ANÁLISE DA IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA DE SUPERVISÃO NA FABRICAÇÃO DE FERTILIZANTES: OTIMIZAÇÃO E SUSTENTABILIDADE NO SETOR SUCROALCOOLEIRO

REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ra10202412051033

Maria Eduarda Romano¹
Maria Letícia da Conceição dos Santos²
Antony Santana da Silva³
Gilson José da Silva⁴

RESUMO

O setor sucroalcooleiro desempenha um papel importante na matriz energética mundial, especialmente no que diz respeito à produção de etanol. A vinhaça, subproduto gerado durante a produção de etanol, apresenta desafios ambientais significativos devido à sua alta carga orgânica. No entanto, quando manejada de forma adequada a partir da utilização de tecnologias da automação industrial, pode ser um recurso valioso, tanto como fertilizante quanto para a geração de biogás. O processo de fabricação para produção de fertilizantes potencializa suas propriedades, tornando-a ainda mais eficiente para aplicações agrícolas e energéticas. A automação desse processo, por meio de sistemas supervisórios, é essencial para garantir maior eficiência, precisão e sustentabilidade nas operações, permitindo o controle rigoroso das variáveis envolvidas e minimizando o impacto ambiental. A automação não só otimiza a produção desse processo, mas também promove a sustentabilidade ao reduzir o consumo de recursos e melhorar o uso de energia, ao mesmo tempo em que diminui a geração de resíduos e emissões. O principal objetivo deste estudo, é investigar e analisar a aplicação dos níveis da automação em uma empresa sucroalcooleira no processo de fabricação de fertilizantes, avaliando como cada nível contribui para a otimização de processos e para práticas operacionais sustentáveis. Para o alcance do objetivo, será necessário realizar o levantamento bibliográfico sobre automação industrial e produção de fertilizantes, e em seguida aplicar a metodologia de estudo de caso em uma empresa do setor sucroalcooleiro. O estudo apresenta uma análise das principais tecnologias utilizadas para a automação desse processo. Os resultados são a apresentação de métodos que possam ser replicados ou adaptados por outras empresas do setor, contribuindo para o avanço tecnológico e sustentável da indústria sucroalcooleira.

Palavras-chave: Automação Industrial, Sistemas Supervisório, Fabricação de fertilizantes, Sustentabilidade, Setor Sucroalcooleiro.

1 INTRODUÇÃO

A automação industrial aumenta significativamente a eficiência, qualidade, segurança, e a proteção ao meio-ambiente, e tem sido um componente essencial na modernização dos processos produtivos. O processo de fabricação de fertilizantes, representa uma grande oportunidade de melhoria no contexto da indústria sucroalcooleira. A vinhaça, que antes era considerada um resíduo de baixo valor, agora é uma fonte vital de matéria orgânica e nutrientes para o solo, além de ser utilizada na geração de bioenergia. Nesse cenário, a automação do processo, desse processo surge como uma solução promissora para aumentar a eficiência, reduzir custos e minimizar impactos ambientais (Santos; Oliveira, 2020).

Apesar dos avanços tecnológicos, a implementação de sistemas supervisórios de automação no processo de fabricação de fertilizantes ainda enfrenta diversas dificuldades. As particularidades desse subproduto, como sua composição química variada e a necessidade de controle preciso de parâmetros operacionais, tornam o desenvolvimento e a implantação de sistemas de automação um desafio tecnológico. Além disso, a integração deste sistema com as demais etapas da produção, bem como a conformidade com as rigorosas normas ambientais, requer um planejamento detalhado e a seleção das tecnologias mais adequadas (Silva; Pereira, 2019). A falta de padronização e a complexidade inerente aos processos de automação na indústria sucroalcooleira são fatores que aumentam a complexidade da implementação desses sistemas (Machado, 2018).

Nesse sentido, este trabalho se justifica pela necessidade de otimizar o processo de fabricação de fertilizantes nas usinas sucroalcooleiras, que têm enfrentado desafios relacionados à sustentabilidade ambiental e eficiência operacional. Ao abordar a implementação de um sistema supervisório, este estudo contribui para o desenvolvimento de práticas mais eficientes e sustentáveis, promovendo um uso mais inteligente do produto e uma redução dos impactos ambientais (Gomes; Alves, 2021). O estudo também fornece uma base teórica e prática para estudos futuros em outras usinas, contribuindo para o avanço da automação industrial no setor sucroalcooleiro.

O principal objetivo deste trabalho é investigar e analisar a aplicação dos níveis da automação em uma empresa sucroalcooleira no processo de fabricação de fertilizantes, avaliando como cada nível contribui para a otimização de processos e para práticas operacionais sustentáveis. Para atingir esse objetivo, foram definidos os seguintes objetivos específicos: (i) apresentar como uma empresa (estudo de caso) implementou as tecnologias de automação para o sistema supervisório; (ii) identificar o modelo de arquitetura do sistema supervisório utilizada no estudo de caso; e (iv) avaliar os resultados obtidos com o uso do sistema supervisório, considerando aspectos como eficiência, e impacto ambiental.

A metodologia adotada para alcançar os objetivos propostos é o estudo de caso. Esse método é particularmente vantajoso para estudar fenômenos complexos em seu contexto real. Essa técnica permitirá uma análise completa das condições operacionais da usina selecionada e a verificação das soluções implementadas para a automação do processo de enriquecimento de vinhaça. Ao mesmo tempo, oferece uma compreensão mais profunda das implicações e problemas da implementação em campo. O estudo de caso fornecerá dados empíricos valiosos, permitindo uma avaliação abrangente dos desafios e benefícios associados à implementação do sistema supervisório (Yin, 2015).

Este trabalho está organizado em cinco capítulos, além da introdução. No Capítulo 1, será apresentada uma revisão da literatura, abordando conceitos teóricos sobre automação industrial, sistemas supervisórios e o processo de enriquecimento de vinhaça. O Capítulo 2 discutirá a metodologia adotada, detalhando o estudo de caso e as técnicas de coleta e análise de dados. No Capítulo 3, será apresentado como o estudo de caso. O Capítulo 4 trará os resultados e uma análise crítica deles, considerando os objetivos propostos. Finalmente, no Capítulo 5, serão discutidas as conclusões do trabalho, as limitações encontradas e as sugestões para trabalhos futuros.

Os resultados esperados com esse trabalho, é fornecer um referencial teórico e prático para pesquisas futuras no campo da automação industrial no setor sucroalcooleiro. Visando não apenas contribuir para o avanço tecnológico na automação do processo de fabricação de fertilizantes, mas também para o desenvolvimento sustentável da indústria sucroalcooleira, destacando a importância da inovação tecnológica na busca por eficiência e sustentabilidade.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Automação

Entende-se por automação qualquer sistema automático de ação ou controle que elimina a intervenção humana. Pode ser utilizado em várias áreas de atividade, como a industrial, comercial, médica, entre outras (Peremida; Charnei; Grola, 2018).

A automação na indústria avança ao lado das mudanças nos processos produtivos. Henry Ford e Frederick Taylor, na primeira metade do século XX, se destacaram por introduzir conceitos e técnicas da indústria moderna. No entanto, o começo dos processos de automação está ligado à Revolução Industrial na Europa, fundamentada na modernização da produção, particularmente as tecelagens (Peremida; Charnei; Grola, 2018).

Segundo Moraes e Castucci (2012) também indicam que a palavra “automação” foi empregada pelo marketing para enfatizar a importância dos computadores no setor industrial. Este sistema automatizado auxilia o trabalho humano por meio da utilização de computadores. A automação favorece uma maior interação entre humanos e máquinas, tornando complexo identificar as áreas distintas entre engenharia de controle dinâmico e lógico. Isso inclui desde interfaces computacionais até componentes como válvulas, motores, entre outros.

Para Groover (1987), o objetivo da automação industrial é gerir e aumentar a produtividade industrial através de tecnologias mecânicas, eletrônicas e informáticas. A principal meta é diminuir o esforço físico humano, exigindo mais atividades mentais devido à gestão de equipamentos (Nogueira, 1994). Nesse contexto, Silveira e Santos (2010) declaram que o objetivo da automação industrial é fornecer e administrar soluções, pois ela transcende o âmbito do chão de fábrica para focar no gerenciamento da informação.

Moraes e Castrucci (2012) destacam a relevância da automação, resultante da procura por custos de trabalho reduzidos, maior flexibilidade, diminuição de desperdícios de matéria-prima, melhor controle das informações do processo e administração da produção. Os principais motivos para adotar a automação na indústria englobam a execução de tarefas inalcançáveis ou arriscadas para os seres humanos, a redução do espaço necessário para a produção e a implementação de sistemas de produção interligados. Portanto, a automação se torna essencial no setor industrial, aumentando a produção e melhorando as condições de trabalho para os funcionários.

2.1.1 Benefícios da Automação

Conforme Tovar (1996), a automação pode proporcionar diversas vantagens e benefícios para aumentar a competitividade da empresa através de:

Diminuição de despesas com pessoal: Por exemplo, a diminuição de despesas com pessoal pode ser alcançada através da automatização de máquinas ou da automatização do controle e planejamento da produção.
Diminuição dos gastos com estoques (intermediários e terminais): O planejamento e controle da produção têm como objetivo, entre outros, reduzir os estoques intermediários ou mantê-los no mínimo ou até mesmo zero. Além disso, busca-se otimizar as compras através do controle de produção em tempo real, conceito de operação JIT (Just In Time), entre outros.
Melhoria na qualidade dos produtos: Equipamentos mais exatos que os humanos, características de repetibilidade aprimoradas e garantia de qualidade constante independentemente de períodos específicos.
Aumento da disponibilidade dos produtos: Diminuição de falhas, manutenção preventiva e otimização do uso das máquinas através do planejamento e controle de produção individual de cada equipamento.
Melhoria da adaptabilidade: Redução do tempo gasto no projeto, planejamento e produção de novos produtos e equipamentos programáveis capazes de realizar diversas operações;
Aumento da flexibilidade da produção: Resposta ágil às demandas do mercado, ajuste em caso de falha e operação sobre diversas variantes de produtos, seja ao mesmo tempo ou através de campanhas.

Nesse sentido, a automação contribui para a constância na qualidade dos produtos, devido à precisão e repetibilidade dos equipamentos. Dessa forma, a automação se torna um recurso estratégico, não apenas para reduzir custos, mas para garantir uma produção robusta, sustentável, flexível e competitiva.

2.1.2 Arquitetura para implementação da Automação

Atualmente, a automação está presente em todas as camadas de uma organização, conforme ilustrado na figura 1. Esta ilustra a Pirâmide de Automação, mostrando os variados graus de automação presentes em uma instalação industrial (Rosário, 2009).

Destaca-se também que, frequentemente, o Controlador Programável atua através de inversores, conversores ou sistemas de partida suave em máquinas e motores, além de outros processos de produção. A característica mais notável no topo da pirâmide é a informatização associada ao setor corporativo da organização (Rosário, 2009).

Figura 1 – Pirâmide da Automação

Fonte: Rosário, 2009.

Segue a descrição de cada nível, conforme Rosario (2009):

Nível 1 – Refere-se ao nível de máquinas, equipamentos e componentes, também referido como “chão de fábrica”. Exemplo: equipamentos para embalagens, linhas de montagem ou produção;

Nível 2 – Representa a categoria dos controladores digitais, dinâmicos e lógicos, além de algum tipo de supervisão relacionada ao processo. Aqui estão os Controladores Lógicos Programáveis (CLPs), os Sistemas de Controle Digital Distribuídos (SDCDs) e os relés;

Nível 3 – Controle de célula, monitoramento e aperfeiçoamento do processo: este nível é destinado à supervisão dos processos realizados por uma célula específica de trabalho numa planta. Em grande parte das situações, também conta com o apoio de um banco de dados que contém todas as informações pertinentes ao procedimento;

Nível 4 – Gestão total da fábrica, produção e programação: este é o nível encarregado da programação e do planejamento da produção. Ajuda tanto na gestão quanto na logística de abastecimento. É possível encontrar o termo gestão de planta para esta categoria;

Nível 5 – Este é o nível encarregado de gerenciar os recursos da empresa, incluindo os softwares para administração de vendas e financeira. Também são executados o planejamento estratégico e a gestão empresarial: o quinto e último patamar da pirâmide da automação industrial é responsável pela gestão de todos os recursos da organização. Neste estágio, softwares como Enterprise Resource Planning (ERP), software para administração de vendas, gestão financeira e Business Intelligence (BI) são utilizados para auxiliar nas decisões que impactam a organização como um todo (Moraes; Castrucci, 2012).

2.1.3 Sistemas de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA)

Os Sistemas Supervisórios são sistemas que empregam tecnologias de computação e comunicação para automatizar e gerenciar diversos processos industriais. Esses sistemas são incorporados na maioria dos ambientes industriais complexos ou de grande porte, pois conseguem reunir dados de diversas fontes de maneira ágil, apresentando-os ao operador de maneira intuitiva. Os sistemas de supervisão aprimoram a efetividade do processo de supervisão e controle, proporcionando a informação adequada para a tomada de decisões operacionais adequadas (Pinheiro, 2006).

Esses sistemas, também conhecidos como SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), permitem o monitoramento, controle e análise de processos de forma integrada. Pois, possibilitam o monitoramento em tempo real de várias atividades industriais, desde a aquisição de informações de sensores até a gestão de máquinas, auxiliando no aprimoramento constante dos processos e na eficácia operacional das indústrias (Perez-Lopes, 2015).

De acordo com Pessôa e Spinola, 2014:

“Os sistemas supervisórios têm a finalidade de levar informações para quem está operando o processo industrial. O seu objetivo é ter uma visão do processo como um todo a fim de permitir ao operador compreender o que está ocorrendo e tomar ações adequadas para o bom funcionamento do sistema (Pessôa; Spinola, 2014, p.200)”

As informações vêm de um controle realizado por um controlador, possibilitando que os softwares de supervisão gerenciem processos de qualquer dimensão ou natureza. De acordo com (Boyer; Stuart, 1999), um sistema supervisório proporciona ao operador, a partir de um local centralizado, a capacidade de gerenciar um processo disperso geograficamente, como petróleo ou gás natural, sistemas de saneamento ou usinas hidrelétricas. Ele pode definir pontos de trabalho, abrir ou fechar válvulas, monitorar alarmes, acionar ou desligar motores e armazenar dados de processo para análises futuras.

Inicialmente, os sistemas de supervisão asseguram uma visão abrangente dos processos industriais. Através da coleta de dados de sensores e equipamentos em campo, o SCADA possibilita aos operadores o acompanhamento de variáveis de processo, tais como pressão, temperatura e fluxo, proporcionando uma visão precisa da situação atual dos processos. Permite um controle eficaz das operações ao proporcionar uma visão ampla e em tempo real dos sistemas (Atalaya et al., 2021). Esta visibilidade é importante para detectar e solucionar problemas antes que causem interrupções, contribuindo para diminuir o período de inatividade.

Na visão de Souza (2005) os sistemas de supervisão captam sinais de monitoramentos, tais como analógicos e digitais e permite o controle, gerando relatórios e gráficos de tendência de variáveis e possibilita a substituição de uma mesa de controle, pois otimiza processos alterando os estados operacionais das máquinas. Todas essas operações controladas por algoritmos que são executados em uma unidade de processamento autônoma.

Para o desenvolvimento dos sistemas supervisórios, são utilizadas variáveis que podem ser categorizadas em duas categorias: internas e externas. As variáveis internas não têm uma ligação direta com o programa executado no controlador, isto é, não são diretamente ligadas a uma variável do processo. Elas podem surgir de um cálculo, ou de comparações entre variáveis do processo, ou simplesmente são criadas para apoiar no desenvolvimento e operação do sistema supervisório. As variáveis externas estão diretamente ligadas ao programa do controlador, já que estão diretamente inseridas no próprio programa. A leitura e escrita são realizadas por meio de um driver de comunicação de rede entre o processo físico e o controlador, onde este controlador está em comunicação direta com o sistema de supervisão apresentando o estado real das variáveis de processos e os controles a serem realizados (Perez-Perez-Lopez, 2015).

Segundo Duplico (2023), existem vários benefícios importantes no uso da automação por meio de sistemas de supervisão que podem ser:

Maior eficiência: A automação pode ajudar a melhorar a eficiência e a produtividade dos processos industriais, pois permite que máquinas e equipamentos operem com um alto grau de precisão e consistência. Isso pode ajudar a aumentar a eficiência geral do processo de produção.
Maior precisão: A automação pode ajudar a reduzir o potencial de erros e melhorar a precisão dos processos industriais. Por exemplo, os controladores podem ser programados para executar tarefas com alto grau de precisão, e os sistemas SCADA podem fornecer dados em tempo real que podem ser usados para monitorar e controlar o processo.
Segurança aprimorada: A automação pode ajudar a melhorar a segurança em ambientes industriais, reduzindo a necessidade de humanos trabalharem em áreas perigosas.
Maior flexibilidade: Os sistemas de automação podem ser facilmente reconfigurados ou modificados para executar diferentes tarefas ou responder a diferentes entradas, tornando-os altamente flexíveis e adaptáveis a mudanças nas necessidades ou requisitos.
Custos reduzidos: A automação pode ajudar a reduzir o custo dos processos industriais, reduzindo a necessidade de mão de obra humana e aumentando a eficiência do processo de produção. Isso pode ajudar a diminuir o custo geral de bens e serviços produzidos.

Segundo Atalaya et al. (2021) os sistemas de supervisão aumentam a segurança e a precisão das operações, pois reduzem a exposição dos operadores a riscos, além de minimizar o impacto de erros humanos. Esses sistemas elevam a confiabilidade e eficiência, ao reduzir a necessidade de tomada de decisões manuais e de trabalho contínuo em áreas de risco.

2.2 Fabricação de fertilizantes no setor sucroalcooleiro

Com a crescente demanda por práticas agrícolas sustentáveis e a necessidade de maximizar a produtividade, a utilização de fertilizantes tem ganhado destaque. Esses fertilizantes oferecem vantagens como melhor absorção pelos cultivos e menor impacto ambiental, e é uma prática crescente, proporcionando uma solução eficiente e sustentável para a nutrição das culturas.

À medida que aumenta a demanda por açúcar e etanol, a adoção de tecnologias que otimizem o uso de nutrientes será essencial para garantir a competitividade do setor. Os fertilizantes são soluções que contêm nutrientes essenciais em forma solúvel, facilitando a absorção pelas plantas. As principais características incluem desde a alta solubilidade, facilidade de aplicação, e formulação personalizável, onde permite a criação de fórmulas específicas para atender às necessidades nutricionais de diferentes culturas.

Segundo Silva, Oliveira e Araújo (2018), a utilização de fertilizantes no cultivo da cana-de-açúcar tem mostrado resultados positivos em relação à produtividade e à eficiência na absorção de nutrientes. A fabricação de fertilizantes envolve diversas etapas, que são provenientes de:

Matérias-Primas: Os principais componentes incluem nitratos, fosfatos, potássio e micronutrientes. A escolha das matérias-primas é fundamental para garantir a qualidade do produto final.
Mistura e Solubilização: Os nutrientes são misturados em proporções específicas e dissolvidos em água, formando a solução líquida.
Tratamento e Filtragem: Após a mistura, a solução passa por processos de filtragem e tratamento para remover impurezas e garantir a homogeneidade.
Envase e Armazenamento: Os fertilizantes são então armazenados em tanques e envazados para distribuição, mantendo condições adequadas para preservar suas propriedades.

De fato, é imprescindível ressaltar as vantagens decorrentes da adoção dos fertilizantes no setor sucroalcooleiro, que empregam viabilidade positiva na eficiência em absorção, pois a forma líquida facilita a absorção dos nutrientes pelas plantas, resultando em melhores índices de crescimento e produtividade. Decorrente a isso, também contribui na redução de perdas, pois o uso de fertilizantes diminui o risco de lixiviação e volatilização de nutrientes, garantindo que mais elementos cheguem às raízes das plantas (Prado, 2010; Freire et al. 2013). Por outro lado, destaca-se os desafios decorrentes da fabricação, sejam eles, em custo elevados para a produção e infraestrutura de aplicação, e também de armazenamento e manuseio que requerem cuidados especiais para evitar contaminações e acidentes (Prado, 2010; Freire et al. 2013).

A utilização de fertilizantes pode contribuir para a sustentabilidade do setor sucroalcooleiro. Ao promover uma agricultura mais eficiente e menos poluente, esses fertilizantes ajudam a preservar os recursos naturais e a biodiversidade. Além disso, a adoção de práticas de fertilização adequada pode melhorar a saúde do solo a longo prazo (Prado, 2010).

2.2.1 Caracterização do Fertilizante

Em relação a caracterização dos fertilizantes, pode-se dizer que envolve uma análise de suas propriedades físico-químicas, composição nutricional e desempenho agronômico. Essa caracterização é essencial para garantir a eficácia e a segurança no uso desses produtos na agricultura, e através disso são pontuados vários aspectos, tais como:

Composição Química: Os fertilizantes são formulados a partir de uma combinação de nutrientes essenciais, que podem incluir:
- Nitrogênio (N): Fundamental para o crescimento vegetativo das plantas. Os fertilizantes à base de nitrato e amônio são comuns.
- Fósforo (P): Importante para o desenvolvimento das raízes e floração. Os fertilizantes geralmente contêm ácido fosfórico ou fosfatos solúveis.
- Potássio (K): Essencial para a resistência a doenças e regulação da água nas plantas. É frequentemente fornecido na forma de potássio solúvel.
- Micronutrientes: Elementos como ferro, zinco, manganês e cobre são adicionados em quantidades menores, mas são cruciais para o metabolismo das plantas.
Solubilidade: É uma característica vital dos fertilizantes, pois determina a disponibilidade dos nutrientes para as plantas. Os fertilizantes devem ser completamente solúveis em água, permitindo uma rápida absorção pelas raízes.
pH: O pH do fertilizante influencia a disponibilidade de nutrientes e a saúde do solo. A maioria deles tem pH neutro ou levemente ácido, que é favorável para a absorção de nutrientes.
Densidade: Ela afeta o manuseio e a aplicação. Fertilizantes com alta densidade podem exigir equipamentos específicos para transporte e aplicação, enquanto os de baixa densidade pode ser mais fáceis de lidar.
Viscosidade: É uma propriedade importante que impacta a aplicação dos mesmos, fertilizantes devem ter uma viscosidade adequada para permitir uma aplicação uniforme, evitando entupimentos em equipamentos de pulverização.
Estabilidade: Os fertilizantes devem ser formulados para resistir a degradação e precipitação, garantindo que os nutrientes permaneçam disponíveis durante todo o período de armazenamento.

Atualmente, os conceitos de fertilidade do solo foram significativamente aprimorados. Um solo que apresenta abundância de nutrientes, sem a intervenção humana, é caracterizado por sua boa fertilidade. As condições necessárias para que um solo seja fértil dependem do clima e da geomorfologia, uma vez que a exploração humana desempenha um papel importante na manutenção dessas condições (Teixeira, 2013).

2.2.2 Tecnologias na Fabricação de Fertilizantes

Dentre vários processos, a nanotecnologia está revolucionando a forma como os fertilizantes são formulados e aplicados. Ela envolve a manipulação de materiais em escala nanométrica, permitindo a liberação controlada de nutrientes e aumentando a eficiência na absorção pelas plantas, assim como as nanopartículas podem aumentar a solubilidade dos nutrientes, tornando-os mais disponíveis (Galembeck, 2013).

Outro exemplo, é a biotecnologia que está sendo utilizada para desenvolver fertilizantes que melhoram a interação entre plantas e microrganismos do solo, esses produtos contêm microrganismos benéficos que promovem a fixação de nitrogênio, solubilização de fósforo e melhoria da saúde do solo (Andrade et al. 2023).

É fundamental pontuar que a tecnologia também está avançando na produção de fertilizantes orgânicos (Agropós, 2020). A transformação de resíduos agrícolas e industriais em fertilizantes, utilizando tecnologias garantem a segurança e eficácia do produto final.

3 METODOLOGIA

A metodologia de um trabalho acadêmico tem como objetivo a busca da melhor abordagem para encontrar as respostas às questões propostas e pela necessidade de fundação científica dos resultados (Miguel, 2007).

Neste sentido, este capítulo apresenta a classificação da pesquisa deste trabalho e a caracterização do caso em estudo.

3.1 Classificação da Pesquisa

Neste tópico é descrito os métodos a serem utilizados para a realização do estudo, e o modo como serão desenvolvidas todas as etapas do trabalho. De acordo com a classificação de pesquisa científica proposta por Turrioni e Mello (2012), um estudo científico pode ser classificado com os seguintes quesitos: Natureza, Objetivos, Abordagem, Temporalidade e Método. A Figura 3 apresenta a classificação metodológica do trabalho:

Figura 2 – Classificação metodológica do trabalho

Fonte: Elaborado pelos autores baseado na classificação de Turrioni e Mello (2012)

Quanto à Natureza, esta é uma pesquisa Aplicada, pois busca ser aplicada a todas as empresas que pretendem implementar sistemas supervisórios de automação em seus processos produtivos.

Quanto aos objetivos, este é um trabalho de caráter exploratório, pois visa explorar como se deu a implantação dos sistemas supervisório e suas tecnologias em um ambiente real.

Em relação à abordagem do problema, esta pesquisa é qualitativa, pois se destina a levantar as etapas envolvidas em um processo de implementação de um sistema supervisório. Os dados coletados são baseados em entrevista realizada com profissionais que trabalham na empresa.

Quanto a temporalidade, esta é uma pesquisa Transversal, já que as informações foram coletadas em um dado momento, sem a necessidade do acompanhamento temporal da empresa para obter as informações.

Do ponto de vista do método de trabalho, o escolhido é o Estudo de Caso. Neste trabalho, a empresa selecionada foi uma empresa do setor sucroalcooleiro.

3.2 Protocolo do Estudo de Caso

O protocolo do estudo iniciou com o planejamento o qual constituiu-se na seleção da unidade de análise (empresa do setor sucroalcooleiro). Como meio de coleta de dados, foi desenvolvido um questionário a partir da literatura, que contém questões para o seguinte levantamento: mapear as características e especificidades do processo de fabricação de fertilizante; identificação das tecnologias de automação para o sistema supervisório; identificação do modelo de arquitetura do sistema supervisório utilizada na empresa; apresentação do sistema supervisório em um ambiente real.

O questionário apresentado no Apêndice A foi elaborado a partir da pirâmide da automação apresentado por Rosario (2009) na seção desse trabalho 2.1.2-Arquitetura para implementação da Automação. A pirâmide apresenta o nível de hierarquia das tecnologias utilizas na implementação da automação em um processo produtivo. A partir disso, o questionário visa coletar dados dos níveis tecnológicos utilizados na fabricação de fertilizantes do estudo de caso.

3.3 Apresentação da empresa

A empresa estudada no estudo de caso foi selecionada devido a sua importância no setor em que atua. É considerada uma das maiores empresas do sucroalcooleiro do interior do estado de São Paulo, e grande produtora de açúcar, etanol e energia elétrica. Para preservar a confidencialidade dos dados, a empresa estudada não será identificada.

A empresa tem implementado em seus processos diversas tecnologias de automação industrial no gerenciamento dos processos e da produção de seus produtos. Essas tecnologias auxiliam os responsáveis no planejamento, execução, controle e tomada de decisões nas melhorias dos processos.

A empresa possui diversas certificações que contribuem pela excelência em seus processos e preocupação com o meio ambiente. É uma empresa preocupada com o meio-ambiente, e nesse sentido, suas tecnologias implementadas visam criar um ambiente de controle guiada pela sustentabilidade e otimização de seus processos.

4 DESENVOLVIMENTO E RESULTADOS

Essa seção descreve a aplicação do questionário do Apêndice A para coleta dos dados do processo de fabricação de fertilizantes, verificando através da pirâmide da automação, os níveis de tecnologias empregadas na empresa, e como contribui para a sustentabilidade e otimização do processo de fabricação

A avaliação na empresa foi realizada nos meses de agosto e setembro de 2024, e participaram das entrevistas um funcionário que atua na automação, e um que atua no gerenciamento e operação do sistema de supervisão na fabricação de fertilizantes. Esses funcionários participam das tomadas de decisões em suas respectivas áreas, permitindo assim, maior confiabilidade nos dados coletados.

A partir das entrevistas e com a coleta dos dados, foi possível realizar análises verificando as tecnologias implementadas em cada nível da automação, e seu impacto na sustentabilidade e otimização do processo de fabricação de fertilizantes;

4.1 Objetivos e Resultados Esperados com a automação do processo de fabricação de fertilizantes

Ao analisar as respostas do questionário aplicado na empresa sucroalcooleira que fabrica fertilizantes, pode-se destacar como a implementação de um sistema supervisório de automação impacta não só na eficiência operacional, mas também nos aspectos de sustentabilidade e segurança do processo. A seguir, será detalhada a análise de cada resposta coletada, e como reflete em benefícios específicos para a operação da empresa, sua contribuição para a sustentabilidade ambiental, e os avanços em segurança para os trabalhadores. Segue análise:

Otimização do Processo e Redução do Contato com a Matéria-prima

O principal objetivo mencionado é otimizar o processo de operação e distribuição de fertilizantes, eliminando a necessidade de os operadores terem contato direto com a matéria-prima. Essa prática tem implicações positivas para a saúde e segurança dos trabalhadores, porque a manipulação de fertilizantes envolve exposição a substâncias químicas potencialmente irritantes ou tóxicas.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Segurança:

Segurança dos Trabalhadores: A ausência de contato direto com a matéria-prima reduz consideravelmente os riscos de contaminação e exposição a produtos químicos. Isso resulta em um ambiente de trabalho mais seguro, menor risco de acidentes e melhoria nas condições de saúde dos operadores da empresa.
Sustentabilidade Social: A automação na empresa, ao garantir um ambiente mais seguro, contribui para a responsabilidade social da empresa, melhorando a qualidade de vida dos trabalhadores e possibilitando uma operação mais ética e segura.

Aumento da Eficiência e Redução de Custos Operacionais

Com o sistema supervisório, a empresa busca um aumento na eficiência do processo, o que inclui maior capacidade de fabricação de fertilizantes e uma redução no tempo gasto para a distribuição do produto. Segundo a empresa, esse incremento de produtividade é essencial para melhorar a competitividade e reduzir os custos operacionais.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Redução de Custos Energéticos e de Matéria-prima: O sistema supervisório de automação pode otimizar a quantidade de energia consumida ao monitorar e controlar processos em tempo real. Com isso, evita-se o desperdício de recursos e o consumo excessivo de energia, alinhando-se a práticas mais sustentáveis e da empresa.
Otimização de Recursos: A eficiência no uso dos insumos necessários para a produção de fertilizantes contribui para a sustentabilidade ambiental. O uso mais racional da matéria-prima permite que a empresa produza mais com menos, o que reduz o impacto ambiental das atividades industriais.

Atendimento a Regulamentações Ambientais: Ciclo Fechado de Lavagem de Gases

As regulamentações Ambientais e de Segurança que a empresa atende, deve cumprir exigências ambientais específicas, especialmente no que diz respeito à lavagem de gases. O sistema supervisório viabiliza um ciclo fechado de lavagem de gases, em que os gases são lavados e reutilizados, e a água usada na lavagem também é reaproveitada.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Meio Ambiente:

Controle de Emissões e Reutilização de Recursos: A lavagem e reutilização de gases realizada na empresa é uma prática altamente sustentável, pois reduz a liberação de substâncias nocivas na atmosfera. Em setores industriais, como o sucroalcooleiro, é comum que processos de produção liberem gases que contribuem para o efeito estufa. Com a instalação de um sistema de ciclo fechado, a empresa não apenas cumpre regulamentações ambientais, mas também promove a reciclagem interna desses recursos, diminuindo assim a poluição.
Eficiência hídrica: A reutilização da água no processo de lavagem de gases é um dos principais pontos de sustentabilidade para a empresa. Essa medida tem ainda mais importância, pois evita o consumo excessivo de água potável. O sistema supervisório pode monitorar continuamente o processo de lavagem, garantindo que a qualidade da água reutilizada esteja dentro dos parâmetros seguros para cada ciclo.

Benefícios para a Empresa e para o Meio Ambiente

A análise das respostas destaca como a implementação de um sistema supervisório de automação impacta diretamente a sustentabilidade e a eficiência da empresa sucroalcooleira. Abaixo, resumo os principais benefícios:

Sustentabilidade Ambiental: A empresa cumpre com regulamentações ambientais e promove práticas sustentáveis ao adotar um ciclo fechado para a lavagem de gases e ao reutilizar a água. Isso reduz o impacto ambiental da produção de fertilizantes e contribui para a preservação dos recursos naturais.
Otimização de Recursos e Redução de Custos: A automação melhora a eficiência da produção, permitindo à empresa fabricar mais fertilizante com o uso racional de energia e matéria-prima. A redução de custos operacionais e o aumento da competitividade são consequências diretas dessas melhorias.
Segurança e Bem-estar dos Trabalhadores: A automação reduz o contato direto dos operadores com a matéria-prima, criando um ambiente de trabalho mais seguro e saudável. Isso também melhora a imagem da empresa em relação à responsabilidade social.
Conformidade com Padrões e Regulamentações: Ao seguir regulamentações ambientais e implementar práticas de ciclo fechado, a empresa alinha suas operações com as melhores práticas ambientais e aumenta sua conformidade com as normas. Isso não só protege o meio ambiente, mas também evita possíveis sanções regulatórias, promovendo uma operação mais estável e sustentável.

Em resumo, a automação e o sistema de supervisão implementada na empresa não é apenas uma estratégia para aumento de produtividade, mas também um passo importante para a empresa atingir metas de sustentabilidade e garantir a segurança de seus trabalhadores. A implementação do sistema supervisório torna-se, portanto, uma prática vantajosa tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental, consolidando a empresa como uma organização comprometida com a inovação, a sustentabilidade e a responsabilidade social.

4.2 Análise do Nível 1: Dispositivos de campo, sensores e atuadores

A análise dos dispositivos de campo no nível 1 da pirâmide de automação utilizada revela como cada componente e prática afeta diretamente a sustentabilidade e a otimização do processo de fabricação de fertilizantes da empresa. Esse nível, que abrange os sensores, atuadores e dispositivos responsáveis pela coleta de dados e execução de comandos, é essencial para garantir a precisão e a eficiência dos processos de automação. A seguir, uma análise dos pontos levantados pelo questionário:

Variáveis Necessárias a Serem Controladas e Monitoradas

As principais variáveis identificadas controladas pelo sistema de automação e monitoradas no sistema de supervisão são a vazão, temperatura, pressão e nível.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Eficiência no Uso de Recursos: A medição precisa dessas variáveis permite à empresa um controle do processo de fabricação de fertilizantes. A vazão controlada evita desperdícios, enquanto o monitoramento da temperatura e pressão assegura que o processo ocorra dentro dos parâmetros especificados, otimizando o consumo de energia e reduzindo a necessidade de ajustes manuais.
Impacto Ambiental: Um controle bem estruturado dessas variáveis reduz o risco de falhas operacionais que possam levar ao descarte inadequado de subprodutos. A regulagem precisa da vazão na empresa, minimiza o desperdício de insumos e evita emissões desnecessárias, promovendo uma produção mais sustentável.
Qualidade do Produto: Manter as variáveis dentro dos parâmetros específicos é importante para garantir que o fertilizante produzido tenha a composição e as propriedades adequadas. Isso impacta na qualidade do produto final, e na competitividade da empresa no mercado.

Equipamentos e Máquinas a Serem Controladas e Monitoradas

Os equipamentos utilizados pela empresa na automação do processo de fabricação de fertilizantes são as válvulas de controle, motores elétricos fabricante WEG, balança fabricante Toledo do Brasil e bombas centrífugas fabricante IMBIL e outras.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Otimização de Consumo Energético: O controle automatizado de motores e bombas centrífugas na empresa, garante que esses equipamentos funcionem apenas quando necessário, evitando consumo de energia desnecessário. Por exemplo, o acionamento controlado dos motores elétricos e das bombas para distribuição dos fertilizantes, contribui para uma operação mais eficiente evitando picos de energia.
Redução de Emissões e Desperdício de Recursos: O uso de válvulas de controle permite ajustar com precisão o fluxo de fertilizantes e outras substâncias, minimizando perdas de produto.
Manutenção Preventiva: O sistema de supervisão na empresa permite a detecção de anomalias e o monitoramento contínuo de bombas e motores. Com isso, a empresa planeja manutenções preventivas reduzindo o tempo de paradas, reduzindo assim os custos de manutenção corretiva e melhorando a eficiência.

Sensores para Monitoramento das Variáveis

Os sensores utilizados pela empresa para a medição das variáveis do processo são os transmissores de pressão e vazão de fabricantes como SMAR e YOKOGAWA.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Precisão no Controle do Processo: Os transmissores de pressão e vazão são importantes para coletar dados precisos sobre o fluxo e a condição do processo de produção de fertilizante. Esse monitoramento constante reduz a chance de erros e a necessidade de ajustes manuais.
Sustentabilidade Ambiental: A utilização de sensores de na empresa evitam que ocorra sobrecarga nos sistemas, o que ajuda a reduzir o consumo de energia e os desgastes mecânicos. O controle dos recursos ajuda a empresa reduzir o impacto ambiental associado ao uso excessivo de insumos.

Tecnologia de Comunicação dos Sensores

O tipo de tecnologia utilizada para comunicação dos sensores com os controladores são a interface 4-20 mA.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Robustez e Confiabilidade: A tecnologia 4-20 mA é amplamente utilizada na empresa, pois são robustas e simples. Isso garante uma comunicação estável e confiável entre sensores e controladores, minimizando erros de transmissão de dados e falhas de comunicação.
Eficiência de Custo e Manutenção: O sistema de 4-20 mA é conhecido por exigir pouca manutenção, reduzindo a necessidade de intervenções e prolongando a vida útil dos dispositivos. Na empresa, isso representa uma economia significativa, promovendo práticas sustentáveis no longo prazo.
Segurança Operacional: A confiabilidade dessa tecnologia de comunicação permite para empresa que os dados coletados pelos sensores sejam transmitidos com precisão, garantindo que as decisões de controle sejam baseadas em informações corretas.

Atuadores Necessários para Controle Automático

Os atuadores utilizados na empresa na fabricação dos fertilizantes são as válvulas de regulação de fluxo, válvulas de alívio, válvulas de controle de nível, pressão e temperatura, bombas de dosagem, circulação e transferência, reatores de lote e agitação.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Controle Preciso e Redução de Desperdício: Os atuadores, especialmente as válvulas de regulação e alívio, permitem um controle dos fluxos e condições do processo, ajustando automaticamente o fluxo de substâncias conforme necessário. Esse controle reduz o desperdício de recursos e evita sobrecargas no processo.
Eficiência Energética: O uso de bombas automatizadas na empresa, contribui para a otimização de energia, pois os equipamentos funcionam de forma sincronizada conforme a demanda do processo. Isso representa uma economia substancial de energia, reforçando o compromisso com a sustentabilidade e reduzindo os custos operacionais.
Segurança Operacional e Ambiental: Válvulas de alívio e controle de pressão na empresa são essenciais para manter a operação segura e evitar sobrecargas nos sistemas. Com o controle automático desses dispositivos, a empresa pode prevenir vazamentos ou acidentes ambientais, preservando a segurança dos trabalhadores e do meio ambiente.

Calibração e Manutenção dos Dispositivos de Campo

As práticas de Calibração e Manutenção na empresa tem as seguintes periodicidades: Calibração da balança a cada 6 meses por empresa terceirizada, calibração anual dos transmissores, e manutenção anual das bombas centrífugas pela própria equipe de manutenção.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Manutenção Preventiva para Redução de Desgaste e Falhas: A prática de calibração e manutenção periódica dos dispositivos de campo na empresa, evita quebras inesperadas e garante o funcionamento contínuo e preciso dos equipamentos. Isso reduz o tempo de inatividade e as intervenções emergenciais.
Aumento da Vida Útil dos Equipamentos: Manutenções regulares na empresa aumentam a durabilidade dos dispositivos, reduzindo a necessidade de substituição frequente e o descarte de equipamentos desgastados. Isso contribui para a sustentabilidade, uma vez que minimiza o uso de novos recursos para a fabricação de peças de reposição.
Otimização de Recursos Financeiros: A empresa reduz os custos com reparos emergenciais e perdas de produção ao investir em manutenção preventiva e calibração. Esses cuidados melhoram a eficiência dos dispositivos e contribuem para a viabilidade econômica da operação.

Conclusão do Nível 1

A análise do nível 1 – dispositivos de campo mostra como a escolha e calibração dos equipamentos impactam a sustentabilidade e a eficiência operacional da empresa. Com uma estratégia de automação que prioriza sensores e atuadores precisos, a empresa obtém:

Sustentabilidade Ambiental: Ao reduzir desperdícios de recursos e energia, a operação se torna mais sustentável, contribuindo para a conservação ambiental.
Otimização de Processos: O controle automatizado proporciona uma produção de fertilizantes mais ágil e com menor desperdício, melhorando a competitividade.
Segurança e Qualidade: A segurança dos operadores é reforçada pela precisão dos sensores e atuadores, enquanto a qualidade do produto final é assegurada, fortalecendo a imagem da empresa.

Essa abordagem no nível de dispositivos de campo é a base para um sistema de automação que torna a operação mais competitiva e robusta.

4.3 Análise do Nível 2: Controle de Processos

Esse nível envolve as práticas e sistemas de controle que garantem a precisão, a eficiência e a confiabilidade do processo. A seguir será analisado cada ponto do questionário e como contribui para o desenvolvimento sustentável e otimizado da empresa.

Sistema de Controle Centralizado com CLP

Na empresa estudada o controle é centralizado, operado através de um CLP (Controlador Lógico Programável) do fabricante Allen-Bradley, estando seu acesso restrito aos responsáveis pela manutenção. O projeto do sistema de controle e automação foi desenvolvido por empresa terceirizada especializada em automação industrial.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Controle Centralizado e Precisão Operacional: O uso de um CLP garante que todos os dados críticos do processo sejam controlados de forma integrada. Esse tipo de configuração permite o controle das variáveis, sendo fundamental para a produção precisa de fertilizantes, reduzindo o desperdício de matéria-prima.
Minimização de Intervenções e Falhas: Como apenas os profissionais da automação têm acesso ao CLP, isso previne alterações não autorizadas e reduz a probabilidade de falhas operacionais. A segurança no acesso garante que o controle seja feito por profissionais qualificados, preservando os parâmetros definidos e evitando erros que poderiam comprometer a eficiência do processo.
Contribuição para a Sustentabilidade Ambiental: A operação controlada diminui a possibilidade de sobrecarga dos equipamentos. A centralização do controle também permite a identificação rápida de anomalias, reduzindo o impacto ambiental e contribuindo para uma operação mais sustentável.

Estratégia de Controle PID

A estratégia utilizada na empresa no sistema de controle é o PID (Proporcional, Integral, Derivativo), com ajustes de valores diretamente no CLP.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Controle de Processos em Tempo Real: A estratégia PID ajusta automaticamente as variáveis do processo em tempo real, sendo útil para a estabilidade e consistência na produção. No caso da fabricação de fertilizantes, o controle PID mantém variáveis como a pressão e vazão dentro dos parâmetros desejados, evitando oscilações que possam levar ao desperdício de insumos.
Redução de Desperdício de Matéria-Prima: A capacidade do PID de realizar correções constantes significa que o processo é continuamente otimizado para o uso mínimo de recursos. Por exemplo na empresa, qualquer desvio na pressão ou vazão é imediatamente corrigido, evitando desperdícios e minimizando o impacto ambiental.
Otimização Energética e Ambiental: O controle PID diminui a necessidade de intervenção humana e reduz o consumo energético. Ao otimizar o uso dos equipamentos com ajustes automáticos, o sistema contribui para um uso mais sustentável dos recursos, reduzindo o consumo de energia e, consequentemente, as emissões associadas à produção de fertilizantes.

Variáveis Críticas de Processo em Tempo Real

As variáveis críticas da empresa incluem a sequência dos produtos, ou seja, a quantidade de produtos utilizados e distribuídos.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Precisão na Dosagem de Insumos: O controle em tempo real das variáveis relacionadas à sequência e quantidade de produtos evita misturas inadequadas e desperdício.
Sustentabilidade pela Redução de Resíduos: Com o controle rigoroso das quantidades, é possível reduzir a geração de resíduos, que é um dos principais impactos ambientais nas operações industriais.
Otimização do Tempo de Produção: Ao garantir que as quantidades estejam sempre corretas, o processo ocorre de maneira mais ágil e eficiente, reduzindo o tempo necessário para ajustes e correções. Isso também se traduz em economia de energia e melhor aproveitamento dos equipamentos.

Redundância para Confiabilidade do Sistema

A empresa tem implementado sistemas de redundância para o controle de processos, isso é importante devido a segurança e confiabilidade do sistema de controle e supervisão.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Aumento da Confiabilidade e Redução de Paradas: A redundância em sistemas de controle mostra que a empresa contém sistemas de backup prontos para assumir o controle em caso de falha. Em um processo tão sensível quanto a fabricação de fertilizantes, essa redundância é essencial para evitar interrupções e assegurar que as operações continuem sem desperdícios de tempo e recursos.
Preservação de Recursos Naturais e Redução de Emissões: Na empresa a redundância permite que o processo continue ininterrupto mesmo quando há falhas, reduzindo o número de paradas inesperadas que consomem energia e materiais adicionais para reiniciar os processos.
Conformidade com Padrões Ambientais e Qualidade: A redundância não apenas assegura a continuidade, mas também garante que o sistema atenda aos padrões de qualidade e segurança ambiental. A atualização e a duplicação dos sistemas de controle na empresa garantem que o fertilizante produzido esteja sempre dentro dos padrões regulamentares, evitando problemas de rejeição e desperdício.

Monitoramento Remoto do Processo

O sistema de controle desenvolvido para a empresa, permite que os responsáveis possam monitorar o processo remotamente.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Acesso a Dados em Tempo Real: O monitoramento remoto implementado na empresa permite que os responsáveis do processo de fabricação de fertilizante acompanhem a produção em tempo real, mesmo estando fora do local físico. Essa capacidade de visualização ajuda a identificar rapidamente qualquer desvio no processo e realizar ajustes antes que se tornem problemas maiores, economizando tempo e reduzindo desperdícios.
Sustentabilidade e Redução de Emissões: O monitoramento remoto diminui a necessidade de deslocamentos frequentes para a planta para verificar o status dos processos, o que reduz o consumo de combustível e as emissões associadas ao transporte dos operadores. Além disso, esse acesso remoto permite ajustes que otimizam o uso de energia e insumos, reforçando a sustentabilidade.

Conclusão do Nível 2

O nível de controle de processos na empresa, baseado no uso de CLPs e estratégias de controle PID, demonstra como a automação integrada impacta positivamente na sustentabilidade ambiental e na otimização operacional. As práticas de controle, monitoramento e redundância descritas fornecem uma base robusta para uma produção sustentável e eficiente, permitindo à empresa atender à crescente demanda por fertilizantes com impacto ambiental reduzido e eficiência maximizada. Em resumo, a automação em nível de controle contribui para:

Sustentabilidade Ambiental: Reduzindo desperdícios de insumos e emissões associadas ao consumo excessivo de energia.
Otimização de Recursos e Custos: Melhorando a precisão e minimizando os custos com retrabalho, paradas e desperdícios de matéria-prima.
Confiabilidade e Segurança Operacional: Garantindo a continuidade das operações com segurança, minimizando riscos para os trabalhadores e ambiental.

4.4 Análise do Nível 3: Supervisão

Esse nível é responsável por monitorar e controlar o processo produtivo, proporcionando uma visão ampla e integrada que permite decisões rápidas e informadas. A seguir, será analisada as respostas do questionário, e como o sistema de supervisão influencia na sustentabilidade e na eficiência da empresa.

Funcionalidades do Sistema Supervisório: Monitoramento em Tempo Real e Alarmes

O sistema supervisório (software InduSoft – usado para aplicações SCADA e IHM) utilizado na empresa tem monitoramento em tempo real e avisos de erro, como notificações quando as variáveis de controle estão fora dos padrões.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Monitoramento em Tempo Real: Essa funcionalidade permite que operadores da empresa acompanhem o processo em tempo real, identificando e corrigindo problemas rapidamente. No caso da produção de fertilizantes, em que a temperatura e pressão são variáveis críticas, o monitoramento constante evita desvios que podem levar à perda de matéria-prima e uso excessivo de energia.
Alarmes para Condições Anormais: Os avisos de erro, especialmente para variáveis como temperatura e pressão, são importantes para a segurança do processo. Ao detectar desvios, rapidamente o sistema minimiza o risco de vazamentos ou danos ao equipamento, reduzindo o consumo de energia e evitando desperdícios. Para a sustentabilidade, essa funcionalidade é importante porque evita emissões desnecessárias e o uso excessivo de insumos.

Interfaces Gráficas Necessárias para a Supervisão

As interfaces que a empresa utiliza incluem as seguintes telas: Reação e Lavagem dos Gases, Receita para Adubo Líquido, Recepção e Hidratação da Amônia, Estocagem e Carregamento de Fertilizante, Tela de Hidratação da Ureia, Tela de Fabricação do Fertilizante, Tela do Produto Final. As Figuras 3 à 6 mostram algumas das telas que a empresa utiliza para o monitoramento e controle da fabricação de fertilizante.

Figura 3 – Tela Supervisório: Reação e Lavagem dos Gases (Fabricação de Fertilizante Líquido)

Fonte: Empresa estudada (2024)

Figura 4 – Tela Supervisório: Receita para Adubo Líquido

Fonte: Empresa estudada (2024)

Figura 5 – Tela Supervisório: Recepção e Hidratação da Amônia

Fonte: Empresa estudada (2024)

Figura 6 – Tela Supervisório: Estocagem e Carregamento de Fertilizante

Fonte: Empresa estudada (2024)

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Clareza e Organização na Interface: Cada tela é dedicada a uma etapa específica do processo produtivo, o que facilita o acompanhamento detalhado e em tempo real de cada fase. A tela de hidratação, por exemplo, permite ajustar a composição química adequada, reduzindo o risco de erro e desperdício de insumos.

Tela de Receituários e Precisão nas Formulações: A inclusão de uma tela dedicada aos receituários garante que as formulações de fertilizantes sejam seguidas à risca, assegurando uma proporção correta de matéria-prima.
Armazenamento e Manuseio Eficientes: A tela de estocagem permite monitorar os estoques em tempo real, facilitando a gestão do estoque evitando a produção excessiva. Isso ajuda a empresa a manter um estoque adequado, evitando que produtos sejam estocados em excesso, o que impacta positivamente a sustentabilidade e reduz custos de armazenagem.

Requisitos de Segurança: Controle de Acesso e Autenticação

O controle de acesso utilizado pela empresa é restrito, com acesso ao painel de controle somente por pessoal de manutenção e automação. Existe um botão de emergência que permite aos operadores pararem o processo.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Segurança no Controle Operacional: A restrição de acesso ao painel de controle reduz o risco de erros ou interferências indesejadas no sistema, assegurando que apenas pessoal treinado tome decisões críticas. Esse controle rigoroso minimiza o risco de falhas no processo de produção de fertilizantes.
Facilidade de Parada de Emergência e Redução de Impactos Ambientais: O botão de emergência permite que os operadores interrompam rapidamente o processo em caso de problemas. Essa capacidade de parada imediata é crucial para evitar desperdício de matéria-prima e reduzir possíveis impactos ambientais, como vazamentos ou emissões fora do padrão.
Conformidade com Padrões Ambientais e de Segurança: O controle de acesso e os dispositivos de segurança asseguram que o sistema supervisório opere dentro dos padrões regulamentares, evitando incidentes que possam comprometer a qualidade do produto final e causar impactos ambientais negativos.

Conclusão do Nível 3

A implementação de um sistema supervisório na empresa estudada demonstra uma clara preocupação com a eficiência e a sustentabilidade. A análise das funcionalidades e características desse sistema mostra como ele contribui para:

Sustentabilidade Ambiental: O monitoramento em tempo real e os alarmes reduzem os riscos de desperdício e promovem o uso consciente dos recursos.
Otimização da Produção e Redução de Custos: A segmentação de telas e a capacidade de supervisionar cada etapa do processo proporcionam uma visão detalhada que facilita o controle de qualidade e a eficiência no uso dos materiais.
Segurança e Conformidade: Com requisitos de segurança bem definidos e protocolos de comunicação eficientes, o sistema supervisiona o processo de forma segura, permitindo ações rápidas em caso de falhas e garantindo a conformidade com as exigências ambientais.

Em resumo, ao integrar monitoramento em tempo real, alarmes, protocolos de comunicação e segurança, a empresa consegue melhorar a eficiência operacional, alcançando uma produção mais responsável e alinhada com as melhores práticas ambientais e industriais.

4.5 Análise do Nível 4: Gerenciamento da Planta

Esse nível concentra-se na gestão de informações que suportam decisões importantes para otimizar o processo produtivo e maximizar o desempenho da planta. A seguir, será analisado o impacto desse nível na fabricação de fertilizante da empresa estudada:

Uso das Informações do Sistema Supervisório na Tomada de Decisão

As informações do sistema supervisório da empresa são utilizadas após análises laboratoriais, permitindo que se determine a fórmula de fertilizante necessária para atender a demanda específica.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Decisões Baseadas em Dados Laboratoriais: Ao realizar análises laboratoriais e alimentar esses resultados no sistema supervisório, a empresa garante que as fórmulas de fertilizantes sejam ajustadas conforme as necessidades reais do campo. Essa prática não só otimiza o uso de matérias-primas, mas também garante que os fertilizantes produzidos tenham a composição adequada para o solo, melhorando a eficiência dos nutrientes e reduzindo o impacto ambiental.
Redução de Resíduos e Desperdícios: Quando a fórmula do fertilizante é determinada com precisão a partir das necessidades do solo, evita-se a produção em excesso e o desperdício de insumos. Isso contribui para evitar a necessidade de descarte de produtos não utilizados.

Monitoramento de KPIs (Key Performance Indicator – Indicadores Chaves de Desempenho)

Os principais KPIs monitorados pela empresa são o rendimento do processo (conversão de matérias-primas em produto final), a qualidade do produto (através de amostras enviadas ao laboratório) e o tempo de processo de produção.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Rendimento do Processo: Esse KPI mede a eficiência na conversão de matérias-primas em produto final. Um alto rendimento indica que a planta está operando de forma eficiente, extraindo o máximo valor possível de cada insumo. Isso não só reduz os custos de produção, mas também diminui o impacto ambiental ao minimizar o consumo de matérias-primas e a geração de resíduos.
Qualidade do Produto: Garantir a qualidade dos fertilizantes através de amostras laboratoriais permite que o produto atenda aos padrões esperados, o que reduz o risco de retrabalho ou descarte de produtos não conformes.
Tempo Gasto no Processo de Produção: A redução do tempo necessário para a produção implica em menor consumo de energia e, portanto, em uma operação mais sustentável. Além disso, otimizar o tempo de produção permite que a empresa aumente sua capacidade produtiva sem elevar o consumo de recursos, ampliando a eficiência.

Conclusão do Nível 4

A análise das respostas do questionário sobre o nível de gerenciamento da planta mostra que a empresa está comprometida com uma operação baseada em dados, onde as decisões são tomadas com base em informações precisas e análises laboratoriais. Essa abordagem de gerenciamento é essencial para otimizar a produção e minimizar o impacto ambiental, promovendo uma operação mais sustentável.

No contexto sucroalcooleiro, essa gestão do processo de produção de fertilizantes pode reduzir os desperdícios, maximizar o uso dos insumos e contribuir para uma agricultura mais sustentável.

4.6 Análise do Nível 5: Gerenciamento Corporativo

Essa camada de gerenciamento é importante para centralizar dados que orientam decisões estratégicas, com um foco em otimização operacional e sustentabilidade ambiental. A seguir, será analisado o impacto desse nível na fabricação de fertilizante da empresa estudada:

Acesso Corporativo aos Dados Gerados pelo Sistema

As áreas na empresa que acessam os dados gerados pelo sistema incluem o setor financeiro e o de gestão de estoque, e esses acessos são acompanhados pela emissão de notas fiscais.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Integração entre Departamentos: A disponibilidade de dados para o setor financeiro e o controle de estoque permite que a empresa acompanhe de forma detalhada os custos de produção e o fluxo de matérias-primas e produtos acabados. Essa integração de informações facilita a gestão eficiente dos recursos financeiros e dos materiais.
Controle e Otimização de Estoque: Ao integrar os dados de estoque com informações financeiras, a empresa consegue prever necessidades futuras, evitando a superprodução ou subutilização de matérias-primas. Esse controle reduz o desperdício e melhora o uso dos recursos, minimizando o impacto ambiental e os custos associados ao excesso de estoque ou à escassez de insumos.
Transparência e Conformidade: A emissão de notas fiscais é essencial para garantir conformidade fiscal e regulatória. A rastreabilidade financeira e a visibilidade do fluxo de produtos permitem uma maior transparência para possíveis auditorias e controle de qualidade.

Políticas de Conformidade e Relatórios Regulatórios

Na empresa estudada toda a produção de fertilizantes é feita análises laboratoriais e segue um plano de aplicação dos produtos.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Qualidade e Segurança do Produto: As políticas de conformidade e o controle de qualidade garantem que os fertilizantes estejam dentro dos padrões regulatórios, o que é importante para minimizar impactos ambientais. A qualidade constante dos produtos assegura que as práticas agrícolas não causem danos ao solo e às plantas.
Plano de Aplicação Responsável: O plano de aplicação dos fertilizantes reflete um compromisso com o uso responsável dos produtos, evitando o uso excessivo de nutrientes que podem causar desequilíbrios ecológicos.

Análise de Dados Corporativa com Base nos Relatórios

A empresa estudada realiza análises sobre a qualidade do produto desde a chegada da matéria-prima, incluindo uma análise interna dos processos, controle de estoque e o monitoramento das áreas em campo onde os fertilizantes são aplicados.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Monitoramento da Cadeia de Produção: O acompanhamento da qualidade desde a chegada da matéria-prima até o produto final garante que cada etapa do processo esteja de acordo com os padrões de eficiência e qualidade. Esse monitoramento ajuda a identificar possíveis desperdícios ou áreas de melhoria.
Planejamento e Sustentabilidade na Aplicação do Produto: Controlar onde e como os fertilizantes são aplicados permite que a empresa promova uma fertilização mais precisa e sustentável. O monitoramento em campo evita o uso excessivo de fertilizantes, que pode prejudicar o solo e o ambiente.
Previsão de Demanda e Otimização de Recursos: Com o controle de estoque detalhado e as análises sobre a utilização dos produtos, a empresa pode prever a demanda de forma mais precisa, ajustando o ritmo de produção para evitar desperdícios.

Contratos de Suporte e Assistência Técnica

A empresa possui contrato com uma empresa terceirizada para assistência técnica nos sistemas de automação e supervisão.

Análise de Impacto na Sustentabilidade e Otimização:

Manutenção e Confiabilidade do Sistema: O suporte contínuo garante que o sistema de automação funcione com máxima eficiência, reduzindo o risco de falhas que poderiam interromper a produção e gerar desperdícios.
Redução de Paradas Não Planejadas: Com o suporte de uma equipe especializada, a empresa consegue minimizar o tempo de paradas não planejadas, que podem resultar em perdas significativas de produção e aumento do consumo de recursos naturais.
Sustentabilidade Operacional: O funcionamento otimizado e estável dos sistemas de automação industrial é essencial para uma operação mais limpa e segura, que utiliza recursos de maneira inteligente e reduz as emissões de poluentes e o desperdício de insumos.

Conclusão Nível 5

As respostas ao questionário sobre o nível de Gerenciamento Corporativo mostram que a empresa adota práticas orientadas a dados, integrando diferentes departamentos e garantindo conformidade com padrões regulatórios e ambientais.

O comprometimento com políticas de conformidade e análises detalhadas de dados, somado ao suporte técnico, fortalece a estrutura organizacional da empresa e a sua capacidade de atuar de forma responsável. Essa integração entre sustentabilidade e eficiência corporativa é importante para que a empresa atinja altos padrões de desempenho, com impacto positivo no meio ambiente e uma contribuição significativa para uma cadeia de produção mais verde e consciente.

Nas subseções seguintes serão apresentados os resultados individuais de cada dimensão avaliada.

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O presente trabalho teve como objetivo investigar e analisar a aplicação dos cinco níveis da pirâmide de automação em uma empresa sucroalcooleira, onde fabrica fertilizantes, com foco em avaliar como cada nível contribui para a otimização dos processos produtivos e para práticas operacionais sustentáveis. Com base nas respostas coletadas por meio de questionários aplicados aos colaboradores da empresa, foi possível realizar uma análise detalhada de cada nível da pirâmide de automação, evidenciando os benefícios e os desafios de uma integração total da automação em um ambiente no setor sucroalcooleiro.

Através da análise de cada nível, verificou-se que a automação desempenha um papel importante na redução de desperdícios e na maximização da eficiência operacional. O Controle de Campo e o Controle (Níveis 1 e 2) foram essenciais para assegurar a precisão e a segurança do processo produtivo, enquanto o Nível de Supervisão (Nível 3) promoveu uma visão abrangente do processo, permitindo ajustes rápidos e direcionados que contribuíram para a qualidade e a rastreabilidade dos produtos. A gestão de indicadores de desempenho no Nível 4, de Gestão da Planta, e a integração de dados corporativos no Nível 5, de Gerenciamento Corporativo, proporcionaram uma base sólida para decisões estratégicas e para o cumprimento das normas de qualidade e sustentabilidade, garantindo o alinhamento da produção com as melhores práticas ambientais e operacionais.

Apesar do cumprimento dos objetivos propostos, algumas dificuldades foram encontradas durante o levantamento de dados. A coleta de informações via questionário apresentou limitações, como a dificuldade dos respondentes em descrever, de forma detalhada, as especificidades técnicas de cada nível de automação. No entanto, o questionário ofereceu uma visão prática e focada, possibilitando que o trabalho atinja seus objetivos.

Este estudo destaca a importância de uma análise estruturada dos níveis de automação industrial para o aprimoramento contínuo da sustentabilidade e da eficiência no setor sucroalcooleiro. Ao conectar os dados de cada nível com práticas de sustentabilidade, o trabalho oferece um referencial para empresas que buscam uma abordagem integrada entre produtividade e responsabilidade ambiental. A automação, ao otimizar o uso de recursos e reduzir desperdícios, revela-se não apenas como um diferencial competitivo, mas como uma ferramenta indispensável para a preservação do meio ambiente, especialmente em um setor que lida com a produção de fertilizantes e, consequentemente, com o manejo de substâncias que podem impactar o meio-ambiente.

A sustentabilidade no setor sucroalcooleiro envolve práticas para reduzir impactos ambientais, como o uso eficiente de recursos naturais, redução de emissões de gases e aproveitamento de resíduos. O setor adota tecnologias que promovem a eficiência energética e a responsabilidade social, seguindo normas como o RenovaBio (Brasil, 2020).

Eventos como o Encontro Nacional da Indústria (ENAI, 2024) e o Encontro Nacional de Automação (ENA, 2024) discutem a sustentabilidade no setor, abordando inovações e políticas públicas. Além disso, as agrotechs (tecnologias voltadas para o agronegócio) contribuem com soluções para aumentar a produtividade e reduzir impactos, como o uso de drones, inteligência artificial e biocombustíveis (Agrotech Expo, 2024).

Para trabalhos futuros, recomenda-se uma investigação aprofundada sobre a possibilidade de integrar sistemas supervisórios com áreas próximas, como o setor agrícola e o controle logístico. Por fim, estudos que explorem a aplicação de tecnologias emergentes, como a inteligência artificial, podem trazer ideias adicionais sobre o aumento da eficiência e da precisão na tomada de decisões no nível corporativo em uma perspectiva ainda mais detalhada sobre os impactos da automação no setor sucroalcooleiro.

REFERÊNCIAS

AGROPÓS. O que é fertilidade do solo? Aumente sua produtividade! 2020. Disponível em: < https://agropos.com.br/2020/01/o-que-e-fertilidade-do-solo/> Acesso em: 20 ago 2024.

AGROTECH EXPO. Feira Internacional da Tecnologia do Agronegócio. 2024. Disponível em < https://www.agrotechexpo.com/?utm_source=google+ads&utm_campaign=Leads+|+Search+|+Skag+Agrotech&utm_medium=Agrotech&utm_content=AD01&utm_term=agrotech&gad_source=1&gclid=Cj0KCQiAuou6BhDhARIsAIfgrn5EPsNsaYIarkZLChlr92G46jErIuMyRPYzpXJZVMd3D8vCMESy-Z4aAphCEALw_wcB> Acesso em 16 nov 2024.

ANDRADE, I. H. P.; SANTANA, L. L.; CARNEIRO, I. O.; CAMILLOTO, G. P.; CRUZ, R. S. Prospecção tecnológica sobre nanobiopolímeros. Cadernos de Ciência & Tecnologia, v.40, e27237, 2023.

ATALAYA, O. C.; SANTILIAN, D. A.; ROMERO, G. M.; LOLI, N. T.; ANDIA, A. Q.; VELARDE, C. L. SCADA and Distributed Control System of a Chemical Products Dispatch Process, IJACSA – International Journal of Advanced Computer Science and Applications, v. 12, n.12, p.710-717, 2021.

BOYER, STUART A. SCADA: Supervisory Control and Data aAquisition. 2ª ed. Durhan: Instrument Society of America, 1999.

BRASIL, Legislação do RenovaBio. 2020. Disponível em: < https://www.gov.br/anp/pt-br/assuntos/renovabio/legislacao-do-renovabio> Acesso em 01 nov 2024.

DUPLICO. The role of SCADA and PLC in industrial automation, 2023. Disponível em: < https://duplico.com/blog/the-role-of-scada-and-plc-in-industrial-automation> Acesso em 10 out 2024.

ENA, Encontro Nacional de Automação. 2024. Disponível em: < https://enabrasil.com.br/> Acesso em 01 nov 2024.

ENAI, Encontro Nacional da Indústria. 2024. Disponível em: < https://www.portaldaindustria.com.br/cni/canais/enai/> Acesso em 01 nov 2024.

FREIRE, L. R., BALIEIRO, F. C., ZONTA, E., ANJOS, L. H. C., PEREIRA, M. G., LIMA, E., GUERRA, J. G. M., FERREIRA, M. B. C., LEAL, M. A. A., CAMPOS, D. V. B., POLIDORO, J. C. Manual de calagem e adubação do Estado do Rio de Janeiro, Editora Universidade Rural: Brasília, 2013.

GALEMBECK, F. Inovação para a sustentabilidade, Química Nova, v.36, n.10, p. 1600-1604, 2013.

GOMES, L. A.; ALVES, R. F. Automação e Sustentabilidade na Indústria Sucroalcooleira. São Paulo: Editora Atlas, 2021.

GROOVER, M. P. Automation, Production Systems, and Computer Integrated Manufacturing. Englewood Cliffs, New Jersey: Pretice Hall, 1987. Disponível em: https://industri.fatek.unpatti.ac.id/wp-content/uploads/2019/03/245-Automation-Production-Systems-and-Computer-Integrated-Manufacturing-Mikell-P.-Groover-Edisi-4-2015.pdf. Acesso em 15 ago 2024.

MACHADO, G. M. Tecnologias de Automação na Produção de Etanol: Desafios e Oportunidades. São Paulo: Editora Blucher, 2018.

MIGUEL, P. A. C. Estudo de caso na engenharia de produção: estruturação e recomendações para sua condução. Revista Produção, v. 17, n. 1, p. 216-229, 2007.

MORAES, C. C.; CASTRUCCI, P. L. Engenharia de Automação Industrial. 2 ed. Brasil: LTC, 2012.

NOGUEIRA, E. Engenharia econômica: uma abordagem para a avaliação econômica de novas tecnologias de automação da produção. São Paulo, 1994. 181f. Dissertação de Mestrado (Mestre em Administração de Empresas) – Escola de Administração de Empresas de São Paulo – Fundação Getúlio Vargas.

PEREMIDA, A.; CHARNEI, C. M.; GROLA, T. Projeto de máquina operatriz CNC direcionada ao desenvolvimento e fabricação de AGV. 63 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnólogo em Mecatrônica Industrial|). Universidade Federal Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, Curitiba-PR, 2018. Disponível em: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/11556/1/CT_COMET_2018_2_06.pdf Acesso em: 20 jul 2024.

PEREZ-LOPES, E. SCADA systems in the industrial automation. Tecnologia em Marcha, v. 28, n.4, p.3-14, 2015.

PESSÔA, M.; SPINOLA, M. Introdução à Automação para curso de engenharia e gestão. 1ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2024.

PINHEIRO, J. M. S. Introdução às Redes de Supervisão e Controle. Disponível em: https://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_redes_de_supervisao_e_controle.php Acesso em: 09 set 2024.

PRADO, R. M. Nutrição de plantas. Editora Unesp, 2010.

ROSARIO, J. M. Automação Industrial. São Paulo: Baraúna, 2009.

SANTOS, D. C.; OLIVEIRA, J. P. Gestão Ambiental e Automação no Setor de Biocombustíveis. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2020.

SILVA, M. R.; PEREIRA, L. C. Processos Industriais e Automação: Uma Abordagem Integrada. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2019.

SILVA, R. F.; OLIVEIRA, L. F.; ARAÚJO, R. T. Nutrição da cana-de-açúcar com fertilizantes líquidos: uma revisão. Ciência e Agrotecnologia, v. 42, n. 6, p. 635-645, 2018.

SILVEIRA, P. R.; SANTOS, W. Automação e controle discreto. 9ª ed. São Paulo: Érica, 2010.

SOUZA, R. B. Uma arquitetura para sistemas supervisórios industriais e sua aplicação em processos de elevação artificial de petróleo. 2005. 71 f. Trabalho de Dissertação de Mestrado (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica) – Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

TEIXEIRA, L. S. Caracterização dos fluxos de fertilizantes no Brasil. Piracicaba: 2013. Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”. Universidade de São Paulo. Disponível em: < https://esalqlog.esalq.usp.br/upload/kceditor/files/2015/05/Caracteriza%E2%94%9C%C2%BA%E2%94%9C%C3%BAo-dos-fluxos-de-fertilizantes-no-Brasil-TEIXEIRA-L.S..pdf> Acesso em: 15 set 2024.

TOVAR, E. Introdução à Informática Industrial. 1996. Disponível em http://www.dei.isep.ipp.pt/~emt/infind/ii_1a.pdf Acesso em: 20 ago 2024.

TURRIONI, J. B.; MELLO, C. H. P. Metodologia de pesquisa em Engenharia de Produção: estratégias, métodos e técnicas para condução de pesquisas quantitativas e qualitativas. Itajubá: Unifei, 2012.

YIN, Robert K. Estudo de Caso: Planejamento e Métodos. 5ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2015.

¹Discente do Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial da Fatec Catanduva e-mail: maduromano.quijada@gmail.com
² Discente do Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial da Fatec Catanduva e-mail: gom.mahleeh@gmail.com
³ Discente do Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial da Fatec Catanduva e-mail: antonysantana999@gmail.com
⁴ Docente do Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial da Fatec Catanduva, Doutor em Biotecnologia (PPGB-MRQM/UNIARA). e-mail: gilsonphsilva@gmail.com

APÊNDICE A

Questionário para Levantamento de Informações para Implementação de Sistema Supervisório de Automação na Fabricação de Fertilizantes

Objetivos e Resultados Esperados:

1. Quais são os principais objetivos da automação no processo de fabricação de fertilizantes?

2. Quais benefícios imediatos são esperados com a implementação do sistema supervisório (aumento de eficiência, redução de custos, etc)?

3. O sistema deve atender a regulamentações ambientais ou de segurança específicas da indústria? Quais são?

Nível 1 – Dispositivos de Campo:

1. Quais são as variáveis necessárias a serem controladas e monitoradas no sistema de enriquecimento de Vinhaça?

2. Quais são os equipamentos e máquinas a serem controladas, monitoradas e comandos no sistema de enriquecimento de vinhaça (motores, bombas, etc)?

3. Quais são os principais sensores utilizados para monitorar variáveis como temperatura, pressão, vazão e composição química da vinhaça?

4. Qual a tecnologia de comunicação utilizada pelos sensores (4-20 mA, HART, Profibus, Modbus, etc)?

5. Existem atuadores (válvulas, bombas) no processo que necessitam de controle automático? Se sim, quais são?

6. Qual é a precisão e a faixa de operação esperada dos instrumentos de medição?

7. Como é realizada a calibração e a manutenção dos dispositivos de campo?

Nível 2 – Controle de Processos:

1. O sistema de controle utilizado é centralizado ou distribuído? Existem CLPs (Controladores Lógico-Programáveis) integrados ao processo?

2. Que tipo de estratégia de controle é implementada (controle PID, controle preditivo)?

3. Quais variáveis de processo são críticas e necessitam de controle em tempo real?

4. Há necessidade de redundância no sistema de controle para aumentar a confiabilidade?

5. Existe necessidade de monitoramento remoto do processo?

Nível 3 – Supervisão:

1. Quais são as principais funcionalidades que o sistema supervisório precisa ter (monitoramento em tempo real, alarmes, geração de relatórios)? Descreva as funcionalidades.

2. Quais telas ou interfaces gráficas são necessárias para a supervisão do processo de enriquecimento de vinhaça? Quais são os componentes de cada tela?

3. Existem requisitos de segurança específicos, como controle de acesso ou autenticação para os operadores?

Nível 4 – Gestão da Planta:

1. Como as informações do sistema supervisório são usadas para a tomada de decisão em relação à operação da planta?

2. Quais KPIs (Indicadores de Desempenho) são monitorados e como eles são calculados?

Nível 5 – Gerenciamento Corporativo:

1. Quais áreas da empresa acessam os dados gerados pelo sistema (financeiro, gestão de estoque, etc)?

2. Existem políticas de conformidade ou relatórios regulatórios que o sistema deve atender?

3. Que tipo de análise de dados corporativa é realizada com base nos relatórios gerados pelo sistema supervisório?

4. Há contratos de suporte ou assistência técnica previstos para o sistema?