Como serão as fábricas sustentáveis do futuro?

Em 2016, o Fórum Econômico Mundial descreveu Indústria 4.0 como “... uma fusão de tecnologias que está confundindo as linhas entre as esferas física, digital e biológica”. Avançando seis anos na velocidade da luz, temos a BMW gêmeo digital fábricas já instaladas.

No entanto, mesmo com a indústria 4.0 em andamento, a indústria permanece terceiro na lista dos culpados do aquecimento global. Nos EUA, quase 30% das emissões de gases vêm da indústria e, na Europa, o setor manufatureiro é responsável por 880 milhões de toneladas de CO₂ emissões anuais. Em escala global, as empresas industriais respondem por mais de 21% de todas as emissões de gases de efeito estufa. Dadas essas estatísticas, as fábricas precisariam reduzir drasticamente as emissões até 2030 para cumprir a meta de 1,5°C do Acordo de Paris.

Uma meta otimista, para dizer o mínimo. A boa notícia? A tecnologia está sendo desenvolvida em velocidades recordes, e o que parecia ficção científica há alguns anos está se tornando realidade. Em um futuro não muito distante, fábricas com zero líquido serão a norma.

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Veja como elas serão:

1. A IIOT (Internet das Coisas da Indústria) reina.
‍A fábrica do futuro será hiperconectada e ultra simplificada, aproveitando o poder da IIOT. Pense no que você poderia fazer com um telefone celular antigamente versus o smartphone, ou no mundo de hoje, o que você pode fazer quando segura alguns dispositivos Apple juntos e eles “conversam” entre si, fazendo o sinal “Airdrop” aparecer. Da mesma forma, sensores em máquinas de diferentes tamanhos em uma fábrica que se conectam por meio de software se tornarão a norma principal. Essa interconexão fornece dados inestimáveis em tempo real que permitem aos fabricantes ver com precisão o panorama geral, incluindo onde a produtividade pode ser aprimorada e onde o desperdício pode ser reduzido. Acima de tudo, a IoT do setor trará a clareza necessária para avançar e, por sua vez, permitirá que ações imediatas sejam tomadas com base nos insights para reduzir as emissões de carbono.

Por outro lado, as fábricas também terão que reforçar sua segurança cibernética devido à interconexão. Em 2020, 21% de todos os ataques de ransomware foram direcionados a locais de fabricação, classificando-os em segundo lugar entre os 10 principais setores classificados pela IBM. No mundo da manufatura, onde cada hora de inatividade não planejada poderia custo USD 532.000, garantindo que a segurança cibernética será fundamental.

“Acima de tudo, a IoT do setor trará a clareza necessária para avançar e, por sua vez, permitirá que ações imediatas sejam tomadas com base nos insights para reduzir as emissões de carbono.”

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2. Eficiência energética total.
‍A tecnologia garantirá que a energia seja distribuída de forma eficiente por meio de dados em tempo real que permitem monitoramento e gerenciamento constantes. Isso também inclui aumentar a eficiência do próprio maquinário para reduzir o desperdício de energia. Hoje, uma fábrica pode ter muitas máquinas diferentes trabalhando simultaneamente, mas se uma máquina terminar um processo antes das outras, ela pode permanecer ligada até que todo o ciclo termine, mesmo que não esteja em uso ativo. As futuras fábricas incluirão sensores que permitirão o gerenciamento de máquinas individuais de acordo com o uso ou de forma programada, pré-carregando os ciclos de produção em uma nuvem para garantir que nenhuma energia seja desperdiçada.

Coleta de energia ou a reutilização da energia dos processos de produção também se tornará comum. Por exemplo, o calor emitido pelas máquinas será capturado e reutilizado para alimentar máquinas de baixo consumo de energia, como iluminação e ventiladores. Além disso, as fábricas podem até colher mais energia do que o necessário para seu próprio uso e podem se tornar fornecedoras de energia.

Uma abordagem diferente que está sendo discutida atualmente em relação às fábricas com zero líquido da década de 2050 é o conceito de “fabricação sem luz”. Em outras palavras, fábricas projetadas para não ter nenhuma ocupação humana, sem ar condicionado ou iluminação. Embora possa ser mais eficiente, se houver um problema técnico, como um erro imprevisto em uma máquina, quem estará lá para cuidar dele? Isso nos leva ao nosso próximo ponto.

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3. Um ambiente seguro para os funcionários.
‍Embora a robótica, a IA e as tecnologias digitais substituam parte do trabalho manual, a necessidade do toque humano permanece essencial nas fábricas de 2050. Um dos maiores problemas que as fábricas enfrentam atualmente é garantir a segurança dos funcionários. É estimado que 2,3 milhões de mulheres e homens em todo o mundo sucumbem a acidentes ou doenças relacionadas ao trabalho todos os anos. Na REINO UNIDO, 57.000 trabalhadores sofreram lesões não fatais no trabalho a cada ano, em média entre 2018/19-2020/21. Na NÓS, empregadores do setor privado relataram 2,7 milhões de lesões e doenças não fatais no local de trabalho em 2020.

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As fábricas do futuro serão um lugar muito mais seguro para os funcionários. Desenvolvimentos em tecnologia de hardware e novos materiais se tornarão a base para apoiar isso. Pense em dispositivos vestíveis e robótica para funcionários da fábrica que ajudarão a realizar trabalhos pesados com segurança, reduzindo acidentes no local de trabalho. O monitoramento do local de trabalho baseado em visão por meio de inteligência artificial sinalizará práticas inseguras e evitará que elas aconteçam em tempo real. O hardware de ponta evitará riscos de ruído para os funcionários, e imagens avançadas evitarão desastres na fábrica, como vazamentos de gás. Materiais perigosos, que atualmente são estimados em causa 651.279 mortes por ano serão substituídas por tecnologias de base biológica e vegetal, como adesivos de soja e inovações à base de plantas. Um benefício adicional dos novos materiais biológicos e vegetais é que eles podem potencialmente melhorar a qualidade dos produtos acabados.

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4. Circular, não linear.
‍Além da transformação digital tomando conta das fábricas do futuro, uma mudança cultural na mentalidade em relação ao modelo linear de aquisição, fazer, descartar mudará para um dos reutilizar, reduzir, recondicionar e reciclar.

Isso vai além de ter um programa de reciclagem de garrafas plásticas consumidas pelos funcionários (ou ter uma tolerância zero ao plástico), mas desde o processo real de fabricação até os produtos acabados. Por exemplo, o aço de uma máquina que parou de funcionar ou de produtos acabados com defeito pode ser remodelado para criar novos produtos ou ferramentas. A água também será um fator importante na fábrica circular; onde a água usada durante a produção e os processos pode ser reutilizada para posterior fabricação ou para outros usos, como irrigação, limpeza ou até mesmo lavagem de vasos sanitários. Como bônus, o processo de reutilização da água para outros usos, na verdade, cria biogás como subproduto — para que a energia também possa ser coletada.

Em outro nível, os fabricantes criarão produtos para durar desde o início, reduzindo a necessidade do consumidor de jogar fora e recomprar. No mundo da fabricação de alimentos, o foco será estender a vida útil e, assim, reduzir o desperdício, impulsionado pela tecnologia preditiva de IA e bioinovações que preservam os produtos.

O fábrica circular dependerá da economia e do reaproveitamento de cada subproduto em toda a cadeia de valor da fábrica, para que o ciclo completo deixe zero emissões de carbono.

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5. Captura perfeita de carbono.
‍Em um mundo perfeito, as fábricas teriam zero emissões de carbono da fabricação. No entanto, mesmo com emissões drasticamente reduzidas, é provável que ainda haja emissões mínimas. É aí que a captura de carbono a longo prazo entrará. As fábricas são alvos particularmente estratégicos para a captura de carbono porque ele pode ser capturado em grande escala assim que sai (pense: diretamente na chaminé). Em contraste, em áreas menos concentradas onde o CO2 está flutuando no ar, capturá-lo se mostra mais difícil.

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Faça da tecnologia, não do CO2.
As fábricas do futuro serão cada vez mais automatizadas, desde as linhas de produção até o gerenciamento de estoque e o atendimento ao cliente, mantendo a segurança dos funcionários como prioridade. O foco está na criação de um sistema simbiótico para aumentar a produção e a lucratividade e, ao mesmo tempo, reduzir significativamente as emissões de carbono por meio de monitoramento em tempo real e melhor design. Com inovações e tecnologias digitais se desenvolvendo rapidamente com um foco particular na escala, as fábricas verdes do futuro estão mais próximas do que nunca.