Innovación y Tecnología

Nuestras inversiones en innovación, investigación y desarrollo buscan traer diferenciales competitivos a las operaciones de minería y metalurgia. Este posicionamiento también está alineado con el cumplimiento de las metas establecidas en los tres ejes estratégico: Crecimiento, Excelencia Operacional y Desarrollo de Mercado.

En 2017, invertimos US$ 8,5 millones en investigación y desarrollo de nuevas tecnologías. El valor es un 5,8% superior al ejecutado en 2016 (US$ 8,0 millones). Todos los proyectos de innovación se desarrollan con recursos obtenidos en la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), siendo algunos ejecutados en colaboración con otras instituciones, como la Empresa Brasileña de Investigaciones e Innovación Industrial (Embrapii), con la cual manteníamos seis contratos finalizados y 11 activos al cierre del año. En el área de tecnología, los grandes destaques fueron los proyectos de la caldera de biomasa, en Três Marias, y la deshalogenación del óxido de Waelz en autoclave y transformación de escoria del horno Waelz en agregado para la industria cementera, en Juiz de Fora.

La caldera entró en operación en marzo y los resultados conquistados con el reemplazo de aceite 1A (derivado de petróleo) por combustible renovable fueron significativos. Se dejaron de emitir 33.362 toneladas de CO2e – lo que representa alrededor del 22,1% de toda la emisión de la unidad. Otro beneficio es que el combustible – astillas de eucalipto o bagazo de caña – se produce en la región, lo que ayuda a fomentar la cadena productiva y contribuye al desarrollo local.

En el proyecto de la autoclave, la empresa desarrolló y patentó la tecnología, que permite una mejor flexibilización en el uso de la materia prima por el proceso de deshalogenación, que consiste en la retirada de flúor y cloro, halógenos que perjudican la eficiencia y el control de la electrólisis. Este nuevo proceso proporcionará el procesamiento de todo el óxido Waelz deshalogenado por la hidrometalurgia y así dar más capacidad al tostador para tratar más concentrados. Sin la autoclave, el óxido Waelz producido necesita pasar, obligatoriamente por el tostador, ocupando espacio en este proceso o reduciendo la capacidad de tratamiento de concentrados de zinc. El proceso está en fase final de pruebas y debe estar operando con capacidad plena a partir del primer trimestre de 2018.

También en Juiz de Fora, la escoria de tratamiento del polvo de acería se está tratando para transformarse en un agregado Waelz para la industria cementera. La unidad ya está enviando a las cementeras el producto a un ritmo mayor que la producción del residuo.

Energía solar

Otro proyecto en marcha, que también resultó en una patente, es el de utilización de energía solar en el proceso de electrólisis, en la unidad de Três Marias. La energía solar genera corriente continua y hoy en día la electrólisis necesita este tipo de corriente. Con esta nueva tecnología, que se debe poner a prueba en 2018, el proceso será optimizado. El gran reto es tener una planta que permita disponer gran cantidad de paneles solares – y Três Marias tiene una presa inactiva que permitirá esta instalación.

Plan Director de Automatización Industrial

A partir de la definición de la Automatización como una facilitadora de la estrategia de la empresa y frente a los desafíos de la Industria 4.0 y de Internet de las Cosas (IoT), realizamos un Plan Director de Automatización e Información (PDAI). Comenzó en mayo de 2016 y fue aprobado por nuestra Dirección en septiembre de 2017 con el objetivo de tratar la transformación digital de nuestras unidades productivas y los proyectos de nuevas unidades; sobre todo, de las operaciones subterráneas con visión a largo plazo (10 años). En 2017, el PDAI contó con 15 proyectos en desarrollo, de un total de aproximadamente 500 en cartera.

El plan se centra en la excelencia operativa en cuanto a la reducción de los costos con consumos específicos, optimización en la utilización de la mano de obra, estabilidad operacional, maximización del uso de activos, aumento de productividad y, especialmente, incremento del nivel de integridad seguridad.

El plan se divide en cuatro capítulos:

❯ Proyectos Greenfields
❯ Mina (Digital Mining®)
❯ Beneficio
❯ Metalurgia

En los Proyectos Greenfields tenemos el compromiso de proyectar nuevas unidades con el nivel más adecuado de automatización; que esperamos llegar suelo en el largo plazo en las unidades ya en operación. El ejemplo más reciente es el proyecto Aripuanã.

Sin embargo, en este momento, nuestra prioridad son las operaciones subterráneas, donde tenemos las mayores oportunidades de mejora. De este modo, depositamos en el Digital Mining® mucha expectativa para para reducir la gravedad de nuestros accidentes, aumentar la productividad, reducir los costos, aumentar la disponibilidad y productividad de nuestros activos y tener cada vez más operaciones monitoreadas y operadas desde la superficie.

Para los capítulos de Beneficio y Metalurgia, buscamos incrementar el nivel tecnológico de estos procesos, que ya son automatizados, en la búsqueda de la excelencia operacional. En la medida en que los contenidos caen, los procesos seguros, bien controlados y estables, garantizan la competitividad del Negocio.

Digital Mining®

Uno de los capítulos de nuestro PDAI, el Digital Mining® se ha creado con el propósito de facilitar la aplicación de tecnologías digitales en explotaciones subterráneas y trae significativos beneficios al aplicar los conceptos de IoT, operación autónoma, gestión de activos y control de procesos en las operaciones de las minas. Además de mejorar las condiciones de trabajo, dejando la actividad más segura al utilizar la automatización, la iniciativa ayuda a aumentar la productividad, maximizar el uso de los activos, mejorar la estabilidad operacional y, como consecuencia, reducir los costos operativos.

Cabe destacar:

Detonación Remota: Proyecto piloto conducido en Morro Agudo para aumentar la seguridad y la productividad en la operación. A través de un sistema de radiocomunicación, instalado en el interior de la mina, es posible realizar la detonación de forma automatizada y remota. Al contrario del proceso convencional, que necesita de un operador en el lugar para preparar y detonar los explosivos a una distancia segura, la nueva tecnología permite el accionamiento de dentro de una sala de control, lo que disminuye la exposición del empleado al riesgo y aumenta la eficiencia operacional. El proyecto es parte del programa de Recuperación de los Pilares de Sostenimiento de Morro Agudo, y se debe implantar en 2018, con una estimación de provecho del tiempo en 1 hora/día. La iniciativa se replicará en nuestras otras minas.

Sistema de Ventilación Bajo Demanda: El proyecto cuenta con algunas fases, siendo la primera la de implantación del control de los ventiladores principales – ya en ejecución en Vazante y Cerro Lindo. En cada cambio de turno, la mina queda vacía durante un período, que es cuando se lleva a cabo la detonación y surgen los gases que hay que eliminar. No obstante, como la mina está vacía, no es necesario que los ventiladores funcionen con fuerza total. Con la automatización, es posible programar la reducción de la potencia de los ventiladores durante ese período, lo que propicia una disminución del costo con energía eléctrica. Sólo en la primera fase en Vazante, estimamos lograr un ahorro de 2.246 MW de energía/ año, lo suficiente para abastecer 1.224 hogares, en promedio, además de ganar en seguridad. El plan es llevar el sistema a las otras minas.

Sistema de Prevención de Colisión entre Personas y Máquinas: Sistema que previne la colisión entre los principales equipos de la mina y los operadores que circulan en el subsuelo. Está compuesto de una identificación electrónica (tag) en la linterna del minero que comienza a titilar cuando se acerca a una máquina o persona y que a su vez, hace sonar una alarma audible para que su conductor esté atento.

Simba Automation: El proyecto piloto se llevó a cabo en Vazante y tiene como base la operación autónoma de máquinas en el interior de la mina subterránea. En un primer momento, fue posible dejar una perforadora totalmente autónoma, de modo que continuara trabajando sola durante los cambios de turnos. También en fase de pruebas, en tres meses el proyecto generó más del 1,2% de masa de explotación desmontada en el año (12 mil toneladas de mineral), y también hay posibilidad de más beneficios con la evolución del proyecto.

Manufacturing Ejecution System (MES): Sistema de gestión con informaciones en tiempo real para fortalecer la rutina de producción. Fue iniciado por Cajamarquilla y hoy en día se encuentra en fase de ejecución y control en Vazante. El sistema ya se empezó a implementar en Três Marias y, en la secuencia incluirá las operaciones de Juiz de Fora. Desarrollado en conjunto por las áreas de Automatización, Gestión y TI, el MES tiene como objetivo fortalecer la gestión de la rutina, con base en métodos y herramientas adecuadas, y evaluar qué beneficios están asociados a los puntos de mejora y sinergias de la empresa. Estas informaciones – tales como stocks actualizados, envío al SAP de confirmaciones de producción en cada turno, base de datos segura y automatizada – promueven la optimización de todas las etapas de la producción, que van desde una orden de servicio hasta el embarque de los productos acabados, preparando informes más asertivos para la toma de decisión.

Redes de Datos para Minas Subterráneas: Durante todo el 2017 hemos llevado a cabo la creación de nuestra arquitectura de redes, que será responsable de habilitar nuestro programa Digital Mining, por el que podremos controlar remotamente la operación y con alta capacidad de transmisión de datos, recoger información de personas y máquinas, transitar voz e imágenes aumentando la seguridad y habilitando nuestro nuevo modelo.

Para que todo el Plan se implemente y traiga resultado efectivo es importante el empeño de todos en el cambio de comportamiento y en el desarrollo de las capacidades críticas de nuestros empleados. Tenemos que entender en todos los niveles de la compañía, desde el más operativo, que los procesos automatizados traen más retorno, nos dan más seguridad y hacen mejores las condiciones del ambiente de trabajo.

Con el programa Escuela de Automatización, también estamos previendo la realización de clases virtuales para desarrollar competencias de comportamiento y técnicas de automatización centradas en Innovación y Alto Desempeño en los varios niveles de la compañía. El proyecto piloto se adoptará en las unidades de Vazante y Cerro Lindo.

Mining Lab

Las primeras iniciativas del Programa Mining Lab, que creamos en 2016 para apoyar startups con proyectos innovadores para el sector de minería, ya han empezado a presentar resultados, con cinco proyectos en la fase de pruebas pre-operativas. Estas iniciativas se seleccionaron a principios del 2017 entre 115 proyectos inscritos. El foco de esta primera selección fueron los proyectos en las áreas de energías renovables y nanotecnología. El objetivo fue buscar soluciones tecnológicas que posibilitaran reemplazar fuentes tradicionales de energía, como combustibles fósiles, por alternativas más eficientes y renovables, y usar tecnología de recuperación de nanopartículas en procesos y productos de la industria minera.

El programa Mining Lab fue una iniciativa pionera y osada de relacionar el mundo de la minería y metalurgia al de las startups B2B. La inversión en el primer ciclo fue de aproximadamente US$ 277,8 mil y ya presentó un retorno de US$ 379,4 mil en reducción de costos. Los proyectos también proporcionan beneficios en aspectos ambientales y sociales, como la reducción de emisiones atmosféricas resultantes de proyectos de eficiencia energética y energías renovables, y el fomento a la generación de ingresos en las regiones, con consecuentes beneficios para las comunidades del alrededor de nuestras operaciones.

Proyectos Contemplados en el Mining Lab

Alcance

Startup: Bchem Solutions
Energías renovables – La tecnología transforma aceite vegetal residual en un biodiésel con alto poder de combustión, que se puede utilizar como combustible en los equipos de explotación mineral, con baja producción de residuos en la quema. El beneficio ambiental con esta tecnología se produce en las dos puntas: evita que el aceite residual se descargue al medio ambiente, contaminando los ríos y el suelo, y produce un biodiésel que reemplaza el combustible fósil tradicionalmente usado en la minería. También hay una reducción de costos para la planta.

Fase del Proyecto

La previsión es instalar una planta piloto en Vazante e iniciar las pruebas de aceite en abril de 2018.

Startup: ZEG Environmental
Energias renovables – Uso de un proceso llamado flash dissociation system para transformar cualquier tipo de residuo orgánico en gas y este en vapor, que se puede usar en los procesos industriales de la empresa, reduciendo el consumo de combustibles fósiles, que son más caros y contaminantes. Se puede utilizar como material inicial bagazo de maíz, residuos de madera de la construcción civil y neumáticos, entre otros.

La previsión es instalar en 2018 un equipo en Juiz de Fora, comenzando la producción en 2019 a partir de astillas de eucalipto.

Startup: Bioware – Desarrollo de Tecnología de Energía y Medio ambiente
Energias renovables – La tecnología transforma material orgánico (biomasa) en aceite combustible para uso industrial, que se puede emplear en los equipos que producen óxido de zinc. El proyecto tendrá como materia prima el eucalipto, ya existente en la región. Además de utilizar un combustible de fuente renovable, cuya quema representa menos emisiones de gases de efecto invernadero, el proyecto generará ingresos en la región con la compra del eucalipto.

Comienzo de las pruebas en junio de 2018, con previsión de entrega en agosto de 2018.

Startup: nChemi
NanoTecnología – La tecnología consiste en producir nanopartículas de óxidos metálicos funcionalizados con moléculas orgánicas en su superficie. Estas moléculas pueden tener funciones específicas, como la compatibilidad con medio orgánico, acuoso o matrices poliméricas, respuesta a la temperatura, pH y otros factores. La solución tiene por objeto el desarrollo de las nanopartículas y la aplicación piloto en muestras de los efluentes de la planta de Três Marias, con la captura de cationes de magnesio. Además del desarrollo de una tecnología innovadora para nuestras operaciones, que podrá ayudar a disminuir la cantidad de metales descargados en efluentes, la tecnología puede ser prometedora para el desarrollo de captura de otros iones de gran valor comercial, tales como galio, cadmio, tántalo y otros.

nChemi sintetizó la nanopartícula de acuerdo con el cronograma, que en las pruebas iniciales aun presentó baja eficiencia de absorción de magnesio. Con nuestro respaldo, está buscando socios para mejorar la eficiencia de absorción. El término del proyecto está previsto para junio de 18.

Startup: Ecosoluções
Nanotecnologia – La tecnología tiene como objetivo la separación de minerales en un determinado efluente, por medio de procesos físicos. Como beneficio del proceso, la empresa obtiene agua de reutilización y minerales con potencial de venta para la agricultura.

El proyecto está con un 89% de avance de la construcción del prototipo. El proveedor hizo una alianza con el Senai-Cimatec, que emitió un informe con las pruebas en equipo piloto propio que sirvieron de base para proyectar el equipo de pruebas en campo. La previsión es terminar el proyecto, con informe conclusivo, en junio de 2018.