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Simulação Aplicada ao Setor Sucroalcooleiro: Renovando Equipamentos e Otimizando Processos
Texto por Matheus Augusto Fantinati, engenheiro de aplicação Samt.
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Sumário
Você sabia que quatro em cada dez empresas industriais possuem máquinas e equipamentos com potencial de renovação? Segundo um estudo realizado pela Confederação Nacional da Indústria (CNI) em 2023, 11% das empresas possuem equipamentos com idade superior ao ciclo de vida sugerido pelo fabricante. No setor sucroalcooleiro, onde muitas plantas em operação foram construídas nas décadas de 1970 e 1980 (ou até mesmo antes), esse cenário pode ser ainda mais preocupante.
O Papel dos Protótipos Virtuais na Indústria Sucroalcooleira
Quando pensamos em simulação nas usinas sucroalcooleiras, é comum associá-la a análises estruturais de vasos de pressão. No entanto, o conceito de protótipo virtual vai muito além. Ele engloba a representação digital de componentes, equipamentos ou sistemas inteiros, com o objetivo de compreender e otimizar seu comportamento em diferentes cenários e configurações.
As aplicações dos protótipos virtuais não se limitam a análises estruturais. Elas também abrangem análises fluidodinâmicas (CFD), estudos de materiais particulados e a exploração de novos materiais. Por exemplo, considere uma indústria que enfrenta problemas com o acúmulo de coque (resíduo do processamento de carvão mineral) nos dutos:
- Configuração Original (Figura A): A planta sofria com erosão, obstrução dos trocadores de calor e redução da capacidade devido ao acúmulo de coque.
- Solução Proposta (Figura B): Através da simulação, foi possível identificar que alterações na geometria dos dutos impactariam significativamente a remoção de partículas, mais do que mudanças operacionais. Isso permitiu propor modificações precisas e eficazes.
Neste cenário, a simulação foi essencial para entender o comportamento da decomposição do coque em diferentes condições, garantindo a assertividade das mudanças implementadas.
Oportunidades de Aplicação de Protótipos Virtuais
Com base nesse conceito, surge a questão: como os protótipos virtuais podem ser aplicados para solucionar desafios nas usinas sucroalcooleiras? Abaixo estão algumas oportunidades:
- Análise de Comportamento: Como um equipamento ou sistema se comporta ao variar um parâmetro do processo ou determinada geometria?
- Eficiência Energética: De que forma é possível melhorar a eficiência energética e reduzir as emissões da planta?
- Previsão e Melhoria em Regiões de Desgaste: Como prever e propor melhorias em regiões sujeitas ao desgaste? A mudança de material pode ser uma solução viável?
- Integridade de Equipamentos: Em equipamentos mais antigos, como os protótipos virtuais podem contribuir nas análises de integridade e adequação ao uso?
- Tomada de Decisão: Como tomar decisões mais assertivas para modificações nos processos?
Os protótipos virtuais são ferramentas poderosas para o setor sucroalcooleiro, especialmente em plantas industriais que enfrentam desafios de integridade dos equipamentos e eficiência operacional. Eles permitem analisar e otimizar diferentes etapas dos processos, bem como explorar novas tecnologias e materiais.
Conclusão
Considerando o potencial de renovação e a vida útil dos ativos, a aplicação de protótipos virtuais é uma solução inovadora e eficiente. No setor sucroalcooleiro, essa abordagem é fundamental para a otimização de processos, prolongamento da vida útil dos equipamentos e a exploração de novas possibilidades tecnológicas.
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