Nitro Nitro

Inovação e eficiência na Indústria Química 4.0

Nitro estabiliza processo, reduz manutenção e eleva produtividade em torres de destilação com solução de controle inteligente da i.Systems.

80% de redução nas ocorrências por variação de temperatura;
75% de redução na variabilidade da temperatura

Nitro

A Nitro é uma empresa brasileira, produtora global de especialidades químicas para diversos setores industriais e de insumos para o agronegócio. Com sede no bairro de São Miguel Paulista, em São Paulo, possui operações em outros seis países. Em mais de oito décadas de competência tecnológica, a Nitro trabalha continuamente para desenvolver soluções e tecnologias que melhoram a vida das pessoas e os negócios dos seus clientes. Com receita líquida da ordem de R$ 1,1 bilhão registrada em 2020, a companhia é reconhecida mundialmente pela segurança de suas operações e segue os mais rigorosos padrões mundiais de qualidade.

Focada em sua jornada de modernização, em 2019, a empresa definiu uma série de pilares estratégicos de Indústria 4.0 para direcionar suas ações. Um deles, determina a busca de inovação que faça sentido para a busca de segurança, redução de custos e ganhos de produtividade. Foi nesse momento que a trajetória da Nitro convergiu para uma parceria com a I.Systems, especialista na aplicação de Inteligência Artificial (IA) para aumento de eficiência da indústria.

Desafio
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Equilibrando temperatura e misturas

Um dos desafios industriais nas plantas da Nitro era justamente aprimorar o processo de recuperação de ácidos em torres de vidro. Esses equipamentos recebem uma mistura de ácido nítrico, ácido sulfúrico e água. Ao serem aquecidas, as torres separam esses materiais, que serão reutilizados como matéria-prima no mesmo processo de produção.

A gerente de engenharia e operações da empresa, Nathalia Bastos, explica que as torres são de vidro por ser um material resistente à composição dos ácidos. “Mesmo sendo um vidro especial para esse processo, ele trinca ou quebra, principalmente quando há variações grandes de temperatura em pouco tempo”, diz, sobre o desafio da operação.

Além do controle preciso do delta de temperatura, havia também o desafio de equilibrar as misturas dos elementos. Se isso não acontece, a separação não é bem feita e o processo deve ser refeito. “Esse desequilíbrio era muito forte, tanto que a disponibilidade de uma das torres era bem baixa, com um índice de quebra muito alto”, afirma, lembrando que uma torre parada representa altos custos de manutenção, já que as peças são importadas e que, além disso, há um limite do que é possível operar sem recuperar os ácidos.

Outra necessidade era a de padronização das manobras de partida e parada do processo. Como todas essas ações eram realizadas por operadores, era necessário definir uma fórmula para serem executadas, reduzindo a possibilidade de choque térmico nas torres. Com todos estes pontos de atenção, a equipe industrial da Nitro começou a buscar uma solução que automatizasse esses processos, reduzindo a dependência de operações manuais.

Solução
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A escolha do Leaf

A gerente lembra que, inicialmente, a Nitro utilizou uma ferramenta de controle regulatório avançado. A solução não atendia a demanda, uma vez que trabalhava com uma programação prévia e oferecia um controle linear, que não levava em conta eventuais variações nos elementos envolvidos.

Na ocasião, a Nitro estava em contato com a i.Systems por conta de um outro projeto. Ao comentar o desafio que estavam enfrentando, o próprio time de consultores da i.Systems propôs a realização do projeto na torre de vidro utilizando o Leaf, solução de controle avançado multivariável de processos com uso de Inteligência Artificial (IA).

“Decidimos testar, primeiro por conta da parceria que vimos na i.Systems, tanto comercial como técnica. Além disso, o valor era mais baixo do que estávamos trabalhando com outras empresas”, afirma Nathalia.

De acordo com o engenheiro de processos da Nitro, Paulo Henrique Oliveira, o primeiro passo foi a conceitualização do projeto, apresentando para o time da i.Systems os desafios enfrentados. Em seguida, foi feito o mapeamento das malhas de controle da torre de vidro. “Com isso, preparamos o racional da melhor forma de operação, definindo as malhas de controle e quem controlaria o processo”, explica.

A partir daí, houve uma etapa de construção do modelo operacional, com a participação dos times de campo e dos operadores que, segundo Oliveira, foram ouvidos em suas necessidades e sugestões. “Eles contribuíram para esse processo, nos ajudando a captar o que era necessário. Esse passo a passo fez diferença na hora de fazer o controle avançado”, diz. Todos estes processos foram acompanhados de perto pela equipe da i.Systems.

O Leaf foi programado para atender as necessidades e modelos operacionais mapeados junto com o time da Nitro. Com isso, foram desenvolvidos controladores específicos para a torre de destilação, além de novos controles em relação ao que era feito manualmente. Ao final, a I.Systems conseguiu traduzir a lógica do operador para o Leaf, tornando-o na ferramenta certa para aquele processo.

Oliveira destaca que durante a implementação, e mesmo depois que a solução entrou em operação, a i.Systems dá retornos muito rápidos sobre eventuais dúvidas. “O corpo técnico, durante a implantação, era muito bom tecnicamente, o que nos deu confiança. Além disso, o modelo de contratação da solução como serviço (SaaS, na sigla em inglês) também ajuda bastante e é ideal no momento em que enfrentamos novos desafios, aderindo ao conceito de desenvolvimento constante”, destaca.

Resultado
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Redução de quebras e paradas

A implementação do Leaf começou em outubro de 2020 e, em novembro, a solução estava em funcionamento. Com a tecnologia, a Nitro conseguiu automatizar seus processos de partida e parada na torre de destilação. Mais que isso, a equipe de engenharia de processos dá o input e a solução faz o resto. Até aqui, as ocorrências de variação de temperatura de mais de 3 graus por minuto foram reduzidas em 80%.

A tecnologia possibilitou uma redução nas paradas das torres e, também, na aquisição de peças de reposição. “Além das partidas e paradas, há uma performance muito boa na operação automática. Agora, o controle tem valores fixados, com desvios muito pequenos, o que permite colocar mais vazão e acelerar o processo. Isso também melhorou bastante”, comemora Oliveira.

Nathalia ressalta que o sucesso do projeto já está estimulando outras iniciativas em parceria com a i.Systems. O Leaf também está sendo implantado nas colunas de álcool, um local onde há bastante instrumentação, e deve ser expandido a uma segunda torre de vidro. “Nosso desafio agora é garantir que nos próximos locais haja instrumentos que nos permitam a implementação de controle avançado. Estamos bem satisfeitos com o projeto e os resultados”, afirma.

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Equilibrando temperatura e misturas

Um dos desafios industriais nas plantas da Nitro era justamente aprimorar o processo de recuperação de ácidos em torres de vidro. Esses equipamentos recebem uma mistura de ácido nítrico, ácido sulfúrico e água. Ao serem aquecidas, as torres separam esses materiais, que serão reutilizados como matéria-prima no mesmo processo de produção.

A gerente de engenharia e operações da empresa, Nathalia Bastos, explica que as torres são de vidro por ser um material resistente à composição dos ácidos. “Mesmo sendo um vidro especial para esse processo, ele trinca ou quebra, principalmente quando há variações grandes de temperatura em pouco tempo”, diz, sobre o desafio da operação.

Além do controle preciso do delta de temperatura, havia também o desafio de equilibrar as misturas dos elementos. Se isso não acontece, a separação não é bem feita e o processo deve ser refeito. “Esse desequilíbrio era muito forte, tanto que a disponibilidade de uma das torres era bem baixa, com um índice de quebra muito alto”, afirma, lembrando que uma torre parada representa altos custos de manutenção, já que as peças são importadas e que, além disso, há um limite do que é possível operar sem recuperar os ácidos.

Outra necessidade era a de padronização das manobras de partida e parada do processo. Como todas essas ações eram realizadas por operadores, era necessário definir uma fórmula para serem executadas, reduzindo a possibilidade de choque térmico nas torres. Com todos estes pontos de atenção, a equipe industrial da Nitro começou a buscar uma solução que automatizasse esses processos, reduzindo a dependência de operações manuais.

A escolha do Leaf

A gerente lembra que, inicialmente, a Nitro utilizou uma ferramenta de controle regulatório avançado. A solução não atendia a demanda, uma vez que trabalhava com uma programação prévia e oferecia um controle linear, que não levava em conta eventuais variações nos elementos envolvidos.

Na ocasião, a Nitro estava em contato com a i.Systems por conta de um outro projeto. Ao comentar o desafio que estavam enfrentando, o próprio time de consultores da i.Systems propôs a realização do projeto na torre de vidro utilizando o Leaf, solução de controle avançado multivariável de processos com uso de Inteligência Artificial (IA).

“Decidimos testar, primeiro por conta da parceria que vimos na i.Systems, tanto comercial como técnica. Além disso, o valor era mais baixo do que estávamos trabalhando com outras empresas”, afirma Nathalia.

De acordo com o engenheiro de processos da Nitro, Paulo Henrique Oliveira, o primeiro passo foi a conceitualização do projeto, apresentando para o time da i.Systems os desafios enfrentados. Em seguida, foi feito o mapeamento das malhas de controle da torre de vidro. “Com isso, preparamos o racional da melhor forma de operação, definindo as malhas de controle e quem controlaria o processo”, explica.

A partir daí, houve uma etapa de construção do modelo operacional, com a participação dos times de campo e dos operadores que, segundo Oliveira, foram ouvidos em suas necessidades e sugestões. “Eles contribuíram para esse processo, nos ajudando a captar o que era necessário. Esse passo a passo fez diferença na hora de fazer o controle avançado”, diz. Todos estes processos foram acompanhados de perto pela equipe da i.Systems.

O Leaf foi programado para atender as necessidades e modelos operacionais mapeados junto com o time da Nitro. Com isso, foram desenvolvidos controladores específicos para a torre de destilação, além de novos controles em relação ao que era feito manualmente. Ao final, a I.Systems conseguiu traduzir a lógica do operador para o Leaf, tornando-o na ferramenta certa para aquele processo.

Oliveira destaca que durante a implementação, e mesmo depois que a solução entrou em operação, a i.Systems dá retornos muito rápidos sobre eventuais dúvidas. “O corpo técnico, durante a implantação, era muito bom tecnicamente, o que nos deu confiança. Além disso, o modelo de contratação da solução como serviço (SaaS, na sigla em inglês) também ajuda bastante e é ideal no momento em que enfrentamos novos desafios, aderindo ao conceito de desenvolvimento constante”, destaca.

Redução de quebras e paradas

A implementação do Leaf começou em outubro de 2020 e, em novembro, a solução estava em funcionamento. Com a tecnologia, a Nitro conseguiu automatizar seus processos de partida e parada na torre de destilação. Mais que isso, a equipe de engenharia de processos dá o input e a solução faz o resto. Até aqui, as ocorrências de variação de temperatura de mais de 3 graus por minuto foram reduzidas em 80%.

A tecnologia possibilitou uma redução nas paradas das torres e, também, na aquisição de peças de reposição. “Além das partidas e paradas, há uma performance muito boa na operação automática. Agora, o controle tem valores fixados, com desvios muito pequenos, o que permite colocar mais vazão e acelerar o processo. Isso também melhorou bastante”, comemora Oliveira.

Nathalia ressalta que o sucesso do projeto já está estimulando outras iniciativas em parceria com a i.Systems. O Leaf também está sendo implantado nas colunas de álcool, um local onde há bastante instrumentação, e deve ser expandido a uma segunda torre de vidro. “Nosso desafio agora é garantir que nos próximos locais haja instrumentos que nos permitam a implementação de controle avançado. Estamos bem satisfeitos com o projeto e os resultados”, afirma.

Paulo Henrique Oliveira
Nitro - Engenheiro de Processos
O corpo técnico, durante a implantação, era muito bom tecnicamente, o que nos deu confiança. Além disso, o modelo de contratação da solução como serviço (SaaS, na sigla em inglês) também ajuda bastante e é ideal no momento em que enfrentamos novos desafios, aderindo ao conceito de desenvolvimento constante.
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