Chutes de transferência são equipamentos amplamente empregados na indústria como parte da cadeia de manuseio e transporte de materiais a granel (minérios, grãos, cimento, carvão, pedra, entre outros), principalmente na etapa de transição destes materiais entre transportadores de correia.
Em síntese, o chute de transferência é responsável por receber o material proveniente de uma correia transportadora, alimentador ou de algum equipamento de processamento de materiais sólidos e direcionar o fluxo deste material para outro transportador de correia.
Um dos principais pontos do projeto de chutes de transferência é executá-lo para mitigar ao máximo os entupimentos, e assim, minimizar paradas da planta industrial. Além disso, é extremamente importante controlar o fluxo de material para minimizar a dispersão de poeira e o desalinhamento da correia de recebimento.
O grande desafio é o tradeoff entre evitar o entupimento, acelerando o material, e o desgaste causado por um excesso (uma alta) de velocidade e o impacto nas chapas de desgaste.
Para ilustrar esse tipo de equipamento, a imagem a seguir apresenta um chute de transferência projetado pela Virtos Engenharia.
Principais componentes de um chute de transferência
O funcionamento adequado de um chute de transferência começa com o projeto de seus principais componentes, especificados a seguir:
- Estrutura do chute: parte composta por chapas de aço que formarão a geometria de transferência. Geralmente são revestidas por chapas de desgaste responsáveis por suportar as cargas provenientes do impacto do material. Na maioria das vezes são compostos por capota (parte superior) e chute principal;
- Revestimentos internos: placas fabricadas geralmente em aço endurecido, borracha, cerâmica ou polímero responsáveis por prologar a vida útil do chute, minimizando o desgaste devido ao contato com o material transportado em movimento. A escolha do material das chapas de desgaste leva em consideração especificidades de cada cliente e o material a ser transportado;
- Chapa defletora: componente utilizado para direcionar o material em regiões específicas do chute, visando diminuir o impacto com a estrutura principal;
- Porta de inspeção e acesso: projetos de chutes devem apresentar portas de inspeção estrategicamente posicionadas. Isso permite o acesso fácil à parte interna do chute em casos de parada ou necessidade de manutenção;
- Sistema de supressão de poeira: o projetista aplica esse sistema em chutes que transportam maiores volumes de material fino e com baixa umidade. Para realizar a supressão, utiliza-se geralmente sprays de água ou coletores de pó;
- Estrutura de suporte: parte da estrutura principal do equipamento (transportador de correia, máquina de pátio ou casa de transferência) responsável por fixar a estrutura do chute e seus componentes.
Quais os principais problemas em chutes de transferência?
O transporte de materiais sólidos é uma atividade que envolve vários processos desde a escavação do material até a entrega em seu destino final. Logo, durante todo o trajeto, vários problemas podem ocorrer, e, a transferência de material entre equipamentos é um dos principais pontos de atenção.
Entre os principais problemas em projetos de chutes de transferência, o entupimento se destaca como o mais crítico. Esse fenômeno ocasiona a interrupção da produção de forma imediata. Além disso, a depender do nível do entupimento, a retirada de todo o material pode ser um processo bastante demorado, resultando em lucro cessante considerável para a planta industrial.
Este fenômeno pode acontecer devido ao projeto inadequado do chute, com ângulos de inclinação e geometrias que não favorecem o escoamento do material ou também, área de saída insuficiente. Ainda, a definição correta dos parâmetros e materiais que serão transferidos pelo chute é essencial. Confira a representação visual do entupimento de um chute de transferência no vídeo a seguir.
Além do entupimento, a falta de controle no fluxo de material pode causar desgaste prematuro do chute e gerar cargas excessivas nos apoios. Pode provocar também o descarregamento descentralizado do material no transportador de recebimento, o que pode resultar no desalinhamento da correia, como mostrado no vídeo a seguir.
Por último, outro problema ocasionado por um projeto mal executado é a falta de acesso para manutenção e inspeção dos componentes internos do chute. Com isso, uma troca que poderia ser simples e feita em pouco tempo pode exigir uma parada programada da planta. Consequentemente, o equipamento passa a operar em condições diferentes do projeto original, reduzindo sua eficiência no transporte de material.
Os parâmetros essenciais para um projeto eficiente de chute de transferência
Durante a execução do projeto de chutes de transferência, deve-se considerar a continuidade do fluxo de material como um ponto primordial para o funcionamento da planta industrial. A seguir, destacam-se alguns dos principais parâmetros considerados no projeto:
- Deve-se selecionar o material e a espessura das chapas da estrutura considerando a carga proveniente do impacto do material;
- Além do material e da espessura das chapas, o projeto inclui enrijecedores na parte externa da estrutura dos chutes de transferência. Essa medida aumenta a robustez do equipamento e evita deformações plásticas e problemas estruturais;
- A fim de escolher o material das chapas de desgaste o projetista deve considerar a resistência à abrasão da chapa, o material que a operação irá transportar e as especificidades nos critérios de projeto de cada cliente. Além disso, o projeto considera o acúmulo intencional de material em pontos de impacto estratégicos. Isso reduz o contato direto com as chapas e aumenta a vida útil do equipamento.
- O projeto define a abertura da área de saída do chute com base na largura da correia do transportador que receberá o material. Além disso, o dimensionamento deve seguir recomendações consagradas, como as da CEMA. Ainda, para o ângulo da boca de saída, deve-se avaliar a força transversal atuante na correia de recebimento para evitar o desalinhamento desta;
- A equipe de projeto define a inclinação das paredes internas do chute para otimizar o fluxo de material. Uma inclinação muito grande pode causar o entupimento do chute, como mencionado anteriormente. Por outro lado, inclinações insuficientes podem gerar uma força acentuada na correia de recebimento.
Aplicação do método dos elementos discretos (DEM) no projeto de chutes de transferência
A simulação por Método dos Elementos Discretos (DEM, do inglês Discrete Element Method) é uma ferramenta computacional utilizada para analisar o comportamento de materiais granulares. Essa técnica permite representar cada partícula individualmente, considerando suas interações com outras partículas e com as superfícies do chute e da correia transportadora.
O uso do DEM permite visualizar e quantificar o fluxo do material, identificar pontos de impacto, zonas de desgaste e áreas propensas a entupimento. Além disso, possibilita calcular ângulos e forças de impacto na correia e otimizar a geometria interna do chute antes da etapa executiva do projeto. Isso leva a projetos mais eficientes, seguros e adaptados às características aproximadas do material transportado.
Sendo assim, a simulação permite antecipar e corrigir problemas de projeto, o que diminui custos com retrabalho e manutenção. A Virtos Engenharia utiliza simulações de fluxo via DEM em seus projetos, como apresentado no vídeo a seguir.
Conclusão
Projetar chutes de transferência eficientes é uma etapa crítica para garantir a continuidade e a segurança operacional em plantas industriais que operam com transporte de materiais a granel. Como vimos ao longo deste artigo, um projeto bem elaborado considera desde a correta escolha dos materiais estruturais e de desgaste, até a geometria interna que favoreça o fluxo contínuo e seguro do material. Problemas como entupimentos, desgaste prematuro, desalinhamento de correias e dificuldades de manutenção podem ser drasticamente reduzidos quando se seguem parâmetros técnicos bem definidos e adequados à realidade da operação.
A utilização de tecnologias como a simulação por método dos elementos discretos permite a antecipação de falhas, o aumento da vida útil do equipamento e a redução de custos com paradas inesperadas. Esses cuidados não apenas elevam o desempenho do sistema, como também refletem diretamente na produtividade da planta e na segurança do processo.
Se sua empresa busca reduzir paradas, evitar retrabalhos e aumentar a eficiência no transporte de materiais, conte com a Virtos Engenharia. Entre em contato com nossa equipe técnica e descubra como nossos projetos podem transformar os resultados da sua operação.
