Relatório Final Grupo Mauá 1-5N3

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
 
Cintya Coutinho – RA: 1831229 
Eduardo Rosa da Silva - RA: 1835999 
Gustavo Bernardo Vieira – RA: 1834203 
Gustavo Freire de Santiago – RA: 1836058 
Pedro Roberto Pereira – RA: 1827028 
Renato Luiz Modesto – RA: 1831004 
Rogério Suzarte de Lima - RA: 1829443 
 
 
 
 
 
 
 
OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS UTILIZANDO PILARES DA 
INDÚSTRIA 4.0 SOB O TRIPÉ DA SUSTENTABILIDADE: 
“OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS DE MINERAÇÃO NA 
PRODUÇÃO DE AGREGADOS” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MAUÁ - SP 
2021
 
 
 
UNIVERSIDADE VIRTUAL DO ESTADO DE SÃO PAULO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS UTILIZANDO PILARES DA 
INDÚSTRIA 4.0 SOB O TRIPÉ DA SUSTENTABILIDADE: 
“OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS DE MINERAÇÃO NA 
PRODUÇÃO DE AGREGADOS” 
Disponível em: XXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
 
 
 
 
Relatório Técnico – Científico Parcial 
apresentado na disciplina de Projeto Integrador 
para o curso de Engenharia de Produção da 
Fundação Universidade Virtual do Estado de 
São Paulo (UNIVESP). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mauá – SP 
2021
 
Grupo Mauá 1-5N33 
 
 
SUMÁRIO 
 
1.0 INTRODUÇÃO 4 
2.0 DESENVOLVIMENTO 5 
2.1 Problema e Objetivos 5 
2.1.1 Objetivo Geral 6 
2.1.2 Objetivos Específicos 6 
2.2 Justificativa 7 
2.3 Fundamentação Teórica 8 
2.4 Aplicação das disciplinas estudadas no Projeto Integrador 14 
2.5 Metodologia 15 
2.5.1 Processo decisório 16 
3.0 RESULTADOS 16 
3.1 Solução Inicial 16 
3.2 Solução Final 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo Mauá 1-5N34 
 
1.0 INTRODUÇÃO 
 
O extrativismo mineral é uma das atividades mais antigas da humanidade 
sendo anteriores às civilizações e à agricultura e está relacionada a toda 
atividade que tem por finalidade extrair recursos minerais do solo, seja petróleo, 
ferrosos, não-ferrosos, metais nobres, pedras preciosas, inclusive a atividade de 
exploração de águas de fontes minerais é considerada atividade mineradora. 
Tais atividades são controladas pela Agência Nacional de Mineração, órgão da 
União, de acordo com o decreto Nº 9.406, de 12 de junho de 2018. 
Mesmo que não percebamos, os produtos resultantes das atividades 
mineradoras estão ao nosso redor e em quase todos os materiais e utensílios 
que utilizamos e, portanto, causam impactos significativos ao meio-ambiente. 
A atividade mineradora é realizada em minas, que podem ser a céu aberto 
ou subterrâneas e subaquáticas. 
Os impactos causados seguem todo o ciclo de vida do produto, desde os 
danos causados no momento da extração até o seu descarte. 
Figura 1 - Mina de Ferro a céu aberto 
 
Foto: Infoescola 
 
Outro problema recorrente na indústria da mineração está relacionado aos 
acidentes, que na maior parte dos casos, toma proporções catastróficas cujos 
danos podem ser permanentes. Recentemente, no Brasil, tivemos dois casos de 
rompimentos de barragem de rejeitos da extração de minério de ferro, em 
Mariana e Brumadinho, ambas em Minas Gerais, que trouxeram perdas 
irreparáveis. 
 
Grupo Mauá 1-5N35 
 
A indústria da construção civil no Brasil é grande consumidora de produtos 
provenientes de mineradoras, alguns destes produtos são a cal (CaO), os 
componentes do cimento, areia e pedra (agregados), entre outros. 
Um dos elementos mais importantes da construção civil, pois está 
diretamente relacionado à qualidade das estruturas e segurança das edificações, 
é o concreto e a produção do concreto envolve a utilização de agregados de 
qualidade e com rígido controle de produção que atenda à norma 7211:2009, da 
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 
 
2.0 DESENVOLVIMENTO 
2.1 Problema e Objetivos 
 
A produção de agregados para o atendimento à demanda da construção 
civil é realizada por empresas de mineração especializadas, comumente 
chamadas de pedreiras. Existem inúmeras pedreiras espalhadas pelo país com 
capacidade para atender à demanda de agregados para a construção civil de 
modo geral, dentro de requisitos mínimos de qualidade quanto à distribuição 
granulométrica do material de acordo com a classificação da ABNT. 
De acordo com a norma 7211:2009 o agregado para concreto deve ser 
“composto por grãos de minerais duros, compactos, duráveis, estáveis, limpos e 
que não interfiram no endurecimento e hidratação do cimento e também na 
proteção contra corrosão da armadura”. 
Desta forma, o agregado para concreto deve possuir características 
específicas que requerem maior controle da qualidade na produção, manuseio e 
estocagem e, assim, em razão de uma cultura empresarial ainda presente nesta 
área de negócios, poucas pedreiras estão aptas a fornecerem agregados com a 
qualidade exigida para a produção do concreto, pois demandam investimentos 
em sistemas automatizados de produção e controle da qualidade a fim de 
garantir que o agregado produzido esteja dentro dos padrões exigidos. 
Os equipamentos responsáveis pela produção de agregados, os 
britadores, contam com alta tecnologia de programação e controle, porém um 
sistema de Controle Lógico Programável (CLP) não é capaz de promover em 
tempo real as alterações nas máquinas para que a produção mantenha em todo 
o processo o mesmo padrão de qualidade, pois a matéria prima, rochas, sofrem 
variações de densidade e dureza dentro de uma mesma mina. 
Sendo assim, existe grande perda de material britado que por não atender 
aos padrões de qualidade exigidos são comercializados como material de menor 
valor agregado, gerando menos rendimentos e, consequentemente, menos 
recursos para investimentos em melhorias. 
 
 
Grupo Mauá 1-5N36 
 
Figura 2 - Planta de Britagem e Usina de Concreto 
 
Foto: UTC/Constran – UHE São Manoel 
 
Tais investimentos visam não apenas a qualidade do produto final, mas 
de todo o processo produtivo, que envolve ainda, a segurança da instalação e 
do entorno e as condições laborais seguras e ergonômicas dos trabalhadores. 
Diante da escassez de matéria-prima de qualidade, grandes empreiteiras 
e fornecedoras de concreto passam a adquirir e operar suas próprias pedreiras, 
gerando assim, maior perda de lucratividade para as pedreiras já constituídas. 
Dito isto, o problema apresentado com relação à falta de qualidade do 
material que gera um produto de baixo valor pode ser solucionado com a 
implementação de processos padronizados e automatizados através de um 
sistema de CLP com um programa específico para esta atividade. 
 
2.1.1 Objetivo Geral 
A fim de buscar a solução para o problema apresentado objetivamos 
apresentar através de um estudo de caso a utilização de ferramentas de 
padronização de métodos e processos através de sistemas supervisórios e 
programas computacionais específicos para garantir a uniformidade da produção 
relacionada à produtividade e qualidade do produto, com segurança e proteção 
aos operadores, dentro de um processo de investimento exequível. 
2.1.2 Objetivos Específicos 
 
Apresentar a solução para a redução de custos de produção aliado ao 
aumento da produtividade, qualidade e segurança da operação com a utilização 
 
Grupo Mauá 1-5N37 
 
do sistema Q-Production da empresa Ma-Estro. A escolha do sistema partiu da 
necessidade de se concentrar toda a operação em um único sistema, 
especializado e com resultados conhecidos através dos estudos de caso 
apresentados. Essa escolha reduz significativamente o custo envolvido na 
instalação, programação, criação de telas e interfaces de trabalho, entre outras 
vantagens. 
Figura 3 - Sistema Ma-estro 
 
Foto: Página na Internet da empresa Ma-estro (http://www.ma-estro.com/ma-estro/pt-br/) 
 
2.2 Justificativa 
 
Conforme citado anteriormente o mercado de agregados no Brasil, apesar 
da alta produção e da alta demanda, apresenta problemas relacionados à 
qualidade do produto final, acidentes, problemas de manejo ambiental, entre 
outros. Tais problemas são resultado da falta de investimento em tecnologias e 
profissionais capazesde extrair produtos de melhor qualidade, com maior 
produtividade e segurança. 
Em 2013 o Brasil atingiu seu maior nível histórico na produção de 
agregados com 745 milhões de toneladas e, a partir de então, entrou em declínio 
juntamente com a indústria de construção civil. Apesar de sua importância para 
 
Grupo Mauá 1-5N38 
 
o desenvolvimento, a indústria de agregados enfrenta, ainda em 2021, 
problemas de baixos investimentos em qualidade e sustentabilidade. 
Segundo Fernando Mendes Valverde, Presidente Executivo da 
Associação Nacional das Entidades de Produtores de Agregados para 
Construção (ANEPAC), em entrevista concedida com exclusividade à Revista 
Agregados Online, chama a atenção para o fato de uma mentalidade ainda 
predominante no Brasil, de que a oferta de agregados é abundante e não requer 
maiores preocupações, entretanto ele salienta que “no Rio de Janeiro e São 
Paulo, por exemplo, o problema já era grave na década de 1970 e muito pouco 
foi feito para saná-lo. [ ]Em suma, a sustentabilidade passa obrigatoriamente 
pelo planejamento das operações”. 
Da mesma forma que a sustentabilidade é uma questão que recebe pouca 
atenção e, consequentemente, poucos investimentos. A qualidade do produto 
final, que passa pela questão da sustentabilidade e chega até a produtividade, 
também ainda não é alvo de investimentos consistentes, por exemplo nos EUA, 
o índice de produtividade, em dados de 2009, variava de 1.500 a 2.000 
m³/homem/mês, enquanto no Brasil, a média ficava em torno de 250 
m³/homem/mês no caso da areia (QUARESMA, 2009, apud FERREIRA e 
FONSECA JR., 2013). 
Os números relativos à produtividade demonstram com clareza que a 
escassez de investimentos em maquinário, equipamentos, qualificação e 
treinamento e sistemas de planejamento e monitoramento da produção é a 
principal causa de perda de receita, desperdícios e impactos socioambientais 
negativos. 
2.3 Fundamentação Teórica 
 
Conforme citado anteriormente o mercado de agregados no Brasil, apesar 
da produção e da demanda crescentes, a indústria de agregados no Brasil ainda 
enfrenta problemas relacionados à produtividade, qualidade e segurança das 
operações. 
Agregados são obtidos de forma natural, através da extração, como areia 
de rio, ou artificialmente a partir da quebra e do beneficiamento de rochas em 
unidades mineradoras comumente denominadas pedreiras. A classificação dos 
agregados é dada a partir da granulometria, isto é, do tamanho do grão, e segue 
as diretrizes internacionais e, no Brasil, descritas na norma ABNT 7211:2009. Os 
agregados também são classificados quanto à origem, natural ou artificial, e à 
massa específica. 
 
Grupo Mauá 1-5N39 
 
Quanto à granulometria, ou dimensões, os agregados são classificados 
de acordo com a ABNT (NBR 7211) em: 
● Miúdos: dimensão máxima característica igual ou inferior a 4,8 mm. 
● Graúdos: dimensão máxima característica superior a 4,8 mm. 
E, dentro destes dois grupos, são classificados e denominados conforme 
a figura a seguir: 
Figura 4 - Classificação granulométrica 
 
 Fonte: NBR (7211:2009) 
 
As figuras 5 e 6, a seguir, apresentam as tolerâncias admitidas com 
relação à granulometria para a produção e comercialização de agregados. Isto 
significa que a qualidade da produção impacta diretamente no valor comercial 
do produto final, isto é, produtos fora da margem de aceitação não podem ser 
comercializados como agregados classificados e, assim, perdem valor, gerando 
menos receita e perdas consideráveis. 
É importante salientar que as rochas são retiradas da natureza através de 
uma prática denominada desmonte de rochas e a perda de produto não significa 
apenas perda de receitas financeiras, mas principalmente, perda de recursos 
naturais. 
 
Grupo Mauá 1-5N310 
 
Figura 5 - Limites granulométricos do agregado miúdo 
 
Fonte: NBR (7211:2009) 
 
Figura 6 - Limites granulométricos do agregado graúdo 
 
Fonte: NBR (7211:2009) 
 
Além da granulometria, a forma e rugosidade da partícula impactam na 
qualidade do concreto. Tais características resultam da qualidade da produção. 
Denominadas plantas de britagem, a indústria de agregados é formada 
por uma sequência de equipamentos e processos que retiram a rocha da 
 
Grupo Mauá 1-5N311 
 
natureza e entregam o produto final classificado. Uma pedreira padrão é 
composta do seguinte fluxograma de processos: 
Mina: local de desmonte de rochas e extração do bloco e quebra por 
martelos pneumáticos em matacões; 
Transporte: caminhões fora de estrada transportam os matacões até a 
pedreira; 
Britagem primária: britadores primários geram pedra de mão (ou rachão) 
e pedregulhos (ou bica corrida). O peneiramento primário faz a classificação e 
separação do material; 
Britagem secundária: britadores secundários transformam o material 
recebido da britagem primária em brita 1 a brita 4. O peneiramento secundário 
faz a classificação e separação do material; 
Britagem terciária: britadores terciários reduzem o material em areia, pó 
de pedra e pedrisco. A classificação final através das peneiras distribui o material 
classificado em pilhas para comercialização. O material retido na primeira tela 
da peneira é devolvido ao processo para ser rebritado e classificado. 
Figura 7 - Planta de britagem típica 
 
Fonte: Sandvik Mining & Construction (Planta UTC-Constran) 
Apesar de os britadores possuírem hoje alta tecnologia e capacidade de 
produção de agregados de qualidade, os processos integrados da planta ainda 
são realizados de forma manual, isto é, os britadores são programados em 
painéis locais que controlam a abertura da câmara de britagem. Os 
 
Grupo Mauá 1-5N312 
 
transportadores de correias e peneiras trabalham em regime contínuo sem 
qualquer tipo de sistema automatizado. 
Desta forma não existe um sistema de controle que garanta a 
maximização da operação, seja em qualidade, seja na garantia dos limites 
normalizados de granulometria ou mesmo no controle do consumo energético 
da planta. 
Outro ponto importante está relacionado à ergonomia, saúde e segurança 
do trabalho, pois o operador atua diretamente na área de instalação do 
equipamento e realiza as operações através de botoeiras de comando, ficando, 
assim, exposto a intempéries, riscos físicos e químicos. 
Desta forma, se torna necessária a utilização de ferramentas capazes de 
atender a todas as demandas da produção que são: 
● Segurança; 
● Ergonomia; 
● Controle da qualidade; 
● Controle da produção; 
● Aumento da produtividade; 
● Acompanhamento em tempo real da operação. 
A solução para este problema pode ser encontrada na indústria 4.0, ou 4ª 
revolução industrial. Mas o que isso significa? 
De acordo com a Associação Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento 
das Empresas Inovadoras (ANPEI, acessado em 18/05/2020) “podemos dizer 
que a quarta revolução industrial é a Internet das Coisas aplicada à manufatura. 
Os sistemas físicos se comunicam e cooperam uns com os outros e trazem 
novas possibilidades, como o trabalho remoto”. 
Em Desafios para a Indústria 4.0 a CNI a define como resultado da 
incorporação da digitalização à atividade industrial, “caracterizada pela 
integração e controle da produção a partir de sensores e equipamentos 
conectados em rede e da fusão do mundo real com o virtual, criando os 
chamados sistemas ciberfísicos e viabilizando o emprego da inteligência 
artificial” (CNI, p.11). 
A digitalização dos processos do cotidiano, seja da produção industrial, 
da escrita de um texto ou de um aplicativo de transporte já é uma realidade e 
está associada às tecnologias de informação e comunicação (TICs). A internet 
se apresenta como o ponto de interligação entre essas tecnologias permitindo a 
comunicação entre um número ilimitado de dispositivos. A esta utilização da 
 
Grupo Mauá 1-5N313 
 
internet se convencionou denominar internet das coisas ou IoT na sigla em inglês 
(Internetof Things). 
A conexão de sistemas e aplicativos através da IoT permite o tráfego de 
informações que possibilita a automatização de processos, o acompanhamento 
remoto, a comunicação, entre uma infindável gama de aplicações. A 
digitalização promove avanços nas mais diversas áreas como mostra a figura 
abaixo: 
Figura 8 - Principais áreas de avanço com a digitalização 
 
Fonte: CNI 
 
A coleta e o tratamento de dados, Big Data, permitem que um centro de 
operações controlado por inteligência artificial exerça toda a operação de 
diversas plantas simultaneamente, avaliando e ajustando parâmetros. Os dados 
armazenados na nuvem, isto é, em um provedor online em tempo integral, 
podem ser acessados por qualquer usuário com permissão através de um 
smartphone, que pode também emitir alarmes de falhas, dentre muitas outras 
funções. 
Figura 9 - Tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0 
 
Grupo Mauá 1-5N314 
 
 
Fonte: CNI 
A utilização de um sistema de internet via satélite, que hoje é um serviço 
oferecido por diversas empresas e que consiste na instalação de uma antena 
receptora e de um modem, permite que plantas localizadas em áreas não 
atendidas pela internet de banda larga convencional sejam monitoradas 
remotamente. A comunicação da planta se dá através de protocolos de 
comunicação ethernet disponíveis em um CLP (controlador lógico programável) 
e, neste estudo de caso, de um CLP específico, o software Ma-Estro. 
O software, uma vez instalado e parametrizado conforme as 
necessidades da operação, passa a controlar automaticamente a produção e 
permite enviar os dados operacionais para uma central remota onde os dados 
são avaliados. O sistema permite também que os operadores alterem 
remotamente os parâmetros a fim de se otimizar o processo. Sinais de mau 
funcionamento ou falhas podem ser recebidos para essa central que, em posse 
das leituras dos dados dos equipamentos, envia um técnico para o local já com 
o pré-diagnóstico e com o material necessário para a realização dos reparos. 
A automação industrial e a internet das coisas advindas do conceito de 
indústria 4.0, nos traz a possibilidade de operar o sistema com menor custo e 
otimização de recursos, obtendo um produto final com maior qualidade e, 
portanto, maior valor de mercado. 
A segurança e a saúde também são priorizadas, pois os operadores são 
deslocados das áreas produtivas para uma sala de controle climatizada onde 
não estarão expostos a riscos de acidentes e ambientais e em condições de 
ergonomia adequadas. 
2.4 Aplicação das disciplinas estudadas no Projeto Integrador 
 
A elaboração deste trabalho contou com os conhecimentos adquiridos nas 
disciplinas deste semestre da seguinte forma: 
 
Grupo Mauá 1-5N315 
 
a) PCP - Programação e Controle da Produção: Compreensão da 
necessidade de um sistema de programação e controle da produção a fim 
de se atingirem os objetivos de qualidade, produtividade e 
sustentabilidade; 
b) Gestão da Qualidade: A gestão da qualidade é essencial para garantir o 
valor agregado ao produto final obtido através do PCP. 
c) Organização do Trabalho: Assim como a gestão da qualidade, a 
organização do trabalho está diretamente ligada ao PCP, pois garante a 
melhor utilização dos recursos humanos e materiais na cadeia produtiva; 
d) Ergonomia: A automação dos processos, não garante apenas a melhoria 
na produção, mas também na ergonomia, pois desloca o operador da área 
de produção para a sala de operações da planta, garantindo segurança e 
conforto na operação. 
e) Modelagem e Simulação: O primeiro passo para a implementação de 
um sistema de PLC é a modelagem do processo e a simulação em 
ambiente virtual até se atingirem os objetivos desejados e, então, passar 
para a etapa de programação e instalação física do sistema na planta. 
Através da simulação é possível detectar antecipadamente as possíveis 
falhas, gargalos na produção, pontos de conflito, entre outros parâmetros 
essenciais para a implantação com sucesso do sistema de controle 
computadorizado. 
2.5 Metodologia 
 
A metodologia utilizada foi o estudo de caso a fim de se demonstrar com 
um exemplo real os resultados alcançados por uma indústria mineradora 
produtora de agregados para a produção de concreto com a utilização de um 
sistema computadorizado de controle das operações através da implantação de 
um software específico para esta finalidade. 
O estudo de caso partiu de uma condição existente no mercado brasileiro 
de deficiência no controle de qualidade dos agregados e buscou, através de 
pesquisa na literatura especializada, alternativas existentes e exequíveis dentro 
da realidade brasileira para a solução do problema da falta de qualidade e do 
controle e melhoria de outros aspectos na produção mineradora, incluindo 
fatores como segurança e bem-estar dos operadores. 
Através da análise das opções possíveis, foi tomada a decisão pela 
aplicação do sistema Q-Production da Ma-Estro. 
Tal decisão se apoiou no fato de o sistema ser um controlador lógico 
programável (CLP) específico para plantas de britagem para produção de 
 
Grupo Mauá 1-5N316 
 
agregados e, desta forma, um sistema já programado de acordo com as 
características e particularidades deste tipo de operação o que elimina a 
elaboração de processos como desenvolvimento de fluxogramas de processos, 
diagramas unifilares, lógicas de programação, programação de telas de 
supervisório, entre outras ações típicas do desenvolvimento de um sistema 
supervisório a partir do início, ou seja, com esta aplicação o sistema supervisório 
já está desenvolvido bastando apenas inserir os dados específicos da planta em 
operação. 
2.5.1 Processo decisório 
 
Nas reuniões iniciais foi realizado o processo de brainstorm pelos 
integrantes do grupo a fim de se levantarem as possíveis ideias para a realização 
do projeto. Após a apresentação das alternativas apresentadas pelos integrantes 
do grupo foi realizada uma reunião de definição do tema e do foco, assim como 
dos objetivos. 
O tema foi escolhido levando em consideração a aplicação das disciplinas 
envolvidas e o tema chave do projeto integrador: otimização de processos 
utilizando pilares da indústria 4.0 sob o tripé da sustentabilidade. Desta forma, o 
tema foi escolhido por abordar as melhorias na produção em produtividade, 
qualidade, segurança, ergonomia e sustentabilidade através da utilização dos 
conceitos da indústria 4.0. 
A partir da escolha do tema houve o contato com o profissional que atua 
nesta área a fim de serem colhidas informações para a elaboração do trabalho. 
3.0 RESULTADOS 
3.1 Solução Inicial 
A solução inicial proposta levantou a possibilidade de utilização dos 
sistemas de CLP convencionais disponíveis no mercado, como Siemens ou 
Rockwell, pois é uma solução amplamente utilizada na indústria para controle e 
monitoramento da operação. 
O projeto inicial contou com a elaboração de fluxogramas de processos a 
fim de se determinar quais parâmetros o sistema supervisório deveria controlar 
para se automatizar satisfatoriamente a produção. 
Durante a elaboração da planta do sistema, que contou com a utilização 
do software Plant Designer, da Sandvik, cujo material foi cedido para este 
estudo, este se mostrou extremamente complexo e com muitas variáveis a 
serem controladas o que passou a tornar a opção de um controle geral e 
centralizado da planta praticamente inviável, desta forma, se pensou na 
 
Grupo Mauá 1-5N317 
 
fragmentação dos processos por ilhas, ou estações, de trabalho a serem 
divididas em britagem primária, peneiramento primário e assim sucessivamente. 
Entretanto esta solução da proposta inicial de um controle centralizado se 
mostrou um investimento economicamente oneroso, porém, apesar de um maior 
tempo de recuperação do investimento, ainda seria viável e necessário, mas 
ainda não atendia às expectativas do projeto. 
Assim, o projeto deimplantação de um sistema de CLP a partir da análise 
dos processos foi abandonado na fase de fluxograma em vista dos resultados 
de pesquisas informais com profissionais da área que retornaram com opções 
existentes que vinham de encontro às necessidades operacionais. 
Esta constatação foi corroborada pela experiência evidenciada pelos 
operadores de plantas de britagem. 
Figura 10 – Limitações de controles tradicionais 
 
Fonte: Apresentação empresarial no youtube 
 
Figura 11 – Limitações de supervisórios 
 
Grupo Mauá 1-5N318 
 
 
Fonte: Apresentação empresarial no youtube 
 
Figura 12 – Limitações de supervisórios 
 
Fonte: Apresentação empresarial no youtube 
3.2 Solução Final 
 
 
Grupo Mauá 1-5N319 
 
Dentro das expectativas de uma solução mais adequada a pesquisa 
apontou a existência de um software específico para esta finalidade, com melhor 
relação custo-benefício, pois além de permitir um controle unificado da produção, 
elimina processos de engenharia de desenvolvimento da lógica do sistema 
supervisório, criação de telas, entre outros processos. 
A partir da análise dos estudos de caso apresentados pelo desenvolvedor 
do sistema, inclusive no Brasil, optou-se pela utilização do sistema Q-Production 
como forma de realizar a melhora nos diversos processos e operações da planta. 
Após a escolha da solução adequada foi iniciado o estudo de caso para 
se estabelecerem as variáveis onde a solução implementada gerou melhorias 
significativas. O estudo foi realizado a partir da pesquisa no material do próprio 
desenvolvedor e de seus representantes no Brasil. 
O programa Q-production é baseado na filosofia chamada de AFC pelo 
desenvolvedor, sigla em inglês de Automatic Feeder Control, ou seja, Controle 
Automático de Alimentação. Este sistema foi desenvolvido baseado na 
alimentação de material nos equipamentos, pois este é comprovadamente o 
maior motivo de perda de produtividade e de qualidade, além de maior consumo 
energético. 
Isto porque a câmara de britagem vazia produz material de geometria 
irregular já que não há o movimento desejado de descida do material através da 
câmara enquanto atrita com as paredes do britador e os outros materiais 
britados, movimento que melhora a geometria do produto final. Ao contrário disto, 
a câmara excessivamente cheia requer maior força de britagem e o material, em 
grande parte, não escoa corretamente até que a câmara transborde. 
Peneiras e alimentadores vibratórios, assim como silos e correias 
transportadoras também são monitoradas por sensores de nível e atuam dentro 
de sua melhor capacidade. 
O custo de produção é impactado por todos os eventos advindos da falta 
de controle da produção como: paradas não programadas, equipamentos 
rodando em vazio, desperdício de matéria-prima, acidentes, consumo energético 
elevado, entre outros. 
O gráfico a seguir ilustra o percentual de participação de determinados 
eventos no custo da produção: 
Figura 13 – Custo de produção 
 
Grupo Mauá 1-5N320 
 
 
Fonte: Ma-estro 
As máquinas de britagem produzidas atualmente contêm sistemas de 
controle e monitoramento, porém as máquinas da planta não são conectadas 
entre si ou com os outros equipamentos da instalação. O sistema proposto faz a 
interligação e o controle de todos os elementos da planta de forma integrada e 
completa. A IHM (Interface Homem Máquina) é amigável e simples. 
O sistema possui filosofia que integra todos os elementos da operação e 
permite o acompanhamento em tempo real à distância devido aos protocolos de 
comunicação via internet e pode ser acessado de um computador, tablet ou 
telefone celular. 
Os dados obtidos pelo sistema de controle podem ser acessados de 
qualquer local. Além do acompanhamento em tempo real das condições 
operacionais do sistema, é possível acessar gráficos, planilhas e gerar relatórios 
da situação momentânea. 
Esse acompanhamento permite a tomada de decisões e de ações 
gerenciais e operacionais mesmo à distância. 
 
 
Figura 14 – Sistema de controle conjunto 
 
Grupo Mauá 1-5N321 
 
 
Fonte: Ma-estro 
Figura 15 – Sistema de monitoramento remoto 
 
Fonte: Ma-estro 
Assim, a partir do projeto inicial da planta de britagem é possível alcançar 
melhores resultados a partir de uma ferramenta operacional de interface simples 
e específica para este setor produtivo. 
 
Figura 16 – Sala de Controle 
 
Grupo Mauá 1-5N322 
 
 
Fonte: Ma-estro 
Figura 17 – Monitoramento da planta e indicadores do processo 
 
Fonte: Ma-estro 
 
Em uma pedreira localizada na Itália, país de origem do software em 
estudo, a implantação do sistema AFC gerou os resultados abaixo: 
 
Grupo Mauá 1-5N323 
 
Figura 18 –Resultado obtidos com a implantação do sistema 
 
Fonte: Ma-estro 
3.2.1 Estudo de caso 
 
O início do processo de controle da produção se deu com a elaboração 
do balanço de massas, que consiste de um fluxograma onde são selecionados 
o layout da planta, os equipamentos e suas configurações. Estes fluxogramas 
são obtidos com a utilização de programas específicos dos fabricantes de 
equipamentos, como o Plant Designer da Sandvik e o BRUNO da Metso. 
Para este estudo foi utilizado o Plant Designer da Sandvik, empresa que 
realizou o fornecimento da planta de britagem. 
Estes programas, porém, apenas indicam o balanço de massas teórico da 
planta em condições ideais de operação, ou seja, os resultados obtidos na 
produção real ficam abaixo do apresentado pelas diversas razões apontadas 
neste relatório. 
A seguir temos três cenários apresentados de acordo com as 
necessidades do cliente e levando em consideração os parâmetros ideais 
desejados. Parâmetros inerentes ao material a ser britado são fixos, pois se 
 
Grupo Mauá 1-5N324 
 
referem ao material retirado da mina em exploração. Os parâmetros variáveis 
são: 
● Alimentação em t/h 
● Layout da instalação 
● Quantidade e modelos de britadores 
● Quantidade e modelos de peneiras 
● Abertura das malhas das peneiras 
A alimentação em toneladas por hora está relacionada à capacidade de 
extração de material da mina e está condicionada ao maquinário empregado e à 
licença de lavra e, portanto, possui pouca margem de variação. 
 
Figura 19 – Simulação 1 
 
Figura 20 – Simulação 1 - Parâmetros 
 
Grupo Mauá 1-5N325 
 
 
Figura 21 – Simulação 2 
 
 
 
 
 
 
Figura 22 – Simulação 2 - Parâmetros 
 
Grupo Mauá 1-5N326 
 
 
Figura 23 – Simulação 3 
 
 
 
 
 
Figura 24 – Simulação 3 - Parâmetros 
 
Grupo Mauá 1-5N327 
 
 
Os estudos realizados analisando três cenários distintos apresentaram os 
resultados mostrados em cada simulação. O primeiro caso, com alimentação de 
300 t/h apresentou produção de 300 t/h de material abaixo de 22mm, porém o 
programa informou inconsistência (sobrecarga) em duas peneiras. A simulação 
2, apresentou produção de 300 t/h com alimentação de 400 t/h. No terceiro caso 
a produção foi de 350 t/h com alimentação de 400 t/h, porém com a substituição 
do britador cônico secundário CS430 (simulação 2) por um CS440 de maior 
capacidade. 
Estes estudos, entretanto, são teóricos e os resultados obtidos são 
referentes a operações em condições ideais que em condições reais não se 
realizam. 
Com a escolha do resultado 3, passou-se à elaboração do fluxograma e 
da planta de instalação. 
Figura 25 – Print da tela - Planta 
 
Figura 26 – Fluxograma 
 
Grupo Mauá 1-5N328 
 
 
A fim de se obterem os resultados teóricos os fabricantes vêm 
desenvolvendo sistemas de controle e monitoramento integrados e 
automatizados das plantas. O sistema baseado na filosofia AFC, reúne as 
características desejadas para a melhoria da produção com maior praticidade 
em relação aos sistemas supervisórios usuais. 
Figura 27 – Sistema supervisório usual 
 
Fonte: Arquivo pessoal 
 
Figura 28 – Sistema Q-Production de filosofia AFC em operação 
 
Grupo Mauá 1-5N329De acordo com o caso estudo pode-se constatar que a atividade de 
mineração voltada para a produção de agregados de qualidade para a indústria 
civil, especificamente para a utilização em concreto carece ainda de 
investimentos relacionados à melhoria dos processos produtivos. 
Estas carências estão diretamente relacionadas à qualidade e 
produtividade. Outros aspectos pouco atendidos ainda são a segurança dos 
operadores e a sustentabilidade. 
Dentro deste cenário, sistemas operacionais computadorizados surgem 
como uma ferramenta essencial na busca de qualidade para este setor. Os 
sistemas supervisórios convencionais são eficientes, porém demandam maior 
tempo de engenharia e programação, a opção em supervisão são programas 
específicos para esta atividade como o apresentado neste relatório, pois 
possuem parametrização prévia e facilidade na concepção e aplicação da lógica 
de operação da planta.
 
Grupo Mauá 1-5N330 
 
4.0 REFERÊNCIAS 
 
ANEPAC - Associação Nacional das Entidades de Produtores de Agregados 
para Construção. 
FERREIRA, G.E.; FONSECA JUNIOR, C.A.F.: Mercado de agregados no Brasil. 
XXV Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa & VIII 
Meeting of the Southern Hemisphere on Mineral Technology, Goiânia - GO, 20 a 
24 de Outubro 2013 
SILVA, Júlio Lopes; NASCIMENTO, Maria Vitória; MEDEIROS, Petróvisk 
Tenório: ANÁLISE DO PADRÃO DE PRODUÇÃO DOS AGREGADOS 
MINERAIS EMPREGADOS NA PRODUÇÃO DE CONCRETOS E 
ARGAMASSAS. Revista de Engenharia e Tecnologia.V.11, nº1, 2019, p.37 a 49. 
MA-ESTRO. Disponível em <https://ma-estro.com/> 
	1.0 INTRODUÇÃO
	2.0 DESENVOLVIMENTO
	2.1 Problema e Objetivos
	2.1.1 Objetivo Geral
	2.1.2 Objetivos Específicos
	2.2 Justificativa
	2.3 Fundamentação Teórica
	2.4 Aplicação das disciplinas estudadas no Projeto Integrador
	2.5 Metodologia
	2.5.1 Processo decisório
	3.0 RESULTADOS
	3.1 Solução Inicial
	3.2 Solução Final
	3.2.1 Estudo de caso
	4.0 REFERÊNCIAS