Cristian Prates Malevic, MWM

Uma tecnologia desenvolvida em usinas brasileiras, que conquista outros mercados e o exterior

Os cenários das safras de cana 2021/2022 e 2022/2023, com a recuperação nos preços do açúcar e do etanol, dos eventos climáticos e atenção com o aumento nos custos, mostram três aspectos que merecem ser destacados.

O primeiro aspecto é a necessidade das usinas operarem em condições bastante diversas, com variações importantes tanto na quantidade quanto na qualidade da matéria prima processada. Cada usina deve estar preparada para processar eficientemente volumes que podem oscilar 15%, absorver os impactos gerados por esta oscilação e pela variação da qualidade da cana de açúcar, tais como a previsão de uma queda no ATR para esta safra e de fatores como teor de fibra.

O segundo aspecto é que a rentabilidade é afetada diretamente pelo preço relativo do açúcar, etanol e energia elétrica. Ou seja, a usina deve possuir flexibilidade e ser operada de forma eficiente em diferentes cenários de mix produtivo ao longo da safra.

O terceiro aspecto é que o Brasil detém cerca de 36% do mercado internacional de açúcar e desenvolveu tecnologia própria em toda a sua cadeia produtiva, incluindo desenvolvimento de variedades, tecnologias agrícolas, industriais e de instrumentação e automação, sendo o pioneiro em introduzir soluções como a Otimização em Tempo Real (RTO), totalmente aderente com a filosofia e técnicas da Indústria 4.0.

A safra de cana que está iniciando ratifica o uso da tecnologia RTO no setor bioenergético. Esta será a 15º safra que esta tecnologia está presente neste setor, que possui alta variabilidade de matéria-prima e operacional. Esta variabilidade promove o ambiente ideal para extração de todo o potencial desta ferramenta, presente em mais de 70 usinas.

Tecnologia brasileira tipo exportação

Esta tecnologia, como outras desenvolvidas no seio das usinas brasileiras, já está sendo exportada para outros países, num processo que se iniciou pelas usinas latino-americanas. O que comprova a liderança brasileira não só em volume de produção, mas como polo tecnológico deste setor no cenário mundial.

A tecnologia faz parte do grupo de soluções denominada de Indústria 4.0. A representação das plantas das usinas e destilarias em um modelo matemático computacional, também conhecida como gêmeo digital, foi trazida em 2007 pela empresa Soteica, que já atuava com esta tecnologia em outros setores. Sendo o software S-PAA o único RTO do mundo neste segmento.

O RTO calcula em tempo real os balanços de massa e energia e gera set-points para adequar o processo produtivo a cada mudança da matéria-prima, e eventuais restrições de equipamentos, com objetivo de atender o plano e metas de produção. Desta maneira, a atuação autônoma e automática do S-PAA em setores estratégicos da planta, denominada Laço Fechado, garante que a estratégia operacional definida pela alta gestão seja aplicada no chão de fábrica durante todo o período da safra.

De posse dos balanços e indicadores de performance global e dos equipamentos, o RTO também fornece uma plataforma de gestão industrial integrada, permitindo que as informações fluam para as equipes, com a geração dos planos de ação e atuações do dia a dia operacional. Também roda o PDCA online, fornecendo ferramental para a média e alta gestão.

Estratégias dos Laços Fechados

Os Laços Fechados são estratégias operacionais de controle automático que permitem que dado setor opere grande parte do tempo atendendo a estratégia operacional definida pela alta gestão. Dentre estes Laços Fechados aplicados se destacam: • Laço Vapor e Energia: tem o objetivo de maximizar a eficiência energética das caldeiras e do conjunto de turbogeradores, que se traduz em menor consumo e maior geração de energia, ou saldo de combustível. A estabilidade operacional do vapor também traz estabilidade e benefícios ao processo produtivo. • Laço Embebição e Fluxo de Caldo: tem o objetivo de reduzir a variabilidade do fluxo e reduzir as perdas na moenda e por degradação de pureza. • Laço de pH: controla e estabiliza o pH baseado em vazão de caldo, pH real, set-point de pH e vazão de leite de cal.

• Laço Fluxo ART Constante Fermentação: tem o objetivo de garantir o diagrama de ocupação das dornas, repetibilidade na entrega de ART e monitoramento contínuo da saúde da levedura. • Laço Colunas Destilação: tem o objetivo de garantir a estabilidade da operação das colunas, evitando perdas e sobrespecificação do etanol. • Laço Fábrica de Açúcar: tem o objetivo de garantir o ritmo de produção estável com base nas disponibilidades de ART e vapor. • Laço SD-PMOL - Gerenciamento e Otimização Online do Processo de Desidratação por Peneira Molecular: calcula a curva de adsorção real da zeólita potencializando as fases de adsorção e dessorção, tende a reduzir o give Away do anidro, produzir menos flegma e, portanto, menos reciclo, proporcionando aumento na produção.

Alcance e Resultados obtidos

A tecnologia já está consolidada e já alcança mais de 70 implementações em relevantes plantas tradicionais, e também nos mais importantes grupos de usinas, sendo uma solução corporativa em muitos deles. Os resultados obtidos, média de R$ 1,00 por tonelada de cana processada, é o grande impulsionador do crescimento de alcance do RTO no setor, e claro, foi o motivo que chamou a atenção das usinas fora do Brasil, além de empresas agroindustriais, químicas, energia, sucro-cítricas e de transformação de madeiras. Com base nestes pontos expostos, a técnica de Otimização em Tempo Real (RTO), representada pelo S-PAA no setor bioenergético, já faz parte do dia a dia das usinas, tornando-se uma ferramenta essencial de performance e garantia do cumprimento das metas de produção, com segurança e qualidade.

Nelson Nakamura,

Diretor da Soteica, é engenheiro mecânico com pós-graduação em produção, especialização em engenharia química e PhD em administração de empresas. .

Douglas Castilho Mariani,

Consultor da Soteica, é engenheiro químico com doutorado em engenharia química na área de simulação e otimização de processos industriais.

rotas para transição energética à brasileira

Transição energética para uma economia de baixo carbono é o tema dominante no cenário de energia mundial. Significa basicamente substituir energia de combustíveis fósseis e nucleares por fontes renováveis, como a bioenergia, os biocombustíveis, e as fontes naturais, como solar e eólica. Os países têm aderido, de modo crescente e voluntário, ao uso das renováveis, mas esse uso depende de políticas públicas e disponibilidade de tais recursos no seu próprio território.

Segundo os dados da Agência Internacional de Energia e da Empresa de Pesquisa Energética, a participação das fontes renováveis no consumo de energia mundial foi de 13,8% em 2018. Considerando os países da OCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico), as renováveis foram responsáveis por apenas 11% da matriz energética naqueles países, em 2018.

Essa fatia é bem menor que a verificada para o Brasil, que, em 2020, foi de 48,4%. Portanto, se a transição energética tão almejada e necessária fosse um dever de casa, nós brasileiros já a teríamos feito!

Sabemos que não é apenas isso, mas já temos um excelente ponto de partida nesse campeonato por mais renováveis e menos emissões de gases do efeito estufa, especialmente aqueles oriundos de depósitos de petróleo e gás, ou seja, não pertencentes ao ciclo de carbono da superfície terrestre.

A eletrificação das frotas, tanto de veículos de carga como de automóveis, tem sido defendida como um dos caminhos para atingir o novo patamar de redução das emissões.

Porém, se a eletricidade usada no setor de transporte tiver como fontes o carvão mineral, petróleo e gás natural, a redução das emissões e a busca por uma matriz energética mais limpa estarão longe de serem alcançadas. Uma das opções é gerar a energia elétrica no próprio veículo, geração embarcada, usando células de combustível alimentadas com etanol.

Essa rota tecnológica impactará diretamente o setor sucroenergético brasileiro e também a produção de etanol de milho. É uma alternativa viável que interessa ao País, aos produtores de cana e de grãos, além da Embrapa. ;

Se a eletricidade no setor de transporte tiver como fontes o carvão, petróleo e gás natural, a redução das emissões estará longe de ser alcançada. Uma das opções é gerar a energia elétrica no próprio veículo, geração embarcada, usando células de combustível alimentadas com etanol. "

Gustavo Spadotti Amaral Castro e José Dilcio Rocha

Chefe-geral e Pesquisador da Embrapa Territorial, respectivamente