A pane na energia eletrocutou a euforia dos fornecedores de máquinas com as vendas embaladas desde 2020 e os deixa numa sinuca de bico: sensibilizar o transformador de plásticos para expandir e renovar sua capacidade sem contar com suprimento estável de eletricidade, o segundo insumo nos custos de produção do setor. “O mercado vinha bem, mas a parada agora é total”, lastimava na primeira quinzena de setembro um puro-sangue dos equipamentos importados.
Não é para menos. A combinação árida da pior seca em 91 anos com dólar alpinista, inflação em 10%, carestia e stress político e fiscal converge para uma redução compulsória no consumo de energia, capaz até de zerar a mirrada expansão de 1% do PIB ansiada para 2022, reza meio mundo do lado de fora do governo. A compra de bens de capital, a exemplo de maquinário para transformar plástico, fundamenta-se numa expectativa de retorno do investimento sob condições de operação regular. “A crise hídrica põe o transformador contra a parede ao impor o desafio de superar esse obstáculo dentro da fábrica enquanto continua vulnerável aos problemas fora do seu controle, como a péssima estrutura de distribuição nacional de energia e a possibilidade de estiagens severas mais frequentes devido às mudanças climáticas”, fulmina inconformado Cássio Saltori, diretor da base de vendas no Brasil da austríaca Wittmann Battenfeld, talismã global de injetoras e periféricos.
O gargalo da energia machuca o bolso das pessoas físicas e o caixa das jurídicas, pois a conta de luz deve piorar em torno de 10% este ano, com repique previsto para 2022 e há quem pressinta sua continuidade até 2025. Pesa nesse quadro a geração mais cara de energia pelas termoelétricas, cuja operação embute a alta dolarizada do petróleo que ricocheteia nos subprodutos gás e diesel. São eles que alimentam essas usinas hoje requeridas para rodar a plena carga para atenuar o recesso das hidroelétricas, principal fonte de energia no país. Com os reservatórios no meio fio, o governo adota desde maio o regime de bandeiras tarifárias, cujo valor aumentou 241% em apenas quatro meses, patamar de custo que deve persistir até abril do ano que vem, quando acaba o período de chuvas a iniciar em novembro próximo. Nesse ínterim, pulsa ainda o risco da carga d’água frustrar as expectativas da demanda, tal como nos últimos sete anos, atestam dados do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS). Chuva suficiente significa menor dependência da cara energia termoelétrica e garantia de eletricidade regular e mais em conta para vergar a atual relutância de indústrias como a da transformação de plásticos à ideia de ampliar a produção.
Jogo de conjunto
Para ofertar equipamentos sob tanta incerteza, Sartori busca abrir os olhos dos clientes para uma conveniência pouco evocada quando elétrico não rima com tétrico. “A pergunta do momento é: como o transformador pode economizar a energia que lhe resta?”, coloca. “Hoje em dia, todas as máquinas para plástico possuem recursos para poupar energia, caso de servomotor, operação 100% elétrica ou conceitos 4.0, mas de que adianta uma injetora assim paramentada se os set ups e a manutenção da linha são longos, ou então, se ao final da produção há uma incidência de 30% a 40% de refugo? E tem mais: por vezes, a automação do processo sai pela culatra: um desumidificador superdimensionado ou inadequado para a matéria-prima pode ser o vilão do desperdício de energia”.
A Wittmann Battenfeld configura uma escapada desse labirinto, assegura o diretor da filial de vendas no Brasil. “Temos um pacote completo de soluções de acordo com a necessidade do cliente, pois comparecemos em toda a cadeia com injetoras, robôs, termorreguladores, controladores de fluxo, centrais de alimentação e desumidificadores”, abrange Sartori. “A energia brasileira anda cara, escassa e sem solução a curto prazo, exigindo do transformador que esquadrinhe sua planta para ver como economiza na eletricidade e em tudo que incida no resultado da produção. A Wittmann Battenfeld mostra o caminho integrando seus equipamentos com custos otimizados e ferramentas para supervisionar e parametrizar os processos”.
Perdas zeradas de energia
Nesses tempos bicudos de escassez de energia e matéria-prima, o transformador precisa produzir, utilizando o mínimo desses insumos, a maior quantidade possível de peças de qualidade, pondera Alfredo Schnabel Fuentes, diretor geral do escritório no Brasil da alemã Arburg, sumidade em injetoras hidráulicas, híbridas e elétricas. Para contribuir nessa busca de produtividade com economia energética, ele assinala, suas máquinas contam com trunfos como acionamentos hidráulicos ou elétricos turbinados pela inteligência artificial. “Eles se adequam à potência de cada movimento, a exemplo de dosagem, fechamento e injeção”, ele descreve. “Isso resulta em menos gasto de energia e, no caso das linhas hidráulicas, essa vantagem também é provida por bombas de vazão variável acionadas por servomotores com controle de rotação otimizado”. No âmbito das injetoras elétricas, assinala Fuentes, seus servomotores em todos os eixos também utilizam o sistema de recuperação de energia cinética (Kers).
Entre os avanços recentes da Arburg influentes na economia de energia, Fuentes atenta para o quesito do aprimoramento da rotação dos motores em linha com a necessidade do ciclo de produção. Nessa trilha, ele destaca os préstimos da função Assistente de Parametrização. “Trata-se de um recurso para parametrizar variáveis de processo, como força de travamento, contra-pressão ou recalque, com base em cálculos por software dos valores ideais e não máximos, como muitas vezes acontece”. O dirigente também chama atenção para a eliminação de perdas de energia em sistemas resfriados por ar ambiente (ventilador), vantagem provida pelo emprego em suas máquinas de motores refrigerados de alta capacidade de troca térmica. Fuentes arremata o rol de inovações da Arburg com o sistema integrado às injetoras para medição online do dispêndio de eletricidade em cada etapa do processo.
Um curto circuito no otimismo
Tarifas de luz nas nuvens e a disponibilidade incerta de energia são ducha no entusiasmo dos transformadores com a iniciada recuperação dos revezes sofridos na primeira onda da pandemia, aponta nesta entrevista José Ricardo Roriz Coelho, presidente da Associação Brasileira da Indústria do Plástico (Abiplast).
Até a estiagem piorar, desde agosto, fornecedores festejavam as vendas de máquinas para plástico. Essa disposição dos transformadores de aumentar a produção pode ser abalada pelo gargalo da energia?
O setor se recuperou da queda nas vendas infligida pela pandemia no ano passado. Já em agosto de 2020 nossas sondagens indicavam que os transformadores voltaram a ficar otimistas quanto à realização de investimentos. A atual imprevisibilidade em relação ao fornecimento de energia golpeia em cheio essas intenções. Já convivemos com um cenário de fortes reajustes nos preços das matérias-primas plásticas, nosso principal fator de custo. A conta da mão de obra também pressiona, considerando as altas inflacionárias, e a da energia elétrica – o terceiro maior item dos custos da transformação – também segue num ritmo forte de aumento. Aliás, o encarecimento dela deteriora ainda mais a situação do Custo Brasil. As tarifas brasileiras já estavam, normalmente, 30% acima da média das cobradas nos 35 países da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), o que por si só já impactava em R$20-R$23 bilhões o Custo Brasil. Em suma, a piora nos custos industriais de eletricidade só amplia essa diferença em relação a outros países e inibe investimentos por aqui.
Qual o aumento nos custos de energia para transformar plástico entre 2015 e 2020?
Entre janeiro de 2015 e julho último, os preços de energia praticamente duplicaram no Brasil, afetando significativamente essa rubrica de custo. Além disso, grandes problemas geram incerteza quanto a situações de desabastecimento e/ou racionamento de eletricidade. Dessa forma, estamos falando em paralisação de produção e efeitos mais expressivos sobre o processo de recuperação da economia e do setor plástico. Em cenários de desabastecimento e/ou racionamento de energia, já existem revisões para contração do PIB em 2022. Entre os principais custos da produção de transformados, o de energia é o segundo que vem acusando maiores altas. Desde o ano passado, as resinas aumentaram de 80% a 130% enquanto os gastos com eletricidade subiram 20% no mesmo período.
Como as mudanças climáticas indicam que as estiagens tendem a ficar mais frequentes e severas e considerando a defasagem do sistema elétrico nacional, a energia de fonte renovável pode entrar no radar dos transformadores atrás de segurança e economia no suprimento de eletricidade?
O nosso setor vem buscando alternativas de fornecimento de eletricidade, seja pelas compras no mercado livre ou investir em tecnologias como a geração de energia solar. O preço alto e o risco de problema grave no abastecimento talvez torne o momento propício para estudos de soluções nessa linha, pois os danos causados por essa crise hídrica são grandes e evidentes. Os níveis atuais de preços da energia solar influem para a obtenção de um retorno em tempo menor do capital aplicado nesses projetos.
Estilo Fórmula 1
“Não faz sentido o transformador buscar economia de energia diminuindo a capacidade produtiva”, sustenta Paulo Carmo, gerente da unidade de negócios no setor brasileiro de embalagens da Husky, fera canadense em sistemas de injeção de pré-formas e tampas. “A meta deve ser a melhora do consumo em kWh por quilo de material processado”.
Para encurtar o acesso a esse propósito, o executivo ressalta a incorporação em suas linhas de tecnologias de hardware que possibilitam o emprego de acionadores (drivers) de alta eficiência e rendimento. “Isso implica a oferta de injetoras ditas híbridas, pois munidas de diversas versões de acionadores, a exemplo dos elétricos ou servo hidráulicos e, no plano mais recente, o ajuste do consumo de energia da máquina à demanda ao longo do processo foi aprimorado com a introdução de sistemas eletrônicos de gestão e controle, como os tipos adaptativos”. No embalo, Carmo distingue o uso em linhas Husky de sistemas regeneradores de energia com tecnologia similar à usada na Fórmula 1. “A eletricidade resultante da frenagem de um componente em movimento pode ser reaproveitada ao longo do ciclo de operação da máquina”.
Elétrica no trono
Uma sopradora por extrusão contínua consome bastante energia, constata Newton Zanetti, diretor da Pavan Zanetti, nº1 nacional em linhas de sopro desse tipo e de pré-formas. “Em regra, o aquecimento da extrusão transcorre a 220 V”, ele justifica. “Esse consumo tende a estabilizar conforme a máquina entra em ritmo de produção e em geral gasta em média 50% em kWh do máximo que usaria se rodasse com toda a potência instalada”. Empenhada em reduzir o dispêndio de energia no fluxo de produção, a Pavan Zanetti comparece com linhas 100% elétricas e versões cada vez nessa direção. “Em nossas sopradoras híbridas movimentos por energia hidráulica são substituídos pelos ativados por motores e servomotores, possibilitando uma redução na quantidade da potência total”. Quanto aos modelos elétricos, Zanetti enaltece uma frugalidade energética superior à das sopradoras híbridas e uma economia do insumo da ordem de 30% no comparativo com a máquina hidráulica. “O problema ainda é o preço da sopradora elétrica, mas esperamos o declínio com o passar do tempo”.
Sopradoras hidráulicas empregam motor elétrico para acionar uma bomba hidráulica e gerar alta pressão no sistema, expõe Zanetti. “Têm perdas significativas geradas por calor no sistema devido à conversão de energia elétrica em movimento em energia hidráulica”, ele esclarece. “Uma sopradora elétrica utiliza os servomotores para gerar diretamente o movimento e registra menos perdas por não haver necessidade de gerar energia adicional (hidráulica)”. Outro ás na manga das elétricas, completa o dirigente, são os sistemas que reaproveitam no ciclo da máquina a energia utilizada durante as frenagens, evitando sua dissipação em forma de calor.
Munidos de lâmpadas infravermelhas, os fornos são os perdulários de carteirinha do consumo de energia em sopradoras de PET, aponta Zanetti. “Não há alternativa e a saída tem sido dimensionar melhor a capacidade desses fornos”, ele nota. “Por sua vez, a eletrificação das sopradoras de pré-formas contribui indiretamente para economia de energia mediante o acionamento elétrico dos movimentos, em lugar do sistema pneumático, reduzindo assim o consumo de ar comprimido na planta, permitindo ao transformador diminuir o gasto de eletricidade nos compressores da unidade”. Em linha com essa tendência, Newton Zanetti salienta que suas sopradoras PET 6000L e 7000 estão quase totalmente eletrificados.
Motores super premium
Silvio Davi Pires, gerente comercial da Rulli Standard, líder no país em extrusoras blow e de chapas, não vê opção para o transformador atazanado pela crise hídrica senão renovar seu parque fabril para contrabalançar a sangria da bandeira tarifária com produção e eficiência. Na raia das extrusoras, ele distingue, a Rulli se destaca pelo emprego em suas linhas de motores trifásicos da categoria IR 4 (super premium). “A norma vigente no Brasil exige motores IR 3 (premium) e com nossa opção pela versão superior proporcionamos economia de energia de 10% a 30%”. Além dos motores Weg IR 4 de ímã permanente e rolamentos ultra duráveis, Pires realça o emprego nas suas extrusoras de super resistências fundidas em alumínio. Entre outros prós, elas mantêm o controle da temperatura do processo com oscilações mínimas, contribuem para poupar eletricidade ao garantir a durabilidade de termopares e evitar a troca de resistências, substituição frequente quando elas são de cerâmica, ele observa.
Entre as referências de parcimônia energética em suas linhas para filmes, Pires ilustra com as extrusoras EF-2.1/2” e EF-2.1/2” Evolution. A primeira conta com rosca de 35 mm de diâmetro, motor de 75 cv e produção máxima de 230 kg/h em filme de polietileno. Por seu turno, segue o gerente, o modelo Evolution roda com motor de 100CV, provendo até 250 kg/h de filme de PEBD virgem ou reciclado e 230 kg/h no trabalho com a resina de alta densidade (PEAD). “Não há no segmento nacional de extrusão de filme e chapa equipamento que bata a Rulli em termos do menor consumo específico de energia, ou seja, o índice do gasto de kWh por quilo de material gerado”. Seja para suas extrusoras de filmes ou de chapas, Pires acena com a opção de entregá-las com mantas térmicas, outro apoio para a conta de luz não desandar.
Temperaturas reduzidas
Influencer global em extrusoras de rígidos, a battenfeld-cincinnati marca presença há bom tempo na praça com sistemas que compensam rápidas interrupções de energia, ocorrência considerada normais nas redes brasileiras de distribuição. “Criam uma ponte para que a máquina não pare”, sumariza Bruno Sommer, presidente da Techfine, agente da fabricante austríaca dessas extrusoras ornadas com motores de corrente alternada e isolamentos especiais de cilindros e cabeçotes.
Para explicar o muro de contenção de energia erguido pela tecnologia da battenfeld-cincinnati, Sommer recorre à série de extrusoras SolEX NG (New Generation). “O conjunto de rosca e cilindro com design patenteado garante a produção em altos volumes com baixas temperaturas de massa”, atesta Sommer. “Essa característica permite ao transformador rodar com uma extrusora de tamanho até duas vezes menor que qualquer outra de mesmo rendimento disponível no mercado, resultando em dispêndio de eletricidade no mínimo 15% inferior”.
Prévia do desempenho
A estabilidade da energia no processo e a obsessão em podar seu consumo correm nas veias da Kiefel, símbolo de nobreza em termoformadoras. “Todas as linhas admitem a instalação de no break, em especial para os sistemas CLP e IHM, os mais sensíveis aos efeitos das flutuações e interrupções da rede elétrica”, ilustra Patrick Claassens, agente da fabricante alemã no país. “Também podem ser colocados filtros adicionais para minimizar distorções e influências no funcionamento da máquina causados pelo sistema nacional de distribuição de eletricidade”. Os cuidados chegam ao ponto de munir o cliente de dados para calcular o desempenho energético da termoformadora em vista dentro das condições específicas de trabalho em sua unidade. “A cada novo projeto, nossos softwares de simulação fornecem a ele previsões precisas sobre o consumo de energia, água gelada e ar comprimido”, esclarece Claassens.
As mostras de evolução na economia de energia destacam-se entre os diferenciais das máquinas atuais da Kiefel (modelos KMD78.2 e KTR5.2) perante as gerações precedentes. Classens recheia o comparativo com o sistema de pré-aquecimento 10% mais eficaz; área de formação e velocidade geral da linha 10% maiores; troca de ferramentas mais rápida e a capacidade de refrigeração (ferramentas) e velocidade do ar de formação aumentadas, respectivamente, em 21% e 25%. “O resultado é uma produção 21% superior com queda de 10% na eletricidade consumida pelo sistema de aquecimento das novas termoformadoras”, completa o representante, acrescentando que também contribuem para essa poupança a captação, pelos servomotores, da energia gerada na frenagem dos movimentos. “Um outro caminho para baixar o gasto com a bandeira tarifária é rodar a extrusão da chapa e sua termoformagem numa única linha (in line)”, acena Claassens. “O filme extrudado segue direto para a termoformadora, dispensando seu bobinamento e resfriamento para armazenagem intermediária no processo”.
Pensando pequeno e grande
A associação imediata da rotomoldagem com peças volumosas torna-se página virada com o lançamento da máquina Sphere Oven pela brasileira Rotoline. “Ela chega ao mercado para vencer os gargalos para se rotomoldar artefatos menores”, sublinha o diretor comercial Raphaeli De Luccas. “Para uma peça de 20 quilos de polietileno (PE), não há grandes problemas em faltar ou ultrapassar em algumas gramas o peso do polietileno (PE)”, ele assinala. “Mas para artefatos menores, que utilizam em torno de 300 gramas, a pesagem precisa é essencial, sob risco de perda na hipótese de erro da pessoa incumbida dessa etapa de um processo operacional trabalhoso por também envolver cuidados com o armazenamento, transporte e dosagem até o polímero chegar aos moldes da linha de rotomoldagem, dependentes de intervenção humana para serem abertos, alimentados e fechados”. A Sphere Oven rompe este grilhão por ser totalmente automatizada (ponto a favor da economia de energia) na pesagem do material e nos movimentos e preenchimento dos moldes. “Automação implica ganho de tempo, precisão e redução considerável do desperdício de matéria-prima”, enfatiza o diretor. “A Sphere Oven dispõe de robô que contribui para a repetitividade da produção ao alimentar os moldes com o volume programado na receita e distribuir o material com uniformidade neles. No plano geral, a máquina requer apenas um operador para lidar com o painel de controle”.
O lançamento da Rotoline conta com forno esférico de 1,60 m de diâmetro, quatro braços fixos retos e capacidade de carga de 450 quilos. Seu sistema automatizado de pesagem trabalha com até quatro cores na mesma receita. “Ele possibilita a produção da mesma peça com até quatro cores diferentes ou em larga escala com a mesma cor, sem depender de operador para trocar o material”, frisa Luccas. A Sphere Oven ocupa cerca de 50 m², área que economiza espaço na planta. “Afinal, não há necessidade de espaço específico para balança, coleta de matéria-prima etc”, ele conclui.
Resistências diferenciadas
Ás nacional em termoformadoras e linhas de corte e solda, a Hece também não dorme no ponto. “Nossas ações iniciais em prol da economia de energia envolveram o uso de motores elétricos de alto rendimento e componentes eletroeletrônicos como inversores de frequência e servodrives”, expõe Luiz Fernando Sverzut. “Em particular nas termoformadoras, adotamos resistências elétricas com tecnologia infravermelha alemã, capaz de baixar em até 16% o gasto com energia no sistema de aquecimento da chapa”.
Sverzut também destaca a substituição de sistemas pneumáticos, dependentes de grandes compressores de ar para pressurizar as linhas, por sistemas eletrônicos acionados por servomotores. “Eles diminuem o consumo de ar comprimido e, por tabela, contribuem para poupar energia”, explica o diretor. “Quando a máquina está parada ou em set up os motores não consomem energia como ocorre no sistema pneumático”. No arremate, ele ressalta a oferta, como recurso opcional, de acionamentos por servomotores dos cabeçotes de solda para equipar suas linhas destinadas à produção de pouches, stand up pouches e sacos de ração animal.
Corrente nos conformes
Motores assíncronos e sistemas por soft starter e inversores de frequência de controle vetorial reluzem no arsenal da Pallmann, ourivesaria alemã de periféricos, para zelar pela parcimônia no gasto energético de linhas como a de seus carros-chefes no Brasil – micronizadores a disco tipo PKM, moinhos granuladores tipo PS e aglomeradores tipo PFV. “Com esses recursos, diminuímos os picos de corrente na partida dos motores”, sublinha Marcelo Moura de Araújo, gerente comercial da base da empresa no país. Tem mais. “Esses equipamentos destinados em sua maior parte a rotomoldadores e recicladores também dispõem de controle de velocidade de alimentação através da leitura de corrente em tempo real do motor principal”, assinala o executivo. “Desse modo, fica afastada a possibilidade de superalimentação dos nossos periféricos, ameaçando danificar os motores elétricos e gerar picos de correntes que aumentam o desembolso com energia”.
Araújo também comenta que os CLPs utilizados pela Pallmann são configurados para diminuir ou mesmo parar momentaneamente a alimentação de seus moinhos quando o motor principal atinge um percentual pré-estabelecido de corrente de trabalho. “Com menos material na câmara de moagem, a leitura de amperagem diminui e o sistema volta a ser alimentado em sua capacidade máxima, respeitados os parâmetros pré-delimitados da corrente da operação”, esclarece o gerente. A fixação da Pallmann em desbastar gorduras do gasto energético também transparece indiretamente de suas ações recentes no tocante à eletrônica embarcada em seus equipamentos auxiliares. Araújo exemplifica com sistemas supervisórios tipo CLP e IHM para o cliente conferir no ato uma infinidade de tópicos do processo, entre eles tempos de funcionamento e paradas, tipos e total de interrupções e indicadores da necessidade de manutenção preventiva ou corretiva do periférico. Essa marcação digital também restringe o consumo de energia ao essencial. •
