KLABIN - VERIFICAÇÃO DE MODELO / PROJETO
Economias Diretas: US$ 250.000 (1% valor do contrato de EPCM)
Perdas Evitadas: US$ 1.000.000 (4% valor do contrato de EPCM)
Outros: + Confiabilidade do Projeto
+ Velocidade de Resposta
+ Aderência ao Cronograma
+ Apoio a Construção
- Re-trabalho
+ Segurança
DESAFIO
A KLABIN é a maior empresa integrada de papel e celulose do Brasil e uma das maiores do mundo. Possui 14 unidades industriais espalhadas pelo Brasil e Argentina, exporta para 70 países, emprega 14mil colaboradores e fatura mais de US$2 bilhões por ano (2013).
A KLABIN também é reconhecida mundialmente pelos seus esforços de sustentabilidade e manejo responsável de matérias-primas: madeira, água, energia. Um dos principais programas de sustentabilidade da KLABIN consiste no reaproveitamento das aparas de madeira produzidas na fase de limpeza dos troncos e que não servem para a produção de papel. Essas aparas são queimadas em alto-fornos sob condições controladas gerando baixíssimas emissões e uma grande quantidade de energia que é capturada sob a forma de vapor. Esse vapor é continuamente reciclado no processo de produção de papel (economizando água) e seu excedente é utilizado para a geração de energia elétrica (economizando energia).
Em meados de 2005 a KLABIN lançou seu maior plano de investimento o MA-1100, estimado em US$2,2 Bilhões. O MA-1100 girava em torno da instalação de uma nova e revolucionária máquina processadora de celulose (MP9) fornecida pela alemã VOITH, capaz de processar 350mil toneladas de papel cartão por ano.
Para atender o gigantismo dessa nova máquina foi necessário ampliar várias unidades auxiliares da usina de Monte Alegre (em Telêmaco Borba-PR), incluindo um novo prédio com mais de 300m de comprimento, novas tubovias, um novo alto-forno gerador de vapor e uma nova turbina (TG-8) com capacidade de geração de 70Mw/hora, o suficiente para atender uma cidade de 220 mil habitantes ou 40% de toda a energia utilizada pela unidade industrial de Monte Alegre. Para essas obras auxiliares foram contratadas diversas empresas entre elas POYRY (alto-forno e interligações), CNEC (unidade geradora TG-8) e CAMARGO CORREA (construção).
Durante aproximadamente 6 meses uma equipe multidisciplinar da CNEC trabalhou junto a SIEMENS no desenvolvimento do TG-8, primeiro projeto do gênero no pais. Apesar do porte relativamente pequeno da unidade TG-8, seu projeto pode ser considerado de alta complexidade. Para dar conta da capacidade de processamento da MP-9 foi necessário construir um alto-forno com aproximadamente 70metros de altura e que por suas dimensões e capacidade gerava primariamente vapor de super-alta pressão (400°C/150BAR) fluido de altíssima energia e dificílimo de lidar. Para se ter uma idéia, os esforços nos suportes de tubulação poderiam chegar facilmente a 11 Toneladas e qualquer micro-vazamento na tubulação produziria um jato de vapor capaz de cortar o aço da lataria de um carro. Para dar conta das condições de processo o material das tubulações teria de ser utilizado um aço-liga especial (ASTM A335 P91) extremamente caro e difícil de trabalhar.
Tudo corria bem no projeto até que um acidente de transporte entre o porto de Santos e a fábrica da SIEMENS em Jundiaí danificou de maneira irreversível a carcaça da turbina que havia sido forjada sob medida para o TG-8 na Alemanha. De modo a impedir que esse imprevisto paralisasse por meses todo o MA-1100, a SIEMENS colocou a disposição da KLABIN uma nova máquina e se responsabilizou pelos custos de modificação do projeto inicial.
A CNEC, no entanto, já havia desmobilizado todos os profissionais que haviam participado do projeto e alguns já estavam até trabalhando em outras empresas. A solução tomada foi reunir engenheiros remanescentes e contratar a IATEC Plant Solutions para fazer os ajustes necessários no modelo e reemitir toda a documentação de construção (Plantas e Isométricos). O que parecia ser um serviço bastante simples se revelou uma corrida contra o relógio para verificação e correção de projeto em um prazo recorde de apenas 2 meses.
TRABALHO
Devido ao estágio de avançado das obras de fundação e pela semelhanças entre a turbina nova e a que foi danificada, SIEMENS e CNEC imaginaram que bastariam apenas alguns ajustes e tudo estaria pronto para ser reemitido, fabricado e montado.
Logo no início dos trabalhos a IATEC Plant Solutions constatou uma série problemas no modelo que poderiam levar a severos erros de projeto. Vários elementos que deveriam ter sido modelados de maneira conjunta não o foram devido à separação do escopo entre POYRY e CNEC, que trabalharam de maneira completamente independente durante o projeto trocando apenas informação em papel. Pudera também, POYRY trabalhava em PDS e CNEC em PDMS, dois sistemas completamente incompatíveis.
Uma das primeiras medidas da IATEC Plant Solutions foi juntar os dois projetos em uma maquete única, e modelar as estruturas que existiam apenas na documentação em papel, o que revelou diversas interferências entre o escopo de ambas as empresas. Ainda mais complicado, os ajustes tinham que ser feitos rapidamente, pois atingiam tubulações críticas para o projeto e a construção já estava em andamento.
A ausência de elementos modelados despertou atenção da IATEC Plant Solutions que decidiu fazer uma nova triagem das tubulações e descobriu que várias linhas não haviam sido modeladas sob o pretexto de que seriam feitas pelo campo. Tampouco os grandes e complexos suportes de tubulação e as bandejas de cabeamento elétrico haviam sido modelados. O problema, entretanto, é que as restrições de espaço dentro do prédio da turbina eram muita severas e qualquer erro na avaliação do espaço causaria graves danos ao andamento do projeto ou a posterior operação e segurança.
A IATEC Plant Solutions modelou as linhas e bandejas restantes e todos os suportes na maquete e descobriu que vários deles não teriam como ser instalados nas posições planejadas devido a interferências com elementos de infraestrutura que também não haviam sido modelados.
Vários suportes tiveram de ser modificados.
Arranjos de tubulação e de bandejamento também tiveram que ser refeitos para que fosse possível instalar todas as linhas respeitando as áreas de circulação necessárias.
Ainda preocupada com a distribuição do espaço, a IATEC Plant Solutions levantou toda a documentação de fornecedor das válvulas de controle de valor e descobriu que todo o arranjo de posicionamento dos volantes foi feito com base em desenhos de referência que não foram atualizados na chegada dos desenhos certificados. Hastes de acionamento que estavam previstas ter apenas 1,90m tinham mais de 2,40m e obstruíam completamente áreas de circulação do prédio, o que demandou o reposicionamento de diversas válvulas que do contrário ocupariam espaço crítico para a operação ou bloqueariam areas de escape.
A IATEC Plant Solutions também verificou o posicionamento dos principais instrumentos e descobriu várias inconsistências entre o recomendado pelo fabricante e o praticado no projeto.
Erros nos documentos de fornecedor dos equipamentos também foram detectados causando interferências e inconsistências de montagem.
O mais difícil, no entanto, ainda estava por vir. As configurações de admissão de vapor, extração de condensado, refrigeração do gerador e de posicionamento do barramento eram sensivelmente diferentes. Os desenhos preliminares do gerador não mencionavam inúmeros detalhes que surgiram na emissão final do documento e que por isso não haviam sido modelados. Para complicar ainda mais este processo, várias incertezas surgiram quanto aos cálculos de flexibilidade e a suportação das linhas principais que haviam sido projetadas. Tudo isso exigiu um intenso trabalho de rearranjo de lay-out para corrigir o projeto ao mesmo tempo evitar que o que já havia sido construído tivesse de ser alterado.
Praticamente todas as linhas principais tiveram que ser projetadas, calculadas e suportadas novamente de modo a atender as novas especificações e limitações impostas pelas partes já construídas. A IATEC Plant Solutions participou ativamente deste processo, fazendo análises, sugestões, e simulações com base no modelo 3D.
Para que as modificações necessárias não impactassem o progresso da montagem eletro-mecânica, a IATEC Plant Solutions treinou os oficiais de campo a usar a maquete eletrônica para fazer suas programações de montagem e extrair imagens detalhadas do modelo 3D para orientar suas equipes. Deste modo foi possível liberar a construção em regime de just-in-time, indo das partes já verificadas e aprovadas em direção às partes ainda em verificação e modificação. O resultado desta medida acabou surpreendendo a todos pela boa aceitação que o uso da maquete eletrônica teve por parte dos montadores que passaram a preferir as imagens geradas a partir do modelo 3D às tradicionais plantas em papel.
RESULTADOS
Um acumulado de más práticas de modelamento quase colocou todo um empreendimento bilionário sobre risco. Graças ao esforço de verificação de projeto da IATEC Plant Solutions todas as falhas foram detectadas e corrigidas a tempo evitando aos participantes do consórcio perdas que poderiam atingir até US$ 1.000.000 (4% do contrato) em retrabalhos e multas contratuais. Sem falar na perda financeira de aproximadamente US$ 20.000/dia para o cliente caso a entrada em operação do TG-8 atrasasse e ele não fosse capaz de gerar energia e vapor de baixa pressão para o processo logo no primeiro dia de operação da MA-1100.
