Ao longo da história da automação, o surgimento de novas técnicas, processos e máquinas acabou abrindo caminho para que a automação desempenhasse um papel maior em nossa sociedade. Os principais objetivos da evolução da automação no dia a dia têm sido ajudar a melhorar a eficiência, a produtividade, a segurança e a conveniência. Neste artigo, vamos abordar a história da automação industrial para entender melhor como as diferentes etapas da evolução da automação se desenvolveram e avançaram até as tecnologias que usamos hoje.
História da automação na fabricação
Desde o início, pessoas comuns e proprietários de negócios sempre buscaram diferentes formas de melhorar a eficiência nas tarefas do dia a dia. Na antiguidade, nossos antepassados faziam a maior parte do trabalho manualmente, com a ajuda de máquinas simples, polias, alavancas, ferramentas manuais e, às vezes, animais de trabalho. Do ponto de vista da fabricação, os processos de produção são normalmente categorizados como:
- Totalmente manual
- Semiautomatizado
- Totalmente automatizado
Ao reduzir a quantidade de intervenção humana necessária para realizar uma tarefa, processos como a fabricação tornam-se muito mais eficientes por meio da automação. A linha do tempo da história da automação mostra como a tecnologia avançou ao longo da evolução da automação.
1º século a.C.: Rodas d'água
A verdadeira data de origem das rodas d'água é difícil de confirmar; no entanto, seu uso tornou-se mais comum entre gregos e romanos para moer grãos e transformá-los em farinha por volta do 1º século a.C. Outras máquinas mais simples, que datam de muito antes, ainda exigiam uma boa dose de intervenção humana ou trabalho animal para funcionar. O uso da água corrente de moinhos d'água para acionar um processo mecânico pode ser visto como o início da “semiautomação” e as primeiras etapas da evolução da automação.
Primeiras rodas d'água
9º século: Avanços no maquinário de moinhos
Os moinhos d'água e os moinhos de vento são um tipo de maquinário de moinho que utiliza energia renovável para acionar um processo mecânico. O primeiro projeto registrado de um moinho de vento para uso prático data aproximadamente dos séculos 7 a 9º e foi feito pelos persas. Esses moinhos de vento também eram usados para moer grãos e depois foram desenvolvidos para muitos outros processos mecânicos.
Embora os moinhos d'água possam oferecer mais potência para seu tamanho, os moinhos de vento podiam ser usados em regiões que não tinham água corrente disponível. Ambas as tecnologias continuaram melhorando e foram adotadas em todo o mundo para reduzir o trabalho manual exigido em:
- Moinhos de martelo
- Serrações
- Fábricas de papel
- Moinhos de britagem de minério
- Moinhos de afiação de ferramentas
Primeiros moinhos de vento
Séculos 17º a 18º: Revolução Industrial
Com origem na Europa Ocidental, a revolução industrial do século 17º foi um ponto de virada importante na evolução da automação industrial. Durante essa era, a invenção dos motores a vapor, moinhos a vapor e motores de combustão interna substituiu em grande parte a necessidade de moinhos d'água e de vento. Em 1785, Oliver Evans também desenvolveu um moinho de farinha automático, que foi o primeiro processo industrial completamente automatizado da história, capaz de ter produção contínua sem qualquer intervenção humana.
Primeiras fábricas industriais
Em 1867, James Clerk Maxwell publicou um artigo estabelecendo os primórdios de uma base teórica para entender a teoria de controle. Fábricas industrializadas continuaram sendo adotadas para produzir em massa materiais como algodão, papel, plásticos, vidro e metais em volumes muito maiores e com maior eficiência. À medida que a tecnologia e os processos da revolução industrial se espalharam pelo mundo, a economia, o transporte, a saúde e os medicamentos em todo o mundo cresceram exponencialmente.
Motores a vapor para locomotivas
1900 a 1950: Eletrificação & controladores industriais
Por volta da década de 1920, a evolução da automação industrial acelerou rapidamente quando as fábricas começaram a utilizar lógica de relés e passaram por eletrificação — o processo de alimentar com eletricidade. A expansão do uso de centrais elétricas, combinada com a operação de novas caldeiras de alta pressão, subestações elétricas e turbinas a vapor, resultou em uma demanda crescente por instrumentos e controles.
Distribuição de energia elétrica
As plantas de fabricação começaram a fazer a transição para motores elétricos e menos instalações continuaram com eixos de linha e transmissões por correia usando motores a vapor. Durante essa transição, as instalações de fabricação experimentaram aumentos de produção de cerca de 30%. Isso acontecia porque os motores elétricos tinham eficiência muito maior em comparação com os motores a vapor, exigiam menos manutenção e não sofriam as altas perdas por atrito de eixos de linha e correias.
Primeiros motores elétricos
Luzes codificadas por cores das salas de controle eram necessárias para enviar sinais aos trabalhadores da fábrica para que fizessem mudanças manuais, como abrir ou fechar válvulas e ligar ou desligar interruptores. Esse é um tipo de controle de processo conhecido como “liga-desliga”. Na década de 1930, controladores foram introduzidos na indústria para permitir mudanças calculadas em resposta a perturbações do ponto de ajuste. Módulos de lógica digital em estado sólido para controladores lógicos programados cabeados passaram a ser adotados pelos sistemas de controle industrial para controle e automação de processos em 1958. Como precursores dos controladores lógicos programáveis (PLC) usados hoje, eles gradualmente substituíram a maior parte da nossa necessidade de lógica de relés eletromecânica.
Primeiras estações de controle
Séculos 20º a 21º: Computadores & robótica
Em 1971, a invenção dos microprocessadores resultou em grandes quedas de preço do hardware de computadores e permitiu o rápido crescimento dos controles digitais na indústria de manufatura. Nossos constantes avanços em tecnologia de computação até hoje continuam impulsionando a evolução da automação industrial. Com computadores digitais, as instalações de fabricação passaram a contar com controladores capazes de executar tarefas mais complexas em velocidades mais rápidas e com maior eficiência.
Introdução dos computadores
À medida que a tecnologia avançava, a automação robótica de processos tornava-se mais proeminente nas instalações de fabricação. Victor Scheinman, um pioneiro americano no campo da robótica, inventou o “braço de Stanford” em 1969. Ele foi projetado para permitir uma solução de braço como um robô articulado totalmente elétrico de 6 eixos. Isso abriu caminho para que os robôs tivessem o potencial de executar tarefas mais complexas, como soldagem e montagem. Em 1973, a Europa estava fazendo enormes avanços em robótica industrial ao levar robôs ao mercado por meio da ABB Robotics e da KUKA Robotics.
Os robôs nas fábricas de hoje são usados agora em praticamente todos os processos existentes de montagem e fabricação. Além de retirar humanos de ambientes perigosos, eles também ajudam a reduzir custos para que os proprietários de empresas permaneçam competitivos, aumentando a eficiência energética, a produtividade, a exatidão e a precisão, resultando em melhor qualidade de produção. Agora podemos ver a evolução da automação robótica de processos em processos como:
- Fabricação de vidro
- Fábricas de celulose e papel
- Processamento de alimentos e bebidas
- Montagem automotiva
- Separação de gás natural
- Geração de energia elétrica
- Fabricação de eletrônicos
- Enlatamento e engarrafamento
Robótica em fábricas
Evolução da automação residencial
A evolução da automação no dia a dia fica mais evidente quando a vivenciamos diariamente em nossos lares. À medida que a eletrificação começou a crescer no século 19º, estima-se que 70% dos lares dos EUA estavam eletrificados por volta de 1930. A distribuição de energia elétrica abriu a possibilidade de os proprietários terem meios para alimentar os primeiros eletrodomésticos, como:
- Aquecedores de água
- Secadoras de roupas
- Lava-louças
- Refrigeradores
- Aspiradores de pó
- Máquinas de lavar
- Máquinas de costura
Aquecimento de água em casa
Embora muitos desses eletrodomésticos tenham começado sendo caros demais para a maioria das famílias, a introdução gradual no mercado combinada com o aprimoramento das tecnologias acabou tornando-os mais acessíveis.
Na década de 1970, a grande queda no preço do hardware de computadores fez com que o preço dos eletrônicos caísse significativamente. Isso permitiu que os eletrodomésticos se tornassem mais acessíveis para uso doméstico. Nos anos 1990 e 2000, a tecnologia da internet estava se desenvolvendo significativamente. Isso permitiu que as casas inteligentes se tornassem mais acessíveis, resultando em um aumento da popularidade da automação residencial. Hoje, a automação residencial é facilmente encontrada nos lares modernos com tecnologias inteligentes, como luzes automáticas, controles de climatização (HVAC), sistemas de segurança & proteção, elevadores de TV e controles de entretenimento. Todas essas tecnologias inteligentes agora podem ser acessadas com praticidade por meio de um smartphone com apps de casa inteligente compatíveis. Com o trabalho em casa se tornando uma prática cada vez mais comum, também vimos um aumento na demanda por mesas elétricas reguláveis em altura.
Casa inteligente — controles de luzes e entretenimento
Em resumo
A evolução da automação no dia a dia vem acontecendo ao longo da história e continuará avançando nas próximas gerações. À medida que nossa tecnologia evolui, podemos esperar ver a automação robótica de processos causando um impacto ainda maior em nossa indústria.
Esperamos que você tenha achado isto tão informativo e interessante quanto nós, especialmente se você se interessa pela história da automação industrial. Se tiver alguma dúvida ou desejar falar mais sobre nossos produtos, não hesite em entrar em contato conosco! Somos especialistas no que fazemos e teremos prazer em ajudar no que for preciso.
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