Title

MODELAGEM DE UM CHUTE MÓVEL COMO CONTROLE AMBIENTAL NO CARREGAMENTO DE MINÉRIO DE FERRO EM NAVIOS APLICANDO O MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS

MOVABLE CHUTE MODELING AS ENVIRONMENTAL CONTROL IN THE LOADING OF IRON ORE APPLYING THE DISCRETE ELEMENTS METHOD

Authorship

Oliveira, Guilherme Pereira de; Frinhani, Pedro Henrique Muttz

Oliveira, Guilherme Pereira de

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Frinhani, Pedro Henrique Muttz

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DOI

10.5151/2594-360X-39578

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Abstract

Os terminais portuários cada vez mais precisam se adaptar às novas demandas de adequações ambientais impostas pela sociedade e pelos órgãos reguladores para manter suas licenças de operação. Naturalmente os ativos que operam sobre o mar recebem maior atenção. Tradicionalmente os carregamentos de minério de ferro em embarcações são realizados por carregadores de navios, nos quais a estivagem da carga é realizada através de defletoras, que distribuem e direcionam a carga nos porões das embarcações. Conhecidamente os granéis sólidos com grande potencial de geração de particulados (grãos/alimentos) são estivados com a utilização de chute móvel em conjunto com tromba articulada, os quais reduzem consideravelmente a emissão de poeira. O manuseio destes granéis com estes dispositivos ocorre a taxas mais baixas, não sendo encontrado histórico considerável da sua aplicação para minérios de ferro a taxas muito elevadas. Este trabalho objetiva aplicar o Método dos Elementos Discretos para avaliar o escoamento do minério de ferro em um carregador de navios com um chute móvel (“tromba articulada”), identificando possíveis efeitos colaterais ou a necessidade de retrabalhos, evitando mais custos e lucro cessante para a empresa. O processo de calibração dos parâmetros de contato permitiu a aplicação de tamanhos maiores de partículas e a simplificação de sua geometria, ainda obtendo resultados satisfatórios nas simulações. As simulações permitiram a otimização da geometria do chute atendendo a elevada taxa de carregamento, reduzindo pontos de acúmulo de material e aumento de massa na estrutura, assim como reduzindo o desgaste dos componentes.

Port terminals increasingly need to adapt to the new demands for environmental adaptations imposed by society and regulatory agencies to maintain their operating licenses. Naturally, assets operating offshore receive more attention. Traditionally, iron ore loading onto vessels is carried out by shiploaders, in which the cargo is stowed using deflectors, which distribute and direct the cargo in the holds of the ships. It is known that solid bulk materials with a high potential for particulate generating (grains/food) are stowed using a movable chute in addition with a spout, which considerably reduces the emission of dust. The handling of these bulks occurs at lower rates, not being found a considerable history of its application for iron ores handling at very high rates. This work aims to apply the Discrete Element Method to evaluate the flow of iron ore loading in a shiploader with a movable chute, identifying possible side effects or the need for rework, avoiding more costs and loss of profit for the company. The calibration process of the contact parameters allowed the application of larger particle sizes and the simplification of their geometry, still obtaining satisfactory results in the simulations. The simulations allowed the optimization of the geometry of the chute considering the high load rate, reducing material accumulation points and mass increase in the structure, as well as reducing the wear of the components.

Keywords

Método dos Elementos Discretos; Carregamento de Navios; Manuseio de Granéis; Controle Ambiental

DEM; Ship Loading; Bulk Handling; Digital Twin