A Mineração Usiminas (MUSA), produtora de minério de ferro em Minas Gerais, implementou o sistema de Controle Avançado de Processo (APC) Ball Mill ACE, desenvolvido pela Andritz para o circuito de moagem da Instalação de Tratamento de Minério (ITM) Flotação. Segundo Pâmela Karem Costa, gerente de Projetos da empresa, a solução utiliza Controladores Preditivos Baseados em Modelos (MPC – BrainWave), associados a lógicas fuzzy e de supervisão (IDEAS e Metris), para controlar automaticamente equipamentos como o moinho de bolas, hidrociclones, caixas de polpa, bombas, alimentadores e válvulas de adição de água.
O sistema foi integrado ao controle já existente da usina por meio de comunicação OPC e passou por uma extensa campanha de testes industriais entre outubro de 2024 e janeiro de 2025, período em que foram comparados cenários de operação com o controlador ativado e desativado.
Otimização
Antes da implantação definitiva, a empresa promoveu uma série de adequações operacionais e de infraestrutura para criar as condições necessárias ao funcionamento do APC. Entre as principais intervenções estiveram a reconfiguração do inversor do sistema de alimentação para permitir leituras mais precisas da vazão, a substituição da válvula de controle da água do moinho, a sintonia dos controladores PID, melhorias nas bombas de polpa, alterações nos hidrociclones para aumentar a eficiência da classificação e a instalação de um servidor dedicado integrado à rede de automação da planta.
As equipes de processo, automação e operação participaram conjuntamente do desenvolvimento da solução, realizando o mapeamento das variáveis, integração dos sistemas e validação dos modelos de controle. Paralelamente, operadores receberam treinamentos teóricos e práticos para utilização da nova Interface Homem-Máquina (IHM).
Uma das mudanças ocorreu na reposição das bolas de aço utilizadas na moagem. Como explica Pâmela, um procedimento anteriormente realizado por meio de cálculos manuais em planilhas passou a ser executado automaticamente pelo sistema, que apresenta recomendações diretamente na interface de operação. Com isso, os operadores concentram suas atividades na supervisão do processo e na execução das ações recomendadas, reduzindo a variabilidade operacional.
O monitoramento ocorre continuamente por meio da IHM dedicada, acompanhando indicadores como vazão de alimentação, densidade e pressão da polpa nos hidrociclones, níveis das caixas de polpa, potência do moinho, corrente elétrica dos motores e granulometria do produto final.
O sistema também incorpora módulos de restrição capazes de atuar preventivamente sobre o processo. Quando identifica condições que podem levar à sobrecarga das bombas ou ao transbordo das caixas de polpa, o controlador ajusta automaticamente variáveis como vazão, velocidade das bombas e adição de água, reduzindo a necessidade de intervenções manuais e evitando ocorrências que poderiam comprometer a estabilidade operacional.
Expansão
Os resultados obtidos durante os testes indicaram ganhos relevantes em diferentes indicadores operacionais. Segundo Pâmela, a vazão média de alimentação do circuito aumentou até 5,6% em condições estáveis de operação, enquanto a variabilidade da densidade da polpa foi reduzida em aproximadamente 63%. Também foram observados benefícios relacionados à eficiência energética. O consumo específico de energia diminuiu mais de 5%, refletindo maior estabilidade do circuito e melhor aproveitamento dos equipamentos.
Outro indicador de destaque foi a redução de 97% no tempo de transbordo da caixa de polpa CX-02 durante o período de testes, passando de 3,07 horas para apenas 0,10 hora. Além de minimizar perdas de minério e água, essa redução diminuiu a necessidade de intervenções operacionais e contribuiu para reduzir riscos de derramamentos e acidentes na área industrial.
A experiência obtida com o APC também orienta os próximos investimentos da empresa. Nesse planejamento, diz Pâmela, a prioridade é ampliar a aplicação do controle avançado no próprio circuito de moagem, incorporando novas variáveis, como analisadores on-line de granulometria e estratégias voltadas à mitigação de restrições no sistema de bombeamento.
Em paralelo, a empresa avalia a expansão dessas tecnologias para outras etapas do beneficiamento, incluindo espessadores e sistemas de filtragem. A inteligência artificial e os sistemas avançados de controle também passaram a integrar a concepção de novos projetos de capital (CAPEX), permitindo que futuras plantas sejam projetadas desde a engenharia para operar em um ambiente digital, conectado e orientado por dados. O objetivo é contar com processos cada vez mais autônomos e preditivos, aliando a IA ao controle operacional para elevar produtividade, eficiência energética e confiabilidade das plantas de beneficiamento.
