As 5 Principais Falhas Detectadas em Operações de Mineração e Agregados

Dustin Moore, Noria Corporation

Na indústria de mineração e agregados, os equipamentos precisam operar continuamente em condições severas, ao mesmo tempo em que cumprem metas agressivas de produção. Muitas plantas dependem de ativos que estão em serviço há décadas, deixando-os vulneráveis ao desgaste, à fadiga e à degradação gradual.

Quando esses problemas passam despercebidos, até mesmo defeitos menores podem se transformar rapidamente em paradas não programadas e caríssimas. Em operações de mineração, o tempo de inatividade (downtime) pode custar até R$ 1.080.000 (US$ 180.000) por hora, tornando a detecção precoce um fator crítico de sobrevivência. A Manutenção Preditiva (PdM) dá às equipes a visão necessária para identificar e resolver problemas no nascedouro, reduzindo os custos de reparo e minimizando os impactos na operação.

Dados de programas de PdM em instalações de mineração e cimenteiras revelam um padrão claro. Os cinco tipos de falhas a seguir são os mais comuns e oferecem a maior oportunidade de intervenção antes que a quebra aconteça.

1. Falhas em Rolamentos

Os rolamentos (elementos rolantes) estão entre os componentes mais críticos e propensos a falhas em equipamentos pesados. Eles são encontrados em toda a operação: correias transportadoras, britadores, exaustores e motores, e a “saúde” deles impacta diretamente o desempenho geral da máquina. Eles suportam cargas extremas, vibração constante, forças de choque e contaminação abrasiva, o que os torna altamente suscetíveis ao desgaste acelerado.

Em ambientes de mineração, fatores adicionais agravam o risco: poeira, umidade e material de processo podem se infiltrar nas vedações, enquanto o desalinhamento, o desbalanceamento ou a degradação do lubrificante estressam ainda mais esses componentes. Como os rolamentos geralmente ficam escondidos e são difíceis de inspecionar visualmente, o desgaste em estágio inicial não detectado pode levar a falhas catastróficas.

Indicadores comuns incluem:

• Aumento da vibração em frequências características do rolamento (BPFI, BPFO, BSF, FTF).
• Defeitos em estágio inicial na pista interna, pista externa ou nos elementos rolantes.

Por que a detecção precoce é importante: Falhas em rolamentos geralmente se desenvolvem ao longo do tempo. Detectá-las cedo permite que as equipes planejem a troca durante paradas programadas, em vez de reagir a quebras repentinas que podem danificar eixos, mancais e componentes vizinhos. Além disso, essas quebras podem criar sérios riscos de segurança, como ejeção de material ou a necessidade de intervenções de emergência em áreas confinadas. A detecção precoce transforma uma situação perigosa em uma atividade controlada e de baixo risco.

2. Desbalanceamento

O desbalanceamento ocorre quando o centro de massa de um componente rotativo não está alinhado com seu eixo de rotação. Na mineração, isso é especialmente comum em grandes exaustores, britadores, transportadores e polias.

Causas comuns incluem:

• Acúmulo de material (incrustação) nas pás do ventilador ou superfícies rotativas.
• Desgaste irregular ou erosão.
• Componentes quebrados ou ausentes.
• Reparos mal executados.

Em ambientes onde poeira e minério estão sempre presentes, a incrustação é um grande causador de desbalanceamento. Com o tempo, até pequenas quantidades de material acumulado aumentam drasticamente a vibração e o estresse sobre rolamentos, eixos, acoplamentos e bases estruturais, elevando o consumo de energia e encurtando a vida útil do ativo.

Estudo de Caso: Detectando Desbalanceamento por Acúmulo de Material

• O Desafio: Uma cimenteira global precisava monitorar ativos críticos de forma econômica na América do Norte. Sistemas cabeados eram muito caros e o monitoramento por rotas manuais não era viável.
• A Solução: A planta implementou sensores sem fio contínuos, com suporte de um Engenheiro de Monitoramento de Condição (CME) da AssetWatch®. O CME detectou vibração elevada (horizontal e axial na velocidade de rotação) em um exaustor do separador da linha principal, indicando desbalanceamento, além de vibração não-síncrona que sugeria um problema inicial no rolamento. A inspeção confirmou o acúmulo de material. Após a limpeza, a vibração despencou. O diagnóstico do rolamento permitiu o agendamento da troca para meses depois.
• O Resultado: A ação evitou perdas de produção e reparos estimadas em R$ 720.000 (US$ 120.000). Em seis meses, a planta alcançou um ROI de 57x.

3. Desalinhamento

O desalinhamento acontece quando os centros de rotação de eixos acoplados (como motor e redutor) não coincidem. Nesses ambientes, o alinhamento pode se perder com o tempo devido ao recalque da base, dilatação térmica ou instalação inicial inadequada.

Sintomas típicos incluem:

• Elevada vibração axial e radial.
• Aumento no desgaste do acoplamento, retentores e dos rolamentos.

Por que a detecção precoce é importante: Mesmo um leve desalinhamento aumenta violentamente a carga sobre os componentes. Essas forças elevadas geram maior vibração, calor por atrito, rompimento da película lubrificante e fadiga acelerada. A detecção via análise de vibração permite corrigir o problema antes que a tensão cause danos irreversíveis aos eixos e redutores.

4. Folga Rotativa (Mecânica)

A folga rotativa refere-se à folga excessiva entre componentes rotativos, como rolamentos frouxos no eixo ou desgaste no alojamento do mancal.

Causas comuns incluem:

• Desgaste provocado por vibração prolongada.
• Instalação inadequada ou falta de torque.
• Danos por fretting (corrosão por atrito) ou fadiga.

Por que a detecção precoce é importante: Essa folga introduz instabilidade mecânica. Ela permite um movimento relativo entre componentes que deveriam permanecer rígidos, produzindo assinaturas de vibração não lineares (impactos intermitentes e distorção harmônica) que destroem parafusos, mancais e rolamentos. À medida que as folgas aumentam, a transferência de energia vira impactos destrutivos, criando trincas e levando a falhas catastróficas em cascata.

5. Folga Estrutural

A folga estrutural envolve o movimento indesejado na estrutura de suporte da máquina, nos chumbadores ou na fundação (base de concreto/graute). Ativos pesados geram forças dinâmicas imensas que, com o tempo, afrouxam parafusos, trincam soldas e deterioram o concreto.

Esse problema muitas vezes se desenvolve devagar e pode passar despercebido até que danos secundários apareçam. Além disso, a folga estrutural amplifica desbalanceamentos e desalinhamentos, dificultando o diagnóstico preciso.

Estudo de Caso: Evitando a Parada de um Forno Rotativo

• O Desafio: Uma fábrica de cimento sofreu um aumento repentino de vibração na saída de um redutor. Sem intervenção imediata, o problema paralisaria o forno rotativo.
• A Solução: O CME analisou os dados e identificou uma frequência dominante em 12,4 Hz com vibração axial proeminente (movimento de empuxo). O padrão de onda sugeria folga estrutural. A inspeção revelou um mancal do redutor solto e parafusos quebrados. A equipe reapertou e corrigiu a folga, normalizando o ativo.
• O Resultado: Ao resolver o problema cedo, a fábrica preveniu cerca de 96 horas de forno parado, economizando aproximadamente R$ 2.860.000 (US$ 476.720).

Conclusão: Transforme a Detecção em Ação

Detectar falhas é apenas o primeiro passo. A verdadeira vantagem competitiva vem de transformar os dados de condição em ações claras e priorizadas que os técnicos possam executar com confiança.

Com soluções contínuas de monitoramento remoto e diagnósticos de especialistas, as operações de mineração e agregados ganham a visibilidade necessária para parar de apagar incêndios e começar a planejar intervenções de forma inteligente. O resultado? Redução do downtime, segurança reforçada e controle absoluto sobre os custos de manutenção.