A indústria de mineração opera em um dos ambientes mais severos da engenharia de processos. O manuseio contínuo de sólidos abrasivos, pós minerais e materiais granulados exige dispositivos capazes de garantir controle confiável, estanqueidade eficiente e resistência ao desgaste extremo. Nesse contexto, o uso de válvulas rotativas na indústria de mineração vem se consolidando como uma solução essencial para manter a estabilidade operacional e reduzir falhas críticas.
Discutir o potencial das válvulas rotativas significa entender seu impacto direto na confiabilidade dos sistemas, na segurança operacional e na redução de paradas não planejadas, um fator decisivo em plantas com operação contínua.
Ao longo deste artigo, analisamos aplicações, benefícios, características construtivas e critérios técnicos que fazem das válvulas rotativas componentes estratégicos para o setor mineral.
O papel das válvulas rotativas na indústria de mineração moderna
Os processos minerários demandam o controle preciso de fluxos de sólidos com granulometria variável e alto potencial abrasivo. Tais condições impõem desafios severos à operação, ou seja, válvulas rotativas como as do tipo esfera segmentada, plug excêntrico ou de fluxo axial são especialmente adequadas para lidar com fluidos contendo partículas, pois operam com trajetórias de abertura que reduzem atrito e desgaste. Já as válvulas do tipo esfera, guilhotina ou borboleta podem operar em operações de bloqueio ou isolamento.
Nessa realidade, as válvulas rotativas funcionam como um elemento de equilíbrio indispensável, permitindo:
- dosagem controlada,
- isolamento confiável,
- alimentação contínua entre sistemas pressurizados,
- redução de perdas de material e instabilidades.
Mais do que componentes mecânicos, tornam-se ativos estratégicos, influenciando diretamente a eficiência e a previsibilidade da planta.
Por que válvulas rotativas são críticas em processos com sólidos abrasivos
O desgaste acelerado é um dos maiores desafios na mineração. As partículas minerais exercem forças abrasivas intensas sobre superfícies metálicas. Nos manuais técnicos, o desgaste por abrasão é descrito como um dos fatores mais críticos na seleção de válvulas para aplicações com sólidos, exigindo na maioria das vezes superfícies endurecidas ou construção (design) que minimizam contato, bem como a escolha adequada de materiais.
As válvulas rotativas se destacam porque:
- sua geometria rotativa reduz áreas de atrito direto;
- rotores e vedantes podem receber revestimentos especiais;
- O movimento contínuo favorece a auto limpeza parcial da câmara.
Além disso, o controle preciso de vazão evita sobrecargas em moinhos, transportadores e linhas pneumáticas, aumentando a estabilidade global do processo.
Em aplicações com sólidos em suspensão, como polpas de minério ou outros tipos como lama (slurry) válvulas lineares sofrem com o acúmulo de sólidos na base e o desgaste por arraste, as válvulas rotativas garantem maior disponibilidade operacional (MTBF) por trabalharem com o conceito de afastamento rápido das superfícies de contato.
Outro ponto importante, os sólidos abrasivos tendem a aumentar o atrito. O design rotativo lida melhor com essa resistência, exigindo atuadores que mantêm um torque previsível, essencial para a segurança e automação da planta.
Principais aplicações das válvulas rotativas na mineração
A crescente adoção de válvulas rotativas em plantas de médio e grande porte no Brasil reflete a busca por estabilidade de processo e máxima disponibilidade operacional. Sua versatilidade permite atuar em pontos críticos onde o controle de sólidos abrasivos é determinante para o sucesso da planta.
1. Transporte Pneumático e Estanqueidade de Pressão
Em linhas pressurizadas, a válvula rotativa atua como o elo de vedação entre silos e dutos (função airlock). Ela viabiliza a alimentação contínua do sistema sem comprometer a pressão interna. O gerenciamento preciso do diferencial de pressão é o fator crítico para evitar o fluxo reverso e garantir a eficiência energética do transporte de pós minerais e reagentes.
2. Alimentação de Moinhos e Britadores
A eficiência da cominuição está diretamente ligada à linearidade da carga (tamanho das partículas minerais). As válvulas rotativas desempenham um papel triplo nesta etapa:
- Mitigação de Picos: Impedem sobrecargas súbitas que poderiam causar o travamento de britadores.
- Dosagem Uniforme: Garantem que o moinho opere em sua zona de máxima eficiência volumétrica.
- Preservação Mecânica: Reduzem significativamente vibrações e esforços radiais excessivos nos mancais e motores.
A cominuição é responsável por até 50–70% do consumo de energia de uma planta de beneficiamento, sendo a etapa mais intensiva e de maior custo. Por isso, qualquer instabilidade na alimentação de moinhos e britadores pode gerar grandes prejuízos ou problemas operacionais.
3. Descarga Controlada de Silos e Moegas
No descarregamento de grandes volumes, o fluxo deve ser rigorosamente controlado para prevenir o efeito de “arqueamento” ou a compactação do material. O movimento rotativo promove uma descompressão gradual, assegurando uma transição suave entre o armazenamento e o transporte, o que protege a integridade estrutural das moegas e evita paradas não planejadas para desobstrução.
4. Isolamento Térmico e de Processo
Além do fluxo físico, essas válvulas funcionam como barreiras de isolamento entre zonas de pressão ou temperatura distintas. Sua vedação robusta impede a passagem indevida de ar ou contaminantes, mantendo a estabilidade de equipamentos integrados em plantas com múltiplas zonas de processo, onde qualquer variação de pressão pode desequilibrar o balanço de massa.
5. Gestão de Rejeitos e Sistemas de Filtragem
No processo de recuperação de água e desaguamento de rejeitos, as válvulas rotativas são aplicadas na saída de filtros prensa ou filtros de disco. Elas atuam no recebimento da torta de minério (material sólido filtrado), garantindo que o material seja fragmentado e encaminhado para as correias transportadoras sem comprometer o vácuo ou a pressurização do sistema de filtragem.
- Operação: A válvula opera como um dosador de saída, recebendo a “torta” de rejeito de forma intermitente e transformando-a em um fluxo contínuo para o empilhamento.
- Diferencial Técnico: O uso de válvulas rotativas com revestimentos antiaderentes (como PTFE ou polímeros técnicos) evita que o rejeito úmido grude nas palhetas do rotor, prevenindo o entupimento e garantindo que o ciclo de filtragem não seja interrompido, o que aumentaria o teor de umidade do rejeito final.
Diferenciais técnicos que definem o desempenho das válvulas rotativas de controle.
O desempenho das válvulas rotativas na indústria de mineração está diretamente ligado às soluções construtivas avançadas empregadas em seus projetos. Em aplicações com sólidos abrasivos, alta variação de carga e operação contínua, diferenciar‑se tecnicamente significa garantir vida útil prolongada, segurança operacional, eficiência energética e estabilidade no processo. Dentro desse contexto, tecnologias como válvula de obturador excêntrico (rotary plug valves) e válvulas axiais têm se destacado como soluções de alta performance.
1. Geometria e cinemática projetadas para minimizar desgaste
As válvulas de obturador excêntrico da linha VETEC / SAMSON utilizam um desenho duplo‑excêntrico, no qual o plug é levantado do assento imediatamente ao iniciar a rotação, eliminando atrito direto entre plug e sede, reduzindo desgaste e evitando gripagem, um fator crítico em ambientes com partículas minerais abrasivas. Isso proporciona operação praticamente sem fricção, menor torque requerido e maior durabilidade do trim. A ausência de atrito direto também reduz o acúmulo de partículas entre o plug e a sede, o que é vital para operações com pós minerais e granulados de alta abrasividade.
Além das válvulas de plug rotativo, a SAMSON oferece válvulas axiais, como o modelo 3599, que se destacam pela combinação de características típicas de válvulas globo e rotativas, oferecendo benefícios particularmente relevantes para processos abrasivos e de alta severidade, como na mineração.
2. Ampla faixa operacional e controle preciso do fluxo
Uma ampla faixa operacional aliada ao controle preciso do fluxo garante a versatilidade para processar diferentes densidades de minério com estabilidade, eliminando desperdícios de reagentes e protegendo a integridade dos ativos contra golpes de ariete e picos de carga.
- Rangeabilidade de até 200:1, permitindo ajustes finos mesmo em baixíssimas vazões;
- Características de fluxo equal percentage ou linear, garantindo resposta estável mesmo em sistemas sujeitos a grandes variações de carga;
- Modelos adequados para alta pressão, altas temperaturas e ciclos severos, com versões metal‑to‑metal ou soft seat.
Isso as torna ideais para o controle de sólidos na mineração, onde condições de processo frequentemente oscilam entre regimes de mínima e máxima alimentação.
3. Resistência mecânica e versatilidade de projeto
A combinação de uma elevada resistência mecânica com a versatilidade de projeto assegura a integridade estrutural sob pressões extremas e a total adaptabilidade às restrições de layout da planta, permitindo que o equipamento suporte as cargas mais severas independentemente do porte ou da complexidade da instalação
- tamanhos NPS 1” até NPS 20” (DN 25 a 500),
- pressões entre 150# até 900# (PN 10 a 160)
- temperaturas que podem alcançar –196 ºC a +500 ºC dependendo do material e da vedação,
- grande variedade de opções de atuadores (pneumático, elétrico ou hidráulico).
Essa robustez torna o modelo especialmente adequado a moegas, silos, transportes pneumáticos e alimentação de moinhos, onde forças de impacto e vibrações são frequentes.
4. Sistemas de vedação e estanqueidade de alto desempenho
Sistemas de vedação e estanqueidade de alto desempenho garantem a blindagem contra vazamentos de particulados e perda de pressão, assegurando uma operação ambientalmente limpa e minimizando paradas para manutenção corretiva por desgaste prematuro dos componentes internos.
- vedação metálica de alto nível (Leakage Class IV);
- opções soft seal para fechamento hermético (Leakage Class VI);
- projetos de stuffing box e vedações que atendem TA‑Luft / ISO 15848, reduzindo emissões fugitivas;
- soluções de trunnion bearing seal, que estabilizam o eixo em condições de carga elevada.
Esses elementos asseguram que poeiras minerais, gases e partículas finas não escapem ou entrem indevidamente na válvula, imprescindível na mineração, onde a contaminação cruzada e erosão interna são grandes desafios.
5. Materiais e trims otimizados para abrasão
A correta seleção dos materiais é essencial para garantir um bom desempenho, os principais aspectos são: :
- sedes endurecidas,
- revestimentos especiais, como carbetos ou cerâmicos
- geometrias de plug customizadas para erosão,
- combinações de materiais apropriadas para partículas agressivas.
A escolha do trim ideal depende do Tamanho da Partícula e da Velocidade do Fluxo:
- Altas Velocidades + Partículas Finas: Carbetos e Cerâmicas.
- Baixas Velocidades + Partículas Grandes: Elastômeros (efeito mola).
Automação aplicada às válvulas para mineração
A automação amplia significativamente o potencial das válvulas rotativas na indústria de mineração. Integradas a sistemas de controle, elas passam a operar de forma sincronizada com o restante da planta, garantindo maior precisão no processo.
Tecnologias embarcadas em posicionadores inteligentes , transdutores, sensores e atuadores pneumáticos / elétricos — possibilitam:
- respostas rápidas e precisas a variações de carga,
- monitoramento contínuo de desgaste e torque,
- ajustes automáticos para manter estabilidade do fluxo,
- redução da exposição humana a áreas críticas.
A adoção de sensores inteligentes como o SAM VPS também contribui para manutenção preditiva, reduzindo riscos de falhas e aumentando a disponibilidade da planta.
SAMSON: expertise em soluções para a indústria de mineração
Com sólida experiência em aplicações industriais complexas, a SAMSON desenvolve válvulas e soluções projetadas para operar com estabilidade, precisão e alto desempenho mesmo em ambientes extremamente severos. Na mineração, essa expertise se traduz em tecnologias capazes de suportar altas cargas operacionais, abrasividade intensa, variações dinâmicas de processo e regimes contínuos de operação, mantendo confiabilidade mesmo nos pontos de maior criticidade.
Além de fornecer válvulas dimensionadas para exigências severas, a SAMSON integra sua engenharia a arquiteturas de processo mais avançadas. Em aplicações que demandam controle reforçado, as válvulas rotativas podem ser combinadas a válvulas reguladoras auto-operadas, ampliando a estabilidade e o desempenho em etapas como transporte pneumático, alimentação de moinhos, bloqueio de linhas e seccionamento de processos.
Esse conjunto de soluções é fortalecido pelo compromisso da SAMSON com engenharia aplicada, conhecimento profundo dos desafios de processo e tecnologias digitais de última geração — uma combinação que consolida a empresa como parceira técnica estratégica para operações mais confiáveis, seguras e duráveis.
Combinando engenharia de válvulas de alta robustez, profundo domínio técnico das condições de processo e um ecossistema digital completo para gestão, diagnóstico e predição, a SAMSON oferece à indústria de mineração soluções que elevam a confiabilidade operacional, melhoram a performance dos ativos e asseguram ciclos produtivos mais estáveis e eficientes — do campo ao digital, da válvula ao monitoramento inteligente.
Gestão inteligente de ativos com SAM VALVE MANAGEMENT
A digitalização é parte fundamental do ecossistema SAMSON. Por meio do SAM VALVE MANAGEMENT, os operadores têm acesso a uma plataforma web para monitoramento inteligente e gestão avançada de válvulas, oferecendo visão completa do estado operacional dos equipamentos, identificação de falhas, recomendações de manutenção e algoritmos de manutenção preditiva, contribuindo diretamente para maior disponibilidade e redução de paradas não programadas
Mapeamento da base instalada com o Asset Entry
Para plantas que desejam estruturar seu banco de ativos de forma clara e rastreável, o Asset Entry permite levantamento digital, preciso e rápido de todas as válvulas em campo, criando uma base instalada completa e confiável. O sistema facilita decisões de manutenção, suporte operacional e padronização técnica, garantindo que cada ativo seja documentado com alto nível de precisão e pronto para integração às plataformas de gestão.
Detecção antecipada de falhas com SAM GUARD
Complementando o ecossistema de confiabilidade SAMSON, o SAM GUARD utiliza técnicas avançadas de inteligência artificial e machine learning para detectar falhas de equipamentos e comportamentos anômalos semanas antes de ocorrerem, analisando dados do processo em tempo real e emitindo alertas claros e acionáveis. Essa capacidade permite uma operação muito mais estável, segura e previsível, reduzindo custos com manutenção corretiva e eliminando surpresas indesejadas no meio da operação.