Universidade Politécnica de Perm desenvolve sistema automático de diagnóstico de qualidade da água para a indústria papeleira

De acordo com pt.wedoany.com-Cientistas da Universidade Politécnica Nacional de Pesquisa de Perm (Perm National Research Polytechnic University) desenvolveram o primeiro sistema automatizado de diagnóstico de água para a indústria papeleira. Ao contrário das soluções existentes, este sistema opera em tempo real, prevenindo a degradação da qualidade do papel, ajudando as empresas a reduzir perdas e, consequentemente, a conter o aumento dos preços ao consumidor.

A indústria papeleira é uma grande consumidora de água, e as empresas frequentemente reutilizam a água em ciclos fechados para economizar recursos. No entanto, após múltiplos usos, mesmo após a purificação, as águas residuais ainda contêm pequenas impurezas orgânicas, como fibras de madeira e reagentes, que gradualmente se acumulam, criando condições para a proliferação de microrganismos como bactérias e fungos. O número de microrganismos afeta diretamente a composição química da água, levando à sua acidificação e à redução da resistência do papel. Atualmente, as empresas avaliam a qualidade da água através de análises laboratoriais periódicas, mas os resultados apresentam atrasos, impossibilitando o acompanhamento em tempo real das mudanças, o que impede o ajuste oportuno dos modos de purificação. As perdas decorrentes de produtos defeituosos e desperdício de recursos podem chegar a milhões de rublos. Essas perdas são incorporadas aos preços, sendo, em última instância, suportadas pelos consumidores. A Rússia produz mais de 10 milhões de toneladas de produtos de papel anualmente, e mesmo uma pequena quantidade de produtos defeituosos tem um impacto significativo.

Os principais fatores que influenciam a proliferação de microrganismos na água incluem temperatura, acidez do meio e teor de poluentes orgânicos, mas os métodos existentes medem-nos separadamente. Os investigadores desenvolveram um modelo matemático que combina vários indicadores (temperatura, acidez, nível de poluição) num único valor, que indica o grau de desvio da qualidade da água em relação ao normal. Para validar o modelo, foram utilizados dados experimentais de empresas reais, comparando os cálculos com as variações reais, e os resultados coincidiram com os registos de produção. Além disso, os cientistas conceberam um sistema de controlo para a produção papeleira, instalando sensores na oficina que medem continuamente a temperatura, a acidez e a condutividade elétrica. Todos os dados são transmitidos para um pequeno computador industrial, que utiliza o modelo para calcular em tempo real o índice geral do estado da água e emite um sinal quando surgem sinais de deterioração.

Olga Bilous, professora sénior do Departamento de Automação de Microprocessadores da Universidade Politécnica Nacional de Pesquisa de Perm, afirmou que a velocidade de operação deste sistema é várias vezes superior à da análise laboratorial, permitindo detetar problemas na fase de formação das condições para a reprodução bacteriana, e não após a perda de resistência do papel. O sistema é totalmente automatizado, monitorizando os parâmetros sem necessidade de intervenção humana. Ao detetar problemas atempadamente, esta solução ajuda a reduzir o volume de água deteriorada, a diminuir a quantidade de papel e cartão defeituosos e a reduzir o consumo de reagentes químicos. Dependendo da dimensão da empresa, este sistema pode poupar centenas de milhares a milhões de rublos por ano, reduzindo diretamente o custo dos produtos.