GreenSIGMA - Sistema Inteligente de Gestão e Monitorização Avançada para Produção Energética Verde 4.0

O objetivo central do projeto GreenSIGMA consiste no estudo, investigação e desenvolvimento de um sistema inteligente de gestão, monitorização e controlo avançado para unidades de valorização energética, com características muito superiores aos existentes no mercado por via da integração de tecnologias avançadas de digital twin, análise avançada de dados, sensores virtuais, visão computacional, controlo avançado, sistemas de decisão, machine learning e inteligência artificial, aplicadas ao processo de incineração de resíduos. Com alinhamento direto com as Prioridades Setoriais, o projeto permitirá melhorar o desempenho funcional e maximizar a sustentabilidade ambiental, operacional e financeira, aumentando a eficiência e diminuindo custos associados a um setor com grande volatilidade a nível de preços, que representa extrema relevância a nível europeu. Esta iniciativa surgiu de uma investigação anterior efetuada pela UC e pela ADAI no que respeita ao processo de produção energética e de incineração de resíduos e, complementarmente, das necessidades da Entidade líder, TERMOGREEN, enquanto utilizadora da tecnologia, considerada fundamental para garantir a sustentabilidade das operações no longo prazo. Por sua vez, tratando-se de um setor de atuação onde a BIANNA e a ONCONTROL detêm elevada experiência e interesse estratégico, a solução e conhecimentos científicos e tecnológicos que dela advêm apresentam um elevado potencial no mercado global, assumindo-se como parceiros tecnológicos pioneiros no setor energético e de valorização de resíduos, sendo ainda o conhecimento escalável a outros setores, como o cimenteiro. Os principais desafios à evolução da abordagem existente, partindo o projeto de um TRL 2, iniciam-se pela necessidade de obter uma combustão controlada perante uma ampla variação nas propriedades físico-químicas do combustível, com elevado controlo ambiental e necessidade de custos operacionais reduzidos. As ações terão de ser automáticas, e atualmente não existem soluções tecnológicas adequadas para a sua implementação. Por isso, serão introduzidos novos sensores (virtuais e por visão) e técnicas avançadas de análise de dados, parade forma a obter informações relevantes para o processo e sustentar os objetivos do projeto. Neste sentido, foram definidos os seguintes Objetivos Técnico-Científicos (OTC), que se encontram alinhados com as atividades do projeto (A#): OTC1 – Caracterizar a central da TERMOGREEN do ponto de vista técnico-funcional, paracom vista à identificarção das variáveis críticas de controlo, os indicadores de desempenho e as restrições operacionais, que servirão de base aos sistemas a desenvolver (gémeo digital, controlo avançado e sistema de decisão) (A1, A2 e A3). OTC2 – Desenvolver um gémeo digital do processo de combustão, com capacidade para simular o comportamento térmico do forno rotativo em diferentes condições de operação. O modelo utilizará equações físico-químicas, combinando dados de processo e a caracterização online do combustível, conseguida através de visão hiperespectral (A1 e A2). OTC3 – Desenvolver sensores virtuais para estimar os níveis de emissão de poluentes em tempo real, baseados em modelos físicos dos poluentes e dados do processo de incineração e do sistema de visão (A1 e A3). OTC4 – Desenvolver um observador dos sistemas de automação-máquina com capacidade para identificar, monitorizar e detetar falhas ou ineficiências em árvores de decisão lógicas dos autómatos industriais e em ciclos de controlo do processo de incineração (A1 e A3). OTC5 – Criar um modelo 4D da zona de queima, com base em visão multicâmara, capaz de detetar e reconstruir em tempo real a forma tridimensional das chamas que evoluem no processo de incineração (A1,; A2 e A3); OTC6 – Desenvolver uma ferramenta de controlo avançado do processo de incineração de resíduos que forneça ações de controlo automáticas em tempo real ao processo, integrando os sistemas desenvolvidos nos OTC anteriores (A1,; A2 e; A3); OTC7 – Implementar um sistema de decisão inteligente, capaz de planear a produção, ao seleção do resíduo a incinerar com base em critérios energéticos, ambientais e económicos (A1, A2 e A4); OTC8 – Validar a solução GreenSIGMA em ambiente operacional e analisar da sua escalabilidade para outras unidades industriais (A1 a A5)