A digitalização impulsiona a força do vapor

Para os sistemas de vapor, os rápidos avanços na digitalização e o crescimento da Internet of Things (Internet das Coisas) permitem que este tipo de inovação e eficiência esteja disponível hoje em dia. Isto em combinação com a tecnologia de vapor, reúne todas as condições para uma revolução da sustentabilidade na indústria. 

Vapor – uma tecnologia natural

Já é possível tornar os sistemas de vapor altamente eficientes. Mas as novas abordagens vão ajudar a fazer com que o vapor passe a ser uma verdadeira tecnologia com zero emissões de carbono. As caldeiras podem ser alimentadas por eletricidade que, por exemplo, pode ser fornecida por uma geração de energias renováveis, tais como energia eólica ou solar. Os geradores elétricos de vapor são capazes de converter eletricidade renovável em vapor com uma eficiência de conversão energética na ordem dos 97 %. 

O hidrogénio verde, criado sem emissões de carbono, é outra opção para alimentar caldeiras de vapor, e os resíduos de biomassa da produção alimentar poderiam também ser utilizados.

Todas estas alternativas poderiam ajudar as organizações a descarbonizar a sua produção de vapor. E tudo isto é viável a um nível de investimento surpreendentemente realista, com a reutilização do equipamento existente e a eliminação da necessidade de integração em novas infraestruturas de alto custo.

Mas para quantificar o retorno destas atualizações, demonstrar melhorias às partes interessadas e assegurar que os sistemas estão a desenvolver o seu pleno potencial, existe uma outra peça do puzzle. 

Os dados demonstram e impulsionam os resultados

Os avanços nas tecnologias digitais estão a permitir que as instalações industriais sejam monitorizadas mais de perto do que nunca e proporcionam uma melhor visibilidade do desempenho dos ativos. Os sensores são económicos, compactos e de baixa potência, e incluem frequentemente a conetividade sem fios necessária para enviar os seus dados de volta para um servidor central. Assim que estes dados forem obtidos, poderão ser processados localmente, ou enviados para a cloud para análise.

Os dados recolhidos a partir de sistemas de vapor, tais como de caudalímetros, válvulas de controlo, purgadores de vapor e permutadores de calor significam que podem ser definidos indicadores-chave de desempenho (KPIs) relevantes. Isto ajudará os sistemas a proporcionar ainda mais eficiência a longo prazo. 

Estes dados são também essenciais para monitorizar o equipamento quanto a qualquer tipo de problemas. Ao detetar problemas antecipadamente, há uma oportunidade de manutenção preventiva, antes que possam surgir problemas ainda mais graves. Isto ajuda a minimizar o tempo de inatividade, que muitas vezes pode ser exageradamente dispendioso em grandes instalações de produção. A manutenção preventiva também pode ajudar a reduzir quaisquer fugas, assim reduzindo a procura de vapor.

As soluções digitais facilitam a integração dos sistemas de vapor em plataformas maiores. Os dados dos sistemas de vapor dão total visibilidade aos responsáveis pelas tomadas de decisão e permitem a utilização de diferentes soluções dependendo do que é melhor num dado momento - por exemplo, escolher quando gerar e utilizar vapor em resposta ao excesso de eletricidade disponível a partir de células solares.

Os dados podem permitir também uma melhor gestão da água condensada no sistema, e os purgadores de vapor utilizados para a remover para o seu retorno à caldeira. O condensado contém normalmente cerca de 25 por cento da energia utilizável do vapor de onde provém . O seu retorno ao tanque de alimentação da caldeira pode poupar milhares de Euros por ano só em energia. Também reduz a necessidade de água de reposição, ao mesmo tempo que poupa dinheiro ao diminuir a necessidade de produtos químicos de elevado custo para tratar água bruta. 

Por exemplo, a Gestra implementou um projeto numa refinaria de petróleo que proporcionou poupanças de energia de 120 000 €  no prazo de 12 meses, simplesmente mediante a identificação e substituição de purgadores de vapor que tenham avariado.

No geral, a digitalização e os critérios de dados que fornece podem ser utilizados para melhorar ainda mais a eficiência e sustentabilidade dos sistemas de vapor. À medida que as organizações se esforçam por reduzir as suas emissões de carbono ao mínimo, todas estas melhorias são uma parte significativa da viagem.

Olhar em frente

Uma das maiores tendências tecnológicas neste momento é o crescimento da inteligência artificial (IA). Na indústria, os sistemas de IA podem criar novas oportunidades para a automatização, proporcionando a tomada de decisão que anteriormente teria sido impossível com os sistemas TI convencionais.

Eventualmente, a IA pode permitir a implementação de sistemas de vapor totalmente autónomos, que se calibram em tempo real para melhorar a produtividade e aumentar a eficiência. Há uma tendência crescente para a execução de algoritmos de IA em processadores de ‘vanguarda’ no chão da fábrica ou próximo dele, em vez de enviar dados para a cloud, o que acelera a resposta à introdução de dados - e poderia ajudar a tornar esses sistemas autónomos numa realidade prática.

Neste momento, o vapor está num ponto de inovação excecional. Pode desempenhar um papel central no contexto mais amplo da emergência climática e pode proporcionar oportunidades interessantes para os talentos técnicos existentes e da próxima geração que queiram produzir mudanças ambientais.

^{1 https://www.anu.edu.au/news/all-news/anu-scientists-set-solar-thermal-record}

^{2 https://www.spiraxsarco.com/global/en-GB/news/on-the-road-to-a-greener-future}