Com mais de 30 anos de experiência em engenharia consultiva, a FIGENER desenvolveu uma abordagem estruturada para identificar, avaliar e implementar oportunidades de economia em sistemas elétricos, térmicos e de processo, com resultados expressivos em diferentes setores industriais.

Filosofia e Metodologia FIGENER

Nosso método combina o conhecimento técnico especializado da FIGENER com a experiência operacional do cliente. Enquanto a indústria conhece profundamente seu processo e tem autonomia para implementar modificações, a FIGENER contribui com:

• Experiência em projetos similares em diversos setores.
  
• Conhecimento avançado em modelagem de processos e equipamentos.
  
• Softwares proprietários para cálculos e simulações.
  
• Suporte em negociações contratuais.
  

Objetivo:

1. Encontrar oportunidades de economia.
   
2. Acelerar a implementação de melhorias.
   
3. Maximizar o retorno obtido com essas ações.
   

Etapas da metodologia:

1. Definição do Projeto – Estabelecer áreas prioritárias e potenciais de economia.
   
2. Medição e Coleta de Dados – Registros operacionais e medições autônomas.
   
3. Identificação e Avaliação de Soluções – Estudo técnico e econômico das alternativas.
   
4. Implantação e Controles – Supervisão de montagem e acompanhamento de partida.
   
5. Análise de Resultados – Ajustes para garantir o ciclo virtuoso de melhoria contínua.
   

Área de Energia Elétrica

A redução do consumo de energia elétrica envolve tanto a otimização técnica quanto a gestão tarifária.

Exemplos de oportunidades:

• Adequação de motores à potência real demandada, uso de inversores de frequência e motores de alto rendimento.
  
• Substituição de chillers por modelos mais eficientes em sistemas de refrigeração.
  
• Automação de controles de pressão, vazão e temperatura em secadores, fornos e sistemas de combustão.
  
• Modernização da iluminação industrial com lâmpadas e luminárias de alta eficácia.
  

Gestão de custos:
Além da eficiência operacional, é possível reduzir a fatura de energia por meio de:

• Revisão do enquadramento tarifário.
  
• Uso de geradores em horários de ponta.
  
• Estudos de viabilidade para subestações de alta tensão, cogeração e auto-geração.
  

Área Térmica

O consumo térmico representa grande parte da matriz energética industrial, e a FIGENER atua para:

• Reduzir excesso de ar em caldeiras e fornos.
  
• Ajustar temperaturas de secadores e trocadores.
  
• Aproveitar fluxos de gases quentes antes de sua exaustão.
  
• Substituir combustíveis mais caros por alternativas economicamente viáveis.
  

Identificação de perdas:

• Condensados não recuperados ou contaminados.
  
• Calor sensível em produtos e efluentes.
  
• Gases de exaustão e ar de resfriamento desperdiçados.
  
• Vapor excedente liberado para atmosfera.
  

Etapas finais: caracterização da matriz energética, definição do potencial de aproveitamento e elaboração de projetos básicos e executivos das soluções.

Área de Processo

A conservação de energia também exige ajustes diretos no processo produtivo:

• Redução de perdas e tempos não produtivos.
  
• Otimização do consumo de recursos.
  
• Regeneração de calor em processos contínuos e batelada.
  
• Substituição de aquecimento nobre por energia residual.
  
• Modificação e adequação de equipamentos (secadores, evaporadores, fornalhas, lavadores de gases, reatores).
  

Muitas vezes, interações entre setores da planta escondem oportunidades que só se revelam com uma visão sistêmica e simulações precisas.

Resultados e Benefícios

A metodologia FIGENER para conservação de energia já demonstrou ganhos significativos em diferentes indústrias, com benefícios que incluem:

• Redução de custos operacionais de forma mensurável.
  
• Aumento de eficiência e confiabilidade dos sistemas.
  
• Retorno financeiro atrativo, calculado por indicadores como TIR e payback.
  
• Melhoria contínua, onde a economia gerada financia novas ações.
  

Conclusão

A energia é um dos recursos mais valiosos da indústria, e gerenciá-la com inteligência é sinônimo de competitividade. A FIGENER oferece uma abordagem técnica, integrada e customizada, capaz de transformar consumo em eficiência e eficiência em lucro.

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Estudos indicam que o custo de uma interrupção pode ser até 500 vezes maior que o valor da energia consumida, tornando essencial uma abordagem preventiva para reduzir riscos e manter a operação contínua.

A FIGENER, com mais de 30 anos de experiência em engenharia consultiva, desenvolveu metodologias que permitem não apenas entender a real condição do sistema elétrico, mas também agir de forma estratégica nos pontos críticos para garantir confiabilidade e maximizar o retorno sobre investimentos.

Principais Desafios

Empresas de diferentes setores frequentemente enfrentam dificuldades para responder questões como:

• Quantas interrupções ocorreram no último ano, onde se iniciaram e quanto duraram?
  
• Qual o custo real de cada evento para a produção?
  
• Quais processos são mais vulneráveis a falhas elétricas?
  
• Onde investir para obter o maior impacto na redução de riscos?
  

Responder a essas perguntas exige método, dados confiáveis e integração entre engenharia, operação e manutenção.

Metodologia Aplicada pela FIGENER

A FIGENER adota um processo estruturado para transformar dados dispersos em decisões assertivas:

1. Definição do Projeto
   
   • Quantificação de interrupções, causas e custos.
     
   • Delimitação de áreas e sistemas prioritários para estudo.
     
2. Medição e Coleta de Dados
   
   • Registro histórico de ocorrências.
     
   • Medições autônomas de grandezas elétricas e operacionais.
     
3. Identificação e Avaliação de Soluções
   
   • Análise de confiabilidade do sistema elétrico integrada aos processos críticos.
     
   • Simulação de cenários e cálculo de índices de falha e custos de parada.
     
   • Avaliação técnico-econômica (VP, TIR, payback) das alternativas.
     
4. Implantação e Monitoramento
   
   • Elaboração de projetos básicos e executivos.
     
   • Implementação de sistemas de monitoramento e gestão.
     
5. Análise de Resultados e Melhoria Contínua
   
   • Comparação entre cenário inicial e pós-implantação.
     
   • Ajustes para manter o ciclo de confiabilidade e ganhos econômicos.
     

Processos Críticos: O Foco no que Realmente Importa

Nem toda falha elétrica impacta a produção da mesma forma. Por isso, é fundamental mapear cadeias de processos críticos, como sistemas de água de resfriamento, painéis de controle e caldeiras, entendendo como eles reagem a falhas.

Fatores como redundância, interligação entre processos e presença de fontes alternativas (geradores, UPS, baterias) influenciam diretamente a vulnerabilidade da planta.

Tratamento Estatístico das Falhas

Mesmo sendo eventos aleatórios, as falhas podem — e devem — ser tratadas estatisticamente. Índices como frequência anual de interrupções, duração média, custo fixo por ocorrência e custo variável por hora ou kWh interrompido permitem quantificar impactos e priorizar ações.

Essa abordagem revela que, na maioria dos casos, as falhas ocorrem em efeito cascata, tornando indispensável identificar a origem e a sequência de eventos que levaram à parada.

Exemplo Prático: Indústria Petroquímica

Em um projeto recente para uma indústria petroquímica, a FIGENER aplicou sua metodologia para:

• Mapear os pontos mais vulneráveis da rede elétrica e dos processos.
  
• Quantificar os custos de cada tipo de falha.
  
• Propor melhorias de proteção seletiva e configuração de circuitos para limitar a propagação de defeitos.
  O resultado foi a redução significativa de paradas não programadas e o aumento da disponibilidade operacional.
  

Benefícios da Abordagem FIGENER

• Decisões baseadas em dados e não apenas em percepções.
  
• Prioridade para investimentos que trazem maior retorno e segurança.
  
• Integração entre áreas técnicas e gerenciais para garantir a aplicabilidade das soluções.
  
• Ciclo virtuoso de melhoria contínua, onde ganhos de confiabilidade se convertem em recursos para novas melhorias.
  

Conclusão

Garantir a continuidade operacional exige mais do que reagir a falhas: é preciso antecipá-las, compreender seus impactos e agir estrategicamente. Com uma engenharia básica consistente e análise detalhada dos pontos críticos, é possível não só minimizar riscos, mas também aumentar a lucratividade e a competitividade.

A FIGENER está preparada para apoiar sua empresa na construção de um sistema elétrico confiável e resiliente, alinhado às exigências produtivas e de mercado.

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Foi a partir dessa necessidade que surgiu o software de simulação de redes de tubulação FNESS, desenvolvido pela Figener, referência nacional em engenharia e consultoria técnica. A ferramenta nasceu da prática e da carência de soluções no mercado para modelar redes de água de resfriamento cada vez mais complexas em ambientes industriais.

Origem e desenvolvimento

A concepção do FNESS teve início entre 1996 e 1997, quando os engenheiros da Figener enfrentavam dificuldades para simular redes de utilidades com as ferramentas disponíveis à época.

“Na época, só tínhamos à disposição planilhas eletrônicas muito rudimentares, precursoras do Excel, que não davam conta da complexidade dos sistemas que analisávamos”, relata José Hélio, engenheiro da Figener e idealizador do FNESS.

José Hélio – Foto: taket filmes/banco de imagens figener

Naquele momento, o mercado carecia de soluções voltadas a redes de escoamento multiponto — comuns em plantas petroquímicas. O desenvolvimento do software se concretizou no ano 2000, durante uma análise detalhada da rede de água de resfriamento da antiga Copseul (hoje Braskem Q2). Foi nessa ocasião que a interface gráfica do FNESS, a mesma ainda em uso hoje, foi finalizada, marcando a consolidação de uma ferramenta pioneira.

O diferencial FNESS e sua complexidade

Diferentemente da maioria dos softwares de cálculo hidráulico, projetados para redes simples e lineares, o FNESS foi idealizado para lidar com topologias complexas e de grande escala. Ele é capaz de simular o comportamento hidráulico de redes que atendem centenas de trocadores de calor com múltiplos pontos de entrada, nós de distribuição e demandas variáveis.

Essa capacidade permite análises robustas e visualmente compreensíveis de sistemas industriais que alimentam 200 ou mais trocadores de calor, algo que poucos softwares conseguem oferecer com a mesma precisão e flexibilidade.

E, embora os softwares internacionais mais caros ofereçam recursos avançados para outras aplicações, nenhum deles foi concebido pensando nas necessidades específicas da indústria brasileira — o que torna o FNESS competitivo e adaptável à realidade nacional.

Software FNESS – Foto: banco de imagens figener

Aplicações práticas e resultados industriais

O FNESS tem sido muito importante para análises técnicas decisivas em plantas industriais, especialmente no setor petroquímico. Em diversas ocasiões, a ferramenta permitiu identificar falhas no resfriamento de trocadores de calor e gargalos que limitam a produção, contribuindo diretamente para intervenções eficazes e planejadas.

A precisão das simulações geradas pelo FNESS permitiu diagnósticos e intervenções assertivas, redução de perdas e otimização da operação. Isso significa que, a ferramenta de cálculo, virou um instrumento estratégico de tomada de decisão nas engenharias de processo.

Entre as evoluções do software, destaca-se a criação de um módulo complementar para análise de escoamento bifásico em redes de condensado e de vapor. Essa funcionalidade foi essencial para mapear pontos críticos de erosão em tubulações, subsidiando ações preventivas de manutenção e aumentando a confiabilidade operacional.

Inovação contínua: novas funcionalidades a caminho

O desenvolvimento do FNESS segue em ritmo contínuo. O próximo marco será a incorporação de um módulo para cálculo de balanço de espécies químicas em redes de gases, um avanço importante para análises em indústrias químicas e petroquímicas. Além disso, simulações transientes também estão a caminho.

Essas inovações reafirmam o compromisso da Figener com a excelência na entrega de valor para equipes de engenharia que demandam soluções além do convencional. Afinal, contar com ferramentas especializadas como o FNESS é mais do que necessário: é estratégico.

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O que é CFD e como pode ajudar a indústria

A Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD, da sigla em inglês) revolucionou a forma como as empresas enfrentam seus problemas de engenharia. Antigamente, as equipes dependiam de testes e experimentos físicos em seus equipamentos, o que por vezes era muito custoso, arriscado e demorado. Em problemas muito complexos, ainda, os experimentos eram inconclusivos e resultavam na substituição desnecessária de equipamentos – quando a solução poderia ser relativamente simples. 

Com maior acesso à capacidade computacional, as ferramentas computacionais de engenharia, dentre elas o CFD, tornaram-se progressivamente mais frequentes na indústria. Hoje em dia, o CFD é aplicável em praticamente qualquer segmento, servindo como uma ferramenta poderosa na solução de problemas e melhorias de processos industriais.

O fluxo de solução do CFD envolve, inicialmente, recriar virtualmente o objeto de estudo, seja ele um equipamento, um produto, um galpão, ou até toda a unidade fabril. Cada aplicação envolverá o estudo de diferentes fenômenos físicos – como escoamentos de fluidos, transferência de calor e massa, reações químicas, etc. Esses fenômenos são modelados por meio de equações governantes inseridas no código do software e solucionadas a cada problema. Assim, por trás do software de CFD está, essencialmente, uma rotina de solução de equações que regem os fenômenos físicos pertinentes àquela aplicação. Os resultados são apresentados em 3D e permitem observar como qualquer propriedade (velocidade, temperatura, pressão, fração mássica, taxa de transferência de calor, etc) evolui em qualquer ponto do objeto, ao longo do tempo.

As aplicações de simulações CFD são extremamente amplas. Pode-se, por exemplo, analisar o escoamento de ar ao redor de um avião, a formação de gases em motores, a condensação de fases em chapas frias, a dispersão de poluentes, a evolução de reações químicas em reatores, o aquecimento de um forno em sua partida, evolução de uma onda de pressão após um surto etc. Toda e qualquer aplicação física já modelada por equações pode ser, em algum grau, analisada por meio de CFD.

A diversidade com que podem ser empregadas justifica a popularidade das simulações CFD como uma ferramenta poderosa de investigação de problemas complexos. Muitas indústrias de ponta realizam inúmeros ensaios virtuais em seus equipamentos para testá-los sob condições variadas e extremas, encontrando qual a configuração otimizada daquela aplicação. Ademais, problemas operacionais que muitas vezes parecem irresolúveis ganham nova perspectiva quando analisados com simulações CFD.

Utilizar-se de CFD em problemas de engenharia, contudo, requer extremo cuidado. É imprescindível que seja utilizado por engenheiros com alto grau de conhecimento técnico e teórico. Justamente por resultarem em figuras e 3Ds muito chamativos e cativantes, as simulações podem frequentemente ser enviesadas e errôneas, trazendo mais prejuízo do que valor. É fundamental que o usuário entenda profundamente o fenômeno estudado, e tenha um altíssimo grau de intuição física para identificar vieses e verificar a validade dos resultados. Por solucionar inúmeros modelos e equacionamentos multilateralmente acoplados, basta pequenos descuidos para que o resultado obtido seja irreal, fruto do viés do operador na seleção dos modelos e ajustes dos parâmetros.

Créditos da imagen: arquivos Figener

Softwares CFD e o OpenFOAM

O algoritmo por trás dos códigos CFD não é algo recente. Seu primeiro uso em software comercial data do começo dos anos 1980 e desde então diversas empresas desenvolveram suas versões em variados níveis de complexidade, biblioteca de fenômenos físicos, qualidade da interface gráfica e suporte. Nessa mesma época surgiu o projeto por trás do OpenFOAM – versão open-source do algoritmo – que hoje é um dos principais softwares disponíveis. 

Por ser escrito em código aberto, o OpenFOAM permite que o usuário customize o software para incluir quaisquer modelos que desejar. Por exemplo, se uma publicação científica propõe um novo jeito de se calcular determinado fenômeno físico, é possível incluir seu equacionamento no software, algo virtualmente impossível em softwares comerciais. Ademais, a ferramenta conta com milhares de usuários no mundo, criando uma comunidade ativa de ajuda mútua.

Em mãos experientes, o OpenFOAM é sem dúvida uma das melhores (senão a melhor) opções para a solução de problemas complexos. Sua versatilidade e robustez, juntamente com a ampla disponibilidade de material e publicações científicas, traz uma flexibilidade ímpar, fundamental para engenheiros.

Uso de CFD em projetos da Figener

A Figener possui uma vasta experiência e capacidade no desenvolvimento de estudos de CFD, oferecendo soluções avançadas para diversas indústrias. Dos seus quase 35 anos de atuação, mais da metade contou com constante presença de projetos e estudos em CFD, tornando-a uma das poucas empresas brasileiras consagradas no setor.

Como discutido, a capacidade técnica do usuário do software é fundamental para que os resultados sejam representativos e úteis; mais do que figuras coloridas, o interesse é trazer ganhos reais para o cliente. A Figener é composta por um corpo técnico de altíssima capacidade, com experiência em muitos setores industriais. Esse conjunto de profissionais está sempre a par de todos os projetos, contribuindo cooperativamente para entregar a melhor solução possível. 

Em seus estudos e diagnósticos, a Figener ajuda a identificar problemas que a equipe de engenharia local muitas vezes não conseguiu resolver. Fazendo uso de simulações em CFD, a Figener ajuda a reduzir desperdícios energéticos, reduzir custos operacionais, aumentar a vida útil dos equipamentos, realizar testes operacionais sem necessidade de parada, e testar modificações nos equipamentos sem necessidade de protótipos.

Seja na geração de energia, indústrias de óleo e gás, indústrias químicas ou em setores de utilidades e de processo, há sempre um especialista da Figener focado em obter a solução ideal para aquele problema.

Créditos da imagen: arquivos Figener

Alguns projetos recentes realizados pela Figener envolveram análise de:

• Formação de chama em incinerador e seu efeito na parede refratária
• Distribuição de O2 e de população de bolhas de ar em biorreatores 
• Formação de bolsão de vapor e consequente falha a jusante das soldas de tubos de caldeiras
• Erosão em tubulação de caldeira de leito fluidizado
• Dispersão de pluma de umidade e de gases em unidades fabris
• Dispersão de material particulado grosso em leito fluidizado
• Transiente hidráulico e dimensionamento do sistema de segurança de cascos de aquecedores de gás natural
• Evolução de reação de coqueificação em forno de pirólise
• Otimização de distribuição de ar na entrada de trocadores de calor
• Otimização do resfriamento de bobinas de alumínio em galpões
• Mitigação de slagging e de fouling em caldeiras a biomassa

Além de usos menores e pontuais para ajudar na visualização e apresentação de resultados de outros estudos e serviços.

Como a Figener pode ajudar a sua empresa

A Figener é reconhecida no mercado por resolver os problemas mais desafiadores enfrentados pelas equipes de engenharia. Formada por um corpo técnico altamente qualificado, e com quase 35 anos de atuação no mercado nacional e internacional, a Figener pode ajudar a sua empresa na solução de problemas complexos e na redução de custos.

Com vasta experiência na aplicação de CFD e de outras ferramentas computacionais, a Figener se posiciona como expoente no segmento de consultoria de engenharia. Convidamos você a entrar em contato para saber mais sobre nossos serviços de consultoria e entender como o uso de CFD poderá ajudar a otimizar seus processos e resolver seus problemas desafiadores.

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