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Aprendendo sobre analisadores industriais

Aprendendo sobre Analisadores Industriais

Uma visão geral sobre a aprendizagem com os analisadores industriais. 

Vamos falar sobre a evolução do uso dos analisadores industriais, os principais desafios e como o aprendizado online pode ajudar na capacitação de profissionais para lidar com estes instrumentos de medição tão particulares. As análises contínuas realizadas diretamente no processo industrial representam um papel importante no sucesso dos negócios de diversos setores.

Os analisadores industriais são cada vez mais utilizados no monitoramento ambiental, no controle da qualidade de produtos, na otimização de processos, no tratamento de águas e efluentes, no uso de soluções químicas e insumos no processo, na indústria farmacêutica, petroquímica, siderúrgica, de celulose, de alimentos e bebidas, no bio processamento, na utilização de bio-combustíveis como o etanol e o bio-diesel, na determinação da umidade de gases em geral e no monitoramento de emissões, com novos equipamentos e melhor confiabilidade.

Com o crescimento urbano e industrial aumenta-se a demanda por produtos e estimula-se a necessidade do manejo dos recursos naturais, o que gera cobranças da sociedade e uma tendência de aumento do rigor no controle ambiental.

Antigos analisadores online eram difíceis de operar, manter e tinham problemas de confiabilidade nos resultados.

Os bons cursos de instrumentação abordam dentro da sua grade curricular um capítulo especial sobre Analisadores Online, muitas vezes chamados como: analisadores contínuos, analisadores industriais, analisadores de processo ou de instrumentação analítica.

A migração das análises do laboratório para processo industrial ocorreu na segunda metade do século XX, junto com a evolução da automatização dos processos industriais e movida pela necessidade de agilizar os resultados de análise de forma que se pudesse atuar no controle ajustando a qualidade das correntes do processo e produtos manipulados durante a fabricação.

A figura acima mostra alguns analisadores utilizados na década de 1980.

No início eram analisadores frágeis e adaptados que não tinham um bom desempenho, falhavam muito e os resultados apresentavam muita divergência com os resultados dos laboratórios da planta industrial.

Cada sistema com analisador online é introduzido numa função de projeto dentro da aplicação e essa função precisa estar operacional, requer manutenção e pode ter sua performance melhorada, assim como os recursos podem ser otimizados se tornando mais efetivos e mais enxutos.

Seria bom se todas as medições e análises pudessem ser realizadas no ambiente do processo, na mesma pressão, temperatura, teor de partículas e umidade, mas isso ainda não é uma realidade possível para todos os casos.

A figura acima mostra dois modernos analisadores industriais. Fontes: Metrohm (esquerda) e Mettler (direita)

Na figura anterior, o analisador da esquerda é um titulador automático ADI 2045 para instalação extrativa, fabricado pela Applikon e o analisador da direita é um analisador do tipo TDLS GPro500, fabricado pela Mettler Toledo, para instalação Cross Stack.

Atualmente muitos analisadores executam alto diagnóstico, comunicam-se em rede, armazenam um “trend” da variável e apresentam em display gráfico e realizam de forma ininterrupta análises com repetibilidade comparável às do laboratório.

Sistemas de Amostragem

De modo geral é aceito pela comunidade técnica que os sistemas de amostragem, caso não receba uma manutenção adequada, podem ser responsáveis por aproximadamente 80% das falhas em sistemas de análise no processo.

A figura acima mostra um fluxograma básico de um sistema de amostragem industrial.

Quando fazemos uma observação mais detalhada, observamos que poderá haver problemas de especificação de materiais, problemas de projeto, de instalação e até de operação destes sistemas, o que poderá ter uma entrega de amostra não representativa, alterada ou inadequada para análise.

A figura acima mostra uma ilustração de uma sistema de amostragem típico de planta petroquímica com: “fast loop”, sistema de calibração e sistema de recuperação de amostra.

A amostra deve ser retirada do processo e encaminhada até o sistema de condicionamento  e posteriormente ao analisador, sem perder as propriedades que serão analisadas. O sistema de fast loop propicia um rápido escoamento da amostra até o sistema de condicionamento.

A figura acima mostra um sistema de condicionamento de amostras com: manifold de conexão para fast loop, filtro coalescedor, filtros de partículas e válvulas de ajuste de fluxo e seleção. Fonte: Mechatest

Monitorando o Desempenho dos Analisadores

No cenário da digitalização e da indústria 4.0, o uso da Internet das Coisas na Indústria (IoT), de técnicas de Machine Learning e da Inteligência Artificial, forçará de modo irreversível as empresas a acompanhar o estágio competitivo do desenvolvimento tecnológico implantando a otimização dos processos industriais.

Com a tecnologia digital e o desenvolvimento de novos princípios de medição, mais robustos e adaptados às duras condições do processo, até mesmo com medições “in situ”, o uso de analisadores contínuos no processo vem crescendo e ganhando confiabilidade.

Nesse avanço tecnológico da automação, um papel fundamental está no sensoriamento de máquinas, nas medições diretas no processo no uso intensivo dos analisadores e na requalificação técnica dos profissionais.

Em breve será comum a instrumentação transmitir dados em rede sobre auto-diagnósticos, alarmes de nível de reagentes, status de performance dos sensores do analisador e do sistema de amostragem, com essa informações sendo analisadas e gerando intervenções de manutenção preditiva dentro de um sistema RCM.

Para um melhor desempenho do processos, muitas vezes é necessário implantar estratégias de controle avançado, monitorar a disponibilidade do sistema analítico, reduzir o custo da manutenção e empreender ações para elevar a disponibilidade para patamares acima de 90%. Diversas ações de estratégias modernas de confiabilidade podem ser aplicadas para tornar o sistema analítico online sempre confiável e disponível, em controle de malha fechada e atendendo as regulamentações e normas da aplicação.

Assim como todo equipamento de automação, um sistema de análise online precisa cumprir os objetivos de projeto para justificar o investimento e custos de manutenção, do contrário é prejuízo, perda de tempo e produto fora de especificação, daí a importância de se fixar KPIs e de se criar planos de ação para a melhoria do serviço.

O vídeo acima fala sobre uma planta piloto para testes de catalizadores, fabricada pela ILS, com cromatógrafos a gás integrados.

A família de analisadores industriais que realizam análise online de forma contínua é muito grande e diversa, utilizando tecnologias bem diferentes que vão desde as mais simples e não menos importantes, como condutivímetros e analisadores de pH até analisadores dos mais complexos como cromatógrafos, espectrômetros de massa, CEMS, tituladores e outros mais específicos.

Para saber mais sobre manutenção de analisadores industriais, competências, planos e contratação de serviços, veja o artigo Técnicos em Analisadores Industriais.

Competências Necessárias

As competências para se trabalhar com analisadores online vão além dos conhecimentos adquiridos nas disciplinas de química, eletricidade, automação e instrumentação básica. Esta é uma área multi especialista que lida com transformações físico-químicas no processo e instrumentos de medição especiais que requerem uma atenção especial desde o projeto até a manutenção.

As principais competências usadas na manutenção de analisadores online são: conhecer o método de análise, o instrumento de medição, a automação e o processo da referida aplicação analítica, noções de segurança aplicada, normas e procedimentos do meio ambiente e da qualidade, boas noções de metrologia química, realização e testes de campo, planejamento, gestão de insumos e sobressalentes, engenharia de manutenção, muita pró atividade e empenho para interagir com todos os sujeitos envolvidos no ciclo de vida dos analisadores online para otimizar os sistema, de ponta a ponta.

A figura acima mostra o laboratório de cromatografia gasosa do IRA, Arles-França.

Apesar da importância na automação das plantas na melhoria da qualidade dos produtos fabricados, o mercado dos analisadores online no Brasil ainda não é tão grande quanto o de controladores programáveis e instrumentação em geral, o mercado de analisadores industriais é específico e especializado.

As instituições de ensino técnico e de graduação vêm cada vez mais se organizando para oferecer cursos das áreas de automação, instrumentação, cursos de química e até para analisadores industriais.

Porém, é muito difícil manter um laboratório de analisadores industriais em operação nos cursos profissionais, as atualizações tecnológicas são constantes e o tempo necessário para formação profissional extrapola as propostas de aprendizado genérico viáveis.

A figura acima mostra alguns laboratórios e plantas piloto usados.

Na figura anterior temos: na imagem à esquerda um laboratório móvel para celulose, do SENAI de Santa Cruz do Rio Pardo – SP; no centro uma planta piloto química da EPIC Process System, Missouri-US e na imagem à direita uma planta piloto de destilação de uma faculdade de engenharia química em Nebraska-US.

Nem todas as instituições de ensino possuem infraestrutura adequada para treinamentos práticos, como instrumentos e uma planta piloto, para manter os treinamentos com analisadores, é mais fácil encontrar estas instalações em grandes universidades e fabricantes de analisadores.

O vídeo acima, da Ianalítica, fala sobre as competências necessárias para se trabalhar com analisadores online.

Algumas grandes empresas de analisadores, oferecem treinamento em seus sites, porém salvo execessões, a maioria dessas empresas ficam situadas fora do Brasil. A lista de referencia no final deste artigo enumera algumas opções.

Uma equipe multi especialista deve acompanhar o fornecimento e implantação do sistema. Nem sempre o usuário do analisador conhece o método de análise e o analisador, da mesma forma o fornecedor também muitas vezes não conhece o processo e a aplicação a qual o analisador será inserido.

Conforme descrito, uma integração do fornecedor com o usuário é desejável que acontece em todas as etapas da implantação, desde o projeto básico, caracterização da amostra, especificação, transporte, instalação, comissionamento, start up e operação na planta.

No vídeo acima, da US-ISA, Mr. Tony Waters e outros falam sobre o simpósio de 2014 em Los Angeles, da Divisão de Analisadores da ISA.

Uma forma de aprendizado no estilo “on job” é possível e muito indicada, mas requer um planejamento e dedicação por parte dos envolvidos.

Um bom sistema de comunicação e gestão do conhecimento, muita pesquisa de desempenho pode ser feita dentro das aplicações do processo, avaliando a dinâmica do processo, medindo os tempos de medição e atuação entra a variável medida e a variável manipulada, as correlações das variáveis físicas com as medições dos analisadores, observando o modo de falha dos analisadores e implementando otimizações não só no sistema de medição, como também no controle e nos resultados de produção.

O registro correto das atividades e o compartilhamento de experiências dentro de uma equipe que trabalha com manutenção de analisadores, também tem um papel importante no aprendizado. Devido a especificidade de cada caso e da heterogeneidade dos profissionais o compartilhamento pode servir de ferramenta estratégica de capacitação on job.

O vídeo acima fala sobre o segundo simpósio da divisão de Analisadores da ISA em Cingapura em 2018.

Dada a complexidade e a necessidade de investir muito recurso na execução da manutenção, uma outra ação importante onde pode-se aprender muito e ao mesmo tempo melhorar os sistemas analíticos instalados no processo é a aplicação da engenharia de manutenção e técnicas de gestão da qualidade na manutenção numa ação contínua.

No curso Analisadores Industriais da Ianalítica, damos atenção especial aos sistemas de amostragem, com blocos de estudo sobre a caracterização das amostras, a captação, o transporte e o condicionamento das amostras, a confiabilidade do sistema e recomendações gerais.

No vídeo acima o Dr. Daryl Williams fala sobre o projeto da planta piloto da ABB.

A tecnologia mais uma vez traz soluções interessantes para a formação destes profissionais, desde o desenho de novos cursos, com novas metodologias de aprendizado até o uso intensivo da interatividade e das novas ferramentas de comunicação e informação disponíveis na internet, com redes sociais e ferramentas de busca e pesquisa de conteúdo.

Aprendendo por EAD

Atualmente, questões como custo, deslocamento, flexibilidade de horário, interatividade e uso de recursos multimídia pesam muito na hora de escolher uma solução de capacitação. O aprendizado online é mais barato, mais acessível a qualquer horário e de qualquer lugar. Ele é formatado para uma atividade ativa valorizando a independência e proatividade do participante.

No vídeo acima o Professor e Design Instrucional Fernando Tobgyal fala sobre a diferença entre Aulas Remotas e Educação a Distância (EAD).

Num curso EAD é possível acessar de qualquer região, de qualquer horário, não só um conteúdo multimídia atualizado, como também o site de fabricantes e diversos especialistas em cada área, exercitando a troca de informação tão necessária para o bom desempenho do profissional.

As ferramentas tecnológicas de aprendizado oferecem possibilidades de uso de multimídia, simuladores, de se estabelecer uma troca de informações horizontal entre os participantes, de consultar especialistas em redes sociais, de participar de fóruns e testes, em cursos com certificação para públicos leigos e especialistas.

Acima exemplos de turmas de cursos presenciais da Ianalítica sobre Analisadores Industriais.

É claro que o verdadeiro aprendizado só vai se consolidar na prática, no campo, no modelo de equipamento utilizado na sua empresa, com o analisador em  operação, sob acompanhamento e gerando resultados para a equipe de produção.

Isto não podia mesmo ser diferente, o profissional precisa então estar preparado, com conhecimentos técnicos, organizacionais, habilitado na execução e pronto para obter apoio de uma rede de especialistas externa, incluindo os fornecedores e fabricantes.

O que acontece muito na prática é que os profissionais têm dificuldade de acesso a informação sobre analisadores, depõem de poucos recursos e não têm articulado uma rede de suporte adequada.

Uma base teórica de princípios, funcionamento e procedimentos sobre os analisadores industriais é sempre desejável e é o que a Ianalítica disponibiliza no curso sobre Analisadores Industriais.

É uma oportunidade para ir além do aprendizado de conteúdo e interagir com outros participantes e especialistas, trocar e testar as competências de forma rápida, barata e ajustada a necessidade de cada um.

A cima treinamentos sobre Analisadores Industriais em turmas para a Veracel, Suzano, ISA-ES e SENAI-ES.

Depois de muitos anos trabalhando com instrumentação em grandes plantas industriais, com projeto e manutenção de analisadores, a Ianalítica vem utilizando recursos de aprendizagem via internet desde 2009, em blogs, cursos presenciais In Company, híbridos e no formato EAD.

A Ianalítica é a primeira empresa a disponibilizar cursos sobre analisadores industriais na modalidade EAD, a aprendizagem é contínua e acontece também do nosso lado, quanto mais ensinamos mais pesquisamos, experimentamos e aprendemos junto e por isso também somos muito gratos a todos os alunos que contribuíram conosco.

Os cursos da Ianalítica são modulares, com conteúdo, atividades e testes em todos os blocos. Utilizamos a Aprendizagem Conectada, no final o participante avalia o processo de aprendizagem e pode alcançar a pontuação requerida para obter um certificado de aprovação.

Em 2019 a Ianalítica esteve presente em diversas plantas, ministrando treinamento e trabalhando em projeto de especificação de analisadores, nos segmentos de siderurgia, celulose e petróleo, foi uma grande oportunidade de troca de informação e trabalho em equipe,

Nossos cursos são montados utilizando nossa experiencia de mais de 30 anos trabalhando com analisadores, muita pesquisa de conteúdo e mais de 10 anos de experiência em treinamentos técnicos. Nossos ex-alunos são sempre bem-vindos, estamos de portas abertas para esclarecimentos de dúvidas e promoções especiais para os que já caminharam conosco.

Conheça nossa proposta de treinamento e acompanhe nossas publicações pelo nosso blog ou nossa página no Facebook.

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