Gerenciamento de Ativos Industriais: antecipação de eventos e eficiência operacional nas usinas

A competitividade e a sustentabilidade econômica das usinas sucroenergéticas dependem, cada vez mais, de estratégias eficazes para garantir a disponibilidade e a confiabilidade dos ativos industriais. Em um cenário caracterizado por margens apertadas, variabilidade na produção e altos custos operacionais, a indisponibilidade de equipamentos críticos pode afetar diretamente a produtividade, o desempenho industrial e os custos operacionais de cada produto. A necessidade de um gerenciamento eficiente de ativos se torna ainda mais urgente à medida que a digitalização avança nas indústrias, proporcionando novas oportunidades e desafios para os gestores do setor.

Este artigo aborda o Gerenciamento de Ativos Industriais (GAI) como uma abordagem integrada e orientada por dados, com o objetivo de antecipar falhas, otimizar a vida útil dos equipamentos e aumentar a eficiência operacional nas usinas de açúcar, etanol e cogeração. Serão analisados conceitos, tecnologias, desafios, benefícios e exemplos de aplicação prática, oferecendo uma visão detalhada sobre as práticas atuais e as tendências emergentes.

Historicamente, a gestão de ativos nas usinas evoluiu de um modelo reativo e corretivo para uma abordagem preventiva, baseada em cronogramas fixos de manutenção. Com o avanço da automação e da digitalização, surgiram os conceitos de manutenção preditiva e prescritiva, impulsionados por tecnologias como Internet das Coisas (IoT), Big Data, Inteligência Artificial (IA) e Machine Learning. Esses elementos são fundamentais para o conceito de Manutenção 4.0, que se caracteriza pela capacidade de prever falhas antes que ocorram, otimizar os processos de manutenção e maximizar o tempo de operação dos ativos.

Conceito e benefícios

O Gerenciamento de Ativos Industriais é uma disciplina que integra processos, pessoas e tecnologias com o objetivo de maximizar o desempenho dos ativos ao longo de seu ciclo de vida. Esse gerenciamento considera aspectos cruciais, como disponibilidade, confiabilidade, segurança, sustentabilidade e o custo total de propriedade (TCO).

Principais pilares do Gerenciamento de Ativos Industriais:

1. Monitoramento Contínuo de Condição (Condition Monitoring)

2. Análise de Riscos e Criticidade

3. Gestão do Ciclo de Vida dos Ativos

4. Integração de Dados Operacionais e Históricos

5. Tomada de Decisão Baseada em Dados (Data-Driven Decision Making)

A adoção do Gerenciamento de Ativos Industriais proporciona benefícios tangíveis e mensuráveis para as usinas sucroenergéticas. Entre os principais benefícios, destacam-se:

1. Redução de Paradas Não Planejadas: A antecipação de falhas permite intervenções antes da quebra, evitando paradas imprevistas.

2. Otimização do Ciclo de Vida dos Equipamentos: Através de uma manutenção proativa, é possível prolongar a vida útil dos ativos críticos.

3. Melhora no Planejamento de Manutenção: O planejamento de manutenções pode ser feito de maneira mais eficiente, agendando paradas em períodos de menor impacto operacional.

4. Redução de Custos de O&M: A menor necessidade de estoque emergencial e de intervenções corretivas resulta em uma significativa redução nos custos operacionais.

5. Aumento da Eficiência Operacional: A disponibilidade dos ativos está alinhada aos picos de demanda da safra, melhorando a produtividade.

Desafios e tecnologias

Embora a implementação de um sistema robusto de Gerenciamento de Ativos Industriais traga inúmeros benefícios, também apresenta desafios significativos. Entre os principais obstáculos, destacam-se:

1. Integração de Sistemas Legados: A dificuldade em consolidar dados de diferentes plataformas tecnológicas pode limitar a eficácia das soluções de gerenciamento.

2. Qualidade e Volume de Dados: A confiabilidade e a atualização em tempo real das informações coletadas são cruciais para o sucesso do sistema.

3. Capacitação Técnica: A formação contínua da equipe de manutenção é essencial para garantir a eficácia das novas ferramentas digitais.

4. Gestão da Mudança Organizacional: A resistência à adoção de novas tecnologias por parte de uma cultura organizacional tradicional pode dificultar a implementação de soluções inovadoras.

5. Investimento Inicial: O custo inicial de implantação das tecnologias habilitadoras pode ser um obstáculo, especialmente para usinas de menor porte.

O Gerenciamento de Ativos Industriais depende de uma estrutura tecnológica avançada, que envolve diversas camadas de automação e digitalização, tais como:

1. Sensoriamento IoT: Coleta de dados em tempo real sobre variáveis como temperatura, vibração e pressão.

2. Sistemas SCADA e MES: Integração dos dados de controle operacional com os planejamentos de produção.

3. Plataformas de Análise Preditiva: Uso de algoritmos de machine learning para prever falhas com maior precisão.

4. Cloud Computing: Armazenamento e processamento de grandes volumes de dados com escalabilidade e segurança.

5. Gêmeo Digital: Modelagem virtual do comportamento dos ativos, permitindo simulações e previsões mais assertivas.

O Gerenciamento de Ativos Industriais opera de forma cíclica e contínua, com base no conceito de melhoria constante. As etapas incluem:

1. Coleta de Dados: Realizada por meio de sensores, PLCs, historizadores e sistemas SCADA.

2. Tratamento e Normalização: Filtragem de ruídos e padronização dos sinais coletados.

3. Análise Diagnóstica: Identificação de anomalias por meio de modelos estatísticos e de IA.

4. Prognóstico: Previsão de falhas com base em tendências e históricos.

5. Prescrição de Ações: Recomendação automática de medidas preventivas.

Para iniciar um projeto de Gerenciamento de Ativos Industriais, recomenda-se a adoção das seguintes etapas:

1. Mapeamento de Criticidade dos Ativos: Identificação dos equipamentos prioritários para garantir a continuidade das operações.

2. Infraestrutura de Coleta de Dados: Instalação de sensores IoT para monitoramento em tempo real.

3. Integração com Sistemas Existentes: Conectar os sistemas ERP, SCADA e CMMS para uma gestão centralizada.

4. Treinamento da Equipe: Capacitação contínua da equipe em análise de dados e ferramentas digitais.

5. Definição de KPIs: Estabelecimento de indicadores de desempenho, como MTBF (Mean Time Between Failures), MTTR (Mean Time To Repair) e OEE (Overall Equipment Effectiveness).

Exemplos de aplicação do Gerenciamento de Ativos Industriais nas usinas sucroenergéticas incluem:

1. Monitoramento de Redutores e Turbinas: Análise de vibração e temperatura para evitar falhas.

2. Controle de Bombas de Caldo e Xarope: Prevenção de cavitação e falhas mecânicas.

3. Acompanhamento de Caldeiras e Turbogeradores: Gestão térmica e de pressão para otimizar a geração de energia.

4. Análise de Condição de Moendas: Monitoramento da carga, desgaste dos rolos e acoplamentos.

5. Gestão de Ativos Elétricos: Monitoramento de transformadores e painéis de distribuição para garantir a confiabilidade do fornecimento de energia.

Um exemplo significativo da aplicação do Gerenciamento de Ativos Industriais ocorreu em uma usina sucroenergética que implementou um sistema focado nas moendas e caldeiras. Através de sensores de vibração, temperatura e pressão, a usina conseguiu prever falhas nos mancais das moendas e evitar uma parada de 48 horas durante o pico da safra. O retorno sobre o investimento (ROI) foi alcançado em menos de uma safra.

Tendências futuras

As principais tendências para o futuro do Gerenciamento de Ativos Industriais no setor sucroenergético incluem:

1. Expansão de Gêmeos Digitais: Simulações em tempo real para cenários de manutenção.

2. Integração com Inteligência Artificial Generativa: Adoção de IA para análises mais rápidas e com maior autonomia.

3. Uso de Realidade Aumentada: Assistência ao técnico de campo com manuais e diagnósticos virtuais.

4. Plataformas IoT mais acessíveis: Democratização do acesso a tecnologias avançadas.

5. Gestão Remota: Monitoramento e diagnóstico de ativos a partir de centros de operação remotos.

O Gerenciamento de Ativos Industriais representa um marco na evolução das práticas de manutenção nas usinas sucroenergéticas. Ao adotar uma abordagem proativa, baseada em dados, as usinas podem melhorar significativamente sua disponibilidade, reduzir custos operacionais e aumentar sua competitividade. A combinação de tecnologias avançadas, capacitação de pessoal e reestruturação de processos é essencial para garantir o sucesso dessa transformação. Investir no gerenciamento de ativos é, portanto, um passo crucial para a sustentabilidade e a competitividade no setor de produção de açúcar, etanol.

*Márcio Venturelli, trabalha há 25 anos no mercado de Automação Industrial, desenvolveu sua carreira ao longo do tempo com foco em Inovação e Novas Tecnologias, especializou-se em Digitalização e Indústria 4.0, atualmente é Coordenador Técnico do Instituto SENAI de Tecnologia e Professor de Automação Industrial, como foco em Transformação Digital.