Paradas para manutenção de equipamentos representam um dos maiores custos operacionais na mineração. Placas de revestimento em chutes precisam ser substituídas frequentemente devido ao desgaste intenso, gerando interrupções complexas e onerosas. Para profissionais que buscam soluções para aumentar a eficiência operacional e reduzir custos de manutenção, entender como nanotecnologia pode revolucionar componentes críticos é essencial. Neste artigo, você vai conhecer a tecnologia desenvolvida pela UFMG que aumenta a vida útil das placas de desgaste e reduz entupimentos.
Qual é o problema que a tecnologia resolve?
Na mineração, utiliza-se um equipamento de transferência de minério, conhecido como chute, revestido por placas que precisam ser substituídas periodicamente devido ao desgaste intenso. Essas placas podem ser metálicas, cerâmicas ou poliméricas.
Outro problema recorrente é o entupimento, frequentemente associado à hidrofobicidade insuficiente das placas de revestimento, que favorece a aderência do minério. As paradas para substituição das placas e para desobstrução são operações complexas e onerosas. Assim, busca-se aumentar a vida útil das placas e ampliar o intervalo entre paradas de manutenção.
A solução desenvolvida pelo CTNano UFMG
A parceria entre o CTNano/UFMG e a mineradora Vale teve como demanda desenvolver uma placa baseada em UHMWPE (Polietileno de ultra-alta massa molar) aditivado com nanomateriais de carbono, com o objetivo de obter um material mais resistente ao desgaste e mais hidrofóbico, reduzindo a frequência de entupimentos e intervenções operacionais.
De acordo com a coordenadora do projeto, a professora de Química da UFMG Glaura Goulart Silva, foi desenvolvido um nanocompósito de UHMWPE aditivado com óxido de grafeno reduzido em baixas concentrações, resultando em placas com elevada resistência à abrasão e acentuada hidrofobicidade.
O que é UHMWPE?
UHMWPE (Polietileno de Ultra-Alta Massa Molar) é um polímero conhecido por sua excepcional resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito. Quando aditivado com nanomateriais de carbono, como óxido de grafeno reduzido, suas propriedades mecânicas e de superfície são significativamente melhoradas.
Como funciona a parceria Universidade-Empresa
“Essa tecnologia é um exemplo de sucesso de parceria Universidade-Empresa que foi objeto de dois Acordos de Parceria para PD&I [Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação] consecutivos, o primeiro para desenvolver a prova de conceito laboratorial e o segundo para promover o aumento de escala e os testes em campo”, afirma a professora Glaura.
Etapas do desenvolvimento:
- Fase 1: Prova de conceito laboratorial – desenvolvimento da formulação e testes iniciais
- Fase 2: Aumento de escala e testes em campo – validação em condições reais de operação
“Vários estudantes de graduação e pós-graduação atuaram no projeto e artigos foram publicados após o depósito de uma patente. A interação com a empresa mineradora e sua fornecedora de placas foi intensa e frutífera”, completa a coordenadora.
Benefícios operacionais e de segurança
Segundo Luciana Vasconcelos Cambraia, formada em Física e Engenharia Química e doutora em Engenharia de Materiais pela UFMG, a maior resistência ao desgaste das placas se traduz em um tempo de vida útil mais longo e em intervalos maiores entre substituições.
“Além disso, a elevada hidrofobicidade reduz a ocorrência de entupimentos nos chutes, diminuindo a necessidade de paradas para desobstrução. Assim, as placas de nanocompósitos contribuem para a redução do número de intervenções de manutenção, minimizando prejuízos financeiros e aumentando a segurança operacional”, explica.
Impactos diretos na operação:
- Redução de paradas: Menos intervenções para substituição de placas
- Menor entupimento: Hidrofobicidade elevada evita aderência de minério
- Mais segurança: Menos exposição de trabalhadores a operações de manutenção
- Economia financeira: Diminuição de custos com peças e mão de obra
Patente e comercialização
Na etapa atual do projeto, a patente de propriedade da empresa e da Universidade encontra-se em processo de licenciamento, visando viabilizar a produção em escala e a comercialização do produto desenvolvido.
O resultado reforça o papel do CTNano UFMG, que celebra, neste mês de dezembro, seus 15 anos de fundação, como um parceiro estratégico para transformar ciência em soluções de alto impacto para a indústria brasileira.
O CTNano UFMG e seu portfólio de inovação
O CTNano UFMG é pioneiro na síntese de nanotubos de carbono no Brasil e ampliou o seu portfólio ao longo dos anos para uma dezena de nanomateriais produzidos em escala piloto. Sua equipe abrange especialistas em diferentes áreas como física, química, biologia e engenharias.
Números que impressionam:
- Mais de 40 patentes depositadas em nanomateriais
- Vários projetos de P&D e prestações de serviços
- Centenas de artigos publicados
- Mais de 150 colaboradores
A equipe técnica, estrutura e equipamentos permitem estabelecer parcerias com empresas de diferentes setores, como Petrobras, Vale, Gerdau, Suzano e Intercement, entre outras, tanto em projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D) como na prestação de serviços.
Checklist: Por que a nanotecnologia está transformando a mineraçã
Desempenho superior:
- Maior resistência à abrasão que materiais convencionais
- Hidrofobicidade acentuada evitando aderência
- Vida útil prolongada dos componentes
- Baixas concentrações de aditivos geram grandes resultados
Eficiência operacional:
- Intervalos maiores entre paradas de manutenção
- Redução de custos com substituição de peças
- Menos necessidade de desobstrução de equipamentos
- Aumento da disponibilidade operacional
Segurança e sustentabilidade:
- Menos exposição de trabalhadores a riscos
- Redução de resíduos por menor frequência de descarte
- Processos de manutenção simplificados
- Tecnologia desenvolvida com baixo impacto ambiental
Inovação nacional:
- Tecnologia 100% desenvolvida no Brasil
- Parceria entre universidade e indústria
- Geração de conhecimento e publicações científicas
- Formação de recursos humanos especializados
Domine as tecnologias que estão transformando o processamento mineral
A nanotecnologia aplicada a componentes de equipamentos de mineração representa a convergência entre ciência de materiais, engenharia de processos e eficiência operacional. Profissionais que compreendem essas inovações estão à frente na otimização de operações e na redução de custos.
Se você busca dominar os processos e tecnologias emergentes que estão redefinindo o beneficiamento mineral, conheça a Formação Profissional em Beneficiamento de Minério do Instituto Minere.
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