Trabalhando juntos hoje para atender aos desafios energéticos do futuro

Especialista em desenvolvimento sustentável e produção de energias renováveis, a empresa francesa Pienergies apoia seus clientes em suas transições energéticas há mais de vinte anos. Suas atividades concentram-se na implementação de microcentrais hidrelétricas e projetos fotovoltaicos com o desenvolvimento de controle e comando e o projeto de turbinas.

A opção pelo desenvolvimento de microcentrais hidrelétricas foi originalmente motivada por razões técnicas e ambientais ligadas à localização da empresa na região francesa de Auvergne-Rhône-Alpes: as microcentrais hidrelétricas seguem o curso natural da água e estão situadas às margens dos rios, não havendo a necessidade de criar lagos artificiais ecologicamente prejudiciais que costumam ser uma exigência para a construção de barragens hidrelétricas.

Em termos logísticos, o processo de construção dessas microcentrais também é mais leve, sendo muito menos dispendioso e, geralmente, respeitando mais a paisagem e a vida local, o que se mostra uma abordagem ainda mais ecológica para uma forma de produção de energia já considerada “verde”.

Desde 1999, a localização ideal da Pienergies na região de Auvergne-Rhône-Alpes permitiu à empresa desenvolver a sua experiência na geração de energia hidrelétrica ao apoiar as indústrias já instaladas próximo aos cursos de água do local, levando rapidamente à demanda por produção adicional de energia.

A empresa tem gradualmente voltado sua atenção para incluir  outras energias “verdes” de uma forma mais abrangente, setorizando agora suas atividades da seguinte forma: cerca de 50% das atividades é dedicada à produção de centrais hidrelétricas e painéis fotovoltaicos, 30% à gestão dessas energias, 18% para projetos de automação e o restante à instalação de postos de recarga para veículos elétricos.

A força da empresa reside em sua versatilidade e competência técnica, que a definem como uma verdadeira especialista no setor de energia sustentável. “Nossa visão é a competência técnica acima de tudo”, explica Kevin Moland, diretor executivo da Pienergies. “É isso que queremos desenvolver, especialmente na Europa. Apoiar e acompanhar os clientes, incluindo manutenção, nas diversas etapas dos nossos projetos, é uma das nossas principais competências.”

A Pienergies e a Hexagon trabalham em conjunto neste nível global por meio do desenvolvimento, produção e operação de turbinas Pelton, essenciais para o bom funcionamento das centrais hidrelétricas. As rodas Pelton, como também podem ser chamadas, são rodas de caçamba ativadas pelo sistema de pulverização de água. Elas são responsáveis pelo primeiro passo crucial para levar a energia cinética do mundo natural para o sistema artificial capaz de transformar essa energia em eletricidade útil. 

Seu projeto é muito complexo porque todos os parâmetros de contato da água com as caçambas da turbina, bem como a localização da hidrelétrica, precisam ser considerados. 

Um parâmetro crucial do projeto é considerar o fluxo lateral da água sobre as partes côncavas das caçambas, cujo fluxo deve ter a menor velocidade residual possível. Tudo isso significa que cada microcentral hidrelétrica produzida pela Pienergies exige uma roda Pelton totalmente personalizada, projetada para sua situação altamente específica.

Este é um caso de uso ideal para a abrangente série de soluções para manufatura da Hexagon, desde software de projeto, engenharia e fabricação até software e equipamentos de inspeção. A Pienergies visa otimizar a produção de suas microcentrais hidrelétricas com o desenvolvimento de uma “biblioteca digital” e um fluxo único de produção inteligente baseado na série de soluções completas da Hexagon.

Rigor no serviço de energias renováveis

O processo de projeto da Hexagon começa com o uso de equipamentos de metrologia portáteis em combinação com engenharia reversa e software de inspeção.

O Absolute Scanner AS1 é usado para escaneamento rápido e precisão incomparável, com até 1,2 milhão de pontos de medição de alta qualidade coletados por segundo. O scanner é montado em um braço de medição portátil Absolute Arm de 7 eixos que fornece um sistema único de referência de coordenadas para os dados de escaneamento coletados, e tem versatilidade e robustez para operar sob condições de medição não tradicionais. Mesmo em ambientes muito úmidos, como encontrados naturalmente no setor de microcentrais hidrelétricas, o Absolute Arm mantém sua precisão e confiabilidade graças à sua estrutura com classificação IP54.

A Pienergies recorreu à Hexagon exatamente por essa razão. As rodas Pelton podem pesar até 1.400°kg, o que significa que a medição dentro da instalação sob condições desafiadoras no piso de uma central hidrelétrica é um requisito não opcional da aplicação.

Após a coleta de todos os dados de medição necessários, o software da Hexagon assume o controle. A fase de engenharia reversa inteligente começa com o uso dos pacotes de software REcreate e DESIGNER, resultando em um modelo CAD detalhado da roda medida. Posteriormente, esse modelo se torna o centro da etapa da simulação de projeto inteligente do processo, com o objetivo de otimizar o desempenho da roda Pelton.

O software de dinâmica de fluidos computacional Cradle scFlow executa simulações baseadas no modelo CAD sob condições operacionais reais para garantir que o protótipo atenda às expectativas de eficiência.

Com um novo design obtido a partir dos cálculos feitos pela Cradle para atualizar o modelo digital produzido pelo REcreate e DESIGNER, o modelo é transferido para o software Simufact Additive a fim de produzir um primeiro protótipo digital.

Um elemento-chave do Simufact Additive é sua capacidade de prever possíveis distorções e tensões residuais no processo de fabricação. Após a validação do protótipo, a produção da roda Pelton recém-otimizada pode ser iniciada. A produção é apoiada pelo ESPRIT, a solução CAM que utiliza o digital twin da máquina para simplificar o processo de programação e garantir um código ISO pronto para uso.

In addition to ESPRIT, Além do ESPRIT, o NCSIMUL, a solução realista de simulação de máquinas NC, permite simular, verificar, otimizar e analisar os programas de usinagem gerados pelo ESPRIT com base nas características reais da máquina NC.

Grande parte da série de equipamentos e software da Hexagon também pode ser utilizada no centro de usinagem, principalmente em termos de técnicas de sondagem, para programação e pré-verificação. Por exemplo, o configurador de ferramentas permite configurações de comprimento e diâmetro, e o software HxGN NC Server fornece acesso a um painel de inspeção diretamente no centro de usinagem sem desmontar a peça.

Depois que as rodas Pelton forem produzidas e estiverem prontas para uso, suas peças serão desmontadas e voltarão a ser inspecionadas para validação e escaneamento pelo Absolute Scanner AS1 e Absolute Arm duo, em combinação com o intuitivo software de inspeção Inspire.

Nos processos de produção e pós-produção, é igualmente importante garantir que a intenção do projeto seja atendida, o que abrange o monitoramento da qualidade da fabricação, que pode ser realizado com o software Q-DAS eMMA para analisar o rastreamento e a conformidade dos lotes. O uso do HxGN Metrology Reporting tornará os dados de inspeção disponíveis para diferentes perfis simultaneamente, o que simplificará o processo final de validação e relatório.

Por fim, para centrais hidrelétricas com rodas Pelton de até cinco metros de diâmetro – além do fácil alcance de um braço de medição portátil – o rastreador a laser Leica Absolute Tracker AT500 e seu acessório de sondagem portátil sem fio B- Probeplus podem ser usados para requisitos de inspeção. O software ESPRIT é usado para reparo híbrido e reprodução de peças.

Além disso, o rastreador a laser de escaneamento direto Leica Absolute Tracker ATS600 também permite que o ambiente mecânico de toda a central elétrica seja escaneado em qualquer etapa da instalação, tudo sem a necessidade de qualquer tipo de alvo de medição no ponto de medição.

“A Hexagon trabalha conosco em todas as fases do projeto”, explica Moland. “Do projeto até a análise de fluidos, passando pelo escaneamento de nossas peças e pela manutenção. O conhecimento técnico da Hexagon nos permite fornecer os serviços técnicos específicos necessários.”

Da mesma forma que os clientes da Pienergies sabem que podem confiar totalmente em seu parceiro, o grupo estabeleceu laços estreitos com a Hexagon pelas mesmas razões. “Quando se trata de instalação de novas microcentrais hidrelétricas e reparos, a produção é o segredo”, diz Moland.

“É preciso capacidade de resposta, competência e pragmatismo, especialmente quando se trata de reparos. As operações da Hexagon são semelhantes às da Pienergies quanto à forma como os projetos são executados, e ambas as empresas compartilham o mesmo DNA.”

Uma estreita cooperação em todas as etapas

“Temos um longo relacionamento de mais de 12 anos com a Hexagon, e eles nos apoiam em todos os tipos de projetos, incluindo engenharia civil, controle e comando, gerenciamento de projetos, estudos de viabilidade no exterior e muito mais.”

A ideia é oferecer um complemento à energia nuclear e petrolífera e posicionar-nos na transição energética atual. “Nos últimos trinta anos, constatamos que todos os players, especialmente os políticos, estão caminhando no rumo certo. Na nossa escala, a nossa frota oferece energia 100%°renovável, especialmente porque temos os meios para oferecer uma fonte de energia local e viável.”

A Pienergies tem a ambição não apenas de consolidar a sua presença na região de Rhône-Alpes, na França continental, e nos seus territórios ultramarinos, mas também de se abrir internacionalmente, com foco na África do Sul, no Leste Europeu e na América Latina. Com o conjunto completo de soluções da Hexagon agora implementado, eles têm a base para fazer isso e muito mais.