Processos industriais: Variabilidade x Eficiência

por: Ana Serva

Você sabe o que é variabilidade e como ela afeta a eficiência dos processos industriais?

Na indústria, há diversas variáveis que, dadas as condições de operação, variam no tempo e precisam ser controladas para ficarem em valores pré-estabelecidos e, assim, garantir a qualidade final do produto.

A oscilação dessas variáveis é normal e por isso são definidos limites inferiores e superiores, que definem a faixa em que essa variável pode oscilar e, ainda assim, atender aos requisitos de qualidade desejados.

As causas dessa variabilidade estão relacionadas principalmente à não uniformidade das matérias-primas, da habilidade e diferenças pessoais dos operadores, dos equipamentos e, muitas vezes, de condições inerentes ao processo.

No entanto, se variabilidade é normal, por que queremos reduzi-la? Em alguns casos, a oscilação de uma variável é tão expressiva, que as indústrias preferem trabalhar em patamares (setpoints) menos eficientes para garantir a segurança ou adequação do processo às condições de qualidade do produto.

Na indústria de mineração, por exemplo, encontramos a variabilidade em diversos processos: em sistemas de britagem, a variabilidade nos níveis dos silos e nas correntes dos motores das TC’s limitam a capacidade produtiva que o sistema poderia alcançar, uma vez que o intertravamento dessas correias, por carga alta, seria ainda mais prejudicial para a operação como um todo.

Em sistemas de moagem, essa variabilidade é comumente encontrada na carga do moinho, no nível da caixa de polpa, na densidade da polpa e na pressão dos hidrociclones. Como resultado, existem dois principais impactos negativos na eficiência do processo:

i) aumento da taxa de recirculação: a quantidade de material acima da granulometria especificada é maior com a variabilidade alta, sendo necessário que este material seja realimentado no moinho para que atinja a granulometria desejada, reduzindo a taxa de alimentação de material novo e, portanto, a capacidade produtiva;

ii) variabilidade da granulometria no produto final: se a granulometria do material, mesmo estando dentro do range especificado, ainda apresentar uma alta variabilidade, é provável que também irá afetar a eficiência de processos posteriores, como a flotação.

Já na flotação, a variabilidade no nível das células, dosagem de reagentes, aeração e velocidade de transbordo da espuma, irão impactar não só na recuperação metalúrgica, mas também no teor do concentrado final.

O fenômeno da variabilidade se repete nos mais diversos processos e segmentos industriais, comprometendo a eficiência de toda a indústria. Processos mais estáveis permitem a operação em setpoints ótimos, que se traduzem em aumento de produção, redução do consumo de insumos, ou melhoria da qualidade do produto final.

Gráfico: Num primeiro momento, o processo apresenta uma alta variabilidade ao redor de um setpoint definido pela operação. A partir do segundo momento, passa a ter um controle avançado de processo (CAP), o que reduz significativamente a sua variabilidade e, por fim, no terceiro momento, o setpoint é controlado pelo mesmo sistema CAP sendo otimizado para patamares mais eficientes (aumento de produção, por exemplo)

Bitnami