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O Projeto P2000, em fase de implantação pela Votorantim Celulose e Papel, em Jacareí, no interior de São Paulo, representa mais do que a duplicação da fábrica e abrange principalmente a área de utilidades e fabricação de celulose, o que implica em um pátio de madeira, que partiu em agosto deste ano; numa reforma da linha de digestor, para ampliar a capacidade de cozimento; numa linha de fibras completamente nova; uma nova máquina de extração; uma área de calcificação nova, com forno de cal; numa remodelação total do sistema de distribuição de energia elétrica, e num complexo sistema de automação para atender a toda essa área.
É um projeto único, no sentido de que é um dos maiores projetos da indústria privada no país. No sistema de automação e elétrica, incluindo a geração distribuição e CCM’s, estão sendo investidos aproximadamente R$ 65 milhões. No total, estão sendo gastos US$ 550 milhões. Com geração de 3500 empregos no pico da fase do projeto. O pátio de madeira já está operando, e a última planta a entrar em operação será a linha de fibras, em dezembro do ano que vem.
Para viabilizar o projeto, nos explica Nilson Gracia de Oliveira, consultor das áreas de elétrica e automação, foram elaborados dois grandes pacotes: o sistema elétrico, e o de automação. “O SDCD será instalado no campo, deixando de ser centralizado, entretanto a diferença básica nesse projeto é que foi utilizado o protocolo Hart incorporado nas estações remotas. A opção pelo Hart veio da necessidade de usar algo consolidado, de 4 a 20 mA, que permitisse utilizar a parte de diagnóstico e parametrização remota dos instrumentos, conseguindo associar a confiabilidade a alguns recursos que os protocolos mais modernos oferecem. ”Esse foi um dos itens mais discutidos: o uso ou não de rede de campo”, conta Nilson Gracia, “Fizemos uma experiência aqui na fábrica, na parte da ETE (Estação de tratamento de efluentes), e tivemos alguns problemas com a planta, tais como quedas de rede e perda dos instrumentos, o que ocasionou alguma instabilidade operacional durante a nossa curva de aprendizado. A ETE foi um grande aprendizado para o P2000 pois nela colocamos em prática todas as idéias que surgiram na área de automação: sistemas supervisórios, PLC’s, redes de CCM (Centro de Controle de Motores), redes de campo, enfim, tudo o que era possível”. Foi nessa espécie de campo de provas que surgiram algumas dificuldades que ajudaram a modelar e definir melhor o pacote principal (P2000). Na ETE foram criadas oportunidades de teste para fundamentar as decisões da equipe de implantação do projeto.

Informação: a chave para aliar eficiência e qualidade

Uma das premissas que nortearam o projeto foi aumentar ainda mais a eficiência da manutenção da fábrica, sem perder de vista o trinômio: prazo, qualidade e custo. “Nosso norte foi aumentar a eficiência da manutenção. Operacionalmente estamos implantando uma tecnologia diferenciada, o que gera certa ansiedade na equipe, mas, como contrapartida teremos os mesmos recursos de operação e um algo a mais. Esse algo a mais será disponibilizado para o pessoal da manutenção”, explica Nilson Gracia.
Tendo por premissa que o produto final (celulose) também depende do equipamento, a VCP empregou os mais atualizados conceitos da tecnologia de processo e, paralelamente, empenhou-se em atingir a melhor qualidade nas informações.
Informação, no caso, refere-se não apenas aos mecanismos de coleta de dados, mas principalmente às formas de converter esses dados em informação útil. De nada adiantaria ter-se uma estação de trabalho com dados sem utilidade ou não tê-los nos locais onde seriam úteis.
Como exemplifica Nilson: “No passado, tínhamos um design para o CCM onde a ocorrência de uma falha gerava uma mensagem de desarme, mas não sabíamos qual era a causa dessa falha. Tínhamos de ir até o CCM para diagnosticar o ocorrido. Hoje não, o eletricista pode acessar o CCM remotamente, já tendo um diagnóstico adequado, sabendo, portanto, se foi uma falta terra, falta de fase, uma sobrecarga térmica, enfim, agora é possível diferenciar a falha.
Na parte da instrumentação, podemos diagnosticar o sensor, obter erro de tensões intermediárias, ter rastreabilidade de calibração, que são informações de muita utilidade para a manutenção."
Nesse novo projeto será possível, por exemplo, saber quando foi a última calibração, quais foram e quando aconteceram os alarmes de cada dispositivo, se existe alguma válvula enroscando informações que possibilitam uma melhor preparação da equipe de manutenção para as paradas programadas.
Na parte do CCM, A VCP está usando no P2000 um sistema supervisório como ferramenta de manutenção e alarmes de elétrica. Ainda está sendo desenvolvida uma ferramenta de estatística, que apontará quais as principais causas e freqüência das falhas. Na instrumentação será utilizado um software dedicado, com teste programado para dezembro, que permitirá à estação da Engenharia acessar os instrumentos de campo.
Para que o tempo de resposta de rede seja mais rápido, será colocada à prova uma solução já planejada, a fim de se comprovar sua eficácia.
Todas essas providências estão sendo tomadas com antecedência, o que permitirá ajustes e redirecionamento do projeto, caso seja necessário.

Tirando o sangue do sistema

Apesar de extremamente bem planejado, um projeto com essas proporções sempre apresenta alguns problemas. De modo geral, o processo de automação não apresentou grandes problemas; na parte da elétrica, o maior obstáculo não foi a parte técnica mas sim a coordenação dos trabalhos dos contratados.
Ponto-chave para o sucesso é a capacitação dos profissionais da equipe de engenharia e manutenção, pois cabe a ela o trabalho de ligação entre a elétrica, instrumentação e a automação, tirando o maior proveito possível disso, ou seja, elevando a produtividade e utilização dos recursos aplicados. Segundo Nilson, a integração (pessoas e sistema) é o trabalho mais complexo, “como se diz: tirar o sangue do sistema utilizando tudo que ele pode oferecer”.
Quanto à parte emocional das pessoas, uma vez transposto o “medo do desconhecido” através de treinamento e contato com os novos equipamentos, o trabalho passa a ser gratificante e as pessoas voltam ao “estado normal”.
Juntamente com o pessoal interno, estão sendo treinados novos profissionais, formando uma equipe de 15 mecatrônicos, que trabalhará com os sistemas e terá a missão de entender e integrar as diversas especialidades envolvidas.
Como resultado, os treinamentos têm demonstrado que o pessoal está motivado e absorvendo rapidamente as informações, o que garantirá que estarão, em curto espaço de tempo, aptos a trabalhar com o sistema e a minimizar o tempo de suporte externo. Isso foi possível, dentre outros motivos, pela participação desses profissionais-chave, na elaboração do projeto e configuração do equipamento.
“Teremos a equipe preparada, treinada na parte elétrica, na automação, nos inversores de freqüência etc.”, salienta o consultor da VCP. “Na parte de automação foi mantida a mesma linha de produtos o que permitirá uma curva de aprendizado mais curta.
O critério é empregar, ao máximo, aquilo que já é conhecido e já está dominado”, conclui.

OUTUBRO DE 2001 – Edição nº 63 – Controle & Instrumentação Cover Page Projeto P2000: VCP no caminho da fábrica inteligente

O Projeto P2000, em fase de implantação pela Votorantim Celulose e Papel, em Jacareí, no interior de São Paulo, representa mais do que a duplicação da fábrica e abrange principalmente a área de utilidades e fabricação de celulose, o que implica em um pátio de madeira, que partiu em agosto deste ano; numa reforma da linha de digestor, para ampliar a capacidade de cozimento; numa linha de fibras completamente nova; uma nova máquina de extração; uma área de calcificação nova, com forno de cal; numa remodelação total do sistema de distribuição de energia elétrica, e num complexo sistema de automação para atender a toda essa área. É um projeto único, no sentido de que é um dos maiores projetos da indústria privada no país. No sistema de automação e elétrica, incluindo a geração distribuição e CCM’s, estão sendo investidos aproximadamente R$ 65 milhões. No total, estão sendo gastos US$ 550 milhões. Com geração de 3500 empregos no pico da fase do projeto. O pátio de madeira já está operando, e a última planta a entrar em operação será a linha de fibras, em dezembro do ano que vem. Para viabilizar o projeto, nos explica Nilson Gracia de Oliveira, consultor das áreas de elétrica e automação, foram elaborados dois grandes pacotes: o sistema elétrico, e o de automação. “O SDCD será instalado no campo, deixando de ser centralizado, entretanto a diferença básica nesse projeto é que foi utilizado o protocolo Hart incorporado nas estações remotas. A opção pelo Hart veio da necessidade de usar algo consolidado, de 4 a 20 mA, que permitisse utilizar a parte de diagnóstico e parametrização remota dos instrumentos, conseguindo associar a confiabilidade a alguns recursos que os protocolos mais modernos oferecem. ”Esse foi um dos itens mais discutidos: o uso ou não de rede de campo”, conta Nilson Gracia, “Fizemos uma experiência aqui na fábrica, na parte da ETE (Estação de tratamento de efluentes), e tivemos alguns problemas com a planta, tais como quedas de rede e perda dos instrumentos, o que ocasionou alguma instabilidade operacional durante a nossa curva de aprendizado. A ETE foi um grande aprendizado para o P2000 pois nela colocamos em prática todas as idéias que surgiram na área de automação: sistemas supervisórios, PLC’s, redes de CCM (Centro de Controle de Motores), redes de campo, enfim, tudo o que era possível”. Foi nessa espécie de campo de provas que surgiram algumas dificuldades que ajudaram a modelar e definir melhor o pacote principal (P2000). Na ETE foram criadas oportunidades de teste para fundamentar as decisões da equipe de implantação do projeto. Informação: a chave para aliar eficiência e qualidade Uma das premissas que nortearam o projeto foi aumentar ainda mais a eficiência da manutenção da fábrica, sem perder de vista o trinômio: prazo, qualidade e custo. “Nosso norte foi aumentar a eficiência da manutenção. Operacionalmente estamos implantando uma tecnologia diferenciada, o que gera certa ansiedade na equipe, mas, como contrapartida teremos os mesmos recursos de operação e um algo a mais. Esse algo a mais será disponibilizado para o pessoal da manutenção”, explica Nilson Gracia. Tendo por premissa que o produto final (celulose) também depende do equipamento, a VCP empregou os mais atualizados conceitos da tecnologia de processo e, paralelamente, empenhou-se em atingir a melhor qualidade nas informações. Informação, no caso, refere-se não apenas aos mecanismos de coleta de dados, mas principalmente às formas de converter esses dados em informação útil. De nada adiantaria ter-se uma estação de trabalho com dados sem utilidade ou não tê-los nos locais onde seriam úteis. Como exemplifica Nilson: “No passado, tínhamos um design para o CCM onde a ocorrência de uma falha gerava uma mensagem de desarme, mas não sabíamos qual era a causa dessa falha. Tínhamos de ir até o CCM para diagnosticar o ocorrido. Hoje não, o eletricista pode acessar o CCM remotamente, já tendo um diagnóstico adequado, sabendo, portanto, se foi uma falta terra, falta de fase, uma sobrecarga térmica, enfim, agora é possível diferenciar a falha. Na parte da instrumentação, podemos diagnosticar o sensor, obter erro de tensões intermediárias, ter rastreabilidade de calibração, que são informações de muita utilidade para a manutenção." Nesse novo projeto será possível, por exemplo, saber quando foi a última calibração, quais foram e quando aconteceram os alarmes de cada dispositivo, se existe alguma válvula enroscando informações que possibilitam uma melhor preparação da equipe de manutenção para as paradas programadas. Na parte do CCM, A VCP está usando no P2000 um sistema supervisório como ferramenta de manutenção e alarmes de elétrica. Ainda está sendo desenvolvida uma ferramenta de estatística, que apontará quais as principais causas e freqüência das falhas. Na instrumentação será utilizado um software dedicado, com teste programado para dezembro, que permitirá à estação da Engenharia acessar os instrumentos de campo. Para que o tempo de resposta de rede seja mais rápido, será colocada à prova uma solução já planejada, a fim de se comprovar sua eficácia. Todas essas providências estão sendo tomadas com antecedência, o que permitirá ajustes e redirecionamento do projeto, caso seja necessário. Tirando o sangue do sistema Apesar de extremamente bem planejado, um projeto com essas proporções sempre apresenta alguns problemas. De modo geral, o processo de automação não apresentou grandes problemas; na parte da elétrica, o maior obstáculo não foi a parte técnica mas sim a coordenação dos trabalhos dos contratados. Ponto-chave para o sucesso é a capacitação dos profissionais da equipe de engenharia e manutenção, pois cabe a ela o trabalho de ligação entre a elétrica, instrumentação e a automação, tirando o maior proveito possível disso, ou seja, elevando a produtividade e utilização dos recursos aplicados. Segundo Nilson, a integração (pessoas e sistema) é o trabalho mais complexo, “como se diz: tirar o sangue do sistema utilizando tudo que ele pode oferecer”. Quanto à parte emocional das pessoas, uma vez transposto o “medo do desconhecido” através de treinamento e contato com os novos equipamentos, o trabalho passa a ser gratificante e as pessoas voltam ao “estado normal”. Juntamente com o pessoal interno, estão sendo treinados novos profissionais, formando uma equipe de 15 mecatrônicos, que trabalhará com os sistemas e terá a missão de entender e integrar as diversas especialidades envolvidas. Como resultado, os treinamentos têm demonstrado que o pessoal está motivado e absorvendo rapidamente as informações, o que garantirá que estarão, em curto espaço de tempo, aptos a trabalhar com o sistema e a minimizar o tempo de suporte externo. Isso foi possível, dentre outros motivos, pela participação desses profissionais-chave, na elaboração do projeto e configuração do equipamento. “Teremos a equipe preparada, treinada na parte elétrica, na automação, nos inversores de freqüência etc.”, salienta o consultor da VCP. “Na parte de automação foi mantida a mesma linha de produtos o que permitirá uma curva de aprendizado mais curta. O critério é empregar, ao máximo, aquilo que já é conhecido e já está dominado”, conclui.
Sistema de gavetas removíveis facilita a mudança de parâmetros e a obtenção de informações
Sem medo do apagão À exceção das concessionárias de energia, a empresa privada não costuma automatizar a parte elétrica. No caso da VCP está-se fazendo uma automatização comparável à feita pelas empresas de distribuição de energia, incluindo centrais de distribuição de 13.8 e sistema de despacho. “Teremos condições de gerenciar e controlar a energia elétrica, saber o quanto cada setor está consumindo, instantaneamente. Caso seja necessário um racionamento, como o de agora, poderemos gerenciar melhor nosso desempenho e necessidades. Poderemos responder questões do tipo: “tenho de comprar energia? quanto?, como estamos nos comportando quanto ao consumo? o que poderemos fazer para racionalizar o uso da energia? e outras mais, fundamentais para orientar as decisões”, enfatiza Nilson. A VCP, hoje, pode obter curvas de comportamentos de falhas, análise de fases, executar oscilografia e registros do momento exato em que houve a falha, permitindo visualizar a seqüência dos eventos, habilitando a equipe a trabalhar proativamente e/ou resolvendo rapidamente os problemas surgidos. A qualidade da energia que entra na fábrica é monitorada hoje antes de chegar aos CCM’s, onde são analisadas as distorções harmônicas e a parte de corrente e tensão. Mas a qualidade de energia, o controle do que é contratado e do que é fornecido é de responsabilidade da concessionária; entretanto, estão sendo preparadas as instalações de ferramentas afim de confrontar informações da concessionária e da fábrica. Para isso será instalado na entrada da fábrica um transdutor homologado, equipamento lacrado, que recolhe informações para fins de confronto de dados. Além da energia comprada da concessionária, a VCP tem dois geradores próprios em funcionamento, sendo que no novo projeto terá mais dois, um a vapor, e um a gás natural. “Nossa intenção é nos tornarmos auto-suficientes em energia, já na partida do projeto no final do ano que vem”. CCM’s inteligentes Os relés de proteção serão todos ligados em rede, trocando informações com o sistema superior de gerenciamento e controle do sistema elétrico. Os CCM’s são montados em gavetas removíveis e têm uma memória local (fixa na chaparia do painel), chamada memória PAM, onde são armazenadas todas as informações do sistema, que também trocam dados diretamente com sistema de controle e gerenciamento. Antes, para bloquear um relé era preciso remover um fusível e identificá-lo, para depois ser inserido corretamente na liberação do relé, agora o bloqueio é feito no próprio painel, que recebe uma etiqueta azul indicativa do bloqueio, como no caso dos relés de uma nova linha que ainda não partiu. O CCM controla todos os motores que estão sendo utilizados no processo, na parte de baixo existe um relé de proteção, que mede a corrente e a tensão de entrada. A gaveta tem um processador, que coleta os dados, e um transformador de corrente; a corrente sai do contator, passa pelo transformador e vai para o motor. Ele mede as três fases do motor, verifica se está balanceada, se a corrente está dentro dos parâmetros. Já as I/Os controlam o contator, se ele entrou, se a seccionadora está fechada, se a gaveta está em posição de teste ou não. “Agora temos muito mais informações do que antes, quando só podíamos saber se estava ligado ou não, se estava em falha ou não, e podíamos mandar ligar e desligar”, conta Nilson, satisfeito com a nova situação. Hoje pode-se saber a posição em que está a gaveta, se está comunicando direito, que tipo de falha aconteceu com detalhes, se o contator acoplou no momento certo, a corrente nas três fases, etc. Melhorou bastante a qualidade da informação que se consegue obter. Quanto a interações remotas, através do sistema supervisório o operador pode saber se houve um desarme tendo a possibilidade de rearmar o sistema remotamente. Antes era necessário acionar o plantão de manutenção, que se deslocava até a sala para rearmar o relé térmico. Para os outros tipos de falhas, preferiu-se bloquear o acionamento remoto por medida de segurança do equipamento, considerando que para outros tipos de falha é preciso que um eletricista verifique e volte a armar o equipamento, procedimento que requer mais do que o operador. Entretanto, 80% das falhas que ocorrem são causadas por sobrecarga térmica, assim o sistema automático cobre uma boa parte dos atendimentos, reduzindo bastante a exigência do eletricista no plantão, que pode ser usado para tarefas mais nobres, otimizando-se a mão-de-obra e agilizando a retomada do processo.
A estação de controle
De olho no futuro Dos computadores da estação de controle, uma cabine de vidro de onde se tem uma visão geral da planta do alto, em 360º, pode-se controlar as câmeras de vídeo, conectadas via fibra óptica, para monitoramento online do pátio, das peneiras, das áreas de acesso. Também é da estação que se tem acesso ao supervisório, com a tela de alarmes, que pode exibir todas as ocorrências ou, através de filtros, apenas determinados tipos de alarmes que se pretende monitorar. A partir dele, pode-se ainda extrair relatórios e gráficos das ocorrências. No estágio atual é possível monitorar a entrada e saída de caminhões com carregamentos, mas está sendo instalado um sistema de controle eletrônico, com etiquetas de dados de identificação, registro de horário de entrada e saída, destino etc., conectado a um painel eletrônico de anúncio instalado no pátio. A implantação total do projeto P2000 tem exigido um exercício de logística e tanto. A área do picador antigo foi desativada e será demolida para dar espaço à nova linha de fibras, envolvendo uma logística bastante complexa. A desativação vai incluir apenas a linha de fibras A, o restante, como a caldeira, vai ser adicionado.
Transportadores tubulares para cavaco e biomassa
Houve também uma mudança interessante nos transportadores, as esteiras rolantes que recebem o cavaco, agora elas se fecham depois de receber o cavaco e o transportam percorrendo trajetórias curvas, sem necessidade de motores adicionais para a mudança de direção da esteira, e com redução do pó que se desprendia. Outra inovação fascinante foi a instalação dos tombadores, quatro estruturas gigantescas - três para cavacos e uma para biomassa - onde se encaixam os caminhões carregados, que são, em seguida, elevados automaticamente até a posição vertical e têm a sua carga literalmente despejada no interior da estrutura, graças à carroceria especialmente desenvolvida para essa função, numa operação limpa e surpreendentemente rápida, empregando um mínimo de mão-de-obra e nenhum esforço humano. Esta breve incursão nos bastidores de uma parte do complexo cenário da experiência de automação e instrumentação de um projeto de proporções tão grandes nos permite entrever um quadro interessante, que é o da valorização da mão-de-obra capacitada. À parte toda a tecnologia de ponta envolvida, o que mais impressiona são os pontos em que se percebe o trabalho das mentes envolvidas na integração e na exploração de todos os recursos disponíveis, o trabalho de profissionais com um perfil novo, um perfil que talvez pudéssemos definir como o de um profissional multitarefa, essencialmente com uma aguçada visão de conjunto e com grande capacidade de adaptação, o popular jogo de cintura, para enxergar novas saídas e encarar situações imprevisíveis. A fábrica do futuro, a empresa inteligente é, antes de tudo, aquela que reúne as melhores cabeças; o último modelo de liquidificador não faz necessariamente boa comida, mas um bom cozinheiro é capaz de tornar saborosa uma sopa de pedra.

Tombador em funcionamento
O mercado internacional de celulose A compra da Aracruz pela VCP (v. nota nesta edição) não trará, a princípio, nenhuma mudança, as equipes continuarão operando independentemente. Faz parte da estratégia da empresa de influenciar o mercado internacional de celulose, isso implica em fazer projetos iguais a este que está sendo implantado agora, na proporção de dez deles, um por ano. Neste sentido a compra da Aracruz foi uma oportunidade, neste momento é apenas uma aquisição. Quanto às mudanças nos quadros político e econômico mundiais, com os ataques terroristas aos EUA, a implantação do projeto P2000 não sentiu reflexos, do mesmo modo que não tem sentido as variações das ações do setor de papel e celulose nas bolsas de valores, que estão em alta. Segundo Nilson Gracia, o projeto tem uma meta solidamente estabelecida e sintonizada com a estratégia da empresa em relação ao mercado internacional, seria preciso um choque muito forte para abalá-lo.