Encontrar maneiras de reduzir os custos com energia tem sido um dos principais objetivos do setor industrial. Isso porque o segmento é um dos maiores consumidores de energia do mundo.
Essa redução passa pela busca por aumentar a eficiência energética, fazendo um melhor uso da energia disponível a fim de obter mais rendimento. Isso significa produzir o mesmo com menor gasto de energia.
Nesse sentido, as tecnologias da Indústria 4.0 são fundamentais para atingir esse objetivo.
Você vai descobrir, neste artigo, como a Indústria 4.0 pode ser uma grande aliada na busca por eficiência energética.
Acompanhe!
Indústria 4.0 e a busca por eficiência energética
A busca por eficiência energética tem sido uma preocupação cada vez mais frequente do setor industrial. Isso porque a indústria é uma das maiores consumidoras de energia do planeta. Só no Brasil, o setor corresponde a um terço do total da energia consumida, com 33,8%.
No mundo, essa porcentagem não é tão diferente. Segundo a Agência Internacional de Energia, o setor industrial foi responsável por 38% do uso total da energia global em 2021, um aumento de 5% em comparação ao ano 2000, quando utilizou 33%.
Por isso, é fundamental encontrar maneiras de diminuir esse gasto de energia. E, um dos caminhos para atingir essa redução se dá por meio de uma maior eficiência energética. Ou seja, o objetivo é fazer o melhor uso possível da energia disponível a fim de obter mais rendimento, produzindo os mesmos produtos usando menos energia ou aumentar a produção sem aumentar o consumo.
Nesse sentido, a adoção das inovações tecnológicas promovidas pela Indústria 4.0 se mostram uma grande aliada. Tecnologias como Inteligência Artificial, Machine Learning e Big Data são capazes de oferecer ferramentas que podem, ao mesmo tempo, aumentar a eficiência energética, reduzir o custo total de produção e manter a mesma qualidade de entrega.
Isso porque uma das principais características da chamada Quarta Revolução Industrial é a digitalização dos processos de manufatura, seja por meio da substituição de alguma tecnologias específicas, aplicação de ferramentas que otimizam o consumo energético ou mesmo pela adaptação nos processos de negócios.
As tecnologias da Indústria 4.0 podem, por exemplo, otimizar o comportamento de robôs interconectados, reduzindo o consumo de energia sem aumentar o tempo gasto para produção.
Da mesma forma, as inovações trazidas por essas tecnologias digitais permitem substituir processos de manufatura convencionais, que gastam muita energia, por alternativas mais econômicas, rápidas e energicamente mais eficientes.
Assim, a Indústria 4.0 contribui para a eficiência energética ao:
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Realizar o monitoramento e o gerenciamento de energia.
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Modelar e integrar processos.
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Otimizar a produção e o consumo de energia.
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Simular produtos e serviços antes da manufatura.
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Oferecer análises aprofundadas para melhor tomada de decisão.
Eletrificação da indústria: eficiência e sustentabilidade
A eletrificação é um processo no qual a energia térmica, proveniente de combustíveis fósseis, são substituídos por eletricidade oriunda de fontes renováveis, como a solar e eólica, diminuindo assim a emissão de gás carbônico na atmosfera.
Sendo a indústria um dos principais consumidores mundiais de energia, a eletrificação se mostra eficiente para o setor, quando o assunto é reduzir a pegada de carbono dos negócios, aumentar a sustentabilidade, manter e otimizar o desempenho da produção.
Assim, aumentar o uso de energia elétrica e, consequentemente, reduzir a dependência dos combustíveis fósseis é um passo fundamental para a diminuição das emissões de gases do efeito estufa no planeta, contribuindo para que o mundo se torne um lugar mais sustentável.
Além disso, esse processo também é capaz de trazer ganhos de eficiência. Um exemplo é a substituição de dispositivos que demandam combustão de materiais fósseis, como fornos siderúrgicos e caldeiras, que consomem muita energia, por equipamentos que aquecem de forma elétrica, a exemplo das bombas de calor.
Com essa prática, a indústria reduz drasticamente seus gastos com energia e as emissões de carbono.
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Apesar do investimento inicial em infraestrutura, a eletrificação da indústria é um passo fundamental para o futuro dos negócios, até porque o retorno desse capital é obtido por meio da economia nos custos de combustível e manutenção ao longo da vida útil de cada equipamento.
Além disso, é possível observar uma considerável redução no valor da energia elétrica em relação ao custo do petróleo, com variação de preços menos volátil também.
A busca por fontes automatizadas de energia
Fontes automatizadas de energia são uma combinação de diferentes tecnologias – que incluem sistemas de armazenamento de energia, fontes renováveis e automação – com o objetivo de tornar o uso de energia mais inteligente e eficiente.
Em aplicações industriais, a automação energética pode ser utilizada para gerenciar uma rede elétrica feita por variadas fontes de energia.
Esse sistema, combinado com tecnologias como Inteligência Artificial (IA), Machine Learning e Internet das Coisas (IoT), também permite que negócios dos mais diversos setores economizem energia.
Como exemplo, podemos citar os sensores inteligentes, que podem monitorar o desempenho em tempo real, enquanto a IA faz com que as máquinas associadas se ajustem para gerenciar o consumo de energia com mais eficiência.
Da mesma forma, a tecnologia de automação permite que edifícios inteligentes consigam coletar dados sobre produção, armazenamento e produção de energia renováveis, como a produzida por meio de painéis solares, para distribuir efetivamente a eletricidade em todo local.
No longo prazo, os benefícios para a indústria, trazidos pelas fontes de automação de energia incluem melhoria na eficiência, auxílio à sustentabilidade e saúde do planeta e economia, além de uma possível geração de receita extra alcançada pela venda de energia excedente.
Eficiência energética com MATLAB e Simulink
O MATLAB e o Simulink (com o Simscape Battery) são ferramentas essenciais e completas para que engenheiros e cientistas possam trabalhar em projetos que buscam otimizar o uso de energia, atingindo uma melhor eficiência energética.
Além disso, os softwares oferecem suporte a todos os estágios de desenvolvimento e implantação de projetos de eletrificação, desde estudos de viabilidade em estágio inicial até a tecnologia operacional comprovada.
Com a ferramenta Simscape Battery – dentro do Simulink – você pode desenvolver e projetar sistemas de energia renovável e armazenamento de energia, células de combustível e eletrolisadores, gerenciamento de energia e muito mais.
E não apenas isso. As ferramentas oferecem mecanismos para modelar e simular sistemas de gerenciamento de baterias, fundamentais para a eletrificação da indústria.
Veja também:
Simscape Battery e o gerenciamento de baterias
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