EDUARDO CESAREmissor de laser (em azul) e o refletor (abaixo): informações ao microcontrolador (ao fundo)EDUARDO CESAR
Sensores eletrônicos desenvolvidos com tecnologia nacional, após cinco anos de pesquisa, mostraram-se eficazes para melhorar o processo de fabricação de papel e reduzir os prejuízos decorrentes de desgaste mecânico de equipamento durante a fase de pré-secagem. Nessa etapa, anterior à transformação da pasta de celulose em papel, o excesso de água precisa ser eliminado. Para que isso ocorra, a pasta é colocada sobre uma tela de fibras plásticas, sustentada e transportada por grandes cilindros. A monitoração é feita por um sistema composto de um sensor mecânico, também chamado de apalpador, que funciona como uma haste retangular encostada na borda da tela, percebendo o posicionamento e os deslocamentos laterais.
O controle é feito com o acionamento pneumático nos cilindros, deslocados para frente ou para trás, de forma a manter, o máximo possível, a tela centrada no equipamento. A tarefa é bastante complicada por conta das dimensões da tela, que chega a medir até 60 metros de comprimentos por 5 metros de largura. Ocorre que o permanente contato do sensor mecânico com a tela em movimento provoca atrito e, como conseqüência, tanto ela como o apalpador se desgastam. Em alguns casos, até o funcionamento de todo o equipamento fica comprometido, causando sérios prejuízos à indústria de papel no processo produtivo, não só pelo elevado custo da tela, mas, principalmente, pelo tempo de parada da máquina para manutenção.
A solução desenvolvida pela Akros Tecnologia, uma pequena empresa de São José dos Campos (SP), baseia-se em um sistema que controla automaticamente o posicionamento da tela por meio de um sistema óptico. “Dessa forma, a tela é colocada na posição desejada sem haver nenhum contato com o apalpador, evitando desgastes da tela e do equipamento”, diz o engenheiro eletrônico Benedito Carlos da Silva, um dos sócios da Akros e coordenador do projeto financiado pela FAPESP dentro do Programa de Inovação Tecnológica em Pequenas Empresas (PIPE). O sistema, instalado junto à tela, é composto de um sensor que emite um feixe de laser e um refletor. A intensidade do feixe refletido mostra a posição da tela. Essa informação segue, via cabo de fibra óptica, até um microcontrolador que percebe as variações e envia comandos para o módulo de acionamento pneumático, responsável pelo posicionamento da tela na condição ideal de funcionamento.
Silva conta quea idéia de desenvolver o Sistema Óptico de Posicionamento Automático de Telas (Sopat) surgiu durante uma visita profissional a uma empresa fabricante de papel, em 1998, quando ouviu relatos das limitações do sistema mecânico. A Akros, nessa época, trabalhava principalmente no desenvolvimento de novos produtos e na construção de máquinas para vários nichos industriais, depois de sentir a redução dos projetos dos setores aeronáutico e aeroespacial, áreas que eram o foco da empresa quando ela foi criada em 1993. Assim, a indústria de papel interessava a Akros e Silva expôs aos seus sócios, um engenheiro naval e outro com formação mecânica e aeronáutica, a proposta de desenvolver o sistema de controle eletrônico.
Os engenheiros logo perceberam que não poderiam usar os sensores existentes no mercado porque durante a fase de secagem da pasta as temperaturas médias chegam acima de 100 ºC e o ambiente fica carregado de vapores químicos. Por isso, a escolha foi para o desenvolvimento de sensores com fibra óptica, imunes à interferência eletromagnética e resistentes a ambientes agressivos. As unidades eletrônicas (transmissor, receptor e microcontrolador) ficam localizadas fora da máquina, enquanto os sensores e as fibras ópticas operam dentro do equipamento porque resistem às condições adversas.
Testes reais
Na época da apresentação do projeto PIPE, em 1998, a Akros voltava a prestar serviços para a Embraer, contratada para trabalhar em cálculos e projetos na nova família de jatos regionais. Mas isso não a impediu de dedicar-se ao Sopat. O sistema despertou o interesse de algumas fabricantes de papel, mas o grande obstáculo encontrado até agora para instalação do sensor nas fábricas é a condição de operação das máquinas produtoras de papel que trabalham até 50 dias sem interrupção e apenas um dia de parada, quando todos os acertos, trocas de peças e reparos têm de ser feitos. Por isso, só partes do sistema foram testadas em condições reais de uso, aproveitando-se dessas paradas.As dificuldades, no entanto, não desanimaram os sócios da Akros. Eles contataram um dos principais fabricantes do equipamento industrial, a alemã Voith. “Foi feita uma apresentação do sistema a técnicos da empresa que ficaram bastante interessados”, conta Silva.
“Mesmo em nível mundial, o Sopat não tem um equipamento similar, que incorpore um microcontrolador. O software usado no equipamento permite a adequação do sistema aos mais diversos tipos de máquinas.” O mercado para o Sopat, segundo dados da Associação Brasileira de Celulose e Papel (Bracelpa), é bastante promissor. São 220 empresas fabricantes de papel e celulose distribuídas por 16 estados brasileiros. Como cada uma das fábricas tem de dois a seis setores de pré-secagem, e em cada um são necessários vários sensores (entre dois e oito), a estimativa de demanda potencial é da ordem de 5 mil equipamentos. A adoção do sistema eletrônico não significa aposentar definitivamente o mecânico, que fica desligado mas ainda instalado na máquina. Em situações de emergência, como falta de energia elétrica ou falha de componentes do Sopat, o apalpador é liberado automaticamente e o funcionamento do sistema antigo é restabelecido.
O Projeto
Sistema Óptico de Posicionamento Automático de Telas (Sopat) (nº 98/14929-0); Modalidade Programa de Inovação Tecnológica em Pequenas Empresas (PIPE); Coordenador Benedito Carlos da Silva – Akros Tecnologia; Investimento R$ 206.400,00
