USINA 4.0 – O Setor Sucroenergético e a Indústria 4.0

USINA 4.0 A Quarta Revolução Industrial no Setor Bioenergético

1 MÁRCIO VENTURELLI

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Márcio Venturelli

USINA 4.0

A Quarta Revolução Industrial no Setor

Bioenergético



Estamos vivendo a transição da 3ª Revolução Industrial para a

4ª Revolução Industrial, a partir da década de 70 a implantação

de computadores nas linhas de produção, fazendo o controle

dos processos, permitiram ganhos de escala sem precedentes,

além padronização e elevada qualidade, reduzindo

drasticamente os custos de produção.

A partir da década de 90, a massificação da Internet trouxe um

novo conceito de se comunicar, impactando diretamente a vida

das pessoas, a ideia básica foi que todos estivessem se

comunicando através de uma plataforma única, hoje com redes

sociais e, usando dispositivos on-line, os smartphones,

permitindo troca de informações, pesquisas, análise de dados,

decisões e ações em tempo real e descentralizada.

O Setor Sucroenergético também evoluiu no quesito Automação

Industrial, no início da década de 80 os painéis de controle

pneumático foram substituídos por eletrônicos, depois por

redes industriais na década de 90 e no início do século XXI,

vemos as Usinas com Centro de Operações comandando toda

a planta, a partir de tecnologias de Controladores

Programáveis, todos conectados em redes de informação e

controle.

As novas tecnologias que surgem como bandeira desta nova

revolução, já são presentes, porém estamos vivendo uma

transição, sem estabelecer um limite de implantação, novos

conceitos, tais como, Internet das Coisas (IoT) e Banco de

Dados (Big Data), permeiam esse novo cenário.

Na prática, as plantas industriais são reativas quanto aos

processos produtivos, mudanças de cenário econômico, de

consumidores, tendências de manutenção e operação,

somente aparecem para o operador ou coordenador quanto de

fato ocorrem, na maioria das vezes arrastando prejuízos na

produção de toda ordem, custo, segurança e qualidade.



As variáveis do processo são centralizadas nos controladores,

com o objetivo final de fazer o controle operacional, porém elas

não são interligadas, não se comunicam umas com as outras.

Por exemplo, quando há baixa de carga na moenda, os

motores continuam recebendo máxima carga, diminuindo a

eficiência energética, quando há contaminação no mosto,

demora-se chegar no resultado, vindo do laboratório, de

quantidade de dosagem química, diminuindo o rendimento

produtivo, operações vazias, flutuantes, com alta variabilidade,

exigem consumo contínuo de água, ar comprimido, vapor,

gases e energia elétrica, impactando em desperdício e alta

emissão de CO2.

O conceito da Indústria 4.0, no qual propomos o tema Usina

4.0, é a criação de um ambiente industrial onde as pessoas,

equipamentos e informações, trafeguem nesta grande rede,

podemos chama-la de Internet Industrial. A usina estará

conectada num ambiente de informações dinâmicas, por

exemplo, dados meteorológicos, que influenciam o campo e a

moagem, no tempo real, permitindo uma tomada de decisões

sobre corte e produção, a conexão do estoque de insumos, seu

consumo em tempo real e operação com os fornecedores de

produtos e serviços, permitindo a entrega e análise do processo

no tempo que ocorre, eliminando desperdícios de toda ordem.

A Usina 4.0 terá todo o processo produtivo conectado, todos os

instrumentos e equipamentos na planta industrial, no setor

agrícola com máquinas e equipamentos conectados no GPS

trocando informações com a indústria e os parâmetros dos

controladores, isso será permitido através da Internet da Coisas

(IoT), a maioria com redes sem fio Wireless, todo o processo

produtivo será Simulado através de cenários, tanto de mercado,

quanto de consumo, fazendo a Usina produzir sob medida, na

melhor relação Insumo x Venda, pois o Banco de Dados (Big

Data) receberá todas as informações da cadeia produtiva, tanto

interna, dos equipamentos e pessoas que vimos, quanto

externa, fornecedores, governos, clima, mercado, entregando



informações para tomada de decisões, sendo ainda suportada

pela Computação Cognitiva, onde os sistemas “aprenderão”

com os cenários, é a evolução do próprio controle operacional

que hoje existe na forma de controladores programáveis e

supervisórios, ou ainda, os SDCD Sistemas Digitais de Controle

Distribuído, oferecendo aos operadores e coordenadores as

melhores opções de tomada de decisões, analisando o

ambiente produtivo com variáveis relacionadas, tais como, caso

ocorra uma quebra de caminhão, o impacto que sofrerá a

moagem e em qual tempo, uma aumento da umidade e o

impacto na cogeração e consumo do insumo na Unidade

Termoelétrica, uma demanda pontual para produzir etanol

anidro, qual o melhor arranjo produtivo e em que momento para

obter o melhor aproveitamento.

Os pilares da Usina 4.0, serão baseados nos conceitos desta

Indústria 4.0, terão as seguintes características:

Interoperabilidade dos sistemas, pessoas e informações,

tudo se intercomunica no sistema Ciberfísico da Usina;

Virtualização da fábrica, uso de modelos conectados

com os sistemas físicos, podendo simular toda a safra,

antes mesmo de iniciar, com todos os cenários e pré-

setar equipamentos;

Descentralização dos sistemas, permitindo que os

subsistemas tomem decisões dentro do conjunto,

através de modelos de automação avançados;

Banco de dados em tempo real, capacidade de coletar,

analisar e fornecer conhecimento da cadeia produtiva no

instante que ocorre;

Orientação a serviços, todos os sistemas, pessoas e

informações publicam e consomem informações de

acordo com a demanda do modelo produtivo;

Modularidade de todo o sistema, permitindo alta

flexibilidade de mudanças de requisitos, substituição ou

expansão da produção de forma inteligente.



Podemos apontar os principais benefícios de uma planta

produtiva com esse novo conceito:

Redução de Custos – o processo é rastreado

Economia de Energia – equipamentos mais eficientes

Aumento da Segurança – as ações são antecipadas e

não mais reativas

Conservação Ambiental – uso eficiente de energias

Redução de Erros – o processo é interconectado

(encaixado)

Fim do Desperdício – produzir na quantidade certa

Transparência nos Negócios – uma rede que permite

governança

Aumento da Qualidade de Vida – uma planta com

pessoas produzindo de forma inteligente

Personalização e Escala sem Precedentes – quantidade

de acordo com demanda

A Indústria 4.0 é uma proposta, que já é uma realidade, ainda

que em fase inicial e experimental em algumas plantas, todavia

é um vetor que aponta para uma nova forma de lidar com a

produção e em nosso caso, servindo de mais uma ferramenta

de eficiência na produção de etanol, açúcar e energia elétrica.



SOBRE O AUTOR

JUL/2015 - R0

Márcio Venturelli trabalha no mercado de

automação industrial há 20 anos, tendo atuado

em diversos departamentos, tais como,

assistência técnica, treinamentos,

comissionamento, projetos, engenharia,

marketing e negócios.

Trabalhou em diversos projetos de implantação

de sistemas de automação de plantas de

bioenergia, transformação e manufatura, no

Brasil e no exterior.

Atualmente trabalha em desenvolvimento de

mercados e tecnologia, com foco em soluções

de sistemas de automação industrial, tendo

como diretrizes viabilidades técnicas e

financeiras, otimização e gestão industrial.

É professor universitário de pós-graduação de

automação industrial e gerenciamento de

projetos.

Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional

da Automação) e Presidente da Seção ISA

Sertãozinho-SP, Membro do PMI-SP (Instituto

de Gerenciamento de Projetos), Diretor de

Safety Bus da PI (Associação Profibus/Profinet

Internacional) e Coordenador do Comitê de

Automação Industrial do CEISE Br.

Graduado em Ciência da Computação –

Especialista em Automação Industrial, Pós-

Graduado em Gestão Industrial e Petróleo e

Gás. MBA em Estratégia de Negócios.

E-mail: [email protected]

http://about.me/marcio.venturelli

mailto:[email protected]



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