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White Papers

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Supervisório é Componente Crítico em Eficiência no Processamento de Cana de Açúcar

A indústria brasileira de etanol tem um potencial incrível como fonte renovável de energia que já provou ser um método econômico e ecológico de produzir etanol. Infelizmente, o setor vem passando por alguns desafios que não foram antecipados 10 anos atrás. O grande aumento na oferta de petróleo, as mudanças climáticas e a desestabilidade econômica estão forçando a busca de novas tecnologias para oferecer uma vantagem competitiva, fazendo o processamento de etanol mais eficiente e rentável. O software supervisório IHM/SCADA que pode aumentar a eficiência da produção de etanol é a solução perfeita para fazer a ponte entre os custos da produção da gasolina com os custos da produção do etanol, o que permitirá que instalações de processamento de cana de açúcar atendam as demandas do mercado para a produção de biocombustível a preços comparáveis com os da gasolina.

 

Tendências do Setor de Etanol Sugerindo Desafios Naturais e Econômicos para o Futuro

A indústria de etanol no Brasil está bem posicionada para o sucesso e pode muito bem servir com um estudo de caso para o mundo por sua adoção antecipada e bem sucedida do etanol como combustível para veículos. Mais de 60% dos veículos nas rodovias brasileiras são do tipo flex, que podem operar com gasolina ou etanol, além de qualquer mistura entre os dois combustíveis. Em 2020, estima-se que 80% da frota de veículos no Brasil seja abastecida com etanol. A infraestrutura para fazer do etanol uma fonte de combustível renovável primário no Brasil irá reduzir drasticamente as emissões de carbono e permitir que o país se torne autossuficiente no abastecimento das indústrias já existentes.  

Os produtos derivados da cana de açúcar não possuem apenas demanda para fins automotivos. O etanol também é usado para gerar eletricidade para grandes fornecedores de energia do país, onde o consumo é o equivalente a 800.000 barris de petróleo por dia.

A cana de açúcar é uma matéria prima renovável atraente, visto que as plantações para fins energéticos representam menos de 1% das terras cultiváveis do Brasil e os impactos do seu cultivo não se comparam a outras práticas agrícolas.







Desafios para a Indústria de Etanol

A indústria de etanol do Brasil está enfrentando desafios que fazem o combustível menos competitivo do que fora no passado. Forças de caráter natural e econômico estão aumentando os custos da produção de etanol e diminuindo o custo da produção da gasolina. A demanda total por etanol caiu 16% desde o seu pico em 2010.

A primeira força desafiando o poder competitivo do etanol no mercado de combustíveis é o afluxo de outros combustíveis como o petróleo e o gás natural. Depósitos de petróleo foram encontrados no Brasil sob camadas de pré-sal. A nova oferta de petróleo no mercado, juntamente com a demanda mundial por gasolina, fez com que várias empresas de combustíveis investissem em recursos para a perfuração do petróleo e do gás natural ao invés do processamento de etanol.

O mercado de etanol também enfrenta desafios econômicos. Durante a crise econômica da segunda metade da década passada, o governo do Brasil tomou medidas para conter a inflação, oferecendo redução de impostos e preços fixos para a gasolina permitindo a sua venda a custos artificialmente reduzidos e fortemente impactando a Petrobrás. Essa ação provou ser cara para a indústria de etanol, que se encontrou oferecendo um produto menos rentável quando comparado com a gasolina.

A terceira força opressiva desafiando o mercado de etanol é a mudança climática. Fortes períodos de inundações e secas prolongadas se tornaram um problema para as safras de cana de açúcar na última década. Enquanto as safras continuam batendo recordes, o esforço necessário para colher os rendimentos é cada vez maior. Países como a Índia, Austrália e Tailândia aumentaram suas produções de açúcar porém os preços continuam diminuindo.


 

 

Métodos Convencionais Usados no Processamento de Cana Precisam Ser Atualizados
O Sr. Plinio Nastari, consultor para a indústria na cidade de Barueri, foi citado no dia 26 de Novembro de 2013 em uma entrevista em Londres dizendo que a indústria vai sair da crise mais forte porém somente as instalações mais eficientes sobreviverão. Este é um tema comum em vários setores de processamento onde a concorrência barata fez das capacidades atuais de produção no mercado insustentáveis. As instalações produtoras de etanol que sobreviverão serão aquelas que adotarão as práticas de produção mais eficientes.

A necessidade de eficiência é um fator determinante para manter a competitividade no mercado de etanol. As instalações produtoras devem procurar formas de aumentar a eficiência da produção em todos os níveis do processo. Ao simplificar a produção será possível reduzir os custos e suportar as melhores variações no mercado de açúcar e etanol.  

A tecnologia deve ser flexível e atualizada, preferencialmente, durante a fase de entressafra, quando as usinas escolhem os melhores equipamentos para a futura produção. A colheita mecanizada e a produção automatizada aumentarão mais ainda o rendimento e a capacidade dessas instalações permitindo a indústria de etanol oferecer um produto com preço competitivo em relação a gasolina. No entanto, para fazer uso dessa tecnologia, os métodos devem estar implementados no local para conectar esses sistemas distintos.

Os dados devem ser gerenciados com muito cuidado para gerar os resultados esperados. Um sistema bem conectado permitirá que os processadores de açúcar e álcool meçam a eficiência dos equipamentos e a qualidade do produto final, reajam de acordo com as demandas do mercado para aumentar ou diminuir a produção e antecipem a manutenção dos equipamentos se necessário. Sem esses sistemas em vigor, os produtores de açúcar e álcool não terão a agilidade necessária para ajustar a capacidade e atender a demanda.


Soluções SCADA: A Ponte que Faltava
Se a indústria de etanol está enfrentando desafios, o que pode ser feito para diminuir a distância entre o etanol e as outras fontes de energia? Como a produção de cana de açúcar pode ser mais eficiente?

Muitos acreditam que a resposta está nas mesmas práticas que muitas agroindústrias e instalações de processamento industriais adotaram: máquinas inteligentes e sistemas avançados de supervisão e controle.


Nova Geração de Dispositivos Inteligentes e Sistemas SCADA Flexíveis Podem Direcionar Ganhos de Eficiência Necessários
A indústria agrícola vem evoluindo no desenvolvimento de equipamentos inteligentes para a coleta remota de dados. Esses equipamentos podem aumentar a produtividade da cana desde o plantio até a colheita, pois operadores podem controlar remotamente sistemas de irrigação, equipamentos de colheita, e qualquer outro sistema inteligente usando smartphones e dispositivos móveis.

Uma vez que a cana de açúcar atinge a unidade de processamento, uma rede de sistemas conectados pode fornecer dados importantes sobre todas as fases do processo, desde a primeira extração até o aproveitamento do bagaço para a produção de energia. Os sistemas SCADA podem conectar-se com diferentes fluxos de dados e auxiliar operadores e sistemas de controle avançado a determinar como uma produção pode ser racionada, reduzindo assim os custos da mesma. Precisamente, informações práticas são fundamentais para determinar os cronogramas de produção e reduzir o desperdício.

Outra questão de fundamental importância para a produção de etanol a partir da cana de açúcar é a manutenção dos equipamentos. Sistemas supervisórios podem auxiliar gerentes na realização da necessidade da manutenção preventiva e preditiva de equipamentos, reduzindo assim o tempo de inatividade e aumentando as capacidades produtivas.

Flexibilidade é um componente fundamental de uma solução SCADA. Uma solução de software que pode coletar dados de uma grande variedade de dispositivos e apresentá-los em dashboards intuitivos contendo informações de fácil compreensão desempenhando um papel importante em um sistema eficiente.


Os Benefícios de um Sistema SCADA Avançado na Produção Eficiente de Cana de Açúcar
Existem inúmeros benefícios que uma solução SCADA pode trazer as instalações de uma usina, começando com a habilidade de capturar dados, atender as regulamentações governamentais com mais facilidade e aumentar a eficiência de equipamentos. Tudo isso significa que o produto final pode ser criado de forma mais econômica tornando a oferta mais produtiva e com maiores margens.


Alguns Resultados Podem Ser Atingidos com um Sistema mais Eficiente
O primeiro exemplo de resultado que pode ser alcançado é a possibilidade de utilizar dispositivos inteligentes para a aquisição de dados nos estágios iniciais do processo. Sistemas SCADA flexíveis podem oferecer drivers nativos para sensores, CLPs e controladores reduzindo consideravelmente o custo de um sistema inteligente.  

Um sistema SCADA também pode oferecer dados cruciais para evitar o tempo de inatividade do equipamento, reduzir o desperdício, aumentar a capacidade de produção e antecipar flutuações na mesma. Os indicadores chave do processo (KPIs) podem ser usados para garantir que o equipamento esteja funcionando em sua eficiência máxima. As instalações que não conseguirem coletar e utilizar tais informações podem rapidamente encontrar-se incapaz de competir no mercado.

A capacidade de monitorar ou controlar remotamente vários equipamentos pode permitir que as instalações produtoras reduzam seus custos significativamente. Alarmes podem notificar operadores de problemas garantindo assim que equipamentos sejam desligados com segurança e que problemas eminentes possam ser reconhecidos e consertados de qualquer lugar da planta sem a necessidade de ter uma pessoa fisicamente junto ao equipamento. A capacidade de conexão remota permite que operadores monitorem equipamentos de qualquer lugar.

Outro benefício importante de um sistema eficiente é a capacidade de automatizar práticas necessárias para satisfazer as normas e regulamentações do governo e da indústria. Sistemas SCADA podem gerar relatórios automáticos exigidos por agências governamentais e reduzir recursos, já limitados, para manter a conformidade com suas normas.  

Como pouco pode ser feito para controlar fatores externos, tais como clima e a estabilidade econômica, a indústria de etanol pode se beneficiar de soluções SCADA refinando etapas do processo que podem ser monitoradas e melhoradas, como por exemplo capacidades de colheita, produção e refinação.


Examplo
Muitas indústrias têm presenciado os benefícios de uma solução SCADA avançada. Com o aumento da produtividade e da redução de custos operacionais, as instalações de processamento de cana de açúcar estão se empenhando para fechar a lacuna que existe entre a demanda por etanol e a demanda por gasolina, não somente no Brasil mais no mundo inteiro.

Estudo de Caso: Aumentando o Rendimento da RRB Sugar Mills Ltd.

RRB Sugar Mills Ltd. é um dos maiores produtores de açúcar da Índia, com uma capacidade de moagem de 400 toneladas por dia. Enquanto a maioria das indústrias dependem de fontes de energia externas para abastecer seu funcionamento, os fabricantes de açúcar podem produzir sua própria energia em um processo chamado de cogeração por biomassa. Como parte do processo de produção de açúcar, um subproduto chamado bagaço pode ser utilizado como combustível ecológico para a geração de energia. O bagaço é incinerado para alimentar a fornalha da caldeira, gerando vapor para produzir energia elétrica.


Conclusão
A melhor maneira de proteger as instalações de processamento de etanol com base em cana de açúcar contra fatores externos, como mudança climáticas, flutuações econômicas e competição com outros combustíveis, é aumentar a eficiência das instalações produtoras. O Brasil investe fortemente em etanol como fonte de combustível e vai continuar apoiando a procura de produtos com base no etanol, porém para consumidores escolher o etanol ao invés da gasolina, o custo do etanol precisar ser reduzido. 

A melhor maneira para fazer isso é implementar medidas de redução de custos e de melhorias da eficiência, como as oferecidas por sistemas SCADA avançados que permitem a coleta e a avaliação de dados assim como aumentam a eficiência de colaboradores e equipamentos usando os dados de produção.

Os benefícios desse tipo de sistema podem muito facilmente superar os custos de implementação do mesmo, particularmente se a plataforma SCADA oferecer as funcionalidades de expansão e fácil integração com vários outros sistemas utilizados na planta.