Testar mudanças sem interromper a produção, identificar gargalos no transporte de minério e preparar operadores para situações de risco são desafios concretos da mineração. A modelagem, a simulação e os gêmeos digitais oferecem caminhos para enfrentá-los, desde que estejam conectados às condições reais da operação.
Essas aplicações foram discutidas no webinar “Conceitos e Aplicações de Gêmeos Digitais em ambientes de Operação de Mina e Usina de Beneficiamento”, promovido pela ABINC em 14 de outubro de 2026. O encontro contou com Maurício Baleeiro, gerente técnico da área de Tecnologia da Vale, e mediação de Bruno Medina, líder do Comitê de Gêmeos Digitais da ABINC.
Com exemplos da operação de mina e do beneficiamento de minério, a apresentação mostrou diferentes níveis de integração entre modelos e processos físicos. Também destacou os requisitos para transformar essas iniciativas em ferramentas utilizadas pelas equipes: dados confiáveis, atualização dos modelos, governança e sustentação.
Confira os principais aprendizados do encontro.
1. Da simulação ao gêmeo digital: entender a integração antes de definir a aplicação
Maurício iniciou a apresentação diferenciando modelagem, simulação e gêmeos digitais.
A modelagem representa, de forma simplificada, o comportamento de um sistema ou processo. A simulação executa esse modelo com diferentes entradas para explorar cenários e avaliar resultados sem interferir diretamente no ambiente real.
Na mineração, isso permite estudar desde o comportamento de um moinho até o sequenciamento de lavra e a projeção de materiais durante um desmonte.
Para explicar a conexão entre essas representações e a operação, o palestrante apresentou três níveis de integração:
- Digital Model: modelo sem troca automática de dados com o processo físico.
- Digital Shadow: modelo alimentado por dados da operação, permitindo acompanhar seu estado.
- Digital Twin com integração bidirecional: representação que recebe dados e também devolve ações ao processo, dentro de uma estratégia de controle.
Maurício esclareceu que a Vale utiliza internamente a denominação de gêmeos digitais com níveis de integração. Pela classificação apresentada, as aplicações relatadas no encontro estavam nos estágios de Digital Model e Digital Shadow. A integração bidirecional para otimização da planta foi apresentada como evolução futura.
Essa distinção ajuda a compreender o que cada aplicação já realiza e quais capacidades ainda precisam ser desenvolvidas.
2. Na mina, visibilidade para identificar gargalos e apoiar decisões
O primeiro caso abordou a operação de mina, que envolve perfuração, desmonte, carregamento e transporte do material.
A representação digital reúne informações de planejamento, despacho de frota, topografia, modelos geológicos e sistemas corporativos. Ao integrar essas fontes, permite acompanhar equipamentos e movimentações, relacionando os dados ao contexto da operação.
Um exemplo apresentado foi a identificação de trechos em que os caminhões circulam com velocidade abaixo do esperado. Essa informação permite investigar possíveis causas, como condições da via, curvas ou obstáculos, e orientar ações das equipes.
Outras aplicações discutidas incluíram:
- Acompanhamento dos ciclos e indicadores dos equipamentos.
- Identificação de filas de caminhões e gargalos no britador.
- Rastreabilidade da movimentação do material.
- Verificação da aderência das atividades aos locais planejados.
- Simulação de novas rotas e avaliação de seus impactos.
O foco do caso apresentado está em monitoramento, diagnóstico e apoio à decisão, com recursos de simulação. Maurício ressaltou que a ferramenta não altera automaticamente a rota de um caminhão ou seu destino. As informações apoiam a atuação dos profissionais responsáveis pela operação.
Durante as perguntas, a rastreabilidade ganhou destaque. O palestrante explicou que o acompanhamento do material exige cruzar dados de despacho com outras fontes, especialmente quando existem pilhas intermediárias e mudanças operacionais.
3. Na usina, um ambiente virtual para testar e treinar
O segundo caso tratou da usina de beneficiamento, com a modelagem integrada de seus processos.
Maurício apresentou uma estrutura composta por três elementos: o modelo matemático da planta, a emulação do sistema de controle e uma réplica do supervisório utilizado pelos operadores.
Nesse ambiente, os programas de automação são executados em máquinas virtuais, enquanto a interface reproduz a experiência de operação. Isso permite testar comportamentos e procedimentos sem atuar diretamente sobre a planta física.
Entre as aplicações destacadas estavam o treinamento de novos operadores e a preparação para situações de falha ou risco que não fazem parte da rotina, mas exigem uma resposta adequada quando ocorrem.
Outro uso é o comissionamento virtual, com testes das lógicas de controle antes de sua aplicação em produção. A simulação também permite avaliar como mudanças nas características do minério podem afetar o processo.
O palestrante diferenciou esse ambiente de simulação de outra iniciativa que recebe dados da planta para gerar predições. Já o uso do gêmeo digital para determinar e aplicar automaticamente ações de controle foi apresentado como uma capacidade ainda não implementada nos casos relatados.
4. Controle e otimização: manter a operação estável e escolher o melhor ponto de trabalho
A apresentação também explicou como diferentes camadas de controle se relacionam.
O controle regulatório busca manter variáveis próximas dos valores desejados, chamados de setpoints. O controle avançado coordena múltiplas variáveis para reduzir oscilações e respeitar as restrições do processo.
A otimização em tempo real, ou RTO, busca o ponto operacional mais adequado aos objetivos definidos. Isso pode envolver produtividade, consumo de energia, custos ou aderência ao planejamento.
Na sessão de perguntas, Maurício utilizou uma taxa hipotética de processamento para ilustrar a diferença: manter a produção próxima de uma referência é um problema de controle; avaliar se essa referência é a melhor para o negócio é um problema de otimização.
A evolução descrita para os gêmeos digitais é utilizar a integração dos modelos como base para essa otimização. Com a representação das relações entre os processos, seria possível avaliar o comportamento do conjunto e orientar novos pontos de operação.
Ao comentar resultados, Maurício relatou ganhos de produtividade com modelagem, simulação e soluções incorporadas ao controle. Não apresentou percentuais e distinguiu esses resultados da evolução para um gêmeo digital plenamente bidirecional.
5. A infraestrutura de dados determina a capacidade de escalar
Uma pergunta da audiência colocou em discussão dois desafios: desenvolver os modelos ou construir a infraestrutura que permite alimentá-los e mantê-los.
Maurício destacou que a atualização dos modelos e a sustentação da base de dados são fatores decisivos. Equipamentos, características do minério e lógicas de controle mudam, e a representação digital precisa acompanhar essas alterações.
Entre os fundamentos apresentados estavam:
- Instrumentação confiável: sensores e analisadores com calibração, manutenção e tratamento adequado dos dados.
- Conectividade industrial: redes, protocolos e gateways compatíveis com os requisitos da aplicação.
- Barramento de dados: uma camada de distribuição que permite compartilhar informações sem conectar cada aplicação diretamente aos ativos.
- Dados contextualizados: organização por planta, processo e equipamento, com padronização de nomes, unidades e metadados.
- Infraestrutura computacional: definição de onde executar os modelos, considerando recursos locais e em nuvem.
Nesse contexto, o palestrante apresentou o UNS como uma estrutura unificada para organizar e contextualizar as informações. Essa base facilita a integração de aplicações e a expansão para diferentes ativos e operações.
A arquitetura também precisa considerar a cibersegurança e a separação entre redes industriais e corporativas. A localização de uma aplicação depende de sua finalidade, especialmente quando há requisitos de controle do processo.
6. Começar pequeno e envolver a operação desde o início
Entre as lições aprendidas, Maurício recomendou iniciar por processos específicos, validar os modelos em pilotos e ampliar a integração à medida que o valor seja demonstrado.
Ao comentar a experiência de modelar uma usina inteira, observou que, se pudesse retomar essa decisão, preferiria começar por processos unitários e evoluir gradualmente.
Também destacou a necessidade de definir, desde o início, quem mantém os modelos, quem realiza sua calibração e quem oferece suporte à operação.
Na discussão final, a confiança dos operadores apareceu como um requisito de continuidade. Uma informação incorreta ou uma discrepância sem suporte adequado pode levar a equipe a abandonar a ferramenta e retornar ao modo manual.
Por isso, a implantação exige profissionais dedicados, responsabilidades claras e participação de operadores, engenheiros e especialistas. O valor se concretiza quando os resultados passam a fazer parte das decisões diárias.
Aplicações que começam antes da partida da planta
O debate também explorou o uso da modelagem e da simulação em projetos de novas instalações.
Segundo Maurício, essa etapa permite comparar alternativas, dimensionar equipamentos, testar lógicas de automação e treinar operadores antes da entrada em operação.
Esse trabalho pode contribuir para a partida e para o período de crescimento da produção até o desempenho esperado. Os modelos também podem continuar evoluindo após a implantação, conforme sejam atualizados e conectados aos dados reais.
Para os profissionais e empresas do ecossistema IoT, o encontro mostrou que avançar com gêmeos digitais envolve competências complementares: conhecimento do processo, instrumentação, conectividade, modelagem, automação e gestão das soluções.
Ao reunir essas perspectivas, o Comitê de Gêmeos Digitais da ABINC aproxima associados e especialistas de experiências práticas, ampliando o repertório para avaliar aplicações, compartilhar desafios e identificar possibilidades de colaboração.
Assista ao webinar completo
Acompanhe a apresentação de Maurício Baleeiro, os exemplos da operação de mina e da usina de beneficiamento e as perguntas dos participantes.
Acesse a gravação no canal da ABINC no YouTube aqui.