Atualmente, a gestão ambiental é uma grande prioridade corporativa global. A influência de clientes, funcionários, comunidades, fornecedores, investidores e organizações governamentais, como a Environmental Protection Agency (EPA) dos EUA e o Pacto Global das Nações Unidas, levou as empresas a desenvolver e implementar novas iniciativas de sustentabilidade.

Há um amplo reconhecimento de que as empresas de manufatura desempenham um papel importante na preservação do meio ambiente. E as empresas que demonstram uma sólida integração de iniciativas de sustentabilidade em sua estratégia de negócios não estão apenas dando o exemplo, mas também vendo benefícios nos resultados financeiros.

Engenheiros de sustentabilidade corporativa e profissionais de Saúde e Segurança Ambiental (EHS) estão cada vez mais sendo responsabilizados por indicadores-chave de desempenho (KPIs) específicos para demonstrar o desempenho bem-sucedido do programa. De acordo com uma pesquisa de relatórios de sustentabilidade de 2020* realizada pela KPMG, 80% das empresas no mundo todo e mais de 95% das maiores empresas atualmente registram resultados de iniciativas de sustentabilidade.

Quando se trata de monitorar a sustentabilidade no setor de manufatura industrial, a redução do uso de energia e do consumo de gases de efeito estufa geralmente são métricas importantes. Se sua planta não estiver coletando dados de uso de energia no momento, os primeiros passos são definir quais áreas monitorar e estabelecer métricas de base ou indicadores-chave de desempenho (KPIs).

Ponto de partida

Comece analisando processos e equipamentos individuais em sua planta, como seu sistema de coleta de pó. Dois fatores significativos que contribuem para o consumo de energia do coletor de pó são o ventilador do coletor e o condicionamento do ar quando as emissões são evacuadas para o exterior. Vamos analisar mais de perto esses dois fatores e propor possíveis soluções que podem ajudar sua usina a ser mais eficiente em termos de energia e custo-benefício.

Comparativo: emissões de exaustão internas e externas

Cada planta e aplicação são diferentes, então cabe aos gerentes das plantas decidir se o sistema de exaustão de coleta de pó interno ou externo é a abordagem correta. Por exemplo, aplicações que criam gases e substâncias cancerígenas ou perigosas devem ser evacuadas para fora para ajudar a controlar riscos relacionados à exposição e possível contaminação de máquinas e produtos.

Se a exaustão externa não for necessária para uma aplicação específica, as instalações que usam sistemas de coleta de pó eficientes e confiáveis podem se beneficiar da exaustão das emissões em ambientes internos e da recirculação do ar interno.

Quando um coletor de pó é configurado para recircular ar frio ou aquecido de volta pela planta, esse ar recirculado permanece na temperatura desejada ou próximo dela, exigindo menos consumo de energia do que a introdução de ar novo que pode precisar ser resfriado ou aquecido.

As plantas de processamento em climas frios ou quentes são as mais afetadas pelas emissões externas, pois o suprimento de ar é frequentemente renovado e precisa ser recondicionado para atingir a temperatura ideal. Esse processo consome uma quantidade considerável de energia e poderia ser evitado ao filtrar e reciclar o ar internamente.

Como usar o acionamento por frequência variável

Os coletores de pó usam energia elétrica enquanto estão funcionando, e a maior parte da carga elétrica vem do motor do ventilador que move o ar através do sistema de filtragem.

É importante definir e monitorar os níveis de fluxo de ar do ventilador para manter a coleta adequada de pó. Se o fluxo de ar for muito elevado quando novos filtros forem instalados, os filtros poderão rasgar ou se desgastar prematuramente. Quando os filtros são mais antigos e o fluxo de ar é muito baixo, pode não haver velocidade de ar suficiente para capturar a poeira do ponto de coleta, o que pode fazer com que a poeira se acumule nos dutos ou leve ao acúmulo de poeira. Ambos os cenários podem causar acúmulo de poeira na sua planta e aumentar os custos totais do processo de produção.

Em muitas aplicações, o nível do fluxo de ar é fundamental para a qualidade do processo e do produto final. Por exemplo, excesso de fluxo de ar na solda de aço inoxidável pode afastar o gás de proteção das soldas, resultando em costuras de baixa qualidade, enquanto muito pouco fluxo de ar pode expor os operadores a compostos perigosos, como o cromo hexavalente.

A maneira mecânica de controlar o fluxo de ar do coletor de pó é ajustar manualmente um amortecedor de saída no ventilador do coletor. Esse ajuste deve ser feito corretamente e com frequência, pois as condições operacionais podem mudar com o tempo. Esse processo manual por si só pode não ser confiável o suficiente para fazer uma diferença mensurável e pode até mesmo desperdiçar energia, já que o amortecedor cria pressão estática adicional que o ventilador pode precisar superar.

Muitos desses desafios podem ser mitigados pela utilização de um acionamento por frequência variável (VFD). O VFD monitora os parâmetros do sistema de colete de pó, como a pressão de velocidade em um duto ou a pressão estática na entrada do coletor - ambos podem ser diretamente ligados a um parâmetro operacional desejado, como a vazão volumétrica. Ele monitora o parâmetro desejado e ajusta automaticamente o fluxo de ar conforme as condições variam. Isso permite que o sistema de coleta de pó mantenha um fluxo de ar mais desejável, mesmo quando os filtros começam a coletar partículas.

A maioria das empresas instala um VFD esperando reduzir o consumo de energia, mas também é importante fazer a manutenção correta dos seus filtros. Se você estiver usando um coletor de pó com filtros muito gastos, um VFD pode precisar aumentar sua potência para manter um fluxo de ar adequado, o que, por sua vez, consumirá uma quantidade maior de energia.

Por exemplo, aumentos de pressão diferencial de apenas 4 polegadas de água (100 decaPascals) nos filtros podem aumentar o consumo de energia do ventilador em 20 a 55%, eliminando potencialmente qualquer economia obtida com a instalação de um VFD e aumentando o uso de energia do seu coletor de pó.

Monitoramento do uso de energia com um coletor de pó conectado

Ao adotar medidas para reduzir o consumo de energia no seu sistema de coleta de pó, é importante também monitorar o impacto dessas mudanças. Se não é possível medir, não é possível melhorar. Para obter relatórios de sustentabilidade corretos, é fundamental coletar dados para mostrar que os investimentos que você está fazendo têm resultados positivos.

Com base em mais de um século de experiência em filtragem e na mais recente tecnologia IoT, o serviço de filtragem conectada iCue™ da Donaldson foi desenvolvido para monitorar remotamente o sistema de coleta de pó de uma instalação e fornecer dados operacionais diretamente aos usuários finais.

O serviço iCue da Donaldson inclui monitoramento de VFD e rastreia a potência instantânea e a energia diária consumida pelo ventilador. Esses dados são essenciais para entender os KPIs de sustentabilidade e fornecem aos usuários um parâmetro para que o uso de energia possa ser otimizado para fins de eficiência e as economias possam ser quantificadas.

Os dados e insights coletados são importantes porque os gerentes de manutenção geralmente buscam manter os filtros funcionando o máximo possível para manter os custos de peças e mão de obra baixos. No entanto, saber o melhor momento para otimizar as trocas de filtros de intervalo pode ajudar a manter o tempo de atividade consistente das instalações e dar suporte a iniciativas maiores da empresa focadas em práticas sustentáveis e de economia de energia.

As equipes de gerenciamento de instalações que exaurem o ar filtrado dentro de suas instalações também devem considerar o uso de monitoramento conectado e alertas automáticos, para que saibam quando um possível problema é detectado e possam agir rapidamente. Além disso, a exaustão dentro da instalação aumenta a necessidade de alertas em tempo real, pois qualquer problema com o coletor de pó pode afetar imediatamente as linhas de produção, as máquinas e os profissionais.

Seguem três indicadores principais monitorados pelo serviço iCue da Donaldson para avaliar o uso de energia em um coletor de pó:

• Um alerta de pressão diferencial ajuda você a saber quando os filtros precisam ser trocados ou se estão entupidos. Por exemplo, o monitoramento remoto pode rastrear a pressão de um filtro HEPA para ajudar você a gerenciar o ar que retorna à sua planta.

• Um alerta de tendência de partículas pode indicar um rasgo no filtro, permitindo que você o troque rapidamente e minimize o acúmulo de poeira em sua planta.

• Os dados de fluxo de ar ajudam você a saber quando há velocidade de captura e velocidade de transporte significativas nas aberturas de ventilação da sua planta.

Suporte ao programa de economia de energia da empresa

Monitorar e medir o uso de energia do coletor de pó pode ter um impacto positivo significativo no seu programa de economia de energia. Depois que sua estratégia de sustentabilidade estiver definida e você tiver avaliado sua abordagem para redução de emissões, considere implementar um serviço de monitoramento como o serviço iCue da Donaldson. Ele pode ajudar a prolongar a vida útil do filtro do seu coletor de pó, conservar energia em suas instalações, melhorar seu orçamento anual e, acima de tudo, ajudar sua empresa a atingir importantes metas de sustentabilidade.

**Pesquisa KPMG de Relatório de Sustentabilidade 2020