IoT e indústria 4.0: o que vem por aí

A Hannover Messe, ou Feira Internacional de Hannover, ocorreu em abril na Alemanha e é considerada um dos maiores eventos para tecnologias e equipamentos na área de produção industrial. Neste ano, o evento adotou o tema “Indústria Integrada — Criando Valor” (“Integrated Industry – Creating Value”) em uma proposta para discutir a redefinição do modelo de produção tradicional.

Para isso, destacou sete áreas temáticas: Energia, Suprimentos industriais, automação industrial, sistemas de compressão/vácuo, movimentação/motores e automação, além de pesquisa e desenvolvimento. O consultor de Energia da Votorantim Metais, Wagner Lima, participou da feira para conhecer novas tecnologias para a área de eficiência energética, geração de energia e novas alternativas de combustíveis.

De acordo com ele, o País avança no desenvolvimento de projeto de eficiência energética, mas há soluções e inovações que ainda precisam ser melhor difundidas. “Existem muitas pesquisas nestas áreas no Brasil em universidades e centros de pesquisa, mas é necessária uma maior aproximação com as empresas para o desenvolvimento dessas aplicações. Várias destas soluções hoje disponíveis no mercado tem tarifas de importação elevadas dificultando o teste nas condições nacionais por parte das empresas devido ao seu elevado custo”, destaca.

Veja os principais destaques, segundo o consultor.

• ENERGIA INTEGRADA: Na feira houve destaque na transição entre a geração de energia elétrica centralizada em grandes centrais para energia gerada descentralizada, a chamada geração distribuída. A energia já não é gerada apenas em centrais convencionais, mas também em muitos processos industriais e particulares – os consumidores estão se tornando fornecedores de energia e vice-versa. Este mercado de geração de energia descentralizada tende a ter integração de consumo e demanda (IoT) através de uma miríade pequenos geradores de pequeno porte espalhados na cidade e no campo, principalmente de energia solar e pequenas centrais de cogeração para aquecimento de casas e estabelecimentos comerciais. Observou-se também das tecnologias apresentadas a tendência do uso de hidrogênio como vetor energético transformado da eletrolise da água com eletricidade de excedentes de geração solar e eólica. Foram apresentados equipamentos e propostas de desenvolvimento de clusters descentralizados e de pequeno e médio porte integrando geração solar e eólico com a produção de hidrogênio para uso como combustível veicular (com células de combustível), seu armazenamento (como alternativa a baterias eletroquímicas), ou sua transformação em metano (para injeção em gasodutos) ou mesmo sua transformação em químicos como metanol, biogasolina e biodiesel, além de graxas, plásticos e outros. Várias start-ups e empresas de grande porte como ABB, SCHNEIDER e SIEMENS apresentaram diversas soluções de abastecimento de veículos elétricos como automóveis, caminhões, tratores, bicicletas e pequenos utilitários. Estas tecnologias estão em estudo pela VM destacando os bio-combustiveis e maquinas elétricas nas minas.
• EFICIENCIA ENERGÉTICA: O potencial tecnológico para economizar energia está aumentando em linha com a digitalização e a integração das plataformas digitais no ambiente industrial, permitindo melhor monitoramento, controle e uso de ferramentas de inteligência como big data. Na feira foram apresentados software de data mining e de monitoramento e controle bem como equipamentos que permitem tal integração e aquisição de dados. A VM desenvolve ações para a melhoria da eficiência energética e aumento da automação de equipamentos.

• MATERIAIS INTELIGENTES E REVESTIMENTOS (Smart Materials and Coating): Apresentou-se as tendências em Impressão 3D, tecnologia de superfície (surface technology), novos materiais e técnicas industriais para tratamento de superfícies e finalização de produtos. Destaque para a tendência de customização da linha de produção com as demandas especificas dos clientes. Estas tecnologias são voltadas principalmente para os clientes da VM nas áreas de produção de equipamentos e peças.

• MANUTENÇÃO PREDITIVA: Nesta área foram apresentadas soluções de software e hardware destacando as soluções em IoT com melhor monitoramento e aquisição de dados e monitoramento. Análise de dados no centro de operações. Um exemplo é a solução do fabricante alemão Kaeser leva as coisas um passo adiante. Usando software específico, a empresa não só coleta uma ampla gama de dados em tempo real, mas usa-a através da Internet de Coisas para analisar e otimizar os compressores conectados. As máquinas enviam informações a cada segundo sobre velocidades de rotação, temperaturas e volumes de ar comprimido para a sede da Kaeser em Coburg, na Alemanha, onde são analisadas, processadas, relacionadas a conhecimentos especializados e entregues a vários dispositivos móveis conhecidos como cockpit de monitoramento. A partir daí o consumo de ar comprimido pode ser ajustado dinamicamente e ainda são analisados simultaneamente pela equipe de manutenção local de forma a otimizar as ações eventuais sobre o equipamento. Isto tem um efeito significativo no consumo de energia, bem como a abertura de oportunidades de manutenção preditiva (Porque os sensores instalados nos dispositivos não só medem valores como consumo e pressão, mas também todos os parâmetros operacionais e ambientais relevantes). Os dados são enviados para um computador central onde é processado através de um banco de dados de conhecimento especializado que ajuda a reconhecer os possíveis problemas antecipadamente e planejar a manutenção de forma preditiva, reduzindo custos futuros de uma manutenção corretiva e aumenta a disponibilidade dos ativos com o objetivo de encontrar defeitos antes que ocorram. As equipes corporativas, bem como das unidades, de automação e manutenção estão bem envolvidas no uso destas tecnologias e uso da IoT nas operações industriais da VM.

• COBOT: Apresentou-se soluções que visam a colaboração entre robôs e maquinas no ambiente industrial, seja para a operação das linhas de produção, bem como para manutenção de maquinas e equipamentos. Homem e máquina considerada como equipe. Isto é possível com o desenvolvimento de robôs industriais capazes de reagir às pessoas e não apenas seguindo comandos pré-programados. Os robôs colaborativos equipados com sensores permitem uma forma inteiramente nova de trabalho em equipe. Por sua vez, as empresas, podem aumentar a sua competitividade. Os robôs passam a ter cada vez mais aparências de seres humanos ou semelhantes a membros humanos como braços e mãos. Utilizam cada vez mais softwares de inteligência artificial e capazes de aprender com redes neurais artificiais implementadas em nível de hardware é outra tendência. Estas tecnologias são mais aplicadas à industrias montadoras como fabricas de eletrodomésticos, eletrônicos e automóveis. Mas é possível vislumbrar aplicações na indústria de mineração.

• GÊMEOS DIGITAIS (TWIN DIGITAL): As máquinas hoje são projetadas com representações virtuais correspondentes. As contrapartes físicas e digitais trocam dados, que são capturados constantemente por sensores. Desta forma, as empresas podem detectar falhas anteriormente na fase de desenvolvimento – e até monitorar máquinas e componentes após a distribuição. Esta é mais um desdobramento do uso da IoT na área industrial. Os gêmeos digitais são representações digitais de máquinas físicas. Na indústria, eles são usados para otimizar a concepção do produto e garantir a operação livre de erros. Eles são formados com base em um modelo CAD 3D de alta precisão que foi atribuído todas as propriedades e funções do produto planejado – a partir de seus materiais e sistemas de sensoriamento para o movimento e a dinâmica da máquina real. Este é um passo importante para a identificação precoce dos defeitos e para a sua resolução antes do início da produção – e eliminando a necessidade de desenvolvimento de um protótipo caro. Estas tecnologias estão mais voltadas a desenvolvedores de produtos e não à indústria de transformação como a Votorantim Metais.