Fornos contínuos 4.0

Um determinado material passando por um túnel de calor e sofrendo transformações físico-químicas. Esse é o resumo de um processo térmico contínuo. Parece fácil, mas como gerar o calor, qual transportador suportará e como controlar a temperatura das diversas regiões do forno ou como o selar para que perca a menor quantidade possível de calor pelas aberturas?

Estes são os desafios dos projetistas. No entanto, logo após o funcionamento dos fornos, estas responsabilidades acabam sendo transferidas para os usuários do equipamento, os quais têm as seguintes tarefas: produção, processo e manutenção. Por mais que documentação e treinamento sejam disponibilizados aos interessados, fatores como reposicionamentos, promoções e demissões, acabam alterando o quadro de usuários e invariavelmente as informações se perdem. E as consequências não são nada agradáveis: queda na produtividade, qualidade e na disponibilidade do equipamento.

É neste ponto que a digitalização de equipamentos térmicos pode desempenhar um importante papel. Sensores são instalados no forno, gerando dados que são apresentados ao operador, tornando-se informação. Esta informação acumulada gera conhecimento, o que levará à sabedoria operacional (Fig. 1).

Vamos tomar como exemplo um forno contínuo de lâminas de aço, as quais serão temperadas no óleo. As lâminas são colocadas na mesa de carregamento que possui célula de carga, indicando o peso que está sendo carregado. Pelo peso, o forno automaticamente ajusta a sua velocidade para que aquela massa seja corretamente aquecida. Com a variação da massa e da velocidade, os sensores de temperatura alteram a carga térmica do forno evitando falta ou sobra de energia. Ao mesmo tempo, o sistema calcula qual está sendo a eficiência térmica do forno. Com todas estas informações, o processista pode comparar a eficácia do tratamento com a eficiência energética do forno, maximizando esses dois indicadores. Esta análise de causa e consequência é registrada pelo sistema, o qual agora sugerirá essa ação em futuras análises. É a inteligência artificial o ramo da ciência da computação que se propõe a elaborar dispositivos que simulem a capacidade humana de raciocinar, perceber, tomar decisões e resolver problemas, enfim, a capacidade de ser inteligente.

Além disso, o sistema monitora o comportamento das variáveis indicando o sintoma e sugerindo diagnósticos quando desvios são detectados. Por exemplo, a temperatura do lado esquerdo está maior, então provavelmente o isolamento do lado direito foi danificado. Ou a pressão diferencial através do filtro do ventilador de ar tem aumentado, indicando que o filtro deve ser trocado.

Com isso, a manutenção preditiva substitui a preventiva e a corretiva. Além do custo absoluto da preditiva ser menor, a maior vantagem está no aumento da disponibilidade do equipamento em função da redução do número de paradas.

O negócio ainda pode se beneficiar de uma outra forma. Os dados dos sistemas da internet industrial são disponibilizados de forma transparente. Com isso, dados de produção e consumo podem ser integrados ao sistema de gerenciamento do negócio (ERP), alimentando o estoque, atualizando custos, gerando os certificados de qualidade, como alguns exemplos.

Ou seja, sonha em ter processos térmicos sábios? Comece com sensores e então suba a pirâmide passo a passo. Caso queira uma mãozinha, conte conosco.

Claudio H. Goldbach
Claudio H. Goldbach
Engenheiro Químico com pós em Gerenciamento Ambiental na Indústria, ambos pela UFPR. Atualmente, é Diretor da Perfil Térmico Aquecimento e Isolamento Industrial Ltda. e da Termia Technology Corporation

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