O setor sucroalcooleiro vem passando por um período de reacomodação: aos problemas climáticos, às fusões e aquisições, à baixa remuneração do etanol, a alta do açúcar... Muitas das usinas previstas não saíram do papel mas as que entraram em operação perfilaram- se ao lado de outras com a missão de fazer mais e melhor com menos. Nesse ponto, a tecnologia é essencial. E dentro do mundo tecnológico, a automação e a instrumentação têm lugar de destaque quando o assunto é produtividade.

Mas a escolha da tecnologia deve ser fundamentada em alguns pontos que permeiam o processo envolvido, como a dinâmica das variáveis de processo, a quantidade de informações que serão requisitadas, as características de instalação e etc. No caso da automação, o protocolo Profibus em suas versões DP e PA juntamente com a integração da rede AS-i para válvulas solenóides e remotas DP para sinais convencionais é uma opção muito utilizada para o processo sucroalcooleiro atendendo as necessidades de integração desde CCMs inteligentes à balanças de ensaque de açúcar. "Além do tratamento de sinais do chão-de-fábrica, a rede Profibus pode ir até níveis superiores com a integração do meio físico Ethernet com protocolos HSE (High Speed Ethernet) ou ProfiNET, mostrando-se uma solução completa tendo em vista a gestão estratégica do empreendimento", comenta o engenheiro Paulo Castro, da engenharia de projetos da Smar.

Vale ressaltar que qualquer solução de automação escolhida precisa interfacear com todas as outras – mecânicas, de instrumentação, de TI – e desenvolver um projeto completo de uma indústria sucroalcooleira sem estar preparado para integrar equipamentos de terceiros seria, no mínimo, muita ingenuidade. O processo possui muitas particularidade e variáveis distintas a serem medidas ao longo de sua cadeia produtiva e faz com que nenhum desenvolvedor ou fornecedor de equipamentos atenda integralmente a solução. Como o desenvolvimento do projeto permite uma aproximação entre as partes envolvidas, as informações fluem – ou deveriam fluir - rapidamente nas reuniões de planejamento e acompanhamento onde prevalece o objetivo final do sistema, ou seja, a entrega de um produto finalizado que exceda aos requerimentos do projeto no custo e prazo estimado.

E isso vale para plantas novas ou já existentes. A utilização de equipamentos ditos COTS (Commercial-Off-The-Shelf) na área de automação de processos trouxe a dinâmica da área de TI para o ambiente industrial, porém o responsável pelo planejamento não deve perder o foco no ciclo de vida da área, que está em torno de 10 a 15 anos. Para Paulo Castro, o maior desafio na automação de uma planta parcialmente instalada está em compatibilizar o legado existente em operação e instalar novas tecnologias nos diferentes segmentos (arquitetura de rede, protocolo, estações de operações, servidores, SO e etc). "Premissas adotadas no sistema existente podem ter se tornado imprecisas com o passar dos anos, forçando uma reestruturação para atender às novas dinâmicas do mercado globalizado e competitivo", afirma Castro.

A inserção de grupos internacionais e nacionais de diferentes segmentos no setor sucroalcooleiro tem impulsionado a modernização das tecnologias aplicadas, e aumentado o profissionalismo na aplicação e adequação a normas. Isso faz com que a concepção de um novo sistema seja mais bem compreendida por todos, possibilitando usufruir dos benefícios das novas tecnologias empregadas, e tornando o trabalho mais fácil. É bom lembrar que, ao contrário de outros setores industriais – que têm paradas programadas somente a cada cinco ou seis anos – o setor de açúcar e etanol sofre mudanças a cada safra com a instalação de novos equipamentos ou com o aprimoramento dos existentes.

O desafio da área de automação está em prover de forma expressiva as informações necessárias aos especialistas nos processos para possibilitar a otimização e utilização integral da capacidade instalada dos equipamentos. "A evolução só se torna possível com informação e este é o papel da área de automação de processos", pontua Castro, para quem a automação é algo essencial e fundamental para qualquer processo. "No setor sucroalcooleiro não é diferente, e a dependência ocorre desde a coleta de amostras na recepção da cana-de-açúcar na indústria para o controle de matéria-prima até o envaze do açúcar para transporte ou no carregamento dos caminhões de etanol – com a medição fiscal feita pelos computadores de vazão. E a automação vai além: desde a gestão de uma indústria (produção, manutenção, laboratórios e etc) até a de um grupo de indústrias, como ocorre no grupo Raízen através da integração das redes de controle à rede de negócios feita pelos sistemas MES.

Pode-se dizer que não existe limite para a área de automação no ambiente industrial". Uma das premissas para os sistemas automatizados atuais é a capacidade de fornecer dados para a gestão corporativa em tempo real dando agilidade e maior segurança para as tomadas de decisões entre outros benefícios. A utilização de padrões abertos na plataforma de softwares facilita o processo de integração entre os níveis 0 a 2 aos 3 e 4 descritos na série ISA-95. Mas esse processo de integração nem sempre é uma tarefa fácil pois TI e TA (Tecnologia da Automação) ainda não possuem conhecimento mútuo suficiente, porém com a cooperação de uma arquitetura compatível com os requerimentos, o processo será amenizado.

Vale lembrar que a cadeia produtiva do açúcar e etanol seguem caminhos separados em determinadas áreas do processo, porém produtos e subprodutos dos setores como tratamento de caldo, evaporação e fábrica de açúcar são reprocessados interligando a produção dos mesmos (açúcar e etanol). A indústria sucroalcooleira possui uma combinação de processos contínuos e de batelada desde a alimentação de cana nas esteiras metálicas de recepção (batelada) até o fornecimento de caldo para o setor de tratamento de caldo (contínuo). Dentro deste contexto, podemos dizer que a cadeia do etanol possui um ciclo contínuo de fornecimento alimentação/ produção - considerando dornas de fermentação contínuas - com a utilização de equipamentos on-line de medição e malhas de controle essencialmente resolvidas por controladores PID (Proporcional, Integral e Derivativo).

A produção do açúcar também possui versões de produção contínua (cozedores e centrifugas), mas a maioria opera com sistemas em batelada de cozimento e centrifugação. Tais sistemas trazem consigo particularidades na instalação dos instrumentos, bem como na manutenção dos mesmos devido ao fornecimento para a área alimentícia – com rígidos padrões e normas. Os controles aplicados diferenciam de forma expressiva dos tradicionais controles PIDs, pois se trata de um sequenciamento operacional podendo ser regido por normas como a ISA-88. A automação se insere, ainda, na gestão de energia – cada vez mais importante para o setor que tem na cogeração um subproduto importante do processo: o bagaço fornecido ao final do setor de extração de caldo passa a ser combustível para as caldeiras no setor de utilidades. Essas caldeiras produzem vapor para os geradores de energia através do movimento de suas turbinas.

As usinas são unidades independentes eletricamente falando; o consumo de energia ocorre somente em condições anormais de produção (shutdown, start-up e etc) pois a capacidade instalada de produção de energia, na maioria dos casos, satisfaz sua demanda. A energia produzida possui uma cadeia de instrumentos e equipamentos desenvolvidos exclusivamente para este fim, pois possui um tempo diferente das demais áreas. Protocolos como o IEC-61850 são responsáveis pela comunicação e controle dos ativos (relés, disjuntores, controladores de demanda e etc) que comandam/ controlam a proteção/geração/exportação de energia. Tanto a produção excessiva de energia como sua falta - desrespeito ao valor contratado - desta traz encargos pesados a unidade. Logo, utilizar equipamentos adequados e alta confiabilidade e disponibilidade são de suma importância.