Você pode confiar nos dados de combustível do ECM?

Quão precisos são os seus dados de combustível ECM?

Esta postagem do blog discute as várias estratégias de medição de combustível na mineração. As três estratégias de medição de combustível mais comuns empregadas na mineração incluem medição no momento do reabastecimento, estimativas de consumo de combustível do Módulo de Controle do Motor (ECM) e, por fim, medição direta de combustível no equipamento. Aqui discutiremos as vantagens e desvantagens de cada abordagem.

1. Estimativas de consumo de combustível do módulo de controle do motor (ECM)

Se um motor tiver injeção eletrônica, o computador que controla esse processo inevitavelmente mantém o controle de quanto combustível foi injetado. Os fabricantes de motores constroem modelos que relacionam o tempo em que um injetor de combustível é mantido aberto com a quantidade de combustível que deve fluir pela abertura do bico injetor. Esses modelos são executados em tempo real e incrementam pequenos valores a contagem acumulativa de combustível toda vez que um injetor é acionado. Em geral, as montadoras fazem um bom trabalho, mas, como em qualquer modelo, sua precisão depende da concordância entre certas suposições de projeto e a realidade. Em condições reais, os injetores de combustível envelhecem e sujam, as pressões de combustível flutuam e os cilindros começam a perder a compressão. À medida que essas mudanças se ocorrem, a precisão do modelo diminui. Suponha que tenhamos que considerar o efeito combinado desses fatores, em uma frota de equipamentos de diferentes fabricantes e com idades variáveis. Nesse caso, você pode esperar variabilidade na precisão e repetibilidade das estimativas de consumo de combustível obtidas pelo ECM.

Na prática, a Cascadia Scientific comparou os valores de combustível do ECM com os valores de combustível medidos usando medidores de vazão. Em resumo, a precisão do consumo modelado pelo ECM varia consideravelmente entre os modos do motor, às vezes subestimando e outras vezes superestimando o combustível consumido. Embora esses erros sejam parcialmente anulados ao longo prazo, eles podem levar a desvios significativos em períodos mais curtos, limitando severamente a granularidade da análise que pode ser alcançada confiando no consumo de ECM isoladamente.

Gráfico 1: Consumo de Combustível ECM vs Consumo de Combustível Medido em uma mina a céu aberto canadense

2. Medições nos Reabastecimentos

Se a precisão é o ponto fraco das estimativas de combustível do ECM, estar se torna a vantagem mais significativa da medição de consumo por meio do reabastecimento. Ao contrário do combustível que flui pelos medidores no equipamento, como no caso da medição direta, todo o combustível que passa pela bomba do posto de abastecimento tem um único destino. Na ausência de vazamentos e furtos de combustível, 100% do combustível colocado no tanque de um equipamento será consumido durante o trabalho. Como um benefício adicional, como a quantidade de combustível fornecida a um caminhão é a mesma quantidade de combustível removida do depósito, as medições de enchimento do tanque ajudam a controlar os níveis de armazenamento. A desvantagem é que, embora essa abordagem forneça uma medição excepcionalmente precisa de uma quantidade específica: “a quantidade de combustível consumida por um equipamento desde seu último abastecimento, desde que o equipamento tenha sido abastecido no mesmo nível em ambas as ocasiões”… esse valor não fornece a granularidade necessária para focar nas especificidades do equipamento de mineração e operação diária. Em uma estratégia típica de abastecimento pode ser um caminhão reabastecido uma vez por dia. Nesse dia, o caminhão pode completar 50 ciclos de transporte de variadas distâncias, deslocamentos verticais, cargas transportadas, e ser operado por quatro ou mais pessoas, em marcha lenta entre 10% e 40% do tempo. Tirar conclusões precisas sobre as contribuições desses fatores para o consumo de combustível com uma frequência amostral de uma vez por dia simplesmente não é possivel. A medição do reabastecimento desempenha um papel importante no gerenciamento da cadeia de suprimentos e no rastreamento das tendêndias de eficiência de longo prazo; no entanto, é pouco adequada para avaliar e isolar uma variedade de fatores operacionais que contribuem para o consumo de combustível.

3. Medição Direta de Combustível

A medição direta do consumo de combustível pode ser uma tarefa desafiadora. Os motores a diesel são alimentados com muito mais combustível do que consomem, e por isso apresentam o retorno do diesel para o tanque. Esse excesso de suprimento é essencial, pois é utilizado para resfriar componentes motor (por exemplo, injetores e ECM) e garante que o motor nunca fique sem combustível. No entanto, essa configuração complica significativamente a medição de combustível, que consequentemente requer dois medidores; um para capturar o volume de combustível alimentado ao motor e um segundo para capturar o volume que retorna para o tanque. A diferença entre esses fluxos constitui o consumo específico. No caso extremo de automobilismo, o fluxo de combustível pode atingir o máximo enquanto o motor não consome combustível. Felizmente, a maioria dos motores de mineração gasta comparativamente pouco tempo nessas condições. Mesmo assim, a situação exige medidores extremamente precisos para garantir precisão nas medições. A temperatura também é um desafio. Como os medidores são volumétricos, é essencial medir a temperatura do combustível para levar em conta a diminuição na densidade que ocorre com o aquecimento do combustível no motor.

Em resumo, a medição direta de combustível é uma tarefa complicada. Ainda assim, o benefício combinado de alta precisão de medição e frequência de amostragem torna essa abordagem a melhor opção para buscar ganhos de eficiência baseados em dados na mina moderna.