SENAI CETIQT: A Indústria 4.0 na mineração e o case high tech da Vale, uma das líderes globais do setor

O reverberar da Quarta Revolução Industrial segue em alta potência transformando as cadeias de produção de ponta a ponta. Cada vez vemos mais ações para implantação de práticas como tecnologias para automação, análise de dados, redução de custos, controle e customização operacional, utilização de processos de fabricação e matérias-primas que regeneram a natureza + uso consciente de recursos, ressignificando a produção do presente e para o futuro. O SENAI CETIQT  – maior centro latino-americano de produção de conhecimento aplicado à cadeia produtiva têxtil, de confecção e química, e referência em tecnologia, consultoria e formação de profissionais qualificados para a Quarta Revolução Industrial – promoveu a live  “Indústria 4.0 na Mineração”, que contou com a participação de Rayner Teixeira, coordenador do projeto Manutenção Digital, da Vale, e de Camilla Borelli, engenheira têxtil, com mestrado em engenharia Mecânica e Doutorado em Química, e especialista do SENAI CETIQT.

“Os profissionais que atuam em qualquer setor industrial precisam estar preparados para mudanças que estão acontecendo mais rapidamente do que imaginamos. É muito importante destacar a atuação de cada um deles. Devem estar sempre prontos para se valer das mais recentes tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0, que têm apoiado o setor de uma maneira bastante efetiva”, destacou Camilla Borelli, acrescentando: “A transformação digital e a automação da Indústria 4.0 estão na pauta da maior parte dos empresários”.

A Vale, maior mineradora do país e uma das líderes globais do setor, iniciou um programa com previsão de investimentos de US$ 467 milhões até 2023 para avançar rumo à Indústria 4.0. E tem divulgado que “por meio de inteligência artificial, análise computacional avançada e trabalho colaborativo, está mudando o cenário da mineração, conectando pessoas para gerar profundas mudanças e uma maior eficiência operacional nos seus negócios”. A Vale pontua ainda: “É notório que a Indústria 4.0 tem proporcionado um cenário extremamente positivo em relação à produção, otimização de processos e novos negócios, principalmente em alguns segmentos e mercados que até então eram considerados tradicionais quando o assunto é inovação e transformação digital”. O Brasil está entre os maiores produtores de recursos minerais do mundo e a necessidade global está fazendo da mineração 4.0 um segmento indispensável.

A Indústria 4.0 é uma tendência que já virou realidade em boa parte das grandes empresas, adicionando máquinas, sistemas e redes inteligentes aos processos de produção, armazenamento e distribuição. Essa mudança tem o poder de transformar negócios e proporcionar recursos às fábricas para trabalharem de forma mais autônoma, eficiente e adaptável. As empresas que souberem se posicionar neste novo momento garantirão sua competitividade. A sinergia entre a mineração e a Indústria 4.0 tem sido sinônimo de aumento da produtividade e competitividade do setor importantíssimo para a economia brasileira.

Durante a live, Rayner Teixeira conta que o projeto da Vale batizado Manutenção Digital é voltado para inovação e integração de pessoas, processos e segurança, visando ao desenvolvimento da Indústria 4.0. Pós-graduado em Engenharia de Produção, ele observa que, antes de falar dos processos industriais mais modernos, é importante compreender as evoluções que vieram antes. Tudo começou com a Indústria 1.0, a partir da década de 1750, quando teve início a mecanização. A manufatura com carvão e vapor deu início à Indústria 1.0. Cem anos depois, veio a Revolução 2.0, quando se iniciou a produção em massa com o uso de petróleo e eletricidade nas linhas de produção, principalmente nos Estados Unidos, com a Ford. Essa etapa também durou cerca de um século. Em 1950, inicia-se a Terceira Revolução Industrial, a era da automação e dos computadores. A Indústria 3.0 é preditiva; ou seja, os efeitos são previstos através de análises. E é ela que formou a base para a Quarta Revolução Industrial.

Para se ter uma noção, o palestrante conta quando surgiu o termo Indústria 4.0: “Foi utilizado pela primeira vez na Alemanha, em 2011, durante uma feira industrial que acontecia na cidade de Hannover, onde o governo lançou um programa de aceleração industrial. A ideia era fazer com que as empresas que já apresentavam um desenvolvimento sólido usassem os pilares da Indústria 4.0. Nos Estados Unidos e na China usa-se com mais frequência a expressão Manufatura Avançada, que significa o mesmo”.

De acordo com Rayner, a Indústria 4.0 se divide em três áreas. A Física, que podemos exemplificar com veículos autônomos, impressoras 3D e robótica, materiais cada vez mais avançados. A Digital, que são sensores, internet das coisas, segurança, Big Data, informações ajudando na tomada de decisões, computador em nuvens. E a Biológica, ou seja, a genética, com a biologia sintética auxiliando em estudos. “O maior desafio foi, claro, fazer o projeto funcionar na prática no quebra-cabeça que a atividade mineradora representa. Quem conhece a mineração sabe que o ambiente é propício a riscos. É um ambiente de risco número 4. Tem as fases de mina, usina, ferrovia e porto. Os processos são complexos. Por isso, o corporativo da empresa lançou o programa Manutenção Digital, na mina do Cauê, em Itabira, Minas Gerais. Está indo para o seu terceiro ano de implantação. O conceito é desenvolver soluções tecnológicas que integrem pessoas, processos e tecnologia sempre pautados pela Indústria 4.0. O propósito do projeto é transformar a forma de produzir minério por meio de inovação, com foco em segurança, performance e confiabilidade através de eliminação de atividades críticas, modos de falha e paradas relevantes”.

Segundo Rayner Teixeira, uma falha grave de muitos processos que envolvem Indústria 4.0 é achar que é recorrer a novidades mesmo sem necessidade. “Um dos pilares do nosso projeto é aplicar tecnologia somente quando eliminássemos o modo de falha, uma atividade crítica colocando pessoas sempre ao centro e uma parada relevante, para obtermos uma planta mais confiável. Nós só implantaríamos o Manutenção Digital por meio de inovação ou tecnologia sobre os novos pilares da Indústria 4.0 ; ou seja, realidade aumentada, simulações, integrações de sistemas, internet das coisas, segurança da informação, computação em nuvem, manufatura aditiva, impressora 3D e o Big Data”, ressalta Teixeira. O modelo de mineração, com foco no uso de tecnologias disruptivas, tem tornado o trabalho extremamente mais seguro para todos os profissionais envolvidos.

Um exemplo de necessidade de uso da tecnologia para solucionar problemas foi a criação do Video Analytics para resolver a falta de monitoramento no alimentador de sapatas, que fica em uma posição crítica para se fazer manutenção. “Nós construímos essa ferramenta em conjunto com uma start up. Fizemos nossos testes e hoje esse ativo é monitorado através de Video Analytics; ou seja, a instalação de câmeras locais que emitem sinal para uma central que, por meio de algoritmos, reconhece pontos pré-determinados criando parâmetros para inspeção, o que permite monitorar o ativo em tempo real. Conclusão: reduz a exposição do funcionário na área operacional e melhorando a área de inspeção”, revela Teixeira.

Outra ferramenta inovadora é o Data Vale, que coloca um QR Code no equipamento com o objetivo de levar informações para qualquer operador, técnico, inspetor ou até fornecedor que queira saber mais sobre algum ativo. É a tecnologia da informação a um clique na mão dos funcionários para auxiliar a manutenção e operação de forma democrática. “Nós temos o Data Vale em nossa rede, o que significa que dá para acessar pelo computador ou, se estiver em campo, acessá-lo com QR Code de qualquer smartphone, já que ele é multiplataforma. Não é incomum que um colaborador precise buscar dados técnicos de algum componente e tenha dificuldades como planilhas desatualizadas, informações diversas em locais diferentes ou catálogos originais ou em cópia deteriorados pelo tempo e, por isso, ilegíveis”, observa Teixeira. “Acontecia muito na área de a pessoa fazer a junção de seus dados num pen drive ou num HD e, ao mudar de área ou sair da empresa, levar os dados consigo. Com essas informações no sistema, se acontecer a substituição de uma pessoa os dados são fáceis de se encontrar”.

A Vale vem investindo em diferentes modelos de robôs. O Anymal, outra inovação admirável, realiza inspeções autônomas com a finalidade de diminuir a exposição humana em locais de riscos eminentes nas operações de mineração, além de permitir a inspeção de ativos de forma remota e a coleta de dados para que se possa tomar decisões mais efetivas. Trata-se de um robô quadrúpede que lembra um cachorrinho, construído para eliminar a exposição humana em diversos locais da planta. Ele faz as operações teleguiado ou de forma autônoma; toma decisões (quer dizer, obtém informações, registra e armazena em nuvem) e tem baixíssimo impacto ambiental, uma vez que necessita, basicamente, de uma bateria elétrica para que circular pela área. “O Anymal é o xodó do Manutenção Digital”, conta Rayner Teixeira.

A interação entre o robô e as pessoas trabalhando lado a lado era o grande desafio. Mas, como os funcionários estiveram presentes no projeto desde o início, a experiência acabou sendo suave. “Contamos com o time de RH, a equipe que mais conhece o perfil dos funcionários, para nos ajudar com o projeto, e com a turma da Comunicação, para não gerar medo, receio. Foi natural. Operadores, técnicos, coordenadores e supervisores já estavam na expectativa de que esse teste fosse realizado”, observa o coordenador de projeto Manutenção Digital da Vale. “Uma pergunta frequente é se o Anymal trabalha de forma autônoma. Sim, ele trabalha sozinho desde que você crie a primeira rota com ele. Aí vem a segunda pergunta: ‘Mas não tem risco de ele bater em alguém?’ É improvável. Ele tem um modo de desvio. Ele mesmo entende com suas lentes 360 graus e desvia automaticamente da pessoa. Se as barreiras persistirem, ele retorna para o ponto zero de sua rota e não realiza o caminho, pois entende que há um risco de segurança ali e que o ambiente é o principal risco”.

Durante a prova de conceito, na usina de Cauê, em Itabira (MG), o robô manobrou em torno da plataforma e superou obstáculos, como subir e descer escadas. Ele criou e exibiu um mapa digitalizado da área sob inspeção, executou o planejamento de rotas e definiu o caminho a seguir, focou em objetos e instrumentos específicos, transmitiu imagens, gravou imagens térmicas com medições de temperatura, entre outras funções.

Mas a robótica ligada ao universo da mineração não para no Anymal. O JettyRobot também vem se mostrando essencial neste movimento de trazer a mineração para a era da Quarta Revolução Industrial: “Esse robô rastejador conseguiu fazer o monitoramento de diversos quilômetros dentro dos tubos com excelentes resultados em nossas usinas, recolhendo dados para que tomemos medidas contra desgastes de revestimento, vazamentos e/ou façamos substituições. A execução desse trabalho é muito detalhada. O resultado da câmera é ótimo, tem muita nitidez. Conseguimos realizar uma inspeção bem detalhada. E tudo isso com baixo impacto ambiental, pois o JettyRobot precisa somente de um gerador de eletricidade, o que torna tudo mais prático. Conseguimos integrar segurança, produtividade e eficiência em locais de difícil acesso e críticos”.

Teixeira apresenta mais uma tecnologia importante: as lâminas inteligentes, desenvolvidas em parceria com a POR. “Ainda temos lâminas que fazem a raspagem do minério. Como se desgastam, acabam sujando a área e contaminando nossos ativos. É importante manter essas lâminas sempre em condições de uso. Identificar o desgaste, uma vez que temos muitas correias transportadoras, é um trabalho difícil. Nós temos um parque muito grande de correias e acaba que essa missão não é tão simples”, observa Teixeira. “Com a lâmina inteligente, atualmente, identificamos o desgaste de forma online. Dá para ver, através de demonstrações, se está 100 por cento, 80, 60, 40 ou 20 por cento, criando praticidade na hora de trocar essas lâminas. Nós conseguimos eliminar uma atividade crítica temos menos possibilidade de parar o ativo por questões de raspador”. É a tecnologia a serviços dos variados pilares do processo de produção, eliminando riscos e aumentando a produção.