos os meios. Elas contam com vedações de cartucho, o que não só reduz o tempo médio de reparo (MTTR), como também tornam a manutenção muito mais rápida e fácil porque há apenas um componente para trocar: o cartucho. O uso de correias de elos aumenta a facilidade de manutenção. Outro recurso é o banho de óleo da vedação mecânica, que garante lubrificação suficiente e estende as capacidades de funcionamento a seco das bombas. Skids e vigas galvanizados aumentam ainda mais a durabilidade da linha PAC SH.
Novas técnicas de design também estão facilitando a personalização para que as bombas possam ser mais adequadas às condições específicas da mineração. A linha PAC SH oferece várias opções de rotores para otimizar o desempenho, atualizações de materiais para maior resistência ao desgaste em condições particularmente abrasivas e várias opções de controle para dar aos operadores da mina acesso total e controle sobre os parâmetros da bomba e do motor.
7. Extração do melhor valor
Para obter um desempenho ideal, escolher uma bomba com base em seus méritos técnicos é apenas parte da equação. A experiência e o suporte do fornecedor são igualmente importantes. É necessário que as bombas de drenagem operem por longos períodos, por isso o acesso a peças de reposição e backup de engenharia ao longo de sua vida útil é importante. Como mencionamos, as tecnologias estão evoluindo rapidamente, e um fornecedor confiável irá manter você informado sobre desenvolvimentos e atualizações que podem melhorar ainda mais o desempenho da bomba. Por esse motivo, é aconselhável verificar as credenciais do fornecedor da bomba, garantindo que ele tenha uma reputação estabelecida e uma forte presença em todos os territórios em que você opera. Outras características-chave que um fornecedor deve ter incluem seu compromisso com pesquisa e desenvolvimento contínuos, o aconselhamento pré-venda disponível, a capacidade de oferecer suporte com treinamento técnico e assistência pós-venda e suporte de garantia.
8. Conclusões
Selecionar a melhor bomba de drenagem não se resume apenas ao investimento: é uma decisão estratégica que pode afetar significativamente a eficiência operacional e a segurança. Ao selecionar uma bomba e um fornecedor, considere todo o espectro de necessidades: desde o desempenho do produto até o suporte pós-compra. A escolha certa do parceiro de bombas não só otimizará as operações de drenagem, como também contribuirá para o sucesso geral da sua operação de mineração.
