Manantial Espejo: do isolamento e dos custos elevados à eficiência energética

A atividade mineira exige um elevado consumo de eletricidade, quer seja para o funcionamento dos equipamentos de extração e tratamento de minérios, para a iluminação e sinalização de túneis e áreas a céu aberto, ou para o conforto da vida quotidiana dos trabalhadores.

O outro lado da satisfação destas necessidades é o elevado custo da produção de eletricidade, uma vez que os projectos mineiros estão frequentemente localizados em zonas remotas e inóspitas, sem redes de transporte. Este custo tem duas dimensões.

Por um lado, as minas têm de ser responsáveis pela produção da sua própria eletricidade, quando esta não é a sua atividade principal. Por outro lado, é necessário gasóleo para alimentar as centrais de produção. Por outras palavras, é necessário um combustível caro, cujo custo deve ser compensado pelo custo do seu transporte a longas distâncias. Além disso, a utilização deste combustível tem um impacto ambiental negativo evidente.

 

 

Os reboques CryoVST^® estão a ser fornecidos na estação de compressão mãe, localizada em Lomita de la Costa, Santa Cruz, Argentina.

 

 

O desafio de Manantial Espejo

Em 2010, a Minera Triton, uma subsidiária da Panamerican Silver, foi confrontada com uma situação idêntica à descrita acima na sua mina Manantial Espejo, na província de Santa Cruz, Argentina.

Com uma necessidade diária contínua de 6 MW de energia eléctrica de média tensão, uma redução significativa dos custos operacionais tornou essencial a substituição da dispendiosa energia diesel por uma alternativa mais económica. A resposta foi dada pela empresa Virtual Gas Net e baseou-se na adoção do Gasoduto Virtual - o sistema de transporte de Gás Natural desenvolvido pela Galileo.

Manantial Espejo é uma mina de ouro e prata a céu aberto e subterrânea, que abrange 17 concessões minerais com 25.533 hectares. A título de curiosidade, das suas entranhas foi extraído o lingote de 1.320 kg de prata 925 com que o célebre ourives argentino Carlos Pallarols cinzelou o cálice oferecido ao Papa Francisco.

A mina está rodeada pela planície árida da Patagónia e numa zona onde as rajadas de vento seco de oeste podem atingir velocidades de 170 km/h. No meio deste ambiente agreste, o seu principal acesso é uma estrada de cascalho que a liga a Gobernador Gregores e a Puerto San Julian. A primeira é uma pequena cidade a cerca de 10 km e serve de refúgio aos trabalhadores e às suas famílias, enquanto a segunda fica a mais de 200 km e é o centro urbano mais próximo.

 

 

CryoVST^® Os reboques CryoVST^® da Virtual Pipeline nas duras estradas da Patagónia.

 

 

As soluções alternativas

A primeira opção considerada pela Minera Triton foi a de instalar uma linha eléctrica direta de Puerto San Julian à mina, mas esta era demasiado dispendiosa e, portanto, inviável. Perante este limite, a empresa Virtual Gas Net propôs a substituição da central eléctrica a gasóleo por equipamentos alimentados a gás natural fornecido através do sistema do Gasoduto Virtual. Propôs também assumir toda a operação de fornecimento de energia, permitindo que a Minera Triton se concentrasse na sua atividade de produção.

Desta forma, a central a gasóleo de 10 MW foi substituída por uma central a gás natural de 8 MW. Esta nova central, equipada com cinco motogeradores Caterpillar - dois Modelo 3516 de 1 MW e três Modelo 3520 de 2 MW - estava melhor adaptada ao consumo da mina. Para a albergar juntamente com a central existente, que foi mantida como apoio de contingência, foi construído um telheiro com 70m de comprimento por 13m de largura, que por sua vez tem espaço para aumentar a base de geração no futuro.

 

 

Interior da nova central eléctrica da mina de Manantial Espejo.

 

 

Virtual Pipeline, uma solução que se adapta ao seu ambiente

Uma vez assumido que a solução mais conveniente era adotar uma central eléctrica com geradores a gás, faltava saber de onde viria o gás natural que seria fornecido através do Gasoduto Virtual.

A primeira alternativa considerada foi a de que o gás seria retirado diretamente da rede de Puerto San Julián, para ser posteriormente transportado através do Gasoduto Virtual. No entanto, esta alternativa corria o risco de estar sujeita a restrições sazonais.

Tendo em conta a configuração flexível do Gasoduto Virtual, a opção mais conveniente era retirar o gás diretamente dos poços, que devido à sua distância e capacidade de produção não justificavam a colocação de gasodutos e, portanto, proporcionavam um fluxo que não estava sujeito ao risco de sazonalidade das redes de distribuição.

Desta forma, seria possível rentabilizar o valor do gás natural proveniente destes poços através de um objetivo de produção e também evitar as consequências ambientais negativas da descarga quando esta ocorre.

A Virtual Gas Net seleccionou dois poços operados pela empresa petrolífera Tecpetrol, localizados em Lomita de la Costa, também na província de Santa Cruz, a cerca de 500 km da mina. Estes poços têm a vantagem de estarem ligados à mina por duas estradas. A primeira é uma estrada asfaltada de 300 km pela Estrada Nacional n.º 3, seguida de 200 km de estrada de cascalho pela Estrada Provincial n.º 250. A segunda é uma estrada de cascalho de 450 km pela Estrada Provincial n.º 12. Numa região como o planalto patagónico, sujeita a ventos inclementes e queda de neve, ter mais do que um meio de ligação é uma vantagem superlativa.

 

 

A) Estação mãe (Lomita de la Costa, Sta. Cruz) B) Transporte de GNC ao longo de cerca de 500 km. C) Estação filha (Gdor. Gregores, Sta. Cruz)

 

 

Como funciona o Gasoduto Virtual?

O Gasoduto Virtual permite a entrega de gás natural, por via rodoviária e sob a forma de gás natural comprimido (GNC), em pontos distantes dos gasodutos e das suas redes de distribuição. Como sistema, envolve três etapas antes de completar a entrega do gás natural: compressão para obter o GNC, transporte e regulação da pressão no ponto de consumo.

O ponto de partida do Gasoduto Virtual que abastece a mina é a estação-mãe localizada em Lomita de la Costa. Nesta estação, dois compressores Galileo Core^® de 600 CV estão ligados diretamente à estação de tratamento do operador, que é responsável pela separação inicial dos líquidos associados ao gás.

Tendo em conta que cada uma das ligações do sistema está localizada em pontos de difícil acesso durante o inverno, o sistema foi concebido com capacidade redundante, que é mantida em stand-by para garantir a continuidade das operações em caso de contingências ou picos de procura. Seguindo esta lógica, na estação-mãe, apenas um dos compressores permanece operacional para produzir GNC adequado ao transporte.

 

 

Compressores de GNV Galileo Core^® para a cabeça de poço da estação de compressão mãe, localizada em Lomita de la Costa, Santa Cruz, Argentina.

 

 

Como o poço não é servido por redes eléctricas, os compressores foram concebidos para gerar a sua própria energia a partir do gás natural processado, garantindo assim uma autonomia total. Uma vez que o gás natural entra no compressor a uma pressão de 8 bar, passa por um processo adicional de separação de líquidos e por um secador antes de ser comprimido a 250 bar.

Finalmente, para maximizar a capacidade de transporte, cada compressor está equipado com uma Coldbox^® que reduz a temperatura do GNC obtido para -20°C, comprimindo-o ainda mais. Este último processo permite uma redução substancial do custo de transporte, uma vez que a quantidade de carga necessária é reduzida. Além disso, a redução do frete dá mais estabilidade ao abastecimento, pois é mais fácil adaptar a frequência dos fretes aos imponderáveis climáticos que podem afetar as estradas.

Para manter o GNC a uma temperatura tão baixa e obter a poupança e a flexibilidade desejadas, este é acondicionado numa variante especial de contentores com isolamento térmico, denominada Cryomat^®. Para o transporte, estes contentores são montados em três e fixados em reboques CryoVST^®.

Com esta configuração, cada reboque transporta 5.300 m³ de GNC. A sua conceção facilita a logística, uma vez que podem ser acoplados diretamente tanto à coluna de carga, ligada ao compressor da estação-mãe, como à coluna de descarga, ligada à central de regulação do ponto de consumo. Estas operações simples podem ser efectuadas pelo próprio condutor do camião.

Todos os dias e 24 horas por dia, seis camiões tractores fazem doze viagens de três em três horas, o que se traduz num fornecimento de 1.620 m³/hora e num total de cerca de 40.000 m³/dia de gás natural.

À chegada ao destino, na estação filha localizada em Gobernador Gregores, os camiões desacoplam os reboques carregados com GNC e trocam-nos por outros com Cryomat vazios, cujo destino será a estação mãe, reiniciando assim o ciclo.

Como parte da operação de troca, os reboques CryoVST que chegam à estação filha são ligados à Estação de Regulação de Pressão (PRP^®) - mais uma vez, por razões de redundância, a PRP tem dois ramos de regulação, um ativo e outro de reserva. Esta PRP descomprime o GNC de 250 a 7 bar para o entregar na gama de pressão de saída e de caudal requerida pelos cinco moto-geradores.

Toda a logística do Gasoduto Virtual é permanentemente monitorizada, via internet, pelo Galileo Global Link - Sistema Scada. Esta ferramenta permite ao operador remoto saber qual a quantidade de gás que se encontra nas fases de compressão e transporte, ou a ser fornecido através do PRP^®. Isso garante um abastecimento permanente e contínuo de acordo com a demanda. Esta caraterística, juntamente com o automatismo dos equipamentos e a facilidade de acoplamento dos reboques, permite que o sistema funcione com uma força de trabalho mínima, composta pelos motoristas responsáveis pelos camiões, pelos supervisores responsáveis pelas estações mãe e filha e pela equipa regional de Serviço Técnico da Galileo.

Além disso, cada etapa do Gasoduto Virtual é configurada numa base modular. Assim, o sistema pode aumentar a sua capacidade ao mesmo ritmo que a procura. A escalabilidade facilita o dimensionamento ótimo do sistema, a fim de obter um equilíbrio adequado entre os custos de exploração e o investimento. Isto é conseguido através da adição de novos módulos quando o limite de capacidade é atingido. Ou seja, por meio de compressores, reboques ou PRPs adicionais.

 

Resultados obtidos

Graças ao Gasoduto Virtual concebido pela Galileo, o consumo de gasóleo foi totalmente substituído por Gás Natural para a produção de eletricidade. Como resultado, contribuiu para uma redução significativa do custo de exploração da mina e da pegada de poluição ambiental. Por último, a Minera Triton pôde concentrar-se na sua atividade ao externalizar o fornecimento de energia à Virtual Gas Net.

 

Resumo do projeto

 

Objetivo principal

Fornecer à Minera Triton uma solução completa de fornecimento de energia eléctrica para a sua mina Manantial Espejo. Esta solução deveria permitir à empresa concentrar-se na exploração mineira e reduzir os seus custos de exploração ligados ao consumo de energia, bem como o impacto que este tem no ambiente.

 

Solução

• A empresa Virtual Gas Net assumiu o fornecimento de eletricidade.

• A central a gasóleo foi substituída por uma central a gás natural com uma capacidade instalada de 8 MW para uma produção contínua de 6 MW de energia eléctrica. Esta nova central está equipada com

- 3 motogeradores de 2 MW cada, e

- 2 motogeradores de 1 MW cada.

- O abastecimento de gás natural foi efectuado diretamente da boca do poço através de um sistema de Gasoduto Virtual concebido pela Galileo".

 

Tecnologias Galileo utilizadas e configuração do Gasoduto Virtual.

Na estação de compressão mãe, localizada em Lomita de la Costa, Santa Cruz, Argentina.

- 2 compressores Galileo Core^® CNG para cabeça de poço*, equipados com:

- Potência individual de 600 HP;

- Propulsão baseada em gás natural processado;

- Pressão de sucção de 8 bar;

- Processo adicional de separação de líquidos;

- Secador;

- Compressão a 250 bar; e

- Sistema de arrefecimento do gás Coldbox^®, que reduz a sua temperatura para -20°C e aumenta o seu nível de compressão para proporcionar uma maior capacidade de carga e reduzir o número de fretes necessários.

 

- 2 colunas de carregamento de reboques para o transporte de GNC.

No transporte de GNC.

- 12 reboques CryoVST^®, cada um equipado com 3 contentores Cryomat^® e rebocados por 6 tractores, cobrindo uma distância de aproximadamente 500 km entre as duas estações.

- Cerca de 40.000 m³/dia de gás natural transportado.

 

Na estação filha de descompressão, localizada em Gobernador Gregores, Santa Cruz, Argentina.

- 2 colunas de receção e descarga de reboques;

- 1 Estação de Regulação de Pressão (PRP^®)*, que descomprime o GNC para fornecer gás natural a uma pressão de saída de 7 bar, conforme requerido pelos 5 motogeradores aos quais estão ligados.

* Uma unidade está em funcionamento e a outra em standby para garantir a continuidade das operações em situações de contingência ou picos de procura.