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Tipo: TCC
Título: Investigação das Varíaveis que Impactam a Previsão do Diferencial de Pressão em um Moinho de Cimento
Autor(es): Araujo, Thayrla Oliveira
Palavras-chave em português: Diferencial de pressão;Moinho vertical de rolos;Produção de cimento Portland;Random Forest Regressor
Palavras-chave em inglês: Differential pressure;Vertical roller mill;Portland cement production;Random Forest Regressor
Data do documento: 2026
Resumo: O cimento, amplamente utilizado na construção civil, tem sua origem nas civilizações antigas e evoluiu ao longo dos séculos, culminando no desenvolvimento do cimento Portland durante a Revolução Industrial. No Brasil, o cimento Portland é o tipo mais produzido e consumido. Conforme dados do Anuário Estatístico do Brasil, a produção de cimento Portland entre 2020 e 2022 alcançou cerca de 114 milhões de toneladas. O moinho de cimento é um equipamento fundamental na indústria cimenteira, responsável pelo processamento das matérias-primas para a obtenção do produto final. O diferencial de pressão do moinho é um parâmetro crítico de monitoramento, uma vez que seu aumento pode indicar instabilidade no equipamento, resultando em uma elevação atípica da vibração de sua estrutura. No contexto industrial, essa instabilidade compromete a qualidade do cimento, reduz a alimentação do equipamento e acarreta maiores custos energéticos, além de impactar negativamente a produtividade. Diante desse cenário, este estudo analisa as variáveis operacionais associadas ao diferencial de pressão em um moinho vertical de rolos, utilizando uma base de dados histórica de uma unidade fabril. Foram aplicadas técnicas estatísticas para o pré-processamento e suavização dos dados, incluindo análise de defasagem temporal por meio de lag e média móvel, além de estudos de correlações de Pearson, Spearman e de Informação Mútua. Posteriormente, utilizou-se aprendizado de máquina, com o modelo Random Forest Regressor, para prever o comportamento do diferencial de pressão. Os resultados indicam que as correlações de Pearson e Spearman corroboraram a relevância das variáveis analisadas, enquanto a Informação Mútua evidenciou interações mais complexas e redundâncias informacionais, sugerindo a possibilidade de simplificação do modelo preditivo. A modelagem apresentou potencial preditivo, porém as métricas de desempenho do modelo indicam a necessidade de ajustes adicionais para melhorar a precisão das previsões.
Abstract: Cement, widely used in construction, has its origins in ancient civilizations and has evolved over the centuries, culminating in the development of Portland cement during the Industrial Revolution. In Brazil, Portland cement is the most produced and consumed type. According to data from the Statistical Yearbook of Brazil, the production of Portland cement between 2020 and 2022 reached approximately 114 million tons. The cement mill is a fundamental piece of equipment in the cement industry, responsible for processing raw materials to obtain the final product. The mill’s pressure differential is a critical monitoring parameter, since its increase may indicate instability in the equipment, resulting in an atypical increase in the vibration of its structure. In the industrial context, this instability compromises the quality of the cement, reduces the equipment’s feed and leads to higher energy costs, in addition to negatively impacting productivity. In view of this scenario, this study analyzes the operational variables associated with the pressure differential in a vertical roller mill, using a historical database from a manufacturing unit. Statistical techniques were applied for preprocessing and smoothing the data, including time lag analysis using lag and moving average, in addition to Pearson, Spearman and Mutual Information correlation studies. Subsequently, machine learning was used, with the Random Forest Regressor model, to predict the behavior of the pressure differential. The results indicate that the Pearson and Spearman correlations corroborated the relevance of the analyzed variables, while the Mutual Information showed more complex interactions and informational redundancies, suggesting the possibility of simplifying the predictive model. The modeling showed predictive potential, but the model’s performance metrics indicate the need for additional adjustments to improve the accuracy of the predictions.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84620
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA MECÂNICA - RUSSAS - Monografias

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