Eficiência Energética 4.0

A capacidade de obter lucratividade em uma unidade produtiva, está relacionado diretamente com o grau de otimização de cada processo produtivo, seja ele unitário ou em conjunto na cadeira de valor.

Questões como automação da planta, remetem a viabilização produtiva, isto é: dificilmente uma produção industrial se viabiliza sem automação mínima.

Todavia, o lucro está na otimização, pois é comum encontrarmos grades linhas de produção, seja de manufatura ou processo, com grades quantidades produzidas, mas que não obtêm lucratividade esperada por unidade de produto.

Muitos destes problemas, estão relacionados a otimização da linha produtiva.

Apresentamos neste artigo a técnica de Eficiência Energética, com um olhar de associar a Digitalização e Indústria 4.0.

Neste tipo de otimização nas linhas de produção não temos a intenção de detalhar as técnicas de Eficiência Energética, até porque há diversos materiais publicados de boa qualidade, mas pensamos que, podemos agregar alto valor no quesito digitalização, criando um roteiro claro de como evoluir esta técnica, visando a Fábrica Digital, naturalmente, com produção otimizada no uso de energia.

Com a digitalização das áreas da sociedade, onde na indústria temos o conceito de Indústria 4.0, no qual vamos descrever um pouco mais em detalhes, remetendo todo este novo contexto na área de energia, temos a Energia 4.0.

Podemos apontar quais seus principais elementos dentro deste conjunto:

• Eficiência Energética: fazer mais com menos
• Energias Renováveis: sustentabilidade ambiental
• Autoprodução: geração no local e compartilhamento
• Digitalização: gestão em tempo real e inteligente

Mas então, o que é Eficiência Energética?

• É a utilização eficiente de Energia
• Através de técnicas, é o modo de se conseguir a melhor relação de energia empregada com a energia disponibilizada
• Com tecnologias, é a forma de obter energias mais sustentáveis (limpas) e mais gerenciáveis (digitalização)

O princípio de produção na indústria está relacionado diretamente ao processamento de matéria prima com uso de energia, nesta transformação temos a emissão de CO², a saída ou resultado do produto esperado e suas perdas ou geração de resíduos.

A energia na indústria está disponível de diversas formas e fontes, abaixo uma relação das principais onde se aplica técnicas de Eficiência Energética:

• Energia Elétrica
• Aquecimento
• Vapor
• Água
• Ar Comprimido
• Vácuo
• Climatização
• Ventilação
• Iluminação

No quesito desperdício de energia, foco de um trabalho voltado a Eficiência Energética, podemos pontuar as principais causas:

• Dimensionamento – erro de projeto
• Aumento de demanda sem planejamento
• Falhas na instalação do sistema
• Excesso de produção da utilidade
• Excesso de consumo no utilizador
• Vazamentos em geral das linhas
• Isolamento térmico das linhas
• Produção em vazio
• Manutenção ineficiente
• Falha na sintonia de controle
• Perdas indiretas (suportação e vibração)
• Falhas de contratos (custo x necessidade)

O desenvolvimento de atividades de Eficiência Energética, são baseados em três pilares importantes:

• PESSOAS – Conscientização e proatividade em melhoria constante no sistema de utilidade (treinamento)
• PROCESSOS – Utilizar sistemas de gestão de utilidades, para identificação de perdas (informação)
• TECNOLOGIAS – Implantar tecnologias sustentáveis e de digitalização, aumentando a eficiência na geração e gestão de utilidades (inovação)

Quais as ações básicas para o aumento da Eficiência Energética na Indústria?

• Redimensionar sistemas de utilidades – utilizar equipamentos de alta eficiência
• Elaborar um plano de manutenção corretiva nas linhas e plano de manutenção preventiva dos ativos
• Implantar sistema de medição de entrada de carga e medição do aproveitamento energético da utilidade
• Implantar sistema de monitoramento de ativos – vibração, temperatura, pressão, vazão e outros
• Analisar contrato de energia dentro da realidade da produção atual
• Implantar melhoria de controle na geração de energia em função do controle
• Analisar constantemente aproveitamento luminoso, térmico e utilidades geral, obter melhores alternativas de energia
• Digitalizar o sistema de utilidades e implantar sistema de Análise de Dados e Prescrição de Dados

Estamos vivendo uma transição na Sociedade, que é a Digitalização de todas informações do nosso dia a dia, seja por meio de documentos ou dispositivos, a incorporação desta tecnologia, que em linhas gerais está associada a Internet e a IoT Internet das Coisas, está criando um novo formato de mundo, onde associamos a aplicação desta em todas as áreas da sociedade, tais como, governos, bancos, segurança pública, saúde, escolas, indústria, neste último, chamamos de Indústria 4.0 a aplicação desta técnicas.

Esta revolução na forma de lidar com informação e dados, está alterando as formas de relação de trabalho, produção, escola, comercialização entre outros, chamamos isso de Transformação Digital, onde Pessoas, Processos e Tecnologias, estão em uma jornada de transformação, do mundo analógico para o mundo digital.

Importante entender que toda esta transformação se dá inicialmente pelas pessoas, que transformam processos e finalmente, utilizam-se tecnologias para estes fins.

Neste modelo, sugerimos questionar a empresa, que levará você a perceber o quanto está engajado na Transformação Digital:

1. Como você está lidando com as pessoas/sua equipe a respeito da Transformação Digital?
2. Você já colocou as pessoas para pensarem/transformarem seus processos eliminando o meio e aplicando Ciência de Dados/ I.A.?
3. Você já fez uma Roadmap de tecnologia para apoiar a transformação dos processos de sua empresa através das pessoas sendo usuárias?

Com isso temos o conceito de Indústria 4.0, há diversos modos de descrever, apresentamos um que enquadra os pontos mais importantes, então, a Indústria 4.0 é:

A Interconexão de Toda Cadeia de Valor (Informações + Pessoas + Equipamentos) conectados na Internet, utilizando Inteligência Artificial para TOMADA DE DECISÕES na Indústria.

A Indústria Digital funciona com toda a cadeira de Valor conectada em nuvem, trabalha com planejamento produtivo orientado sob demanda, onde os sistemas de automação e digitalização analisam informações do passado e presente (operação).

Entretanto, a principal mudança é a capacidade de projetar o futuro, com análise de tendências, baseado em big data, usando inteligência artificial para apoio na tomada de decisões, sejam elas autônomas ou não.

A Indústria 4.0, além da transformação das pessoas em primeiro lugar e dos processos por consequência, necessita de tecnologias para evoluir o controle e gestão industrial, estas tecnologias chamamos de Tecnologias Habilitadoras, seu objetivo principal é viabilizar e acelerar o processo da digitalização na produção. Temos artigos específicos para explicar estas tecnologias.

Entendendo até aqui a importância da Eficiência Energética como ferramenta de otimização e a digitalização que está proporcionando o advento da Indústria 4.0, vamos associar estas duas técnicas, de modo a melhorar o resultado final da produtividade e lucratividade na produção industrial.

A Eficiência Energética já é uma técnica consolidada de otimização de utilidades na linha de produção, a digitalização é uma tecnologia relativamente nova, sendo assim, o que ganhamos com a incorporação da transformação digital associada a Eficiência Energética?

No momento atual estamos em uma transição, da Indústria (3.0, 2.0) para a 4.0, então a melhor resposta é a oportunidade, abre-se uma série de lacunas positivas para as indústrias poderem aprimorar seus processos e até mesmo, gerar inovação incremental ou disruptiva, todavia, este momento entrará em alguma momento em maturidade, estreitando as lacunas e chegando a um ponto onde será de uso comum, num futuro próximo a Fábrica Digital estará em diversos lugares.

A Indústria 4.0 permitirá fábricas inteligentes e nesta jornada, temos que preparar as nossas linhas de produção, a digitalização funciona como uma lente de aumento, o que é bom, fica ótimo e o que é ruim, fica péssimo, por isso é importante implantar um plano de Eficiência Energética, normalmente uma ação de Lean Manufacturing antecede esta ação, texto já postado sobre este assunto.

Podemos pensar a digitalização das informações da produção e associar as técnicas de Eficiência Energética, utilizando computação em nuvem, monitoramento e análise de produção e criação de dashboards inteligentes.

O trabalho técnico voltado a Eficiência Energética, tem algumas funções de análise e identificações, referentes ao tipo de energia otimizada, abaixo alguns itens e parâmetros que são analisados:

• Balanço de Carga
• Balanço de Energia
• Análise Exotérmica e Endotérmica
• Temperatura
• Pressão
• Vazão
• Consumo de Energia Elétrica
• Medição de Consumo
• Análise de Vibração

A implantação de processos de Eficiência Energética na Indústria, remete a diversos benefícios, podemos apontar alguns:

• Melhoria no aproveitamento do custo de energia das utilidades
• Aumento da vida útil dos ativos de transformação energética e trabalho na planta industrial
• Conexão das informações de utilidades com a manutenção industrial, análise prescritiva
• Análise de dados de uso energético, para melhoria contínua e aprimoramento de fontes de energia (limpa) – ISO 50001
• Análise inteligente das utilidades, melhor relação uso de acordo com necessidade, usando I.A. Inteligência Artificial

A área de Energia está em evolução constante, podemos apontar algumas tendências importantes para acompanhamento:

• Avançar na Jornada da Digitalização, utilizando formas de energia limpa, biomassa, fotovoltaica, eólico, células a combustível
• Utilizar ferramentas de tomada de decisões inteligentes, integrando as ferramentas de gestão da energia no Grid de Energia (produtor/consumidor) criando BI orientados a futuro
• Integrar toda a Cadeia de Valor da Indústria com a Utilidades, fazendo a Transformação Digital através das pessoas, evoluindo o propósito de uma produção mais sustentável

Conclusão

Concluímos que a Indústria 4.0 necessita de energia inteligente, a aplicação da Digitalização nos processos de Eficiência Energética, permitirão alta performance na geração, transformação, consumo e gestão da área de utilidades na Indústria.