UNIDADE INTEGRADA SESI SENAI SAMA

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UNIDADE INTEGRADA SESI SENAI SAMA
 Adreina Silva Sousa
 Brunna Adriely Alves Rodrigues Pereira
 Lucas Santos da Silva
 Wilia Guimarães da Silva
REDUÇÃO de custo NO DESMONTE de rochas
 Alto Horizonte 
 2018
Andreina Silva Sousa
Brunna Adriely Alves Rodrigues Pereira
Lucas Santos da Silva
Wilia Guimarães da Silva
Orientador: Bernardo Magno
 Alto Horizonte
 2018
RESUMO
Em grande parte das extrações minerais a céu aberto, o desmonte da rocha e a fragmentação no processo de produção se fazem necessária a utilização de explosivos de diversos tipos. Os principais itens do processo que impactam no resultado do desmonte são: as características específicas dos explosivos utilizados, a sua repartição, a geometria aplicada, as características típicas do maciço rochoso e suas estruturas. A gestão de custo demanda um profundo conhecimento da estrutura dos custos da organização, sendo os gestores capazes de determinar custos e lucros a longo, curto e médio prazo de atividades e serviços, sempre visando à melhoria contínua. Os custos, durante o desmonte de rocha podem ser levados em conta a partir das operações de preparação dos furos de sondagem, até a explosão propriamente dita onde se avalia o rendimento através do volume obtido e do grau de fragmentação dos materiais. (Resultados comparativos dos custos da tonelada de produção de desmonte de rocha entre explosivos encartuchados e emulsão bombeada específica), e a variação do preço dos explosivos e acessórios no período, conforme detalhamento dos planos de fogo atualizados no levantamento dos dados.
SUMÁRIO
	1.   ESTUDO DOS CUSTOS OPERACIONAIS DO DESMONTE DE ROCHA POR EXPLOSIVO TIPO ENCARTUCHADO E EMULSÃO BOMBEADA.
	5
	2. Desmontes e explosivos
	6
	2. Desmontes e explosivos
	7
	2. Desmontes e explosivos
	8
	3. DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS 
	9
	3. DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS 
	10
	3. DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS 
	11
	3.2 Gestão de custos 
	12
	3.2 Gestão de custos 
	13
	3.2 Gestão de custos 
	14
	3.2 Gestão de custos 
	15
	3.2 Gestão de custos 
	16
	3.2 Gestão de custos 
	17
	3.2 Gestão de custos 
	18
	4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
	19
	5. REFERENCIAS 
	20
	
	
ESTUDO DOS CUSTOS OPERACIONAIS DO DESMONTE DE ROCHA POR EXPLOSIVO TIPO ENCARTUCHADO E EMULSÃO BOMBEADA.
Introdução
Sabe-se que a mineração é um setor indispensável para a manutenção do padrão de consumo estabelecido mundialmente. As atividades de mineração, como o desmonte de rochas com explosivos, relacionam-se à necessidade de conhecimentos técnicos específicos, bem como a respeito de segurança do trabalho e ambiental, devendo ser monitoradas continuamente, visando evitar riscos inerentes a essas atividades. Um dos pontos da mineração que são mais discutidos é, sem dúvida, o desmonte de rochas com explosivos.
No processo de desmonte de rocha cujo objetivo maior é a fragmentação do material, são utilizados tradicionalmente, explosivos de diversos tipos pelas empresas mineradoras, como por exemplo, os explosivos encartuchados e explosivos de emulsão bombeada. Em busca de se comparar os resultados do desmonte de rocha a partir da substituição do uso do explosivo encartuchado pelo uso da emulsão bombeada, sem que haja perda na qualidade de fragmentação da rocha, visa-se avaliar os ganhos em termo de estoque, custo e produtividade em relação material desmontado, é uma justificativa para o projeto.
A seleção dos objetivos a serem atingidos nesta etapa é o início de uma série de escolhas que devem ser feitas com o intuito de analisar o melhor processo a ser aplicado. 
De forma específica será tratado uma melhoria no processo, na checagem dos ganhos em termos de custo e produtividade a partir da comparação da aplicação dos processos de desmonte
 O capitulo I irá apresentar os conceitos e as histórias de desmontes e dos explosivos expondo um pouco sobre o motivo do seu excesso uso.
O capítulo II irá apresentar os principais aspectos a serem considerados numa análise de custos nas operações de P&D em uma mina a céu aberto. 
2. Desmontes e explosivos
O monitoramento e a constante observação dos custos associados às principais operações em grandes mineradoras, uma ferramenta de importante aplicação na elaboração das estimativas e no planejamento do orçamento da mina. Dentre as principais operações do ciclo produtivo, a perfuração e o desmonte (P&D) são as primeiras operações da mina, e a segunda citada é a atividade responsável pela fragmentação do minério e a adequação granulométrica para os processos seguintes. 
 Figura 1: Pólvora
 Fonte: Mundo Educação, 2018
A descoberta dos explosivos se deu na China no ano 1000 d.C., com o advento da pólvora: um pó preto formado pela mistura de carvão, enxofre e salitre (nitrato de potássio), porém, nesta época utilizado apenas para fabricar fogos de artifícios. Os explosivos em sua composição química, possuem componentes com alta energia interna, os quais, quando sensibilizados por um acionador, decompõem-se rapidamente com rápida expansão de gases, liberando energia na forma de calor e ondas de choque. As ondas de choque são, normalmente, responsáveis pela maior quantidade de danos ocasionados por uma explosão. Explosivos são substâncias sólidas, líquidas ou gasosas, individuais ou na forma de misturas, que se encontra em estado metal-estável e que através da aplicação de um estímulo adequado apresentam reação rápida de decomposição, transformando-se em substâncias quimicamente mais estáveis, gases (mais resíduos líquidos ou sólidos), com o desenvolvimento de calor e alta pressão. Para ser considerado um explosivo a substância tem que ter uma estabilidade natural que possa ser acionada por uma chama, choque, atrito ou calor. São produtos de interesse militar cujas atividades de fabricação, utilização, armazenamento, importação, exportação, desembaraço alfandegário, tráfego e comércio estão sujeitas a legislação especifica e controle do exército e estão sujeitos ao Regulamento para a Fiscalização de produtos controlados (R-105) que é aprovado pelo Decreto n.º 3.665, de 20 de novembro de 2000.
A explosão é um violento arrebentado ou expansão resultante de uma grande pressão, que pode ser causado pela transformação de um explosivo por detonação, deflagração ou outra súbita liberação de pressão como contida em um vaso de pressão.
Os explosivos são classificados de acordo com uma variedade de características, sendo que o sistema mais comum para sua classificação são divididos em:
Explosivos de alto impacto (altos explosivos) e explosivos de baixo impacto (baixos explosivos).
Os altos explosivos e os baixos explosivos (propelentes) se diferem basicamente quanto a sua velocidade de transformação. Enquanto os altos explosivos possuem velocidades de detonação geralmente entre 1.500 m/s e 9.000 m/s e pressão acima de 50.000 psi, os baixos explosivos possuem velocidade de combustão de até 1.500 m/s e pressões abaixo de 50.000 psi. Esses explosivos liberam grandes volumes de gás nos processos de detonação e deflagração. No caso dos baixos explosivos, esse processo ocorre de maneira definida e controlável. Outro caso no qual esses explosivos se diferem refere-se aos processos de combustão.
Os explosivos são utilizados em desmonte de rochas ou também conhecido como desmonte de bancadas que é a atividade mais comum de explosão de rocha. Pela definição, desmonte de bancadas significa explosão de um furo na vertical ou subverticalou uma fileira de furos para tornar-se uma superfície vertical livre. Mais de uma fileira de furos pode ser explodida ao mesmo tempo. Um momento de atraso na detonação entre as fileiras cria superfícies livres novas para cada fileira.
A ruptura da rocha por explosivos pode ser explicada em três estágios. No primeiro estágio, o explosivo detonador esmaga a rocha na proximidade do furo-parede devido à elevada pressão da detonação. No segundo estágio, ondas sísmicas de compressão criadas pela explosão, propagam-se na rocha em todos os sentidos com uma velocidade igual.
Quando as ondas sísmicas de compressão atingem a superfície, transformam-se em ondas sísmicas de tensão. Isto causa forças de tensão na rocha que a farão partir, se a energia da onda for suficientemente grande. Como regra geral, a força de tensão da rocha é de aproximadamente 1/10 da sua força de compressão, sendo por isso necessário definir uma malha de perfuração que garanta esta relação.
No terceiro estágio, o gás de alta pressão (aprox. 1000l/kg de explosivos) da detonação penetra nas fraturas que são a consequência da falha no segundo estágio e alarga-as. A massa da rocha entre o furo e a face livre cederá e será então empurrada para frente pela pressão do gás.
 Dentre os objetivos de uma detonação, podemos destacar, a fragmentação e distribuição granulométricas adequadas que permitem carregamento, transporte, manuseio e beneficiamento eficientes (forma adequada, sem excesso de finos blocos muito grandes); a formação da pilha de material desmontado; danos poucos significativos ao maciço remanescente; minimização de impactos ambientais; aperfeiçoamento dos custos, inclusive os das operações subsequentes.
Há dois tipos de desmontes, sendo eles o primário e o secundário no qual o primário tem como objetivo fragmentar e liberar a rocha preparando-a para a sua escavação através de pás-carregadoras, escavadoras, “draglines” ou tratores. O montante de preparação ou condicionamento da rocha, a ser feito pelo desmonte por explosivos, depende tanto das características do maciço rochoso, como do tipo, tamanho e modo de operação do equipamento de escavação.
Já o secundário é feito quando o desmonte primário não produz blocos com tamanhos adequados para as operações subsequentes (blocos muito grandes) há a necessidade de novos desmontes.
O resultado de qualquer desmonte de produção com diversos furos depende muito das interações entre os furos. A sequência na qual os furos são iniciados e o intervalo de tempo entre as detonações sucessivas têm uma maior influência na performance total do desmonte. Um plano de fogo insatisfatório (até o ponto do esquema de iniciação) não pode ser corrigido por meio de um bom esquema de iniciação. Cada furo de mina deve ser preparado, carregado e tamponado de modo que os gases da explosão permaneçam confinados por um período razoável de tempo. Estes gases devem quebrar, deslocar e liberar a rocha carregada satisfatoriamente sem criar lançamento excessivo (ultralançamento), ultra quebra (“overbreak”), vibrações do terreno e sopro de ar (sobrepressão atmosférica).
Um projeto de desmonte de rochas envolve a definição econômica de cargas explosivas, sua distribuição geométrica, o cronograma temporal de deflagração, a definição de acessórios e tipo de utilização de cada um. Um projeto tecnicamente correto é aquele que maximiza a utilização da energia de detonação, canalizando-a para a fragmentação adequada da rocha (incluída aqui a localização da pilha desmontada).
Todavia sempre uma parcela da energia explosiva produz efeitos indesejáveis como vibrações de terreno, subpressão atmosférica (tanto na faixa audível como na não audível), ultralançamentos e emissão de material particulado e gases. Portanto, deve-se minimizar a probabilidade de ultralançamentos, e controlar a vibração do terreno e do ar (ruído e sob repressão).
Maiores detalhes sobre redução de custos de explosivos, cálculos e instrumentos serão apresentados no capítulo II.
 
3. DESMONTE DE ROCHAS COM EXPLOSIVOS 
Em grande parte das extrações minerais a céu aberto, para o desmonte da rocha e a fragmentação no processo de produção se faz necessária a utilização de explosivos de diversos tipos.
Desta forma, todo o processo de desmonte de rocha torna-se de fundamental importância para obtenção do produto final, pois quando não aplicado com sucesso, pode comprometer o valor do produto.
 Figura 2: Desmonte
 Fonte: Técnico e Mineração, 2018
Melhoria de processos é um coeficiente analítico para o sucesso institucional de qualquer organização, seja pública ou privada, desde que efetuadas de forma sintetizadas e entendidas por todos na organização.
Os principais itens do processo que impactam no resultado do desmonte são: as características específicas dos explosivos utilizados, a sua repartição, a geometria aplicada, as características típicas do maciço rochoso e suas estruturas.
Para que se possa determinar o tipo de explosivo viável, é necessário levar em consideração alguns fatores, como:
Dureza da rocha (dura, média, branda);
Tipo de rocha (ígnea, metamórfica, sedimentar);
Natureza da rocha (homogênea fraturada);
Presença de água;
Região a que se destina (carga de fundo, carga de coluna);
Diâmetro dos furos;
Estes elementos vistos em conjunto, devem ser analisados para a tomada de decisão com o intuito de alcançar o melhor padrão de desmonte com o menor custo, alguns passos devem ser seguidos, a definição do plano de fogo a ser utilizado dependerá de algumas variáveis como: o tamanho dos equipamentos utilizados na perfuração, no carregamento e transporte, que atenda o tamanho da boca do britador primário e a finalidade do material a ser britado. A fragmentação da rocha deve obedecer à especificação do processo seguinte, pois de nada adianta um plano de fogo bem executado e com baixo custo de explosivos e de furação, mas que não atenda os, requisitos de granulometria especificado, outro ponto é o diâmetro da perfuração que está diretamente associado à malha empregada, quanto maior o diâmetro do furo, maior será a área da malha de perfuração. Atingindo assim em uma menor quantidade de furos, uma maior porção de material desmontado, também tem a malha de perfuração que corresponde à área decorrente do produto das distâncias em metros, seguidos para a locação dos furos em uma frente de escavação de rocha. Onde é expressa conforme equação:
S = A x E (1)
Onde: A = Afastamento (espaço entre a face livre e os furos); E = Espaçamento (espaço entre um furo e outro); S = Malha em m2. Alguns acessórios de detonação serão introduzidos as cargas explosivas nos furos, procede-se à detonação inicial, através de acessórios especiais, que provocará a explosão das cargas, entre eles está o estopim que é um filamento de pólvora enrolado e protegido por fio ou fita (tecidos impermeabilizantes), encerado ou com revestimento plástico. Queimam com velocidade constante e conhecida – 110 a 130m/s, produzem na extremidade oposta um sopro ou chama capaz de provocar a detonação de pólvora ou espoleta, tem também a espoleta simples (comum) que são cápsulas de alumínio, fechada em uma extremidade, preenchida por uma carga iniciadora (azida de chumbo), uma carga de base (tetra-nitrato de penta eritritol). São sempre iniciadas por estopim introduzido na outra extremidade da cápsula por meio de um alicate especial. Usadas para detonações secundárias e não são usadas em detonações simultâneas, outro tipo de espoletas são as elétricas que são detonadas por uma corrente elétrica sendo necessária uma intensidade mínima para provocar a explosão, permitem detonar diversas cargas ao mesmo tempo. Podem ser instantâneas ou de tempo, outro acessório é o cordel detonante que é a forma mais segura para detonação a céu aberto (sem eletricidade). O cordel é em si um explosivo e por isso quando detona, age como escorva para cargas explosivas, detonadoras também. O núcleo é formado por um alto explosivo (tetranitratode penta-eritritol – PETN) com uma velocidade de 7000m/s. 
 3.1 Limitações do uso da emulsão bombeada no processo de desmonte de rochas
Existem limitações para o uso da emulsão bombeada. Desta a forma, a simples troca do explosivo encartuchado pela emulsão bombeada não garante resultados satisfatórios. As principais limitações para o uso da emulsão bambeada levantadas no estudo são:
• Aspectos culturais das organizações;
• Características da rocha desmontada;
• Rochas com fissuras e/ou fraturadas;
• Características do produto final;
• Proximidade com áreas urbanas;
• Condições de acessibilidade a área de desmonte.
Também é importante enfatizar que a falta de conhecimento sobre o processo de desmonte pelo uso da emulsão bombeada e fatores culturais organizacionais podem apresentar como limitações para o uso da emulsão bombeada.
3.2 Gestão de custos 
A gestão de custo demanda um profundo conhecimento da estrutura dos custos da organização, sendo os gestores capazes de determinar custos e lucros a longo, curto e médio prazo de atividades e serviços, sempre visando à melhoria contínua.
Os custos, durante o desmonte de rocha podem ser levados em conta a partir das operações de preparação dos furos de sondagem, até a explosão propriamente dita onde se avalia o rendimento através do volume obtido e do grau de fragmentação dos materiais. Se por um lado pode-se aumentar o custo com equipamentos mais avançados para realização da perfuração da rocha, por outro lado, ganha-se no volume de material quebrado e fragmentado, influenciando nas etapas seguintes como transporte, britagem, energia, entre outros. Portanto, a escolha do material para promover a explosão, bem como os acessórios de perfuração e parâmetros de detonação, torna-se primordial para a eficácia do desmonte, pois um desmonte mal executado gera matacos de que consequentemente terá que ser utilizado algum equipamento para a diminuição desse bloco de rocha, como por exemplo o uso do rompedor que gera um custo a mais.
 Para isso, tem que existir uma técnica bem aplicada desses acessórios, a fim de que torne o empreendimento viável, eliminando variáveis riscos presentes na tarefa. Sendo assim, a soma de todos os fatores acima mencionados, se dão por equação que resulta nos custos de desmonte de acordo com a seguinte fórmula:
CD=CT+CMO+CEX+CAC
Onde: CD= custo de desmonte; CT= custo de transporte; CMO= custo de mão de obra; CEX= custo do explosivo; CAC= custo de acessórios;
Com a utilização de explosivos em emulsão, a quantidade de furos realizados na rocha, são menores do que a quantidade feitas para a utilização de encartuchados, além de obter um volume de material fragmentado maior devido ao poder de fogo.
O gráfico 1 apresenta o comparativo dos resultados do custo total médio da tonelada de rocha desmontada. Os resultados apresentados correlacionam os custos totais (que levam em consideração: custo de perfuração do metro linear, custo com explosivos, e custo com acessórios para detonação), referentes ao desmonte
de rocha. Os dois processos propostos (explosivos encartuchados e emulsão bombeada), podem ser evidenciados estes dados nos planos de fogo realizados para cada tipo de explosivo utilizado no período de estudo em questão.
De acordo com os demonstrativos de custos apresentados no gráfico 1, pode-se avaliar que o custo da tonelada desmontada é maior com o uso do explosivo encartuchado. Desta forma, percebe-se que o valor médio total dos custos por tonelada desmontada com o explosivo encartuchado apresenta uma variação entre R$ 1,57 a R$1,65. Já o custo médio total com o uso da emulsão bombeada varia de R$ 1,07 a R$1,16 a tonelada.
Para efetuar um desmonte numa área de 315 m2 com aproximadamente 315.000 toneladas gasta-se com encartuchado varia entre R$ 494.550,00 à R$ 519.750,00 a cada desmonte, já com a emulsão bombeada nessa mesma área gasta-se R$ 337.050,00 à R$ 365.400, sabendo que o preço por Kg do encartuchado custa em média R$ 6,96 e o preço da emulsão bombeada custa R$ 5,50 o Kg, dessa forma pode-se dizer que o uso da emulsão bombeada gera economia em relação ao uso dos encartuchados.
 
 Figura 3: Emulsão bombeada
 Fonte: Nitronel, 2018
A tabela 1 apresenta a variação do custo da detonação com o uso do explosivo encartuchado em comparação ao uso da emulsão bombeada.
A variação entre o percentual e o próprio custo com a detonação é atribuída à necessidade de adequação do arranjo da malha (pequenas modificações no espaçamento ou afastamento da malha para atender alguma necessidade específica), e a variação do preço dos explosivos e acessórios no período, conforme detalhamento dos planos de fogo atualizados no levantamento dos dados.
Para comparação da eficácia do processo de desmonte de rocha comparando o uso do explosivo encartuchado e da emulsão bombeada, foram realizados desmontes, de tal forma que o volume (m3) desmontado fosse o mais próximo possível em ambos os processos. Vale ressaltar que as características e dimensões da malha utilizada nos processos atuais foram adequadas ao longo do tempo para atender as especificações do material produzido pela empresa estudada, em período anterior a este estudo.
De acordo com o gráfico 2, fica evidenciado que para o desmonte realizado com uso de emulsão bombeada tem-se uma diminuição na média da metragem furada conforme período analisado. A diminuição da metragem furada está associada às características dos explosivos, visto o maior poder explosivo da emulsão bombeada e as dimensões da malha, em função do poder de fogo de cada explosivo.
Já o gráfico 3 sugere a necessidade de aumento da malha de perfuração, variando aproximadamente 44% na metragem furada. Ao utilizar uma malha de perfuração maior durante o processo de detonação das rochas com emulsão bombeada, a quantidade de furos realizada se torna menor que a utilizada com explosivos encartuchados para desmontar o mesmo volume aproximado de material.
Pode-se observar também no gráfico 3, que a variação da média da metragem furada está diretamente relacionada com a diferença da área entre furos das malhas da emulsão e encartuchado, ou seja, ao utilizar a emulsão bombeada e consequentemente o aumento das dimensões da malha, é possível perceber redução
da metragem perfurada ou como preferir o aumento da metragem perfurada com o uso do encartuchado.
 Figura 4: Encartuchados
 Fonte: Dinadrill Perfuração e Desmonte, 2018
Ao se trabalhar com malhas de perfuração de maior afastamento e espaçamento (malhas abertas), os custos com perfuração e explosivos são bem menores do que quando se utiliza malhas de perfuração com afastamento e espaçamento menores (malhas fechadas), que demandam maior tempo de perfuração e um consumo maior de explosivos, óleo diesel e maior desgaste com acessórios de perfuração conforme demonstra a figura 1. 
 Figura 5: Malhas de furos
 Fonte: ANEPAC, 2018
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Conclui-se que com base nos fatos analisados podem-se atingir grandes resultados através de uma série de escolhas que devem ser feitas com o intuito de analisar o melhor processo a ser aplicado. 
Identificou-se que o uso dos encartuchados gera um custo de R$ 494.550,00 à R$ 519.750,00 a cada desmonte, já com a emulsão gera um custo de R$ 337.050,00 à R$ 365.400 e maior qualidade, tais como uma melhor granulometria, menor incidência de matacos e que produz um corte mais regular do talude, em relação ao produto final é bem maior com a emulsão.
 
 
 
REFERENCIAS 
Estudo dos custos operacionais do desmonte de rocha por explosivo tipo encartuchado e emulsão bombeada.
Disponível em:<http://anepac.org.br/agregados/artigos/item/303-estudo-dos-custos-operacionais-do-desmonte-de-rocha-por-explosivo-tipo-encartuchado-e-emulsao-bombeada>Acessoem:30/04/2018.
Desmonte de rochas com explosivos e legislação.
Disponível em:<https://tecnicoemineracao.com.br/desmonte-de-rochas-com-explosivos-e-legislacao/> Acesso em: 06/05/2018.