A modernização tecnológica tem remoldado inúmeras indústrias, e no setor de energia, a inovação que vem ganhando destaque é a dos Digital Twins, ou Gêmeos Digitais. Segundo a pesquisa da Gartner, até 2021, metade das grandes empresas industriais utilizariam Digital Twins, resultando em um aumento de 10% na eficiência operacional. Além disso, um estudo da IDC prevê que, até 2025, 75% das organizações implementarão estratégias dessa tecnologia em suas operações.
Estes números ressaltam a importância do uso de gêmeos digitais no contexto empresarial, especialmente para o setor de energia, onde a eficiência e a manutenção desempenham papéis importantes. Neste artigo, exploraremos como essa prática se tornou essencial no setor de energia, melhorando a eficiência, prevenindo falhas e propiciando uma gestão de ativos mais inteligente e previsível.
O que são Digital Twins?
Os Digital Twins, ou Gêmeos Digitais, representam uma das inovações mais significativas do século XXI no campo da tecnologia. Funcionam como réplicas digitais de objetos ou sistemas físicos, possibilitando a simulação de processos em um ambiente controlado e virtual. Essa tecnologia surgiu como um subproduto do avanço da Internet das Coisas (IoT), big data e analytics, fornecendo insights sem precedentes sobre o desempenho dos ativos ao longo de sua vida útil.
Eficiência operacional
A capacidade dos Digital Twins de capturar dados em tempo real através de sensores instalados nos equipamentos físicos é revolucionária. Eles criam modelos dinâmicos que não somente espelham o estado atual de um ativo físico, mas também podem prever futuros comportamentos, condições e falhas potenciais. Isso permite que as operações se antecipem a problemas antes que eles ocorram, viabilizando intervenções mais rápidas e custos de manutenção mais baixos.
Além disso, o artigo “Digital Twins in IoT: A Survey” publicado na revista IEEE Internet of Things Journal revisa a aplicação em diversos setores, desde manufatura até smart cities, indicando como essa tecnologia está se tornando uma peça fundamental na transformação digital global. O estudo argumenta que os Digital Twins desempenham um papel crucial na otimização dos processos de design, na melhoria do monitoramento de desempenho e na previsão precisa de falhas, levando a economias significativas e a melhorias operacionais.
Em termos de eficiência energética, um estudo realizado pela Universidade de Swansea e publicado no “Journal of Cleaner Production” destacou a redução do consumo de energia em processos industriais através da adoção desse processo inovador. Ao simular diferentes configurações operacionais e adaptar os processos em tempo real, as reduções no consumo de energia podem atingir até 20% em alguns casos.
Por exemplo, no setor de manufatura, a implementação de gêmeos digitais para monitoramento e otimização do processo produtivo demonstrou não apenas uma melhoria na qualidade dos produtos fabricados, mas também uma diminuição no tempo de inatividade das máquinas e, como resultado, uma significativa redução dos custos operacionais.
Digital Twins na prevenção de falhas de ativos de energia
Um dos benefícios mais significativos dos Digital Twins é a sua capacidade de antecipar falhas, permitindo uma atuação proativa na manutenção. Empresas de energia podem identificar precocemente sinais de desgaste ou defeitos, evitando prejuízos significativos e melhorando a confiabilidade de suas operações.
Um estudo de caso na indústria de energia eólica, publicado no periódico “Renewable Energy“, destaca como o uso dessa técnica pode permitir a detecção precoce de falhas nos aerogeradores, possibilitando intervenções em tempo hábil antes que as falhas se intensifiquem e causem paradas não programadas. O estudo demonstrou que, através da implementação da tecnologia combinados com técnicas avançadas de machine learning, foi possível prever falhas de componentes com semanas ou até meses de antecedência, reduzindo os custos de manutenção em até 25%.
No contexto de usinas nucleares, um levantamento publicado no “Nuclear Engineering and Design” explorou o potencial dos Digital Twins no incremento da segurança operacional e na redução do risco de acidentes. A pesquisa detalha como modelos digitais avançados podem simular múltiplos cenários, incluindo condições de falha, permitindo que os operadores tomem decisões mais informadas e preparem melhor as instalações para responder a eventos adversos.
Uma outra publicação, feita no “International Journal of Electrical Power & Energy Systems“, focou em suas aplicações em transformadores de energia, um ativo crítico para qualquer infraestrutura de rede elétrica. Através da modelagem digital precisa, foi possível prever falhas e programar manutenções preventivas, resultando em uma redução de 30% nos custos de manutenção e no aumento da vida útil dos equipamentos.
O Futuro da manutenção de ativos com Digital Twins
À medida que as tecnologias de Digital Twin evoluem, espera-se que elas se tornem centrais para as estratégias de manutenção preditiva, capacitando os sistemas de monitoramento a executarem análises mais complexas com crescente autonomia. Esta evolução potencializa não apenas a otimização dos processos de manutenção, mas também o aprimoramento contínuo da operação dos ativos energéticos.
Em uma pesquisa realizada pela Deloitte, ficou evidente que a aplicação de Digital Twins é vista como uma estratégia disruptiva que redefine as práticas de manutenção. O destaque foi para as melhorias na precisão dos dados e na tomada de decisões baseadas em simulações avançadas ao combinar modelos de alta fidelidade com técnicas de inteligência artificial (IA) e machine learning.
Um estudo publicado no “Journal of Manufacturing Systems” explora como essa tecnologia aliada à IA podem ser empregadas conjuntamente para otimizar a manutenção de turbinas a gás. O documento demonstra que modelos autônomos atualizados com dados operacionais em tempo real são capazes de identificar tendências e antecipar o momento ótimo para intervenções de manutenção.
Conclusão
Os Digital Twins estão redefinindo as práticas de manutenção de ativos no setor de energia, trazendo eficiência, prevenção de falhas e otimização de recursos para um novo patamar. As empresas que adotam essa tecnologia estarão à frente no mercado.
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