ZF AUTOMOTIVE BRASIL LTDA
O ar comprimido desempenha um papel fundamental em diversos tipos de operações industriais. No entanto, em muitas fábricas os compressores muitas vezes são tidos como consumidores significativos, ou seja, seu uso excessivo contribui diretamente para o aumento do consumo energético e, por consequência, para a emissão de dióxido de carbono (CO2) em nossa atmosfera. A energia pneumática apesar de ser uma fonte de energia vital para a indústria, é uma fonte não tão econômica, principalmente se existirem muitos vazamentos, sendo considerada um dos maiores vilões para a eficiência energética.
A energia pneumática em um compressor é gerada através da conversão de energia mecânica em energia pneumática, ou seja, a energia elétrica liga um motor que aciona um compressor que pode ser um pistão (no caso de compressores de pistão), parafusos (em compressores de parafuso) ou outro mecanismo de compressão onde o ar atmosférico é aspirado para dentro do compressor e então comprido, reduzindo seu volume e aumentando sua pressão. Esse ar é depositado em um reservatório para então ser utilizado em ferramentas pneumáticas, sistemas de automação, máquinas, sistemas de refrigeração, entre outros.
Portanto, a energia pneumática é essencialmente a energia elétrica ou proveniente de algum combustível, convertida em energia mecânica e depois em potencial armazenada no ar comprimido dentro do tanque, pronta para ser convertida de novo em trabalho mecânico quando necessário. Naturalmente a cada conversão há perdas energéticas, seja por calor, seja por ruído, vibrações, no próprio sistema mecânico de um compressor ou mais comumente na rede de distribuição através de vazamentos.
Mesmo efetuando a troca de compressores por equipamentos mais eficientes e trazendo medidores inteligentes para quantificar o volume de energia demandada para gerar ar comprimido utilizado nas operações, ainda era notável que o consumo de ar comprido nas fábricas ainda era alto, muito devido aos vazamentos de ar comprimido.
Sabendo da relevância do tema, os vazamentos sempre foram tratados nas fábricas. Muitas vezes através de inspeções em um formato de “Blitz” com colaboradores ou manutentores onde, de fato, eram detectados vazamentos pelos ouvidos atentos da operação. Alguns vazamentos eram evidentes e conseguiam ser localizados nesses encontros, porém muitos não eram sanados devido a complexidade de encontrar sua localização exata. Uma única máquina pode ter mais de 50 conexões pneumáticas e encontrar um único vazamento é uma tarefa árdua, podendo demorar horas para detecção. Ou seja, apenas eram sanadas situações pontuais de perda de ar.
Historicamente, algumas unidades também recorriam a consultorias especificas para a detecção de vazamentos. O que parecia ser uma saída fácil para a resolução do problema, acabava por enfrentar outras dificuldades. Os trabalhos com consultorias normalmente eram realizados de forma amostral, não detectando todos os vazamentos e nem em todas as áreas. Outro problema era o tempo que levava até um relatório ser disponibilizado, por exemplo: uma máquina com mais de 10 anos de operação até os relatórios ficarem disponíveis já apresentaria outras perdas de ar. Vale ressaltar que mesmo com descrições e fotos do local do vazamento ainda era necessário o acompanhamento do time de manutenção e operações para localizar o ponto exato da perda de ar.
Sejam inspeções num formato de “Blitz”, ou a contratação de um serviço especializado de consultoria, ambas as tratativas eram pontuais e não resolviam o problema de forma sustentável. Portanto era necessário um sistema que conseguisse quantificar as perdas com os vazamentos, que ficasse disponível para a operação sempre que necessário e que facilitasse a detecção exata do local do vazamento.
Para encontrar um equipamento que sanasse as questões acima, em julho de 2021 a ZF começou a buscar práticas e benchmarks com unidades do exterior e através de pesquisa de tecnologia no mercado. Em janeiro de 2022 conseguimos encontrar no mercado um equipamento de precisão para detectar os vazamentos em sistemas pneumáticos. A unidade de Sorocaba investiu em um gerador de imagens equipado com uma câmera digital e 64 microfones. Durante a inspeção, ele é apontado para as máquinas e detecta automaticamente os pontos de vazamentos por meio do som, entregando uma espécie de termografia do vazamento em tempo real.
Em março de 2022 já tínhamos testado, validado e adquirido o equipamento. O sistema do detector gerava relatórios com dados fidedignos de cada vazamento, onde podíamos quantificar não somente as perdas em m³, mas em Mwh e reais. Ou seja, durante uma blitz já tínhamos a autonomia e ferramentas necessárias para detectar e fechar os vazamentos no ato da inspeção. O novo equipamento permite que a equipe de manutenção localize com rapidez e precisão até mesmo os menores vazamentos, mesmo em ambientes de produção, pois conta com um algoritmo que permite que o ruído de fundo seja filtrado. No final do mapeamento é emitido um relatório detalhado pelo equipamento, contendo as informações de dimensão dos vazamentos (l/min). Ou seja, já com o equipamento novo fizemos uma varredura na fábrica fechando os vazamentos encontrados. Mas, mesmo assim, novos vazamentos poderiam acontecer, como tornar a detecção de vazamentos algo sustentável dentro de nossas unidades?
A equipe ZF criou um sistema próprio para o gerenciamento dos vazamentos onde podíamos coletar e quantificar todas as medições. O que chamamos de projeto “AIR LEAK BUSTERS” que é o sistema de detecção, identificação e eliminação dos vazamentos de ar comprimido, o qual busca a conscientização dos nossos colaboradores referentes aos desperdícios de ar comprimido e energia elétrica. A partir das informações de campo combinadas a um chamado de manutenção os dados são inseridos automaticamente na plataforma onde todos, desde as lideranças até os operadores, conseguem acessar online a dimensão do desperdício de cada vazamento. E como isso acontece na prática?
Detecção: um operador que ouvir ou suspeitar de qualquer tipo de vazamento informa a liderança sobre o local da suspeita de vazamento.
Informação: O líder de linha abre no ERP da empresa uma ordem com as informações no sistema com o código destinado ao projeto AIR LEAK BUSTERS.
Confirmação e Identificação: o time de infraestrutura vai ao local da suspeita já com o equipamento de detecção, confirmando o local exato do vazamento identificando com uma etiqueta. Ao realizar a identificação os dados quantificáveis já são inseridos no sistema para acompanhamento.
Eliminação do vazamento em momento oportuno um mantenedor fecha o vazamento e a ordem de serviço no sistema ERP computando os ganhos.
Validação de ganhos: Após o alerta de fixação do vazamento no ERP o time de infra valida a eliminação e ordem no sistema inserindo os dados automaticamente no sistema AIR LEAK BUSTERS.
O projeto teve seu início oficial em abril de 2022 a partir dos encontros de melhoria contínua que acontecem regularmente dentro das unidades da ZF e a sua validação deu-se durante ao workshop de SMED, sigla para a expressão “Single Minute Exchange of Die” ou, na tradução para o português, “troca rápida de ferramenta”. Buscando a conscientização dos nossos colaboradores o equipamento sempre é levado para esses eventos dentro da produção mostrando a importância da “Detecção, Identificação e Eliminação de Vazamentos de Ar Comprimido” para nossos operadores. Ao todo mais de 100 colaboradores já foram diretamente conscientizados com o projeto e tem replicados aos seus colegas a importância de sanar os vazamentos de ar comprimido e de que pequenas atitudes contribuem gradativamente para grandes ganhos de qualidade e ambientais. O tema de vazamento de ar comprimido também é frequente nos diálogos semanais de Segurança e Meio Ambiente realizados na fábrica.
O objetivo inicial do projeto era reduzir mais de 500 MWh ou o suficiente para abastecer mais de 2000 casas em um mês, além da redução equivalente de carbono. Até agora somente na planta de Sorocaba, já conseguimos reduzir mais de 1250 MWh/ano provenientes de mais de 985 pontos de fuga de ar além de que, através da análise de demanda conseguimos eliminar um de nossos compressores validando os ganhos do projeto.
Dentro os ganhos do projeto podemos ressaltar a redução dos níveis de ruido na área de produção e eficiência, devido à otimização técnica das máquinas que se utilizam do ar comprimido para funcionar. Outro ganho que vale lembrar é o tempo de manutenção que foi reduzido e a qualidade na detecção do ponto exato do vazamento, simplificando os trabalhos dos mantenedores.
No Brasil as plantas de Sumaré, Araraquara, Limeira e Engenheiro Coelho também adquiriram o equipamento e estão utilizando a mesma sistemática para detectar seus vazamentos:
Limeira: conseguiu reduzir 215 MWh/ano e foram fechados 185 pontos de vazamentos.
Araraquara: conseguiu reduzir 257 MWh/ano e 327 pontos de vazamentos.
Sumaré: conseguiu reduzir 278 MWh/ano, fechando 265 pontos de vazamentos.
Engenheiro Coelho: conseguiu reduzir 384 MWh/ano, fechando 68 pontos de vazamentos.
Sorocaba: conseguiu reduzir 1250 MWh/ano, fechando 985 pontos de vazamentos.
O ar comprimido é uma das energias mais utilizadas nas operações industriais no grupo, ele é gerado a partir de energia elétrica. Sua redução resulta também na diminuição do consumo de energia e na geração CO2. A ZF possui metas arrojadas para redução dos impactos ambientas globais do grupo e o projeto está totalmente alinhado aos objetivos sustentáveis da ZF, que incluem a redução de 10% do consumo de energia e das emissões de CO2 em suas localidades em 80% até 2030, com relação aos valores registrados em 2019. O projeto buscou reduzir o desperdício do consumo de energia elétrica e gás carbônico, devido aos vazamentos de ar comprimido.
Dentre os pricipais aspectos de inovação do projeto pode-se destacar o uso do equipamento Fluke ii900 que é um gerador de imagens ultrassônico, equipado com uma câmera digital e 64 microfones onde durante a inspeção, o equipamento é apontado para as máquinas e detecta automaticamente os pontos de vazamentos por meio do som através de um display digital que mostra o exato ponto de vazamento. Outro ponto de inovação foi a criação de um sistema digital para a gestão e controle dos vazamentos que vincula as informações do ERP da unidade industrial e demonstra a partir de um Power BI os ganhos do projeto.
O ar comprimido desempenha um papel fundamental em diversos tipos de operações industriais. No entanto, em muitas fábricas os compressores muitas vezes são tidos como consumidores significativos, ou seja, seu uso excessivo contribui diretamente para o aumento do consumo energético e, por consequência, para a emissão de dióxido de carbono (CO2) em nossa atmosfera. A energia pneumática apesar de ser uma fonte de energia vital para a indústria, é uma fonte não tão econômica, principalmente se existirem muitos vazamentos, sendo considerada um dos maiores vilões para a eficiência energética.
A energia pneumática em um compressor é gerada através da conversão de energia mecânica em energia pneumática, ou seja, a energia elétrica liga um motor que aciona um compressor que pode ser um pistão (no caso de compressores de pistão), parafusos (em compressores de parafuso) ou outro mecanismo de compressão onde o ar atmosférico é aspirado para dentro do compressor e então comprido, reduzindo seu volume e aumentando sua pressão. Esse ar é depositado em um reservatório para então ser utilizado em ferramentas pneumáticas, sistemas de automação, máquinas, sistemas de refrigeração, entre outros.
Portanto, a energia pneumática é essencialmente a energia elétrica ou proveniente de algum combustível, convertida em energia mecânica e depois em potencial armazenada no ar comprimido dentro do tanque, pronta para ser convertida de novo em trabalho mecânico quando necessário. Naturalmente a cada conversão há perdas energéticas, seja por calor, seja por ruído, vibrações, no próprio sistema mecânico de um compressor ou mais comumente na rede de distribuição através de vazamentos.
Mesmo efetuando a troca de compressores por equipamentos mais eficientes e trazendo medidores inteligentes para quantificar o volume de energia demandada para gerar ar comprimido utilizado nas operações, ainda era notável que o consumo de ar comprido nas fábricas ainda era alto, muito devido aos vazamentos de ar comprimido.
Sabendo da relevância do tema, os vazamentos sempre foram tratados nas fábricas. Muitas vezes através de inspeções em um formato de “Blitz” com colaboradores ou manutentores onde, de fato, eram detectados vazamentos pelos ouvidos atentos da operação. Alguns vazamentos eram evidentes e conseguiam ser localizados nesses encontros, porém muitos não eram sanados devido a complexidade de encontrar sua localização exata. Uma única máquina pode ter mais de 50 conexões pneumáticas e encontrar um único vazamento é uma tarefa árdua, podendo demorar horas para detecção. Ou seja, apenas eram sanadas situações pontuais de perda de ar.
Historicamente, algumas unidades também recorriam a consultorias especificas para a detecção de vazamentos. O que parecia ser uma saída fácil para a resolução do problema, acabava por enfrentar outras dificuldades. Os trabalhos com consultorias normalmente eram realizados de forma amostral, não detectando todos os vazamentos e nem em todas as áreas. Outro problema era o tempo que levava até um relatório ser disponibilizado, por exemplo: uma máquina com mais de 10 anos de operação até os relatórios ficarem disponíveis já apresentaria outras perdas de ar. Vale ressaltar que mesmo com descrições e fotos do local do vazamento ainda era necessário o acompanhamento do time de manutenção e operações para localizar o ponto exato da perda de ar.
Sejam inspeções num formato de “Blitz”, ou a contratação de um serviço especializado de consultoria, ambas as tratativas eram pontuais e não resolviam o problema de forma sustentável. Portanto era necessário um sistema que conseguisse quantificar as perdas com os vazamentos, que ficasse disponível para a operação sempre que necessário e que facilitasse a detecção exata do local do vazamento.
Para encontrar um equipamento que sanasse as questões acima, em julho de 2021 a ZF começou a buscar práticas e benchmarks com unidades do exterior e através de pesquisa de tecnologia no mercado. Em janeiro de 2022 conseguimos encontrar no mercado um equipamento de precisão para detectar os vazamentos em sistemas pneumáticos. A unidade de Sorocaba investiu em um gerador de imagens equipado com uma câmera digital e 64 microfones. Durante a inspeção, ele é apontado para as máquinas e detecta automaticamente os pontos de vazamentos por meio do som, entregando uma espécie de termografia do vazamento em tempo real.
Em março de 2022 já tínhamos testado, validado e adquirido o equipamento. O sistema do detector gerava relatórios com dados fidedignos de cada vazamento, onde podíamos quantificar não somente as perdas em m³, mas em Mwh e reais. Ou seja, durante uma blitz já tínhamos a autonomia e ferramentas necessárias para detectar e fechar os vazamentos no ato da inspeção. O novo equipamento permite que a equipe de manutenção localize com rapidez e precisão até mesmo os menores vazamentos, mesmo em ambientes de produção, pois conta com um algoritmo que permite que o ruído de fundo seja filtrado. No final do mapeamento é emitido um relatório detalhado pelo equipamento, contendo as informações de dimensão dos vazamentos (l/min). Ou seja, já com o equipamento novo fizemos uma varredura na fábrica fechando os vazamentos encontrados. Mas, mesmo assim, novos vazamentos poderiam acontecer, como tornar a detecção de vazamentos algo sustentável dentro de nossas unidades?
A equipe ZF criou um sistema próprio para o gerenciamento dos vazamentos onde podíamos coletar e quantificar todas as medições. O que chamamos de projeto “AIR LEAK BUSTERS” que é o sistema de detecção, identificação e eliminação dos vazamentos de ar comprimido, o qual busca a conscientização dos nossos colaboradores referentes aos desperdícios de ar comprimido e energia elétrica. A partir das informações de campo combinadas a um chamado de manutenção os dados são inseridos automaticamente na plataforma onde todos, desde as lideranças até os operadores, conseguem acessar online a dimensão do desperdício de cada vazamento. E como isso acontece na prática?
Detecção: um operador que ouvir ou suspeitar de qualquer tipo de vazamento informa a liderança sobre o local da suspeita de vazamento.
Informação: O líder de linha abre no ERP da empresa uma ordem com as informações no sistema com o código destinado ao projeto AIR LEAK BUSTERS.
Confirmação e Identificação: o time de infraestrutura vai ao local da suspeita já com o equipamento de detecção, confirmando o local exato do vazamento identificando com uma etiqueta. Ao realizar a identificação os dados quantificáveis já são inseridos no sistema para acompanhamento.
Eliminação do vazamento em momento oportuno um mantenedor fecha o vazamento e a ordem de serviço no sistema ERP computando os ganhos.
Validação de ganhos: Após o alerta de fixação do vazamento no ERP o time de infra valida a eliminação e ordem no sistema inserindo os dados automaticamente no sistema AIR LEAK BUSTERS.
Conscientização dos colaboradores quanto ao impacto uso e consumo de energia e ar comprimido. Redução no consumo energético com mais de 2.300 Mwh/ano, ou o equivalente para abastecer mais de 200 casas durante um ano, e nas emissões indiretas de carbono (970 tCO2), apenas considerando as unidades industriais do Brasil. A prática também melhorou o conforto dos colaboradores em seu ambiente de trabalho com a respectiva redução no ruído. Aderência a 4 ODS da agenda 2030 ONU: 7 – Energia Limpa e Disponível; 9 – Indústria, inovação e infraestrutura; 12 – Consumo e Produção Responsáveis; 13 – Ação Climática.
A prática é adotada no dia a dia dos funcionários onde eles relatam a coordenação possíveis vazamentos, ela foi idealizada por um time multifuncional: manutenção, infraestrutura, operações e EHS. Sempre que um evento Kaizen é realizado na produção é feita uma conscientização sobre o projeto. A atuação da liderança entra justamente na disseminação para outras unidades e suporte a conscientização dos colaboradores.
É de conhecimento que o uso de ar comprido pode ser um dos grandes vilões da eficiência energética dentro da indústria. A prática e a sistemática de monitoramento de vazamentos de ar comprimido utilizadas no projeto já foram replicadas para outras unidades do grupo dentro e fora do país (EUA, Alemanha e Argentina) e pode ser facilmente replicada em qualquer parque industrial com consumo de energia pneumática.
