A automação de secadores de grãos pode melhorar o acompanhamento da umidade, da temperatura e da produção efetiva. Além disso, permite registrar o histórico da operação e reduzir a dependência de regulagens exclusivamente manuais.
Entretanto, a modernização não precisa ocorrer de uma única vez. Por exemplo, o projeto pode começar somente com o monitoramento e evoluir gradativamente para o controle automático da descarga, da temperatura e de outros componentes.
Contudo, a viabilidade técnica e econômica depende das características do secador, do estado de conservação e das adaptações necessárias.
Como automatizar um secador de grãos?
Em geral, podemos dividir um projeto de modernização em três etapas principais.
1. Monitoramento do processo
Primeiramente, a equipe técnica pode instalar sensores sem alterar o comando original do secador.
Por exemplo, o sistema pode acompanhar:
- umidade na entrada;
- umidade na saída;
- temperatura da massa de grãos;
- temperatura do ar de secagem;
- temperatura do ar de exaustão;
- níveis de produto;
- pressão e vazão do ar;
- velocidade de descarga;
- horas de funcionamento;
- alarmes e ocorrências de parada.
Nesse nível, o operador continua realizando as regulagens manualmente. Entretanto, ele passa a tomar decisões com base em informações que o sistema registra continuamente.
Dessa forma, a unidade começa a formar um histórico confiável do processo antes de investir em níveis mais avançados de automação.
2. Controle assistido
Em seguida, o projeto pode incorporar:
- inversores de frequência;
- controle da velocidade de descarga;
- atuadores pneumáticos ou elétricos;
- venezianas motorizadas;
- alimentação mecanizada de combustível;
- alarmes e bloqueios automáticos;
- acesso remoto;
- relatórios e históricos de operação.
Nessa etapa, o operador define os parâmetros e acompanha o processo. Enquanto isso, o sistema executa determinadas regulagens e informa as situações que exigem intervenção.
Assim, o controle assistido reduz algumas tarefas manuais sem retirar completamente do operador a responsabilidade pelas decisões do processo.
3. Automação do processo
Por fim, em uma etapa mais avançada, o controlador pode utilizar a umidade de entrada, a umidade de saída, as temperaturas e o tempo de deslocamento dos grãos para determinar a velocidade adequada de descarga.
Além disso, dependendo do projeto, a automação poderá atuar sobre a alimentação da fornalha, a abertura das venezianas e outros componentes do secador.
Contudo, o sistema precisa considerar o tempo de residência dos grãos. Uma alteração na entrada ou na velocidade de descarga não modifica imediatamente a umidade medida na saída.
Isso ocorre porque o produto leva determinado tempo para percorrer o interior do secador. Portanto, o controlador precisa relacionar cada alteração operacional ao resultado que aparecerá posteriormente na saída.
Como funciona o controlador Dryer Master DM510?
O Dryer Master DM510, de fabricação canadense, exemplifica um sistema de controle para secadores contínuos. Integradores podem instalar o equipamento em secadores novos ou incorporá-lo a instalações existentes.
Para isso, o conjunto utiliza:
- sensor de umidade e temperatura na entrada;
- sensor de umidade e temperatura na saída;
- monitoramento da temperatura do ar de secagem;
- painel de controle;
- comunicação com o acionamento da descarga;
- acesso remoto e histórico da operação.
O controlador cria um modelo do produto que se encontra dentro do secador. Em seguida, conforme mudam a umidade de entrada e as condições do processo, o sistema recalcula a velocidade de descarga.
Contudo, o DM510 não controla automaticamente a temperatura de secagem. Ele monitora essa temperatura e atua sobre a descarga.
Ou seja, se o operador alterar a temperatura, o controlador considera essa mudança ao recalcular a velocidade de descarga.
A fabricante também esclarece que nem todos os grãos sairão exatamente no valor programado. A umidade-alvo representa uma média.
Portanto, o sistema busca reduzir a variação e concentrar os resultados em torno dessa média. Além disso, a empresa informa que não desenvolveu o DM510 para secadores em silo nem para equipamentos exclusivamente intermitentes.
Esse exemplo demonstra que uma automação bem definida não precisa controlar todas as variáveis ao mesmo tempo. Em outras palavras, controlar corretamente a descarga pode representar a intervenção mais importante em algumas instalações.
Existem sistemas de automação no Brasil?
Da mesma forma, o mercado brasileiro já oferece soluções comerciais com diferentes níveis de monitoramento e automação para secadores de grãos.
Por exemplo, a Kepler Weber disponibiliza recursos de conectividade por meio da plataforma Sync. O catálogo da empresa apresenta três níveis para a linha de secadores ADS:
- monitoramento da secagem;
- controle da temperatura de secagem;
- automação da secagem.
No primeiro nível, o sistema disponibiliza informações da operação em tempo real.
Em seguida, no controle da temperatura, o sistema pode integrar a alimentação automática de combustível do gerador de calor.
Por fim, na automação da secagem, o sistema acrescenta o controle da umidade dos grãos por meio da modulação automática da descarga.
O catálogo indica que a linha ADS, dos modelos KW 10 ao KW 200 para soja e milho, aceita a tecnologia Sync. Contudo, a disponibilidade de cada função depende da versão do sistema e da configuração do equipamento.
Além da Kepler Weber, a Procer comercializa diferentes níveis de monitoramento, gerenciamento e automação. A solução Dryer Command integra sensores de temperatura, nível, pressão do ar e umidade dos grãos em fluxo.
Segundo a empresa, o sistema pode atuar sobre:
- velocidade de descarga;
- alimentação da fornalha;
- abertura e fechamento das venezianas;
- alarmes e bloqueios;
- registro e histórico dos dados;
- acompanhamento remoto.
Além disso, outros fabricantes e integradores brasileiros fornecem sensores, painéis e projetos modulares para modernizar secadores.
Portanto, a presença dessas tecnologias no mercado demonstra que o monitoramento e a automação não exigem necessariamente a compra de um secador completamente novo.
É possível automatizar um secador antigo?
Sim. Entretanto, a equipe responsável precisa avaliar individualmente a compatibilidade de cada equipamento.
Antes de iniciar o projeto, essa equipe deve verificar:
- tipo de funcionamento, contínuo ou intermitente;
- estado estrutural e mecânico;
- uniformidade da distribuição dos grãos;
- condição dos ventiladores e dutos;
- capacidade da fornalha;
- funcionamento da descarga;
- possibilidade de instalar inversor de frequência;
- locais adequados para os sensores;
- condição dos painéis, motores e instalações elétricas;
- existência de alarmes e intertravamentos;
- disponibilidade de peças;
- vida útil esperada do equipamento.
Um secador antigo pode exigir alterações na descarga, no painel elétrico, na alimentação de combustível ou nos pontos destinados aos sensores.
Consequentemente, essas adaptações envolvem mão de obra, materiais, programação e comissionamento. Por isso, o orçamento deve comparar o custo da modernização com o volume processado, o tempo restante de utilização e os benefícios esperados.
Entretanto, a automação completa pode não oferecer retorno econômico adequado em algumas instalações. Nesses casos, um sistema mais simples de monitoramento pode fornecer informações suficientes para melhorar a operação sem exigir grandes modificações.
Assim, a modernização deve acompanhar as necessidades reais da unidade, e não apenas a quantidade de recursos disponíveis no mercado.
O que a automação não consegue corrigir?
Por outro lado, a automação não corrige limitações físicas ou mecânicas do secador.
Por exemplo, o sistema de controle não consegue compensar completamente:
- vazão de ar insuficiente;
- distribuição irregular dos grãos;
- colunas obstruídas;
- excesso de impurezas;
- desgaste dos componentes de descarga;
- deficiência da fornalha;
- isolamento térmico inadequado;
- elevadores ou transportadores subdimensionados.
Portanto, antes de automatizar, a unidade precisa corrigir os problemas que impedem o funcionamento normal do equipamento.
Além disso, a automação não elimina a necessidade de amostras físicas. O operador deve conferir e calibrar periodicamente os sensores de umidade com um equipamento de referência.
Desse modo, a unidade poderá identificar desvios dos sensores antes que eles provoquem erros prolongados na secagem.
Segurança e controle industrial
Por sua vez, planilhas, computadores e sistemas em nuvem podem registrar e analisar os dados. Contudo, esses recursos não devem assumir isoladamente as funções de segurança do secador.
O comando em tempo real deve permanecer em um sistema industrial com CLP — controlador lógico programável —, sensores, alarmes e intertravamentos locais.
Por isso, funções como bloqueio da fornalha, detecção de falta de produto, temperatura excessiva e falha dos ventiladores não devem depender exclusivamente de conexão com a internet ou de uma planilha externa.
Além disso, o projeto precisa permitir a operação manual segura em caso de falha do sistema automático.
A automação garante economia?
A automação pode reduzir a secagem excessiva, as variações de umidade e as intervenções manuais. Entretanto, a unidade somente poderá confirmar a economia depois de medir os resultados na própria instalação.
Para verificar o retorno, a empresa deve comparar os resultados anteriores e posteriores à modernização, registrando:
- volume seco em toneladas;
- umidades de entrada e saída;
- consumo de combustível;
- consumo elétrico;
- horas de funcionamento;
- quantidade de produto submetida a nova passagem;
- variação da umidade na saída;
- ocorrências de parada.
Assim, essa comparação mostrará se a modernização reduziu o custo por tonelada e melhorou a regularidade da secagem.
Conclusão
Em suma, a automação de secadores de grãos antigos é tecnicamente possível, mas exige uma análise prévia do equipamento e da instalação.
Primeiramente, o projeto pode instalar apenas sensores e iniciar a formação de um histórico de dados. Depois, conforme a necessidade e a viabilidade econômica, a unidade poderá acrescentar o controle da descarga, da temperatura, do combustível, das venezianas e do acesso remoto.
Entretanto, a automação completa nem sempre representa a melhor escolha. Em alguns casos, o monitoramento, as melhorias mecânicas e o treinamento operacional podem apresentar uma relação mais favorável entre investimento e resultado.
Portanto, o sistema de controle melhora a capacidade de acompanhar e regular o processo, mas não corrige deficiências estruturais, térmicas ou mecânicas.
A HEngenharia acompanha informações e tecnologias que contribuem para modernizar a secagem, a armazenagem e o beneficiamento de grãos.
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