O mérito do Laser Scanner em pequenos projetos em PDS: Incremento dos Permutadores de Calor da Braskem

Por Bruce Jenkins, Presidente da Spar Point Research

Os sistemas de design de projetos laser scanner 3D e PDS 3D podem valer a pena mesmo em pequenos projetos – esta é a lição de um projeto executado pela produtora petroquímica brasileira Braskem S.A. através da Mana Engenharia e Consultoria S.A. (responsável pela engenharia do projeto) e da Santiago & Cintra Serviços de Medição e Modelamento Ltda (provedor do serviço).

A Braskem opera uma planta de polietileno de alta densidade na cidade de Camaçari, perto de Salvador, Brasil. Numa expansão desta planta, ocorrida ao longo de 2005 e 2006, três permutadores de calor e sistemas de bombas precisaram ser substituídos por equipamentos de alta capacidade. O Engenheiro de Processos Edmundo Barros, colaborador da Braskem e coordenador deste projeto, descreve como a companhia havia empreendido um projeto similar a este 10 anos antes, no qual divergências significativas foram encontradas durante a construção.

“Naquela época, os dados eram capturados por medições manuais e por consultas ao desenho original da planta”, explica. “Os desenhos eram inseridos no AutoCAD e atualizados manualmente”. Porém este procedimento não era exato ou completo o suficiente para evitar divergências. “Existia muito pouco espaço para efetivar a troca de equipamento e ocorreram muitos problemas na construção, o que estendeu o tempo programado para a conclusão do empreendimento em um mês”, fala Barros.

“Desta última vez, a Mana veio até nós e propôs o uso do laser scanner, o que nós decidimos aceitar”, relata Barros. Mas o que convenceu a Braskem? “A Mana nos mostrou que o uso do laser scanner poderia evitar os problemas que tivemos 10 anos atrás – melhorando a engenharia e, especialmente, a construção, evitando o re-trabalho”.

Como a Mana vence as licitações oferecendo o serviço de laser scanner? Alexandre Brandão de Oliveira, Coordenador Geral do NDT (Núcleo de Desenvolvimento e Tecnologia) da Mana, explica: “nossa metodologia é mostrar ao cliente o que acontece quando você executa um projeto sem boas informações sobre as condições existentes – especialmente o que acontece na fase de construção. Freqüentemente nós fazemos uma apresentação para o cliente junto com nossa parceira, a Santiago & Cintra – nós trazemos o cliente para nossa sala de realidade virtual para simularmos, visualmente, as operações do projeto usando dados do laser scanner. É uma forma muito efetiva de convencer os clientes”. O ponto mais importante da venda do serviço com laser scanner 3D nos mercados da Mana, Brandão aponta, é que quase toda organização já teve experiências ruins com modificações, causadas por documentações inexatas ou inexistentes.

Camilo Ciuffatelli, Diretor da Santiago & Cintra, observa que “a S&C tem uma grande potencialidade para fazer a modelagem no Brasil, mas para a Mana nós entregamos a a nuvem de pontos e eles fazem a modelagem. Esta é uma nova estratégia de negociação para eles, não apenas uma ferramenta. Eles criaram, trabalhando desta forma, uma vantagem competitiva para os negócios deles”.

Processos de Trabalho

Brandão foi o gerente de projeto da Mana para o projeto da Braskem. Trabalhando com ele estava Danilo Moreira Bittencourt, Coordenador Técnico do NDT da Mana. A equipe deles começou o conceito do design em janeiro de 2005. Quando a Mana e a Braskem iniciaram as negociações da fase do design do detalhamento, em agosto de 2005, a Mana utilizou sua sala de realidade virtual para demonstrar a Braskem como a execução do projeto com o laser scanner 3D e com o PDS 3D poderia minimizar as divergências. A Braskem concordou contratou os serviços da Mana junto com o da Santiago & Cintra, para utilizar o laser scanner.

O gerente do projeto pela S&C foi o gerente regional Lincon Soares. Sob sua direção, a S&C escaneou uma área de 230m2 e um volume de 3300m3. “Devido ao congestionamento da área, o escaneamento requer 64 horas em campo, relata ele – neste caso, o tempo foi estendido para 13 dias, devido às interrupções por causa das chuvas”.

Depois que o escaneamento a laser foi completado, a equipe da S & C registrou a nuvem de pontos e entregou os dados para a Mana, que inseriu os dados do escaneamento nos sistemas de coordenadas da planta. Ao todo, o pós-processo durou 32 horas. “Nós precisávamos usar o mesmo sistema de coordenada do design original, com a finalidade de manter os novos documentos no mesmo sistema”, nota Danilo Bittencourt. “Entretanto, foi difícil alinhar a nuvem de pontos ao sistema de coordenada do design. Foi necessário que fizéssemos um modelo 3D de alguns elementos, para que pudéssemos alinhar com a documentação existente. O problema surge quando um modelo 3D, por exemplo, um alinhamento da base da bomba, e outros modelos 3D perdem o alinhamento. Isto acontecia, porque a informação nos documentos existentes continha alguma imprecisão se comparada com a realidade. Por causa disto, foi necessário tentar vários objetos até acharmos um bom alinhamento”.

Algumas modelagens dos dados do escaneamento também foram requeridas para produzir a documentação da construção. No padrão de trabalho do NDT, Bittencourt continua, “depois da validação da coordenada da nuvem de pontos, a equipe de tubulação e de equipamento se juntam para decidir o que é importante para converter as nuvens de pontos em modelos 3D. Neste caso, nós decidimos modelar o equipamento e a estrutura mecânica, com a finalidade de extrair documentação para o contratante da construção. Nós decidimos que não iríamos modelar toda a tubulação capturada pelo laser scanner, apenas os segmentos de tubulação que seriam modificados neste projeto”. Ele acrescenta que “este trabalho de modelagem não está incluso nos quatro dias de pós produção dos dados escaneados. Ao invés disto, está incluso na hora do design, porque a equipe de tubulação decide quanto modelar”.

Após o detalhamento do design ser finalizado, a Braskem convidou três firmas de construção para a sala de realidade virtual da Mana para revisarem o novo design no contexto das condições existentes, como parte do processo de preparação das ofertas. Definitivamente, a Braskem concedeu o contrato à Montec (Montagem Técnica Ltda.), de Camaçari. O projeto foi concluído em abril de 2006.

Contrapartida

“A contrapartida? Evitando o retrabalho na construção”, diz Barros. “Nós não medimos, mas sabemos que o projeto de 10 anos atrás nos deu muito mais trabalho do que o desta vez”.

“O aumento da qualidade na construção foi o mérito do uso do laser scanner”, concorda Brandão. “Este projeto envolveu uma tubulação que possuía uma curvatura especial estranhamente angular, ao invés de uma curvatura convencional. No projeto antecessor a este, eles tiveram problemas com esta tubulação, mas no projeto novo, por causa do uso do laser scanner, a fabricação de novas tubulações foi precisa, e o resultado foi muito bom, muito preciso”. Brandão calcula que a construção foi finalizada perto da data programada. Houve um certo atraso, registra ele, mas foi devido a um atraso na entrega do novo equipamento, não por causa de divergências. “Os dados da nuvem de pontos foram muito importantes em reduzir os riscos na fabricação e instalação do equipamento”.

Houve alguma resistência em usar o laser scanner neste projeto? Brandão diz que não. “Nós todos vimos o que o laser scanner poderia fazer durante a demonstração na sala de realidade virtual da Mana. Todos no projeto gostaram, a equipe de construção também gostou, porque tornou o trabalho deles mais fácil”.

A Braskem faria algo diferente do que foi feito neste projeto? “Acho que eu envolveria a equipe de construção mais cedo”, diz Barros. “Nós os envolvemos apenas no fim do projeto. Nos ajudaria se os tivéssemos envolvido mais cedo, mas não tínhamos escolhido a empresa de construção com antecedência. Nós precisamos fazer isto cedo para podermos colocá-los juntos com a Mana. Isto é algo que estamos discutindo dentro da Braskem”

Justificando o uso do laser scanner em projetos de pequeno porte

Um aspecto notável do uso do laser scanner feito pela Mana é que ela emprega a tecnologia mesmo nos projetos de pequeno porte, dos quais os faturamentos totais podem não exceder US$ 1,5 milhões. O valor total deste projeto para a Braskem foi de R$ 7 milhões (em torno de US$ 3,6 milhões de acordo com a atual taxa de câmbio). Deste montante, o faturamento da Mana foi de R$700 mil (US$ 357.000). Pelo uso do laser scanner, a Braskem pagou R$ 23.800,00 (US$ 12.150,00) à S & C.

Como a Mana decide se vai propor o uso do laser scanner para um determinado projeto? “Normalmente é uma decisão técnica”, explica Brandão. “No Brasil muitas empresas têm uma documentação pobre de suas capacidades. Se executamos um design utilizando um P&ID inexato ou uma planta falha, é claro que o projeto irá sofrer. O uso do laser scanner é a resposta para isto”. Brandão relata como a Mana acabou se envolvendo com o laser scanner. “Quando começamos a usar o PDS, foi posta uma questão para nós e para nossos clientes: como poderíamos usar o PDS para modificar aparatos existentes, enquanto não tínhamos modelos 3D destes aparatos? Para remediar isto, decidimos usar o laser scanner – isto foi em 2003”

Bittencourt adiciona que freqüentemente eles têm que fazer o escaneamento para usar o PDS. Muitas vezes nossos clientes não têm boa documentação, às vezes não têm nenhuma documentação. O laser scanner nos permite usar ferramentas de design 3D efetivamente mesmo em projetos de pequeno porte, e que envolvam modificações de aparatos existentes”. O que estimulou a Mana a trabalhar com a S&C? Na hora de escolher um provedor do serviço de laser scanner, diz Brandão, “é importante saber quais os procedimentos que ele usa. Como eles gerenciam o registro dos processos? Como eles entregam a qualidade que prometem? Nós procuramos por estes procedimentos e metodologias na S&C e na sua equipe de campo. Sem eles, erros podem ocorrer nos registros. Esta disciplina, por sua vez, torna mais fácil para nossos clientes em potencial analisarem a qualidade de nossas nuvens de pontos. É importante para um novo cliente olhar para os procedimentos e metodologias do provedor”.

Sobre a Braskem

A Braskem S.A. é a maior produtora petroquímica do Brasil, com 3.500 funcionários, e cuja receita de 2006 foi de R$ 11,8 bilhões (US$ 6 bilhões).

Sobre a MANA Engenharia e Consultoria

A MANA Engenharia e Consultoria S.A. é uma empresa de engenharia com escritórios em Salvador e Rio de Janeiro – cidades localizadas em dois centros de atividade da indústria petroquímica no Brasil. A empresa fornece os serviços engenharia conceitual, básica, de detalhamento e FEED, bem como gerenciamento de projetos e serviços de consultoria. Fundada em 1994, a Mana possui mais de 500 funcionários. Sua receita em 2006 foi de aproximadamente US$15 milhões.

Dentro do NDT (Núcleo de Desenvolvimento e Tecnologia), um grupo de 35 profissionais que investigam, desenvolvem e direcionam a aquisição de novas tecnologias e processos de trabalho para melhorar a sua engenharia. O NDT treina e trabalha com as equipes de projetos da Mana para superar obstáculos, a fim de colocar em prática novas tecnologias e procedimentos nos projetos. A Mana relata que, até hoje, já executou mais de 15 projetos usando o laser scanner.

Sobre a Santiago & Cintra

Com escritórios em São Paulo, Salvador e Macaé, a Santiago & Cintra Serviços de Medição e Modelamento Ltda fornece serviços de laser scanner 3D e de modelagem para empresas que trabalham com plantas industriais. No mercado do laser scanner desde 2001, a companhia tem 110 funcionários e é dona de 15 scanners. A empresa desenvolve software de processos de trabalho, metodologia e aplicações em seu centro de desenvolvimento de software e modelagem em 3D, localizado em São Paulo. Já entregou projetos para grandes corporações no campo da petroquímica, óleo e gás (on-shore e off-shore), química, papel e celulose, mineração, marcos históricos e monumentos, além de outros mercados e países.