Otimização Energética de Equipamentos Produtivos no Setor de Misturação

A Continental Mabor S.A. é uma empresa líder no setor automóvel, e como tal, tem a necessidade de adotar continuamente estratégias de melhoria e otimização para um crescimento rentável e sustentado, com vista à afirmação da sua posição no mercado. A presente dissertação teve como principal objetivo encontrar soluções de otimização energética, no setor principal do processo de fabrico dos componentes que constituem um pneu, a secção de misturação e respetivos sistemas auxiliares, como é o caso do transporte de uma das matérias-primas, o negro de fumo. O desenvolvimento deste estudo passou por diversas fases como, a integração na empresa no sentido de conhecer o processo produtivo da Continental Mabor, a análise das utilidades energéticas consumidas no ano de 2016 nos setores em estudo e a identificação de oportunidades de redução de consumos sem prejuízo do rendimento produtivo. Nesta dissertação foram sugeridas/estudadas 4 medidas de otimização, tendo sido possível implementar e testar parte delas. Como primeira medida foi elaborado um novo plano de controlo para os compressores utilizados na produção de ar comprimido responsável pelo transporte de negro de fumo, tendo sido possível realizar a sua implementação e teste. Com esta medida foi possível reduzir o consumo específico médio do conjunto dos compressores de 0,204 kWh/m3 (PTN) para 0,136 kWh/m3 (PTN), traduzindo-se numa poupança anual na ordem dos 000 €. Para além da poupança em termos energéticos/económicos, esta medida previne o acionamento de compressores sem que haja essa necessidade, diminuindo assim a manutenção requerida pelos mesmos. Como segunda medida, foi estudada a viabilidade energética/económica na substituição do tipo de válvulas utilizadas nos mecanismos de limpeza dos filtros de mangas dos silos de armazenamento de negro de fumo, e nos coletores de aspiração acoplados aos misturadores. Concluiu-se que, no caso dos silos, um investimento inicial de 0000 € levaria a uma poupança anual entre 0000 €/ano e 0000 €/ano, traduzindo-se num período de retorno do investimento entre 6,5 e 3,9 anos, consoante o aumento do intervalo de tempo entre disparos de limpeza. Após testes realizados, o intervalo de tempo entre disparo que foi possível alcançar sem causar problemas no transporte foi de 15 segundos. Verificou-se também que das poupanças estimadas, aproximadamente 0000 €/ano correspondem a fugas existentes nestas válvulas, o que com a simples reparação das mesmas o problema seria resolvido. Para o estudo relativo à substituição das válvulas nos coletores de aspiração concluiu-se que para um investimento de 89100 €, a poupança anual estimada varia entre 0000 €/ano e 0000 €/ano, traduzindo-se num período de retorno do investimento entre 4,9 e 0,7 anos, consoante o aumento do intervalo de tempo entre disparo de limpeza que será possível alcançar após a sua implementação (4;10;15;30 e 60 segundos). Outra medida de otimização sugerida, consistiu na substituição das bombas pneumáticas de duplo diafragma utilizadas nos tanques de banho antiaderente, por bombas elétricas de cavidade progressiva (parafuso). Após análise e testes realizados, concluiu-se que com a sua substituição, a poupança anual resultante será de 0000 €. O investimento total necessário é de 0000 e 0000€, para as bombas com e sem variador de frequência, traduzindo-se num período de retorno do investimento de 11,9 e 7,7 meses respetivamente. Por fim, foi sugerida a implementação de um sistema de padronização e alerta dos consumos energéticos dos diversos equipamentos existentes na empresa. Uma vez que existe um software de monitorização desses consumos, MESSDAS, a implementação deste tipo de sistema poderá auxiliar na deteção antecipada de possíveis problemas e avarias nas respetivas máquinas. Desta forma o tempo de resposta das equipas de manutenção curativa e preventiva melhoram, impedindo assim problemas de maior dimensão e ao mesmo tempo reduzindo os custos associados a estas.Continental Mabor S.A. is a leader in the automotive industry, and as such, has a need to continually adopt improvement and optimization strategies for profitable and sustained growth, in order to affirm its position in the market. The main objective of this dissertation was to find energy optimization solutions, in the main sector of the manufacturing process of components that constitute a tire, the mixing section and its auxiliary systems, such as the transport of one of the raw materials, the carbon black. The development of this study has undergone several phases, such as the integration in the company to learn about the production process of Continental Mabor, the analysis of the energy utilities consumed in the year 2016 in the sectors under study and the identification of opportunities to reduce consumption without prejudice the productive income. In this dissertation 4 optimization measures were suggested / studied, and it was possible to implement and test some of them. As a first step a new control plan was developed for the compressors used in the production of compressed air responsible for the transport of carbon black, and it was possible to carry out its implementation and testing. With this measure it was possible to reduce the average specific consumption of the compressors as a whole from 0,204 kWh / m3 (PTN) to 0,136 kWh / m3 (PTN), resulting in annual savings of around 000 €. In addition to saving in terms of energy / economics, this measure prevents the operation of compressors without this need, thus reducing the maintenance required by them. As a second measure, the energetic / economic feasibility was studied in the substitution of the type of valves used in the cleaning mechanisms of the filters sleeves of the silos of carbon black storage, and in the aspiration collectors coupled to the mixers. It was concluded that, in the case of silos, an initial investment of 0000 € would lead to annual savings of 0000 €/year and 0000 €/year, translating into a return period of investment between 6,5 and 3,9 years, depending on the increase in the time interval between cleaning shots. After testing, the time interval between shots that could be achieved without causing transportation problems was 15 seconds. It was also verified that of the estimated savings, approximately 0000 €/year corresponded to leaks existing n these valves, which with the simple repair of them the problem would be solved. For the study on the replacement of the valves in the aspiration collectors, it was concluded that for an investment of 0000 €, the estimated annual savings vary between 0000 €/year and 0000 €/year, translating into a return period of investment between 4,9 and 0,7 years, depending on the increase in the time interval between the cleaning shots that can be reached after its implementation (4; 10; 15; 30 and 60 seconds). Another suggested optimization measure was the replacement of double diaphragm pneumatic pumps used in bath tanks with progressive cavity electric pumps. After analysis, it was concluded that with its replacement, the resulting annual savings will be 0000 €. The total investment required is 0000 and 0000 €, for pumps with and without frequency inverter, translating into a return period of investment of 11,9 and 7,7 months respectively. Finally, it was suggested the implementation of a system of standardization and alert f the energy consumptions of the diverse equipment existing in the company. Since there is a monitoring software for these consumptions, MESSDAS, the implementation of this type of system can help in the early detection of possible problems and malfunctions in the respective machines. This way, the response time of curative and preventive maintenance teams improves, that will prevent bigger problems and at the same time reduce the costs associated with them