Anualmente a equipa de Engenharia desenvolve várias iniciativas. Na Direção do Desenvolvimento há a distinção entre projetos e iniciativas, que se distinguem,
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de testes e provas de conceito a equipamentos e soluções tecnológicas/técnicas existentes no mercado. Antes de iniciar-se o respetivo teste, é preenchida uma Ficha de Acompanhamento de Teste, onde constam algumas informações importantes que especificam aquilo que vai ser efetuado e onde, ao longo do projeto, vão sendo registados os resultados obtidos (Figura 32).
Figura 32 – Ficha de acompanhamento do teste ao preparador com bateria de iões de lítio
Algumas iniciativas foram realizadas no Entreposto da Maia no âmbito da eficiência energética. Atualmente, as máquinas têm maioritariamente baterias de chumbo-ácido (Figura 33).Estas baterias são constituídas por uma placa negativa feita de chumbo, uma placa positiva de dióxido de chumbo e os elétrodos encontram-se submersos numa solução aquosa de ácido sulfúrico (Northern Arizona Wind e Sun, 2016).
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Quando o estado da bateria atinge cerca de 20%, o operador pára a sua atividade e, dependendo da operação em que se encontra, ou desloca-se à sala de baterias (Figura 34) nas operações PBS, Picking by Store e PBL, Picking by Line, ou solicita ao técnico a troca da bateria (operação em temperatura controlada - refrigerados e congelados). Nestes dois últimos casos, num dia de elevada intensidade operacional pode haver perdas de produtividade associadas a tempos de espera.
Figura 34 – Sala de baterias - Maia
No sentido de aumentar a autonomia das máquinas na operação, assim como utilizar equipamentos mais eficientes a nível energético foram realizados três testes a baterias com tecnologias alternativas. Dois testes foram realizados com baterias de iões de lítio (Figura 35)e um teste com uma bateria de chumbo puro.
Figura 35 – Porta-paletes com bateria de iões de lítio
Quer o preparador de encomendas, quer o porta-paletes elétrico com bateria de iões de lítio testados têm duas vantagens principais. Em primeiro lugar, podem ser feitas cargas parciais durante as pausas, tais como a de almoço e as do lanche, sem influenciar a vida útil da bateria. Consequentemente, com este tipo de baterias não seria necessário haver baterias de substituição (rácio ideal de 1.0), uma vez que as cargas parciais forneceriam
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O principal objetivo destes testes consistiu em validar a autonomia da bateria durante os três turnos das operações envolvidas, Operação PBS e Operação Refrigerados. Foram registados os carregamentos efetuados (Figura 36).
Figura 36 – Folha de registos com carregamentos efetuados
Os resultados da análise aos registos de carga dos dois testes elaborados apontam para que:
✓ Em ambos os testes, em média, num minuto a bateria carrega 1%;
✓ 98% das cargas efetuadas no preparador completaram 100%, enquanto que no porta-paletes elétrico apenas 38% das cargas ficaram completas;
✓ No preparador de encomendas a bateria atingiu o mínimo de 60%;
✓ No porta-paletes elétrico, a bateria atingiu ≤ 20% em 22% das vezes e em 64% das cargas efetuadas a bateria tinha autonomia ≤50% (Figura 37);
✓ Ambas as baterias descarregam cerca de 5% numa hora;
✓ A bateria do preparador (360Ah) possui capacidade superior à bateria do porta- paletes elétrico (82Ah), cumprindo assim a necessidade operacional;
✓ Além da capacidade da bateria do porta-paletes ser reduzida, existindo períodos em que a autonomia não foi suficiente, não se efetuaram algumas cargas possíveis durante os três turnos.
Figura 37 – Percentagem da bateria no início de carga
Da análise efetuada, conclui-se que na Operação PBS a capacidade da bateria é suficiente para que tenha autonomia durante os três turnos, enquanto que na operação Refrigerados as cargas efetuadas durante as pausas existentes nem sempre são suficientes para que a bateria tenha autonomia na operação. É importante enfatizar a capacidade da bateria como a potencial causa, além da disciplina quanto às cargas efetuadas.
Efetivamente, verifica-se, através do gráfico da Figura 38, que não há uniformidade nos intervalos em que se coloca à carga durante este teste. Como em cada um dos momentos de pausa, a bateria deveria ter sido colocada à carga (9:40h, 12:30h, 20:00h, 23:30h, 03:00h e 06:40h), conclui-se que não houve cargas, principalmente durante o segundo e terceiro turnos.
Figura 38 – Distribuição das horas de início de carga
De seguida, foi simulado o comportamento da autonomia de uma bateria com capacidade igual à testada e outra bateria com o dobro da capacidade superior, ao longo de um dia de trabalho na Operação Refrigerados (Apêndice VII). Os resultados comprovam que, de facto, a bateria testada não suporta a intensidade ao longo de um dia de trabalho, mesmo
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o dobro da capacidade fornece energia suficiente para a máquina desempenhar a sua função (Figura 39b).
a) Bateria testada b) Bateria com o dobro da capacidade Figura 39 – Autonomia das baterias (%) ao longo de um dia de trabalho
Além das vantagens referidas acerca das baterias de iões de lítio face à bateria de chumbo- ácido, há ainda outros aspetos que devem ser considerados. Enquanto que as baterias convencionais são carregadas numa sala de baterias, até porque necessitam de um sistema de ventilação, as baterias de iões de lítio apenas necessitam de espaço para que as máquinas sejam carregadas. Além disso, há cuidados a nível da manutenção, ao passo que as de iões de lítio não têm esta necessidade. Um aspeto extremamente relevante é que as baterias de iões de lítio não são recomendadas num ambiente de frio negativo.
Foi feita uma análise financeira em relação ao investimento de máquinas com baterias de iões de lítio face às máquinas atuais com baterias de chumbo-ácido. Apenas foram considerados nesta análise os porta-paletes elétricos, preparadores e transpaletes, máquinas de pequena dimensão, que de acordo com a empresa serão as mais suscetíveis de serem adquiridas.
Foi feita uma análise da poupança entre adquirir uma máquina com bateria de iões de lítio e adquirir uma máquina convencional com bateria de chumbo-ácido, através do método da anuidade equivalente, que permite calcular o resultado dos fluxos de caixa do projeto de uma forma uniforme ao longo da sua vida útil (Au e AU, 1992). Calcula-se uma anuidade equivalente ao valor presente durante o período de vida útil do projeto (Neto, 2009). Considerou-se nesta análise uma taxa de atualização de 10%.
A compra de uma máquina convencional, pressupõe também a compra do número de baterias correspondente ao rácio baterias/máquinas e do número de carregadores que permitam o carregamento das baterias de substituição, ao contrário das máquinas com a
alternativa energética de lítio em que a compra de uma máquina, inclui a bateria e o carregador. O custo de troca de baterias, bem como custo da manutenção a efetuar têm em consideração o custo da mão-de-obra necessária. O custo das baterias e carregadores no período de análise é referente à substituição das baterias e carregadores após a sua vida útil. Assumiu-se que a troca de baterias de iões de lítio pressupõe uma substituição do carregador, devido à evolução desta tecnologia em 10 anos. A poupança energética diz respeito à eficiência da carga, que é superior nas baterias de iões de lítio.
Os resultados (Apêndice VIII) demonstram que há prejuízo na alteração desta tecnologia no caso dos porta-paletes (-942,50€/ano), dos preparadores (-270,40€/ano) e dos transpaletes (-53,43€/ano). Neste último caso, o valor é menor pelo facto de, nesta situação, o rácio baterias/máquinas ser o mais elevado e a diferença entre os valores das aquisições entre as duas alternativas ser a mais reduzida.
Portanto, depois desta análise pode concluir-se que esta tecnologia ainda não é vantajosa face à existência de baterias de chumbo ácido. Contudo, é importante referir que uma análise de sensibilidade permite constatar que a partir do momento em que o preço de aquisição das baterias de iões de lítio dos porta-paletes seja inferior a 2,7 vezes o preço correspondente ao rácio das baterias convencionais passará a ser vantajosa a alteração. No caso dos preparadores, o correspondente rácio é de 2,2, e, no caso dos transpaletes, é de 2,6.