Sensores e o monitoramento de instalações elétricas

“A quarta revolução industrial não é definida por um conjunto de tecnologias emergentes em si mesmas, mas a transição em direção a novos sistemas que foram construídos sobre a infraestrutura da revolução digital”, esclarece Schwab, em seu livro A Quarta Revolução Industrial. 

As tecnologias que fazem parte do conjunto da Indústria 4.0 não estão restritas aos universos da nanotecnologia, da biotecnologia, da robótica, da inteligência artificial e do armazenamento de energia. Falamos em sistemas físicos cibernéticos, internet das coisas, mas sobretudo, redes. O mundo onde tudo é conectado.

Hoje, é possível conectar, monitorar, medir, controlar, proteger, entre tantas funções usando sensores, relés, controladores, drives, isso tudo conectado às redes de dados. Mas, pergunto: por que e para que buscamos e armazenamos tantos dados sobre o funcionamento de instalações elétricas? Para esta pergunta, seguramente, centenas de respostas devem surgir, portanto, usando um pouco de futurologia e esoterismo, declaro as minhas previsões.

São diversas as razões pelas quais queremos dados. Sem dados, não é possível entender o passado, razão pela qual estudamos História. Entendendo o passado, analisando causas e consequências, conseguimos entender e estabelecer padrões e, com isso, evitar problemas futuros. Com dados sobre consumo energético, a gestão das empresas pode reformar contratos de demanda contratada junto às distribuidoras, remanejar horários de trabalho, controlar o consumo, monitorar rateio de despesas e análise de custos operacionais, ou seja, com dados, a visão é clara e ações podem ser tomadas com maior acuracidade. Também com base em dados de manutenção, a gestão de ativos monitora preditivamente os ciclos de vida útil de equipamentos, podendo prever os melhores momentos para se executar manutenções preventivas e evitar paradas em linhas de produção, o que gera prejuízos, além de evitar acidentes que destruam os ativos e causem também perdas produtivas.

Cabe ressaltar que tudo isso é muito interessante, mas custa, e o custo desse sistema todo precisa ser muito bem analisado, pois o aparato preventivo não pode custar mais caro do que o custo de uma linha de produção parada por conta de uma falha de um sistema sem manutenção. 

Ora, se é assim, qualquer sistema preventivo é viável? Pois bem, se a resposta para essa pergunta não é sempre sim, então é preciso racionalizar o aparato preventivo para a real necessidade de cada uma das instalações. Evidentemente, uma instalação de missão crítica como um datacenter terá sempre um aparato preventivo muito mais sofisticado do que uma indústria de transformação.

Assim sendo, na minha visão, reduzindo ao mínimo o aparato preventivo de sensores e sistemas acessórios, chega-se ao conjunto de sensores que monitore temperatura e vibração. Com essas duas grandezas, entendo que é possível, através de um bom software de tratamento de dados e um eficaz sistema de aquisição de dados em tempo real, proteger os ativos elétricos de panes. 95% das ocorrências em sistemas elétricos são evidenciadas por aumentos de temperatura ou de vibração. Assim sendo, um sistema eficiente de aquisição de dados, com amostragem em frequência bem ajustada, um bom software de tratamento de dados que analise o perfil de comportamento daquele sistema pelo histórico de seu funcionamento, consegue antecipar uma trajetória de aquecimento ou de vibração excessiva e alarmar as equipes de manutenção preventiva. Minha aposta é nestes sensores, mas reitero que a qualidade do sistema de aquisição e análise de dados é tão importante quanto os dados em si, portanto, essa infraestrutura precisa ser confiável e muito bem testada. 

Um detalhe importante que gostaria de abordar é a qualidade e durabilidade dos sensores. São eles que trazem ou traduzem as grandezas sob análise aos softwares de gestão. Assim sendo, a escolha destes aparelhos pode ser a diferença entre o herói ou o vilão. Como estamos entregando aos sensores toda a responsabilidade, se eles deixarem de ser confiáveis ou perderem a acuracidade ao longo do tempo, não temos mais plano “B”, ou seja, as equipes de manutenção não estão mais abrindo painéis e reapertando-os de tempos em tempos como no passado, apenas o fazem quando o sensor indica aumento de temperatura. Portanto, economizar no “CAPEX” do sensor é como comprar pastilha de freio no “mercado paralelo”, um enorme risco!

Do ponto de vista ambiental, sensores precisam de alimentação auxiliar para funcionarem, o que, em muitos casos, envolve o uso de baterias, em especial aqueles ligados a sistemas de alta tensão que não podem ser alimentados por fios. Nestes casos, é essencial escolher sempre sensores autoalimentados pela própria barra onde estão e que não tenham baterias internas, pois, quando você mais precisar, a bateria vai acabar e o sistema ficará “cego”. Escolha sempre sensores sem baterias, pois o meio ambiente agradece que não descartemos mais baterias.

Por fim, a segurança cibernética dos sistemas de aquisição e armazenamento dos dados é fundamental para o funcionamento de todo o aparato. Preocupe-se sempre em manter seus dados protegidos, com redes exclusivas de medição e monitoramento separados de sistemas operacionais, pois a invasão de redes por hackers é uma realidade e o sequestro de sistemas de comando e controle é um fantasma que assusta operadores do mundo todo.

Por fim, analise suas necessidades, oportunidades e dificuldades para dimensionar bem e adequadamente o melhor aparato preventivo e de monitoramento por meio de sensoriamento das instalações elétricas para não gastar além do que precisa, mas, sobretudo, para não comprar “gato por lebre”.

Autor:

Por Nunziante Graziano, engenheiro eletricista, mestre em energia, redes e equipamentos pelo Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (IEE/USP), Doutor em Business Administration pela Florida Christian University, Conselheiro do CREASP, membro da Câmara Especializada de Engenharia Elétrica do CREASP e diretor da Gimi Pogliano Blindosbarra Barramentos Blindados e da GIMI Quadros elétricos | [email protected]