Codelco Chuquicamata atualiza o sistema de controle de compressores de sua usina termoelétrica com a ajuda da Magna IV Engineering

A Magna IV Engineering é uma empresa canadense com mais de 35 anos de experiência no mercado global de engenharia elétrica e que atualmente é credenciada como um Recognized System Integrator da Rockwell Automation. No fim de 2017, a empresa recebeu uma licitação da mineradora estatal chilena Codelco, que consistia em atualizar uma série de controladores de compressores que operavam a usina termoelétrica Central Térmica Sulfuros da Divisão Chuquicamata, atualmente controlados com sucesso pelo PAC CompactLogix® da Allen-Bradley®.

Com sede no Canadá e filiais nos Estados Unidos e Chile, a Magna IV Engineering se dedica à implementação de projetos de engenharia, testes elétricos e, principalmente no Chile, ao campo de automação, controle e comunicação.

Com uma década de presença no mercado local, a empresa já participou dos maiores projetos de mineração em âmbito nacional, tendo sido estabelecida como a primeira empresa em âmbito local certificada com o padrão NETA (InterNational Electrical Testing Association).

Um dos seus clientes mais relevantes no Chile é a estatal Codelco, que hoje representa a maior empresa do mundo de exploração de minério de cobre (concentrando 7% das reservas de cobre do mundo). A Codelco opera oito centros mineradores no país, sendo um deles a Divisão Chuquicamata, localizada em Calama, região de Antofagasta (1.600 km ao norte de Santiago).

Chuquicamata é uma mina de cobre fundada no início do século XX. Ela é considerada a maior do mundo na categoria e, em 2018, a divisão produziu 320.744 toneladas métricas de cobre fino, segundo dados da própria empresa.

As fábricas de suprimentos dessa divisão dependem da Gerência de Manutenção, Serviços e Suprimentos, dentro da qual funciona uma área chamada Superintendência de Automação e Eletrônica (SAE). “Nos últimos seis anos, trabalhamos constantemente em diferentes melhorias de automação, tanto em fábricas de suprimentos quanto em outras áreas da Divisão Chuquicamata, por exemplo, em projetos de britagem primária e secundária que incluem uma série de equipamentos fornecidos pela Rockwell Automation e Magna IV”, explica Nelson Sáez, engenheiro especialista da SAE.

De acordo com o profissional, as fábricas de suprimentos têm como função principal fornecer suprimentos de “água desmineralizada, ar (pressão PSI), vapor e geração de energia de emergência tanto para a Gerência de Concentração como para o Gerência de Fundição”. 

Nesse contexto, a empresa decidiu realizar um projeto de melhoria que buscava aprimorar o fornecimento da variante de ar na Central Térmica de Sulfuros, denominado “Upgrade do Sistema de Controle de Compressores da Usina Termoelétrica”. Basicamente, a iniciativa foi desenvolvida com base na necessidade da Codelco atualizar os controladores dos compressores, que fornecem ar para o processo de fundição e concentração da divisão.

A Central Térmica tem 23 compressores de diversas pressões e marcas. Esse projeto se concentrou no suprimento de ar de 90 psi, por isso considera os principais equipamentos que geram esse suprimento (13 compressores), onde cada um possui seu próprio controlador dedicado, fornecido pelo fabricante da máquina. Essa condição gerou várias complicações para a operação do sistema, pois foi necessário manter um grande número de cartões eletrônicos de substituição de modelos diferentes, o que gerou um alto custo e maior complexidade para encontrar os cartões, em muitos casos, vencidos.

“A usina tem mais de 50 anos e quase todos os sistemas de controle são obsoletos. Diante disso, procuramos alternativas que nos permitam ter peças de reposição para possíveis falhas. O fornecedor também indicou que não era mais possível nos oferecer suporte devido à obsolescência do sistema de controle, o que significava que nós mesmos tínhamos que cuidar da solução dos problemas”, lembra Sáez.

O sistema implementado considerou um estágio inicial de conversão de 13 controladores a PAC Allen-Bradley® da linha CompactLogix™ e uma IHM local do tipo PanelView™ para cada compressor.

Ao mesmo tempo, a arquitetura proposta considerou um anel Ethernet tolerante a falhas entre todos os controladores convertidos e uma estação operacional remota baseada no FactoryTalk® View, a partir do qual a operação do equipamento de campo pode ser controlada e monitorada remotamente.

“Outro aspecto fundamental e que constituiu um valor agregado ao projeto teve a ver com o fato de que a proposta nos permitiu abrir esse sistema de controle dedicado, uma vez que não foi possível fazer modificações nos parâmetros, resgatar os programas ou adicionar sinais ao sistema”, destaca o engenheiro.  

Hugo Aliaga, chefe de Operações de Automação e Controle da Magna IV Engineering, acrescenta que o compressor vem da fábrica com um controlador proprietário, que é um cartão eletrônico “que inclui um código fechado que não permite que as pessoas que operam na usina tenham uma interação transparente com o equipamento”. 

Por esse motivo, os objetivos do cliente eram: padronizar os controladores; contar com uma solução que permitisse aumentar a quantidade de instrumentos no equipamento; melhorar a disponibilidade de peças de reposição; e ter uma ferramenta que permitisse aos profissionais de manutenção revisar o programa e fazer modificações.

“O benefício operacional concreto é otimizar a produção de ar. Atualmente, percebemos imediatamente se um compressor está funcionando bem ou mal com base nessas variáveis ou se podemos alcançar um maior desempenho”, explica Sáez.

Juntamente com essas vantagens, ressalta o engenheiro, a Codelco busca hoje incorporar benefícios em termos de eficiência energética. “Por exemplo, antes não tínhamos a medição do fluxo de ar para saber a eficácia de nossos equipamentos. Agora, estamos instalando uma série de medidores de vazão em vários desses equipamentos e, como estão conectados em rede, existe a possibilidade de instalar outro controlador neste sistema, o que nos permitirá otimizar nossos recursos”, explica.

Atualmente, a Codelco possui 13 compressores controlados inteiramente pelo PAC CompactLogix™, o que permite que os profissionais de manutenção entrem no programa, revisem a lógica de controle, adicionem nova instrumentação ou analisem rapidamente qualquer falha do sistema. Ela também conta com um estoque de peças de reposição que permite solucionar falhas na mesma hora.

“Se tínhamos problemas de controle, conseguíamos chegar até certo ponto para analisá-los. Hoje, por outro lado, alcançamos uma maior capacidade de diagnóstico”, esclarece Sáez  Junto com isso, o profissional enfatiza que, ao instalar uma estação de operação com o FactoryTalk na sala de controle da usina, agora é possível monitorar os 13 compressores, o que antes precisava ser feito em campo.

Em relação às principais características do PAC CompactLogix™, o engenheiro ressalta que é um dispositivo de fácil utilização e comunicação, com um bom nível de peças de reposição no mercado e muito robusto, pois o local onde foi instalado é muito complexo para a operação de equipamentos eletrônicos. “Os compressores irradiam muita temperatura e esses PACs têm capacidade para suportar condições que não são ideais”.  

Sáez observa que a experiência, o conhecimento técnico e a atenção pós-venda da Magna IV, que juntamente com uma proposta econômica competitiva, foram os fatores que levaram o Recognized System Integrator da Rockwell Automation a conquistar essa licitação. “Estamos muito satisfeitos com o trabalho realizado. Até o momento, não houve falha eletrônica ou de programação. Além disso, tivemos um grande apoio técnico e humano da Magna IV”, comenta.

“Esse projeto foi um desafio muito grande e também implicou uma grande demanda de tempo. De fato, foi uma iniciativa muito inovadora: abrir o sistema de controle e retirar o controlador dedicado não era uma tarefa simples. Foi um risco, pois podíamos deixar a concentradora sem fornecimento de ar. Sem os compressores ou o suprimento, a usina para”, enfatiza Sáez. “Por isso, a consultoria técnica da Magna IV foi fundamental e pudemos contar com pessoas que lidam com esse tipo de equipamento”, acrescenta.

Aliaga, por sua vez, destaca as vantagens comparativas para sua empresa decorrentes do trabalho como parceira comercial da Rockwell Automation, já que, em sua opinião, é a marca mais reconhecida no setor de mineração do mundo. “A confiança que temos em todos os seus equipamentos e soluções é muito alta. Além disso, praticamente todos os nossos clientes operam com a marca Allen-Bradley® da Rockwell Automation”, conclui.

• Problema: atualizar os controladores de compressores da usina termoelétrica, que fornecem ar para o processo de fundição. O projeto buscou padronizar controladores; aumentar a quantidade de instrumentos; melhorar a disponibilidade de peças de reposição; ter uma ferramenta capaz de revisar o programa e fazer modificações.
• Solução: 13 controladores CompactLogix™ 5370 L1; 30 módulos análogos de entrada de 8 canais 1734-IE8C; 13 módulos análogos de saída 1734-OE4C; 2 switches Stratix 5700 1783-BMS10CGN; 13 Ethernet/IP 1783-ETAP; 13 PanelView™ Plus 7” T4W21D8S; 1 FactoryTalk® View SE Station (100 telas).
• Resultados: otimização da produção de ar e aumento do estoque de peças de reposição; eliminação do controle dedicado que permitiu entrar no programa, revisar a lógica de controle, adicionar nova instrumentação, analisar rapidamente qualquer falha do sistema e maior capacidade de diagnóstico.