Usina 4.0: tendências e inovações que garantem bons resultados

A pandemia da Covid-19 acelerou uma série de processos nas usinas. Dentre eles a necessidade de aperfeiçoar e inovar a instrumentação e automação das plantas industriais. Isso porque a instrumentação desenvolve e aplica tecnologias de controle em processos.

Ao passo que a obtenção dos dados precisos para o controle dos processos com o menor custo possível, depende do tipo de instrumento empregado, da qualificação do operador e do tratamento matemático que as medições sofrem.

A automação em usinas de cana deve cumprir em primeira instância a tarefa de solucionar as eventuais falhas que se dão ao longo dos CLPs (sigla para Controladores Lógicos Programáveis). Isso porque as falhas podem se apresentar como o resultado de indesejadas paradas observadas ao longo do processo de moagem e fabricação de açúcar e etanol. E nesse processo também é urgente uma transformação digital para os moldes conhecidos como Otimização em Tempo Real (RTO), que é fundamental para transformar uma planta convencional em Usina 4.0.

Neste sentido, em webinar promovido pelo JornalCana, no dia 30 de setembro, foram apresentadas iniciativas que comprovam a eficiência de uma Usina 4.0, com os participantes destacando as principais tendências e inovações em instrumentação e automação usadas pelas usinas e o futuro das plantas industriais. O webinar, que teve moderação de Josias Messias, presidente da ProCana Brasil, contou com patrocínio da Buckman; da HB Saúde; da Pró-Usinas e da S-PAA Soteica.

“Ao longo do tempo aprendemos como se fazer automação, priorizando os processos mais importantes. Ou seja, aqueles que são mais onerosos ou com maiores perdas. Além de investir no essencial, medindo e controlando somente as áreas mais necessárias”, conta Danilo Fernando Gutierrez, gerente de novos negócios na Pedra Agroindustrial e exemplifica dando detalhes do processo de transformação digital que ocorre nas usinas do grupo.

Gutierrez explicou que, as unidades da Companhia têm idades diferentes e tipos de automação em estágios diferentes, por exemplo, a Ipê, que já nasceu toda automatizada, inclusive com COI e a Usina Da Pedra, que é a mais antiga- completa 90 anos em 2021. “A unidade passou por várias fases de automação, desde a pneumática até a eletrônica. E ao longo dos anos não teve alto índice de instrumentação, o que com o passar do tempo encarece e dificulta a possibilidade de automatiza-la por completo”, detalha o gerente de novos negócios.

Para um dos passos para automação feita com baixo custo de investimento é avaliar bem a eficácia das ferramentas de RTO existentes. “Com a chegada do conceito de Usina 4.0 buscamos avaliar ferramentas para transformar a usina digitalmente. Mas havia o receio de ter que instrumentalizar ainda mais a planta industrial para fazer a medição de processo em linha e online para termos os dados que o RTO precisa para poder trabalhar. Mas ao longo do desenvolvimento do trabalho vimos que não era necessário, pois as áreas do processo que precisamos para fazer o controle não tem grandes variações. Com isso percebemos que poderíamos usar os dados disponíveis no laboratório, bastando simplesmente comunicar nosso sistema de qualidade de produção e o RTO”, descreve o gerente de novos negócios.

De acordo com Gutierrez, a Pedra Agroindustrial escolheu o S-PAA, da Soteica, como sistema de RTO para fazer a simulação na planta virtual. E os resultados garantiram ganhos significativos usando dados que já eram coletados. “Resumindo, é possível aliar o que se tem de automação – ainda que básica – com um sistema que consiga trabalhar com esses dados do laboratório. Conseguindo, assim, uma automação com baixo investimento, confirma o gerente de novos negócios.

“A chave do negócio é a produtividade e o custo da produção e queremos melhorar os resultados da empresa, aumentando a eficiência industrial e os rendimentos, reduzindo as despesas fixas e o consumo”, disse Rafael Carnietto Bassetto, gerente industrial da Usina São Manoel, ao mostrar os desafios da automação na empresa e a melhora dos resultados a partir de sua implantação.

Para isso, a São Manoel implementou o software S-PAA na área industrial, com a aquisição dos módulos de controle do vapor, tratamento do caldo e evaporação. A ferramenta começou a ser utilizada em agosto deste ano a fim de melhorar a operação da usina, garantindo uma maior estabilidade do processo, e consequentemente, uma maior eficiência industrial.

“Apuramos eficiência industrial 0,5% acima do acumulado até o momento, mas existem muitas outras variáveis que afetam o resultado, não conseguimos isolar os ganhos ainda devido ao pouco tempo de implantação”, afirmou.

Bassetto explicou que antes do uso do sistema, a usina moía mais do que podia, resultando na oscilação da pressão do vapor, portanto trazendo perdas ao processo. “A eficiência operacional era em torno de 87% e agora 89%, mas representa R$ 12 milhões ao ano, o que faz uma boa diferença para a empresa. Sem custo adicional, a não ser moer 500 toneladas a menos por dia, o que culminou acrescentar na safra em torno de 7 dias no ano”, disse.

“A estabilidade traz ganhos de eficiência, tem que respeitar a capacidade dos equipamentos, fazendo com que a automação passe a ajudar o operador e não brigar com ele”, ressaltou o profissional.

Ruan Mantovani, especialista de Utilidades da Usina Pitangueiras, detalhou o que levou a Usina Pitangueira a buscar inovações ao longo dos anos, o que possibilitou a padronização das operações da companhia e a melhoria das condições operacionais, além de maximizar os aproveitamentos energéticos da planta industrial e a busca de práticas mais rentáveis.

A Usina Pitangueiras foi a primeira unidade produtora do Estado de São Paulo a implantar o software de otimização em tempo real S-PAA. A instalação criou indicadores proativos em relação a extração do caldo da cana-de-açúcar na moeda, resultando em um processo mais eficiente. Com o S-PAA, foi possível configurar o sistema em conjunto com o sistema supervisório e ter determinado automaticamente os set-points específicos do processo.

“Temos o monitoramento da extração online e com as informações podemos correlacionar com a oscilação do nível de rotação da moenda, entre outras ações, e com isso começar a entender o comportamento da moenda e saber qual é a melhor operação possível e torná-la padrão”, explicou o especialista, comentando ainda que, ao fazer uma comparação de dados entre o Laço do S-PAA ativado e desativado foi possível identificar uma receita de R$ 790 mil positiva.

Localizada em Chapadão do Céu (GO), a Cerradinho Bio é uma das principais usinas de alta eficiência energética. No webinar, Walter Di Mastrogirolamo, gerente industrial da companhia, detalhou as estratégias adotadas que vêm propositando bons resultados.

Di Mastrogirolamo contou que enxergaram oportunidades com o uso de melhor tecnologia para garantir mais eficiência no processo produtivo. Diante disso, apresentou resultados após o monitoramento contínuo da água, com a purga automática e redução da água e bagaço o que propiciou a redução da vazão da purga de 12% para 4%.

“Com o investimento de R$ 320 mil, o uso da ferramenta possibilitou ganho de 36 m3/h de água; mais de 1.000 KW extra na exportação, o que deve gerar um faturamento de R$ 2 milhões ao ano”, afirmou, contando que o Laço Fechado do S-PAA, já em uso na moenda, geração de vapor e energia, e na destilaria, passará a ser implantado no caldo e fermentação ainda este ano visando um processo ainda mais eficiente.

Douglas Mariani, consultor da Soteica, explicou que o S-PAA permite o acompanhamento em tempo real de todo o processo, reduzindo a variabilidade, fornecendo a visão de processo para operar mais próximo do limite operacional de forma estável e sugere parâmetros para extrair a máxima lucratividade nas condições atuais.

“O S-PAA utiliza uma análise estatística dos dados, mas pode aplicar as correções em uma frequência muito maior e adequar as variações e eventos pontuais de mudanças nos parâmetros, que com a frequência anterior seriam tratados como desvio da análise”, assegurou

Mariani apresentou os cases de usinas que já usam a ferramenta, que melhora as margens, proporciona o aumento da capacidade e reduz custos, instalada em mais de 40 usinas gerando ganhos superiores a R$ 1/TC.

Esta matéria faz parte da edição de outubro do JornalCana.

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