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Floresta tropical da Amazónia

Digital Twin impulsiona a agroindústria amazónica de pequena escala

Nas profundezas da floresta amazónica, o projeto Moiru ajuda um pequeno produtor de óleos essenciais a trabalhar de forma mais inteligente. No âmbito de uma prova de conceito, mostra como Digital Twin ferramentas — incluindo Simcenter STAR‑CCM+ — pode fazer a diferença longe do chão de fábrica

screenshot video

O clima húmido da Amazónia proporciona condições ideais para plantas perfumadas. Desde 2003, a Cooperativa Campo Limpo (APROCAMP) em Santo Antônio do Tauá fornece estas culturas à Natura — uma multinacional brasileira e empresa líder na América Latina em beleza e cuidados pessoais. E desde 2024, a cooperativa também está envolvida na extração dos seus óleos essenciais, permitindo que mais do valor permaneça com a comunidade.

Através do projeto Moiru, o processo de extração de óleos essenciais pode agora ser automatizado. Desenvolvido com a Natura como parte da nossa iniciativa Tech4Amazonia, o projeto centra-se em trazer tecnologias digitais para processos industriais nas áreas rurais da Amazónia. Os nossos engenheiros contribuem com a sua experiência em tecnologias de automação, simulação e inteligência de dados, enquanto a Natura traz competência científica em sociobiodiversidade e relações de longa data com as comunidades locais.

Um processo tradicional passa a ser digital

Tradicionalmente, a produção de óleo essencial utiliza vapor: o material vegetal é embalado em grandes cubas e o vapor passa através da matéria orgânica, vaporizando os óleos essenciais da planta, que são condensados no passo seguinte e separados da água. A qualidade do produto final depende, entre outros, de quão uniformemente o vapor se move através do material e da estabilidade da pressão e da temperatura durante a corrida. Para alcançar sempre os melhores resultados, propusemo-nos a digitalizar o processo. Porque nada deve ser deixado ao acaso.

Os nossos engenheiros começaram por mapear a configuração de extração existente em detalhe. Isto incluiu a recolha e validação de dados técnicos, tais como desenhos CAD, diagramas de tubulação e instrumentação, e condições de fronteira, seguidas de visitas no local para compreender a infraestrutura da cooperativa e as restrições operacionais de uma operação agroindustrial na Amazónia. Esta informação foi recolhida para criar um Digital Twin do cuba de extração usando dinâmica de fluidos computacional (CFD) em Simcenter STAR‑CCM+. O modelo revela como o vapor se move através do material vegetal, onde ocorrem quedas de pressão e como a temperatura é distribuída dentro do vaso — todos os fatores que influenciam diretamente a eficiência e reprodutibilidade da extração.

Adquirir um conhecimento mais profundo e um melhor controlo sobre os processos de extracção é fundamental para melhorar a eficiência e gerar matérias-primas de maior qualidade.
Romulo Zamberlán, Diretor de Ciências do Futuro e Bem-Estar, Natura

Do insight à ação

Screenshot video Natura

Os insights obtidos com o Digital Twin foram então postos em ação. Começámos por integrar uma camada de automação no processo de extracção da agroindústria. Um sensor de pressão foi instalado a montante do extrator, uma válvula proporcional foi colocada na linha de vapor e foram adicionados sensores de fluxo de massa e temperatura para capturar as variáveis-chave de cada lote. Estes componentes são controlados e monitorizados através de um sistema PLC/HMI e controlo de supervisão, permitindo aos operadores definir a taxa de fluxo de vapor desejada, observar o comportamento do processo e manter condições de funcionamento estáveis.

Todos os dados criados no processo são registados localmente pelo Industrial Edge, o que é essencial em áreas onde a conectividade pode ser limitada. Os dados podem então ser analisados com diferentes aplicações.

Melhorias mensuráveis

Os resultados da simulação de CFD revelaram que os níveis de pressão para extrair o óleo essencial podem ser até 50% mais baixos do que os originalmente utilizados. Isso significa maior eficiência energética na caldeira, menor consumo de biomassa e água e, consequentemente, uma redução nos custos operacionais e na pegada de carbono. Condições de pressão mais estáveis garantem que o processo está agora mais seguro.

O modelo CFD e a automação também fornecem uma distribuição de temperatura mais homogénea, o que é essencial para uma volatilização consistente do óleo; pressão de entrada e fluxo de vapor mais estáveis; e melhor controlo do processo para maior eficiência. Estes fatores influenciam diretamente a qualidade do óleo essencial. Finalmente, a monitorização em tempo real do fluxo de vapor permite que o processo seja normalizado e repetido de forma fiável para cada espécie de planta.

screenshot video - natura - Measurable improvements
Adquirir um conhecimento mais profundo e um melhor controlo sobre os processos de extracção é fundamental para melhorar a eficiência e gerar matérias-primas de maior qualidade.
Romulo Zamberlán, Diretor de Ciências do Futuro e Bem-Estar, Natura

Uma cadeia de abastecimento mais equitativa

Members of the APROCAMP community have acquired digitalization skills in the framework of the Moiru project.

Além de introduzir maior eficiência no processo de destilação de óleo essencial, o projeto Moiru também incluiu training em automação, instrumentação e monitorização de processos para membros da comunidade APROCAMP. Isso significa que não estão apenas envolvidos em trabalhos de extração mais qualificados, mas também participam diretamente na digitalização da sua produção. A Natura tem feito esse tipo de transformação na Amazon há mais de 25 anos, mesmo antes do projeto Mouri, a comunidade já desfrutava de um aumento de 60% na sua receita bruta anual e de 25% nas oportunidades de emprego graças ao envolvimento na produção de óleo essencial.

Agora que o projeto Moiru passou com sucesso por uma prova de conceito, os próximos passos incluem explorar novas aplicações, como a otimização baseada em IA. Além disso, a abordagem serve de modelo para outras agroindústrias.

Abril 2026