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MINERÍA

Pellets de exportación

Una empresa introduce innovaciones en el sistema productivo de aglomerados de mineral de hierro

En Ubu (ES), el pellet es embarcado hacia el exterior

SAMARCOEn Ubu (ES), el pellet es embarcado hacia el exteriorSAMARCO

La empresa minera brasileña Samarco ha desarrollado una nueva tecnología, más eficiente y económica, para verificar el porcentaje de recubrimiento de las esferas de mineral de hierro que se utilizan para la fabricación del acero. Esas esferas son aglomerados de mineral de hierro (óxido de hierro o hematita, Fe2O3), con un diámetro variable entre 6,3 y 16 milímetros. Se las produce a partir de la transformación de minerales con bajo tenor en un producto noble, con alto valor agregado. El desafío consiste en minimizar la tendencia a pegarse de este tipo de producto en los hornos de los clientes de Samarco, durante el procedimiento destinado a que el pellet se transforme en hierro metálico (Fe) mediante la extracción del oxígeno, en un proceso químico denominado reducción, lo contrario a la oxidación.

El pellet constituye el principal producto de la empresa, que lo exporta a más de 20 países como materia prima para el proceso de obtención de acero. El proceso de reducción se efectúa en hornos que operan a temperaturas altísimas, que pueden llegar a 950 ºC en algunas zonas del horno. Heidy de Oliveira Simões, que se desempeña como técnica de proceso en Samarco, explica que la temperatura y la presión mantienen relación directa con la productividad de los hornos. “Pero eso tiene un límite, porque el aumento de la temperatura coadyuva a la aparición de un fenómeno, donde las bolas se adhieren unas a otras, denominado clustering, que afecta la permeabilidad del lecho del horno e impactan en la productividad”.

El trayecto del mineral hasta llegar a esa etapa es largo. El proceso se inicia con la extracción en el complejo de minas a cielo abierto de Germano y Alegria, en las localidades de Mariana y Ouro Preto, en Minas Gerais, donde Samarco posee reservas por unos 3 mil millones de toneladas del producto. Toda la producción del mineral y la remoción de material innecesario se realizan con maquinaria móvil de gran porte. “Luego, se transporta el mineral hasta los concentradores mediante un sistema de cintas transportadoras que evitan la utilización de camiones, con lo cual se reduce la generación de polvo y el ruido”.

SAMARCOPelotitas blanqueadas con sustancias antiadherentes y otras sin recubrimiento, más oscurasSAMARCO

En esos concentradores, emplazados en dos plantas industriales en la instalación de Germano, al mineral proveniente de la mina se lo fragmenta, se lo muele y se lo separa de sus impurezas por medio de flotación reversa, un proceso pionero empleado por Samarco, en el cual lo que flota es el contaminante, y no el producto. Luego de esa purificación, el material, que poseía un contenido de hierro del 46%, pasa a tener un 67,5%, además de las características  fisicoquímicas necesarias para las fases subsiguientes. A ese mineral concentrado en polvo se le agrega agua, transformándolo en una pasta con una consistencia similar a la del lodo. Esa pasta, compuesta por un 70% de mineral de hierro y un 30% de agua, se transfiere a tanques de almacenado para, a continuación, transportarla hasta las centrales que la convertirán en pellets en Ubu, estado de Espírito Santo. Tres mineroductos, con unos 400 kilómetros cada uno, hacen posible ese transporte. En la práctica, se trata de grandes tubos enterrados a alrededor de 1,5 metros de profundidad, por donde se transporta la pasta del mineral.

Bombeo en la montaña
El primer mineroducto, construido con segmentos tubulares de 18, 20 y 22 pulgadas de diámetro, se instaló en 1977 y su capacidad de transporte es de 15,3 millones de toneladas por año. El segundo, con un diámetro que varía entre 14 y 16 pulgadas, comenzó a operar en 2008 y puede transportar hasta 8,5 millones de toneladas anuales. El más reciente comenzó su operación en abril de este año, con diámetros de 20 a 22 pulgadas y una capacidad de transporte de 20 millones de toneladas anuales. Los mineroductos funcionan por medio del bombeo que se realiza en las estaciones de bombas ubicadas desde Mariana hasta Matipó (Minas Gerais). “En esta última ciudad, Samarco posee estaciones bombeadoras que impulsan la pasta del mineral por la cuesta de Serra do Caparaó”, explica Vitor Quites, gerente del mineroducto de la empresa. “En las localidades de Guaçuí y Alegre (Espírito Santo) tenemos estaciones de válvulas que controlan el flujo al descender del cerro, en el lado capixaba [gentilicio de Espírito Sant]. Luego de pasar por esas ciudades, la pasta sigue viaje hasta la planta de Ubu”. En su trayecto, que demora tres días por los ductos, el mineral atraviesa 25 ciudades, desde Minas Gerais hasta Espírito Santo.

transportadora de rodillos con las bolas

SAMARCOTransportadora de rodillos con las bolasSAMARCO

Los mineroductos están construidos en acero de alta resistencia para evitar la abrasión que el mineral podría causar a su paso, según Quites. Además de constituir un método de transporte más económico, no causan impactos relevantes al medio ambiente o a las comunidades que surcan. “Los ductos consumen poca energía, no generan ruidos, no emiten dióxido de carbono (CO2), ni disgregan material en partículas (polvareda o polvo del mineral)”, asegura Quites. “Además, al hallarse soterrados, no interfieren con las autopistas, vías del ferrocarril o puentes, ni en las áreas urbanas de los municipios. Otro ítem importante radica en la seguridad que implica este tipo de transporte, un dato aún más relevante si se lo compara con el transporte por carreteras o ferroviario”.

Una vez que llega a la planta en Ubu, la pasta atraviesa un proceso de filtrado, para extraerle parte del agua y producir los pellets. A continuación, se le añaden ingredientes (carbón, caliza y un agente aglomerante) y comienza el proceso de aglomeración, donde se producen las pelotitas en crudo. Finalmente, pasan por una fase de endurecimiento (quema) y luego son cribadas para la remoción del material con granulometría inadecuada. Después de esa etapa, se las pulveriza con un spray de un óxido refractario, bajo la forma de una solución acuosa (es decir, el producto diluido en agua). Ese agregado se realiza en las torres de transferencia, antes de que las pelotas queden apiladas en los patios de almacenaje o se las envíe a las empresas compradoras.

El spray forma una capa de óxido refractario en la superficie de las bolitas (resistente a altas temperaturas), es denominado agente de recubrimiento (coating) o agente antiadherente. Esta aplicación tiene por objeto minimizar la tendencia de las bolitas a pegarse durante el proceso de reducción, actuando como una barrera física entre ellas. “Para aumentar la competitividad de nuestro producto, se necesita cuantificar ese recubrimiento, es decir, saber cuánto de la superficie de cada bolita se encuentra recubierta con el óxido refractario”, explica Simões. “La disminución de la incidencia del clustering resulta esencial para la estrategia de Samarco en el mercado de reducción directa”.

078-081_Mineracao_220Tiempo de recubrimiento
Según revela Simões, antes de la innovación de Samarco, el test para verificar el recubrimiento de las pelotitas sólo era posible recurriendo a un análisis estándar (ISO 11256), una prueba que se efectúa a una temperatura de 850 ºC, simulando el proceso de reducción. “El problema radicaba en el elevado tiempo que insumía el test: 12 horas para lograr cada resultado”, comenta. “De ese modo, un buque de 45 mil toneladas se cargaba antes de que un análisis para determinar el índice de adherencia lo autorizara”. Con la nueva tecnología, se analiza el recubrimiento del pellet mediante un dispositivo, compuesto básicamente por una cámara, que toma una imagen de las pelotitas, y un algoritmo (programa de computadora), que calcula el índice de recubrimiento. El resultado revela el porcentaje de la superficie de la pelotita recubierta con ese producto a base de óxido refractario (coating). La gran ventaja radica en que el test de cada muestra no demora más de una hora y media.

En cifras, la nueva metodología redujo en un 88% el tiempo de respuesta para determinar la tendencia a la adherencia durante el proceso de reducción. Eso le generó una economía anual a Samarco en la realización de los test por valor de 193.300 reales, al no requerir test parciales de embarque (los resultados declarados en el certificado de embarque, relativos al compuesto representativo de toda carga, siguen realizándose con base en la norma ISO 11256, debido a cuestiones contractuales). Por ese mismo motivo, la novedad creada por la empresa también redundó en beneficios ambientales: se dejan de emitir 300 kilogramos de dióxido de carbono (CO2) por año mediante la reducción del número de test que se realizan con base en la norma ISO 11256. “Los resultados que genera esta metodología innovadora posibilitan la toma de decisiones estratégicas durante la carga del buque, y se asegura un alto desempeño del producto en los reactores de los clientes”, dice Simões.

Según el jefe del Departamento de Ingeniería de Procesos de Samarco, Thiago Marchezi Doellinger, el equipamiento es pionero y se estudia el depósito de una patente en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI). “Se trata de una herramienta que nos ayudará a trabajar en forma proactiva en un mercado cada vez más competitivo y exigente”, dice. “La importancia del mercado de reducción directa para Samarco es más que evidente y herramientas como ésa nos permitirán destacarnos en el mercado de commodities como proveedores preferenciales de nuestros clientes. Para la empresa, la respuesta rápida resulta esencial. El nuevo método, aparte de ser más eficiente, es económico y amigable en términos de seguridad y cuidado del medio ambiente. Por eso, su implementación en el proceso implica grandes beneficios para la empresa y para toda la cadena productiva”.

Samarco fue fundada en 1977, y es una empresa brasileña de capital cerrado, controlada en partes iguales por dos accionistas: Vale y BHP Biliton Brasil, ésta última, de origen angloaustraliano. Es una de las principales compañías mineras nacionales y la segunda en el mercado mundial de pellets de mineral de hierro, además de una de las mayores exportadoras de Brasil. “Con clientes en más de 20 países, la empresa ostenta actualmente una capacidad nominal de producción de 30,5 millones de toneladas anuales de pellets, generando alrededor de 3 mil empleos directos y unos 3.400 indirectos”, dice Quites. Su sede se encuentra en Belo Horizonte y posee dos plantas industriales, ubicadas en Minas Gerais y en Espírito Santo, una terminal portuaria propia en Ubu (Espírito Santo) y tres oficinas de ventas en Ámsterdam, Holanda, Hong Kong, en China, y Vitória (Espírito Santo, Brasil).

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