Otimização Energética de Equipamentos Produtivos

Abstract

A indústria automóvel é um dos setores mais exigentes do mercado global, por este motivo empresas como a Continental Mabor S.A., líderes no fabrico de pneus, necessitam de estar na linha da frente no que toca a programas de melhoria continua e de uma gestão orientada para um crescimento rentável e sustentado. Nesta perspetiva, a presente dissertação tem como principal objetivo encontrar soluções de otimização energética, em dois sectores muito importantes no processo de fabrico dos pneus: calandragem e construção. O desenvolvimento deste estudo passou por diversas fases como, a integração na empresa no sentido de perceber o processo produtivo da Mabor, a análise das utilidades consumidas relativamente ao ano 2015 nos sectores já referidos, nomeadamente na calandra de quatro rolos número dois e módulo de construção número um, identificação de oportunidades de redução de consumos sem prejuízo do rendimento produtivo e por fim a apresentação de soluções que, ao serem implementadas pela empresa, irão permitir essa mesma redução. Para o módulo de construção foram sugeridas e avaliadas medidas de otimização, como: a deteção e redução de fugas de ar comprimido, a aplicação de um variador de frequência no motor do ventilador centrífugo, a criação do modo “stand-by” na máquina, a diminuição da pressão de trabalho de ar comprimido dos utilizadores de alta pressão e estabelecimento de um limite padrão para o consumo energético. Com a redução de pelo menos 60 % do valor das fugas atuais, verificou-se que é possível economizar, no módulo 1, 448 €/ano o que em 48 máquinas se traduz em 21 482 €/ano. Quanto à aplicação do variador de frequência, a impossibilidade de contabilizar o consumo após a sua aplicação levou à análise da sua substituição por outro ventilador. Com isso, consegue-se uma poupança de 922 €/ano. O que face ao investimento, implica um payback de 4,9 anos. Com a criação do modo “stand-by” na máquina nas paragens de almoço/jantar/ceia e ausência de plano, concluiu-se que nos 48 módulos se conseguia poupar mais de 17 000 €/ano. Diminuindo a pressão de trabalho dos utilizadores de alta pressão economiza-se, 23 € anuais no módulo 1. Ao considerar que s 48 máquinas consomem o mesmo caudal de ar, tem-se uma economia anual superior a 1 000 €. Já para a calandra de 4 rolos, as propostas analisadas foram a implementação de um pré-arranque, o reaproveitamento dos condensados provenientes do aquecimento do ar da estufa e, tal como no módulo de construção, o estabelecimento de um limite padrão para o consumo energético. A implementação de um pré-arranque na máquina leva a uma economia anual superior a 30 000 €, sem que seja necessário qualquer investimento. O reaproveitamento dos condensados provenientes do aquecimento do ar da estufa oferece uma poupança anual de 3 103 €. Neste caso, é necessária a aquisição de um permutador, o que conduz a um investimento de 3 600 €. Ou seja, um payback mínimo de 1,2 anos. Em suma, de todas as soluções indicadas, as que mais se destacam são as implementações do modo “stand-by” no módulo de construção e do pré-arranque na calandra. Ambas podem ser adotadas para outro tipo de máquinas, não necessitam de investimento adicional e são das que apresentam valores superiores de poupança obtida.

The automobile industry is one of the most demanding sectors of the market. Therefore, companies like Continental Marbor S.A, market leaders need to be at the top of their game in what concerns programs of Continuous Improvement and need a management in which goals area a sustained and rentable progress. In this perspective, the main aim of this dissertation study is to find solutions so that it would be possible optimize the two productive equipment’s of tire manufacturing process. The development of this study has gone through several phases such as, the integration in the company in order to study the production process of Mabor, analysis of the different utilities consumed for the year 2015 in the sectors mentioned above, the calender four rolls number two and construction module number one, identification of consumption reduction opportunities without harm the production output and finally the presentation of solutions that, when implemented by the company, will allow the same reduction. For the construction module have been suggested as optimization measures, the detection and reduction of air leakage, the application of a frequency invertor on the motor of the centrifugal fan, the creation of "stand-by" mode into the machine, the decrease of compressed air operating pressure in high-pressure users and establish a default threshold for energy consumption. With the reduction of at least 60% of the value of the leakage current, it has been found that it is possible to save, in the module 1, 448€ / year, which translates into 21 482 € / year to 48 machines. The application of frequency invertor in the fan motor, due to the inability to account for engine use after the implementation of it, was analyzed the possibility of replacing it with another fan. With the replacement of the current fan with the SODECA fan selected, the total save ascend to 922 € / year. The investment for the 23 machines would be 4 526 €, implying a payback of 4.9 years. With the creation of "stand-by" mode on the machine in the lunch stops / dinner / supper and no plan periods, it was concluded that the 48 modules could save more than 17 000 €/ year. Decreasing the working pressure of high-pressure users saves 23 € per year in the module 1. When considering the 48 machines use the same air flow, there is an annual saving of 1 000 €. As for the four calender rolls have been proposed to implement a pre-boot, the recycling of the condensates from the greenhouse air heating, and such as in the construction module, establishing a default limit for the energy consumption. The implementation of a pre-boot the machine leads to an annual savings of 30 000 €, without any investment required. The reuse of the condensates from the greenhouse air heating offers an annual saving of 3 103 €. In this case, it is necessary to obtain a heat exchanger, leading to an investment 3 600 €. That translate in a minimum payback of 1.2 years. In short, from all the solutions listed, those that stand out are the implementation of "stand-by" mode in the construction module and the pre-start in calender. Both can be adopted for other types of machines, do not require additional investment and are those that have higher saving values.