PLANTAS QUÍMICAS

Maquete em 3D criada com programas da Intergraph - foto: divulgação

Ferramentas computacionais ampliam alcance do CAD para projetos virtuais

Márcio Azevedo

O projeto de plantas industriais tem à sua disposição um conjunto de ferramentas baseadas em programas de desenho auxiliado por computador (CAD, na sigla em inglês) que muda significativamente a maneira como engenheiros e projetistas criam novas instalações industriais. Com o auxílio da visualização em três dimensões, essas ferramentas reduzem os erros induzidos por desenhos em duas dimensões e proporcionam reduções de custos na concepção de projetos e na sua execução, tanto na etapa de aquisição de materiais quanto na de construção.

O mercado de softwares para o projeto de plantas industriais é dominado por três competidoras principais, Intergraph Corporation, Bentley Systems e Aveva, todas com escritórios no Brasil.

A Intergraph é uma companhia estadunidense sediada em Huntsville, Alabama, e fundada por antigos consultores da agência espacial norte-americana, a NASA. A fornecedora de programas está presente em 65 países, mas por conta da lei de reserva do mercado de informática, em vigor no Brasil entre 84 e 91, viu-se obrigada a nacionalizar a filial brasileira. Desse processo surgiu a Sisgraph, representante da divisão PPM (Process, Power & Marine) da Intergraph, no Brasil, e da divisão SG&I (Security, Government & Infrastructure), na América Latina e no Caribe. A Sisgraph também faz a representação da Stratasys, uma especialista dos EUA em equipamentos para a produção de protótipos.

Segundo Ricardo Fornari, gerente técnico da Sisgraph para a divisão PPM, a Intergraph dispõe de soluções para quatro grandes áreas do projeto virtual de plantas: modelagens em duas dimensões, modelagens em três dimensões, gerenciamento de materiais e gerenciamento de informações. O segmento de 2D é atendido com softwares esquemáticos sem maiores preocupações com a locação física dos componentes e a proporcionalidade entre suas dimensões, mas com o fluxo lógico de informação. Esses programas (principalmente o SmartPlant P&ID, o SmartPlant Electrical e o SmartPlant Instrumentation) são utilizados para a criação de fluxogramas de processo, diagramas unifilares (para sistemas elétricos), diagramas de malhas (para a instrumentação) e folhas de dados (contendo os parâmetros de operação) dos diversos equipamentos.

Fornari: desenho é relatório gráfico do banco de dados

A modelagem em 3D, por sua vez, define o posicionamento de todos os componentes da planta em uma maquete digital em três dimensões. Ela contém todos os equipamentos que virão, de fato, a integrar a planta, como bombas, tanques, tubulações, a estrutura metálica de sustentação, o bandejamento elétrico e dutos de ar condicionado. No 3D, ao contrário do que ocorre nos fluxogramas de processo, os elementos são representados mantidas as relações de escala. Logo, o exibido na tela do computador prevê com fidelidade o que se pretende construir. Do modelo tridimensional são extraídos todos os documentos necessários para a etapa de construção, como os isométricos de montagem (vistas isométricas das linhas de tubulações), os spools de fabricação, as plantas de locação de instrumentos e equipamentos, as plantas de montagem de tubulações e estruturas metálicas, além das listas de materiais a ser comprados.

O gerenciamento de materiais é realizado com o auxílio de um sistema de gestão da cadeia de suprimentos, desde sua codificação, até o controle da chegada em campo, passando pela requisição, cotação, compra e logística. A integração entre as áreas de 2D, 3D e gestão de materiais é feita pelo sistema de gerenciamento de informação. Ele realiza a gestão de documentos e garante a atualização dos dados e a veiculação da informação real, consolidada, para todos os envolvidos no projeto.

Em comparação a programas exclusivos de CAD, os softwares de plant design fornecem habilidades adicionais aos projetistas e às empresas de construção de unidades industriais, porque permitem aos usuários não apenas criar o modelo tridimensional das plantas, mas controlar toda a informação a elas relacionada. Um bom exemplo é o que se passa com os fluxogramas de engenharia, representações lógicas dos processos industriais na forma de esquemas. Não é possível representar todo o projeto de uma grande planta em um único fluxograma – uma plataforma de petróleo, por exemplo, pode ter em torno de 300. As linhas de tubulação representadas nesses documentos “nascem” em um determinado fluxograma, mas se “prolongam” a outros. É essencial garantir que determinada linha, que se distribuiu por diferentes documentos, seja identificada corretamente, com o mesmo nome em todos os fluxogramas. Mais importante é assegurar que a pressão e a temperatura de trabalho determinadas para aquela linha estejam assinaladas corretamente em todos os fluxogramas.

Porém, quando se trabalha com programas de CAD 2D, é muito difícil realizar essa verificação, a menos que feita manualmente, pela comparação dos fluxogramas impressos. No entanto, os softwares fornecidos pela Sisgraph, orientados a bancos de dados, realizam automaticamente a verificação, checando se a tubulação esquematizada em um certo fluxograma é a “continuação” de uma linha existente em outro. Dados pertinentes aos diversos sistemas que compõem o projeto de uma planta industrial, como as instalações elétricas, a instrumentação, os sistemas de ventilação e ar condicionado, equipamentos e sistemas mecânicos, podem ser verificados.

Quando um modelo em três dimensões é criado, os elementos que o compõem recebem um determinado número de identificação, denominado tag. A cada um dos tags são relacionadas, nos bancos de dados, diversas outras informações, como a pressão de uma bomba ou o material de constituição de um tubo. Durante a criação da maquete tridimensional, o projetista, envolvido com o arranjo das estruturas e equipamentos, não precisa se preocupar com a inclusão de dados de processo no modelo 3D, pois eles são inseridos, anteriormente, nos fluxogramas de processo e transferidos ao ambiente em 3D de forma automática. “O projetista de tubulações está desenhando uma tubulação em 3D, mas o desenho também é um relatório gráfico do banco de dados”, diz Fornari.

Os aplicativos para o projeto de plantas industriais podem ser utilizados nas etapas do projeto básico de engenharia e do detalhado. No projeto básico, o engenheiro está focado, principalmente, na determinação do layout da planta e dos equipamentos. A Sisgraph comercializa programas capazes de realizar, após o posicionamento dos equipamentos no modelo, e com base na lista das principais linhas de tubulação da planta, o seu “roteamento”, isto é, indicar as conexões de cada linha e o sentido do fluxo nelas. Esse processo gera uma lista de materiais contendo dados como o comprimento total de tubos, as quantidades de curvas, reduções e “tes”. Se o posicionamento dos equipamentos é modificado, o programa recalcula o “roteamento” e atualiza os dados da lista de materiais, a fim de permitir comparações entre os diferentes layouts. Projetos em 3D também possibilitam que seja simulada a etapa de montagem e a movimentação de guindastes. Tal capacidade é importante, pois não é incomum que se torne impossível, ou muito difícil, transportar equipamentos por uma planta em construção.

A tecnologia 3D, ao substituir a prancheta, trouxe uma enorme produtividade para as empresas de projetos. Ela também permitiu a redução dos erros e do retrabalho na etapa de construção e tornou a compra de materiais muito mais precisa. Alguns usuários de programas de CAD argumentam que um modelo pode ser feito mais rapidamente no ambiente de CAD que nos programas de projetos de plantas. O gerente técnico da Sisgraph, no entanto, afirma que o ganho não é tão significativo e, caso fosse, só a economia com verificações e correções de erros superaria, em muito, o eventual ganho de tempo proporcionado pelo CAD.

 

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