Ao contrário do que muitos imaginam, as ferramentas de monitoramento e controle de câmaras e expositores são aplicáveis a instalações de qualquer porte com baixo custo de investimento

Foi-se o tempo que a automação de sistemas de refrigeração era destinada apenas a grandes instalações. Proprietários de pequenos estabelecimentos precisavam contar com a sorte, ou com o extremo zelo, para preservar as condições das suas mercadorias. Há histórias de proprietários de câmaras frigoríficas que, após perderem toda a carga, estabeleceram a rotina de acordar durante a noite para verificar o funcionamento do equipamento.

Hoje, a realidade já é bem mais generosa com os diversos tipos e portes de estabelecimentos que utilizam a refrigeração. Há sistemas para todos os bolsos e habilidades. Uma grande instalação, com dezenas de pontos de controle e dotada de equipes próprias de engenharia e manutenção, encontra sofisticadíssimos sistemas. Um pequeno proprietário de câmara frigorífica ou expositores, sem qualquer formação técnica, pode monitorar os vários parâmetros da instalação a partir do smartphone e, inclusive, receber alarmes, sem prejuízo do sono. O mesmo pode-se dizer de mantenedores que podem controlar à distância o seu contrato e, se necessário, chegar ao local da instalação já com o diagnóstico formado. E, o melhor, com investimentos extremamente compensadores e de rápido retorno. Afinal, os benefícios são muitos, indo da preservação da integridade dos produtos armazenados à redução do custo energético e aumento da vida útil dos equipamentos.

“O maior vilão da refrigeração comercial é a conta de energia elétrica. Hoje, esse setor busca por soluções que promovam a eficiência energética, como controladores digitais inteligentes com funções de setpoint econômico, controladores para centrais de racks, uso de válvulas de expansão eletrônica, softwares e aplicativos de gerenciamento via internet, equipamentos com compressores de velocidade variável etc.”, diz Rodnei Peres, Vice-diretor Comercial da Full Gauge Controls.

Os ganhos são consideráveis, pois, um controle eficaz gera eficiência energética, diz Alex Pagiato, da equipe da Danfoss. “Com automação no sistema de refrigeração, teremos ganhos na parte mecânica e operacional. A função primária do sistema de automação é a de gerenciar, controlar e manter todo o processo dentro das condições que foram elaboradas no projeto. Prevenir desgastes mecânicos, controlando pressões e temperaturas e melhor controle da temperatura do produto que vai ser entregue ao usuário final.”

Luiz Villaça, da engenharia de aplicação da Rac Brasil, coloca, dentre os diversos benefícios do emprego das tecnologias atuais de automação e controle na refrigeração comercial, o potencial de economia energética, conveniência, possibilidade de acesso remoto e facilidade de operação.

José Matheus Olszewski, coordenador de automação da Eletrofrio, coloca a redução de custos, diretos e indiretos na geração de frio como o principal ganho na aplicação de automação e controle em sistemas de refrigeração comercial. “Com um controle eletrônico o sistema se torna mais estável. Esta estabilidade é traduzida em um aumento da eficiência energética, com efetiva redução do consumo de energia elétrica, além de melhorar a qualidade do frio e diminuir o índice de falhas em componentes.”

Não restam dúvidas de que a automação oferece inteligência à operação das instalações e que, além de proporcionar ganhos em termos de eficiência, é importante ferramenta para tornar o sistema confiável. “A automação, bem aplicada, permite o controle que tem o papel fundamental de garantir um comportamento padronizado e otimizado. No caso da refrigeração comercial, a aplicação da automação permite o controle otimizado de acordo com demandas flutuantes de carga térmica e variações de condições climáticas nos estabelecimentos. Sabemos que tanto a carga térmica quanto as condições climáticas são muito dinâmicas e somente os sistemas de automação com algoritmos adequados são capazes de dinamicamente acomodar o sistema à condição climática instantânea, extraindo a maior eficiência possível para a determinada condição. Automatizar e controlar o sistema também permite ao usuário ter maior confiabilidade sem comprometer a vida útil dos equipamentos, evitando que o sistema trabalhe de forma prolongada em condições extremas. Além disso, a aplicação dos componentes de automação, aliada a sistemas de monitoramento, facilita a geração de dados que permitem ao usuário trabalhar de forma otimizada e ter visibilidade de variáveis úteis para a tomada de decisão. De forma resumida, os ganhos se traduzem em economia de energia, prolongamento da vida útil dos equipamentos e redução dos custos de manutenção”, resume Ederson Moreira, Engineering Service Manager Climate Brazil da Emerson.

Ferramentas disponíveis

 No mercado pode-se encontrar diversas ferramentas para a construção de sistemas de automação e controle, assim como de monitoramento. De acordo com Pagiato, o sistema supervisório ou gerenciador da automação, cumpre o papel de fornecer todas as análises necessárias ao operador. “Um sistema de monitoramento remoto é muito eficaz e traz conforto, segurança e precisão para usuário. Dentre seus atributos estão o gerenciamento e controle de alarmes, a visualização de gráficos, o controle de energia, a detecção de vazamentos de fluido refrigerante e a operação remota.”

“Entre as tecnologias atuais, destacamos os sensores de temperatura e transdutores de pressão eletrônicos, em conjunto com controladores e supervisores também eletrônicos, conectados entre si e com a internet, combinados também por processamento na nuvem”, diz Villaça da Rac.

Olszewski explica que é o supervisório quem permite aos controladores e sensores da instalação estabelecerem comunicação e, se houver alguma anomalia, é através dele que os alarmes são enviados para uma central de controle e gerenciamento de alarmes. “O supervisório também é responsável por armazenar o histórico dos dados e gerar gráficos, tanto para investigação de falhas quanto otimização do sistema.

Tais ferramentas não possuem atualmente um alto custo de implementação e operação e, não raro, podem até ser gratuitas. “Há muitos anos o mercado já conta com sistemas de tratamento de dados online e gratuitos, como é o caso do software Sitrad Pro e o aplicativo Sitrad Mobile da Full Gauge Controls, que chegaram ao mercado em 1997 para democratizar o acesso à informação das instalações que utilizam nossos instrumentos, pois permitem o monitoramento em tempo real via internet, alteração de parâmetros, configuração de alarmes, emissão de relatório gráficos e muito mais. A sua interface é muito amigável, então, o proprietário de um minimercado de bairro pode usar em seu estabelecimento, por exemplo”, relata Peres.

Em síntese, é possível ter um monitoramento e controle das instalações através de sistemas de supervisão local que centralizam todas as informações obtidas por controladores e demais dispositivos de obtenção de dados, como sensores, centralizando-os em uma plataforma na nuvem para uma análise macro dos dados dos estabelecimentos. Moreira diz que a Emerson oferece ao mercado dois tipos de sistemas supervisórios locais que fazem o monitoramento de todos os dispositivos instalados no estabelecimento, centralizando e gravando todos os dados gerados a partir dos dispositivos.

“Os sistemas de supervisão são, sem dúvida, a ferramenta mais poderosa que uma instalação pode ter, pois, através desses dados é possível fazer análises profundas e detalhadas que guiarão as ações preditiva, preventiva, corretiva e, principalmente, ajustes do sistema para otimizar a sua operação. Especialmente o Xweb vem ganhando espaço no mercado por oferecer simplicidade, interface amigável e facilidade de navegação”, informa Moreira.

É bom lembrar que o sistema de monitoramento tem como objetivo principal garantir a qualidade da refrigeração e dos produtos armazenados ou expostos para venda. “Portanto, se faz necessária a medição de temperatura em todos os ambientes de maneira individual. Assim como a comunicação rápida de qualquer alarme da instalação. Não menos importante, o monitoramento tem por objetivo trazer soluções para redução do consumo de energia elétrica. Não é só investimento, mas também mudança de procedimento e cultura operacional”, lembra o coordenador de automação da Eletrofrio.

A automação aplica-se a pequenas instalações?

 Por vezes é possível ouvir de proprietários de pequenas instalações que o investimento em um sistema de automação, controle e monitoramento ainda é alto. Será que tal afirmação condiz com a realidade?

Villaça, da Rac, atribui essa percepção à natural resistência a mudanças. “A substancial redução dos desembolsos para a automação de sistemas de refrigeração comercial tornou esse investimento, na maioria dos casos, totalmente justificável para instalações de pequeno porte. Os benefícios resultantes e a redução nos riscos já lhes dão sustentação. A percepção de baixa atratividade parece ser resultado da natural resistência a mudanças, de uma infraestrutura nem sempre adequada e da carência de material humano capacitado.”

“Apesar dessa afirmação não condizer com a realidade, sabemos que ainda existe esse receio, pois, realmente alguns sistemas de automação custam muito caro. Não é o caso do Sitrad PRO. Disponibilizamos ao mercado um software gratuito para que todos possam se beneficiar das suas vantagens. O custo do investimento é muito baixo: apenas controladores com comunicação serial e os conversores de dados, que se pagam em 5 ou 6 meses de uso do sistema. É um valor pequeno se comparado a toda segurança oferecida”, explica o vice-diretor da Full Gauge.

Por sua vez, Pagiato pondera que é importante que, já no projeto, a questão seja estudada e analisada. Porém, temos alguns casos em que o projeto já é existente e o custo tem que ser avaliado versus o tempo de retorno de investimento.”

Trazendo a experiência de quem está na ponta do mercado de refrigeração, Olszewski mostra que, para os pequenos, a economia é mais significativa. “Buscando também atender as lojas de pequeno porte, ou lojas de conveniência, as grandes empresas de automação trazem soluções modulares menores a preços mais acessíveis. Os próprios supervisórios estão sendo disponibilizados em tamanhos menores para lojas de até 10 expositores. Outro ponto a ser levado em consideração é que a visita de um técnico para corrigir um problema tem o mesmo custo para uma loja pequena, média ou grande, portanto, em lojas pequenas, é ainda mais impactante o fato da automação e monitoramento servir como uma ferramenta para evitar falhas ou reconhecê-las com antecedência.”

Moreira, da Emerson, diz que a empresa tem observado um crescimento considerável na procura por sistemas mais automatizados, com possibilidade de monitoramento remoto, por diferentes perfis de clientes. Ele recomenda, como primeiro passo, que o cliente analise as condições da sua instalação.

“É preciso que os gestores, não somente de lojas de pequeno porte, mas, também de grandes instalações, conheçam bem onde estão seus gargalos relacionados aos impactos financeiros negativos como consumo de energia, perda de mercadoria, gastos com manutenção preventiva e corretiva, pois, uma vez que o gestor conheça bem o processo, torna-se possível fazer uma análise a longo prazo dos benefícios que a automação pode trazer quando aplicada, como confiabilidade, previsibilidade, estabilidade de operação, eficiência energética e redução de custos operacionais. Diante de todos esses benefícios é evidente a necessidade de se pensar no retorno a médio e longo prazo, mas, para isso, os tomadores de decisão dessas pequenas instalações precisam conhecer bem o segmento que estão inseridos para entender a dinâmica e ponderar/monetizar todos os custos envolvidos.”

O que define o porte de uma instalação é a quantidade de pontos controlados e a potência dos equipamentos. O sistema de automação pode ser o mesmo oferecido para todas as aplicações. A necessidade do usuário no gerenciamento e controle irá determinar o nível de automação a ser aplicada. Uma loja de conveniência pode ter o mesmo nível de automação de um hipermercado, por exemplo.

“Um dos principais limitantes para utilização de válvulas eletrônicas e controles mais precisos é a capacitação da mão de obra local. Vendo do ponto de vista de monitoramento, os nossos clientes de grande porte têm equipes próprias de manutenção, o que torna mais fácil a comunicação e solução de falhas”, diz Olszewski.

Na mesma linha, Villaça diz que, “especificamente com respeito à automação, controle e monitoramento, as principais diferenças seriam no número de variáveis monitoradas, na variedade e grau de atuação que o sistema de automação pode efetuar no sistema e no nível de autonomia do sistema para ação automática, com mínima ou nenhuma interferência humana. Note que o porte do sistema de automação não está diretamente relacionado com o tamanho do sistema de refrigeração comercial. Podemos ter sistemas de automação, controle e monitoramento de grande porte, sofisticadíssimos, aplicados a sistemas de refrigeração comercial pequenos, relativamente singelos, mas com missão crítica.”

Dimensionamento segundo critérios técnicos e financeiros

 Conceituado o que vem a ser um sistema de automação e sua aplicação nos diversos tipos de instalações de refrigeração, pode-se pensar no seu dimensionamento, de acordo com critérios técnicos e financeiros. Ou, o que é realmente necessário para cada tipo de instalação.

Peres, por exemplo, recomenda que o dimensionamento parta do número de pontos de controle e da complexidade da instalação. “Sempre vamos indicar que busquem por controles dedicados e fujam dos CLPs, que geralmente elevam os custos das instalações sem necessidade, porque demandam custos com programadores dos instrumentos e licenças de uso, sem contar que quando sofrem alguma avaria é necessário trocar toda placa.”

O profissional da Danfoss, por sua vez, recomenda uma avaliação inicial sobre o que já existe instalado e a necessidade do usuário. “Elaborar um projeto onde o usuário possa alcançar benefícios. Sempre apresentar duas ou três soluções, considerando e apresentando os ganhos que pode existir em cada sugestão apresentada.”

“Do ponto de vista técnico, é necessário a instalação de sensores em todas as áreas que têm armazenamento de produto refrigerado. Também é importante a instalação de medidores de energia para comprovar o ganho de eficiência energética por comparação com outras lojas”, é a recomendação do coordenador de automação da Eletrofrio.

Já o engenheiro de aplicação da Rac ressalta atributos como simplicidade e robustez. “Em termos técnicos, o foco deve ser em soluções simples, fáceis de operar, robustas e confiáveis. No aspecto financeiro, recomendamos um foco em desembolsos que tragam efetivos ganhos e redução de riscos, evitando aqueles excessos que não trazem claros benefícios.”

Fazendo eco com a recomendação acima, Moreira da Emerson completa: “Nem sempre o produto com maior tecnologia é o mais adequado à necessidade do cliente. É fundamental saber quais são as reais necessidades e expectativas do cliente de forma a adequarmos à solução que melhor o atenda. Entendemos que o principal requisito de uma instalação é possuir controladores conectados a um sistema supervisório local, que também poderá ser monitorado remotamente caso desejado, pois é através dele que se pode melhorar a performance do sistema, tomar ações preditivas, preventivas, corretivas e mensurar a performance do sistema continuamente.”

O estado da arte e o que as empresas oferecem

 “Em poucas palavras poderíamos colocar que o estado da arte hoje seria o uso de múltiplos níveis hierárquicos de automação e controle, totalmente integrados entre si, localmente e via IoT, com avançado grau de autonomia em ajustes e em reações espontâneas a situações e ocorrências. Em termos de Brasil ainda há fortes limitações técnicas e de infraestrutura para esse nível de automação. Entendo, por exemplo, estarmos ainda bastante longe de aplicações em campo que efetivamente utilizem redes neurais, big data ou técnicas de inteligência artificial em nossa vertical. Sua aplicação ainda está a nível de pesquisa e desenvolvimento”, discorre Villaça.

“Oferecemos hoje como solução ao mercado o software de gerenciamento gratuito Sitrad PRO e os instrumentos da Full Gauge Controls, sem comparação no mercado. O valor do investimento é muito baixo, se comparado a todos os benefícios: garantia de 10 anos, suporte técnico altamente qualificado, desenvolvimento e produção 100% brasileira”, diz Peres.

A Danfoss oferece controles individuais para sala de máquinas, compressores e condensadores, e para balcões e câmaras frigorificas. Também, controle e medição de energia, sistema de gerenciamento para toda a integração entre os pontos controlados, pesquisa e desenvolvimento de controladores e software para o controle com maior eficiência do sistema como um todo. “A eficiência de todo o conjunto é algo primário a ser avaliado desde a elaboração inicial do projeto. A automação vai fazer com que todos os equipamentos se conversem de uma forma onde cada componente possa exercer o melhor desempenho e melhor eficiência”, conclui Pagiato.

“Atualmente, acompanhamos a tendência em desenvolvimento de componentes que possuem conexão wifi e bluetooth, permitindo maior conectividade sem a necessidade de cabeamento, simplificando a automação, principalmente para retrofit em sistemas existentes”, informa o representante da Emerson.

Trazendo a experiência de campo, José Matheus Olszewski explica que o controle está, cada vez mais, se tornando descentralizado, com diferentes controladores para cada equipamento. “Por exemplo, em um supermercado, cada um dos racks de refrigeração e cada ambiente tem seu próprio controlador, e todos se comunicando com o supervisório, que envia informações para a nuvem através de protocolos criptografados, formando lá um gigantesco banco de dados. Com os dados em mãos, iniciam-se os trabalhos de gerenciamento e análises, permitindo o uso da inteligência artificial, que é a nova grande fronteira da refrigeração comercia e industrial.”

“A automação e controle em instalações de refrigeração comercial já está consolidada no mercado brasileiro. O que entra em cena agora é a utilização destas ferramentas através de uma conexão remota, sem a necessidade de alguém ir até a instalação. O monitoramento vem para gerenciar os alarmes e buscar soluções remotas, e caso haja necessidade de um técnico no local, já ser comunicada a possível solução para o problema”, conclui o mesmo Olszewski. 

Luiz Villaça fala sobre avanços na refrigeração: https://youtu.be/oTJGCDKQy6w