Como a Timken aproveitou a tempestade perfeita — e tornou a energia eólica mais viável

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Como a Timken aproveitou a tempestade perfeita — e tornou a energia eólica mais viável

A tecnologia da energia eólica melhorou drasticamente na última década, conforme as turbinas eólicas se tornaram enormes façanhas de engenharia, aparecendo proeminentes sobre a paisagem ou flutuando no mar. Hoje, uma única turbina pode prover energia a milhares de casas e leva apenas de três a seis meses para recuperar os custos de produção, operando e reciclando-se durante sua vida útil de 20 a 25 anos, de acordo com o GWEC (Conselho Global de Energia Eólica).

Em sua atualização de mercado de 2017, o GWEC declarou, “A energia eólica está em rápida transição para se tornar uma tecnologia totalmente comercializada e não subsidiada, competindo no mercado com êxito contra incumbentes nucleares e fósseis altamente subsidiados. “A China liderou o investimento mundial em energia eólica de US$ 107 bilhões em 2017, seguida sucessivamente pelos EUA, Alemanha, Reino Unido e Índia. De acordo com a Associação Americana de Energia Eólica (AWEA), a energia eólica está no caminho para fornecer 10% da eletricidade dos EUA até 2020, e hoje já abastece 26 milhões de casas pelos 41 estados.

A Timken teve um papel significativo nesse progresso, trabalhando com clientes e parceiros de energia eólica para fornecer o nível e o desempenho necessários para transformar o vento em uma fonte de energia viável. Nos últimos 10 anos, o negócio de energia eólica da Timken cresceu de US$ 20 milhões para US$ 150 milhões, conforme o setor reconheceu a liderança e inovação técnica da empresa.

Momento certo foi essencial para a entrada da Timken no setor eólico

Como é muito caro realizar manutenção em uma turbina eólica que fica a cerca de 152 m acima do solo ou flutua no mar a 24 km da costa, hoje clientes valorizam muito soluções de trem de força de turbina livres de manutenção. No entanto, nem sempre foi assim.

Ajay Das, vice-presidente de desenvolvimento e estratégia de negócios na Timken, ficou encarregado de desenvolver o negócio de energia eólica da empresa em 2007. À medida que o tamanho das turbinas crescia, aumentava também a complexidade do projeto — e os projetos existentes não estavam à altura da tarefa. As turbinas construídas para durar 20 anos precisavam de grandes recondicionamentos de caixas de transmissão a cada sete a dez anos, com um custo de até US$ 300.000 ou US$ 1,2 milhão durante a vida útil da turbina.

Ajay Das, vice-presidente de desenvolvimento e estratégia de negócios na Timken, estava por trás da entrada da empresa no negócio de energia eólica em 2007.

“Foi aí que a Timken entrou”, afirmou Das. Quando as turbinas eram menores, as cargas nos rolamentos não eram tão grandes e os projetores das turbinas conseguiam funcionar com soluções de rolamento não tão ideais. A Timken atendeu ao mercado de maneira muito seletiva até que as turbinas atingissem a capacidade de muitos megawatts. Em seguida, ficou claro que investir em rolamentos mais avançados tecnicamente poderia melhorar drasticamente o valor de vida útil de uma turbina.

“Investir na energia eólica foi uma decisão que envolveu muitos milhões de dólares”, declarou Das, e o futuro do setor não estava nada definido naquele ponto. Apesar disso, “decidimos que era uma oportunidade que não poderíamos perder”, disse ele.

Em 2010, a empresa abriu uma nova fábrica na China para fornecer rolamentos de grande porte para uma empresa de energia eólica chinesa. Das também supervisionou a troca de equipamentos e expansão de fábricas nos Estados Unidos, Wuxi, na China, Chennai, na Índia, e Ploiesti, na Romênia.

Imagine três aviões Boeing 747, girando ao redor de um cubo

A Timken desenvolve soluções para as maiores turbinas eólicas no mundo.

Reduzir os custos para aumentar o mercado eólico

Durante seus 120 anos de história, os líderes da Timken sempre se orgulharam de sua capacidade de resolver problemas técnicos desafiadores que nem todos eram capazes de resolver. A energia eólica não foi uma exceção.

“O elo mais fraco da cadeia eram os rolamentos”, afirmou Das. Para enfrentar desgaste excessivo contra do vento, os engenheiros da Timken desenvolveram um desenho de rolamento cônico que permitia que as duas carreiras de rolos no rolamento compartilhassem cargas radiais e axiais igualmente. Os revestimentos resistentes a desgaste da Timken forneceram ainda mais segurança contra problemas de microcorrosão e lubrificação.

Com os engenheiros da Timken no caso, as previsões para a energia eólica melhoraram rapidamente. A AWEA informou em 2017 que os custos operacionais dos parques eólicos diminuíram em dois terços nos últimos sete anos. Em áreas em que a qualidade do vento é muito boa, as turbinas de submegawatts agora estão sendo substituídas por turbinas maiores de três a cinco megawatts. “De repente, o mesmo vento no mesmo lugar está produzindo mais energia”, disse Das.

A combinação dos desafios técnicos e foco global contínuo em energia renovável, se encaixa perfeitamente no modelo de negócios da Timken. Enquanto a base instalada de produtos de energia eólica da Timken continua a crescer, afirmou Das, as oportunidades do mercado de reposição estão apenas começando a aparecer. “Até 2020, é previsto que a demanda por mercado de reposição dobre em relação a 2017”, ele disse. “Temos bons resultados com nossos parceiros de distribuição, vendendo peças do mercado de reposição para nossas instalações iniciais e também para atualizações de instalações de concorrentes.”

A Timken continua a investir em energia eólica, desenvolvendo desenhos inovadores de rolamento para turbinas que aumentarão a vida útil do rolamento e reduzirão significativamente o desgaste. Hoje, o TDI (rolamento de rolos cônicos internos duplos) de eixo principal da Timken enfrentam o desafio do vento, de uma maneira que nenhum outro rolamento enfrentou. Resultado de uma década de engenharia e parceria com clientes, o TDI foi projetado para ser o rolamento ideal para turbinas eólicas de montagem de três pontos, aumentando a vida útil e melhorando o desempenho das maiores turbinas do mundo.

A Timken também faz investimentos inorgânicos, com sistemas de lubrificação Groeneveld projetados para turbinas, bem como acoplamentos Lovejoy e limitadores de torque AeroTorque. Todos esses produtos funcionam para transferir com eficiência a potência bruta aproveitada pelas pás das turbinas eólicas para o gerador atrás do eixo principal — e faz isso de forma confiável, em uma das condições mais desafiadoras no planeta.

Um modelo para entrar em novos mercados: um século de comprovação

À medida que as turbinas eólicas se tornam maiores e vão para alto-mar, os desafios técnicos se multiplicam, o que funciona a favor da Timken, explica Das. “Normalmente, a Timken trabalha em aplicações nas quais a probabilidade e o custo de falhas é muito alto. Os clientes nos procuram nessas situações de alto risco porque sabem que podem conseguir uma solução confiável.”

Com essa cartilha em mãos, Das continua a liderar a entrada da Timken em mercados novos e emergentes que oferecem os tipos de desafio nos quais os engenheiros da Timken gostam de concentrar sua atenção. Robótica é um exemplo. “Hoje, há tantas empresas tentando desenvolver robôs”, ele disse (robôs que trabalhem junto com humanos). “Mas o trem de força precisa ser extremamente leve e eficiente em termos de energia. A Timken está tentando trabalhar nessas aplicações.”

A Timken também está observando enorme crescimento em aplicações de energia solar, bem como no setor alimentício e de bebidas, em que trens de força precisam permanecer muito desinfetados. De acordo com Das, “continuamos procurando desafios nesses setores emergentes e de alto crescimento. E continuamos a nos desenvolver de maneira orgânica e inorgânica nesses segmentos”.

Como com energia eólica, a cartilha começa com desafios técnicos de alto risco. À medida que esses desafios são superados, continua com o crescimento na base instalada do produto resultante. Em seguida, a Timken vende peças de reposição por meio de seus distribuidores no mercado de pós-venda, proporcionando renda e lucratividade contínuas.

“Esse é nosso modelo típico”, afirma Das. “Temos o reinventado por 120 anos. Ele funciona para diversificar e rejuvenescer constantemente nossa empresa. Independentemente de onde as inovações técnicas ocorrem ao redor do mundo, sempre existe necessidade pelo trem de força adequado e pela tecnologia de controle de atrito certa. A Timken é única em sua capacidade de oferecer soluções para a maioria das aplicações desafiadoras.”