Revista Engeworld Dezembro 2013

Ano 1 • Número 12 • 2013

Alarme contra incêndio convencionais ou endereçáveis?

Como escolher a tecnologia certa para um projeto

Medição de vazão em FPSO

Controle de documentos

Os sistemas usados para medir a vazão de fluidos monofásicos (pág.19)

Veja como esta nova disciplina atua nos projetos (pág. 41)

Entrevista Carlos Marcovici fala sobre o uso de CAD/ CAM na programação de robôs (pág.46)

Finalmente, arquiteturas comprovadas que tornam seus projetos de máquina até 50% mais rápidos

Inove e reforce a automação e obtenha flexibilidade total de sua máquina As máquinas de hoje devem ser mais rápidas, mais flexíveis e capazes de operar com funções de automação mais complexas do que nunca. Como fabricante de máquinas, você deve constantemente buscar formas inovadoras de construir máquinas com maior eficiência energética, reduzir os custos de desenvolvimento e lançar suas máquinas no mercado muito mais rapidamente.

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editorial Ano 1 • Número 12 • 2013

O que podemos esperar do próximo ano?

A

chegada do mês de dezembro sempre traz questionamentos quanto ao futuro.

Para os profissionais que atuam na área de projetos, não poderia ser diferente. O que podemos esperar para o ano de 2014?

No cenário global, governos de diversos países anunciaram acreditar que a economia mundial deverá iniciar, a partir do ano que vem, um processo de recuperação. Segundo declarações do ministro da Fazenda, Guido Mantega, tal recuperação deverá ajudar o Brasil a manter a trajetória de crescimento verificada nos últimos meses.

O ministro das Minas e Energia, Edison Lobão, descartou publicamente a possibilidade da execução de um novo leilão do pré-sal em 2014, mas admitiu, entretanto, que pode haver a realização da 13a rodada de licitação para áreas fora do pré-sal.

Para os demais setores resta a expectativa de que o programa de concessões na área de infraestrutura voltado para portos, aeroportos, estradas e ferrovias modernize os processos de logística do país para dar vazão a maiores escalas de produção.

Por enquanto, qualquer tentativa de previsão é incerta. Enquanto esperamos a execução de novos planos de investimentos e a retomada de projetos até então engavetados, resta a nós nos mantermos atualizados e preparados para qualquer possibilidade de futuro. Por isso, a edição deste mês aborda os mais diferentes temas.

A seção disciplinas de um projeto trata da complexa tarefa desempenhada por profissionais dedicados ao controle de documentos. Apesar de relativamente nova no Brasil, a disciplina temse firmado como uma das mais significativas na área de projetos, pois possibilita a troca eficiente de informações entre profissionais técnicos e não técnicos das organizações.

O artigo “Compressão por parafuso rotativo chega às bombas de vácuo” mostra como as recentes evoluções tecnológicas vêm elevando a eficiência da geração de vácuo em processos industriais, tornando-a mais eficiente. Já o material sobre o projeto de sistemas HVAC aborda a implantação destes itens segundo certificações específicas que podem ajudar a garantir a eficiência energética das instalações.

alarMe Contra inCêndio ConvenCionaiS ou endereçáveiS? CoMo eSColher a teCnologia Certa Para uM Projeto

Medição de vazão eM FPSo

Controle de doCuMentoS

Os sistemas usados para medir a vazão de fluidos monofásicos (pág.19)

Veja como esta nova disciplina atua nos projetos (pág. 41)

entreviSta Carlos Marcovici fala sobre o uso de CAD/ CAM na programação de robôs (pág.46)

A Revista Engeworld é uma publicação mensal e dirigida aos profissionais de projetos da engenharia brasileira Publisher Sandra L. Wajchman engeworld@engeworld.com.br Editora e Jornalista Responsável Gabriela Alves MTb. 32.180 – SP Colunistas Cynthia Chazin Morgensztern, Sérgio Roberto Ribeiro de Souza e Daniela Atienza Guimarães Publicidade Alex Martin Telefone: (11) 5539-1727 Celular: (11) 99242-1491 alex@engeworld.com.br Fernando Polastro Telefone/Fax: (11) 5081-6681 Celular: (11) 99525-6665 fernando@engeworld.com.br Direção de Arte Estúdio LIA / Vitor Gomes

Boa leitura!

Sandra L. Wajchman Publisher www.engeworld.com.br

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Índice

05 notícias

34 COLUNA RH

08 tubulação - artigo

36 COLUNA QUALIDADE

Fique por dentro do que acontece no mundo da engenharia

Introdução aos diferentes aspectos do isolamento térmico

Consultoria interna em Recursos Humanos: vale a pena aplicar este modelo de gestão na sua empresa?

O dia mundial da qualidade

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HVAC – ARTIGO O projeto de sistemas HVAC

INSTRUMENTAÇÃO – ARTIGO Sistemas de medição de vazão para plataformas do tipo FPSO

MECÂNICA - artigo Compressão por parafuso rotativo chega às bombas de vácuo

28 FIRE – ARTIGO

Sistemas de alarme contra incêndio convencionais versus endereçáveis: a escolha da tecnologia certa para o projeto

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38 COLUNA SEGURANÇA Análise de modo de falha e efeito – FMEA

41 Disciplinas de um projeto Controle – A informação certa, na hora certa, para a pessoa certa

46 ENTREVISTA Uso de softwares CAD/CAM para a programação de robôs industriais

50 INFOGRAFIA Ergonomia

notícias ENEVA inaugurou o Complexo Parnaíba A ENEVA inaugurou no último mês o Complexo Parnaíba, um dos maiores complexos de geração de energia termelétrica a gás natural do Brasil, localizado em Santo Antônio dos Lopes (MA).

O empreendimento, pioneiro por integrar a produção de gás natural à geração de energia, já opera com capacidade instalada de 845 MW. Integram o complexo as usinas termelétricas Parnaíba I, Parnaíba II, Parnaíba III e Parnaíba IV. Atualmente, já estão em operação as usinas Parnaíba I (676 MW) e Parnaíba III (169 MW), fornecendo energia elétrica ao Sistema Interligado Nacional (SIN). Nos próximos meses, com a entrada em operação das demais usinas, o Complexo Parnaíba deverá alcançar a marca de mais de 1.400 MW operacionais.

CC:Sturm

Maior usina solar com placas fotovoltaicas do país será em SC A Tractebel Energia iniciou a instalação da maior usina solar com placas fotovoltaicas do Brasil, no munícipio de Tubarão (SC). A unidade deverá gerar 3 MWp a partir do primeiro trimestre de 2014. O projeto, de R$ 56,3 milhões, é uma iniciativa conjunta da Tractebel, do grupo de pesquisa fotovoltaica da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e outras 12 empresas parceiras.

A parceria inclui também mais oito módulos de avaliação de 70 kWp, em diferentes regiões do Brasil. Cada módulo e a usina testarão sete diferentes tecnologias fotovoltaicas para identificar quais são as mais eficientes, conforme cada condição climática.

Eletronuclear e Areva construirão Angra 3 A Eletrobras Eletronuclear firmou um contrato com a Areva, no valor de € 1,25 bilhão (cerca de R$ 3,87 bilhões), para o fornecimento de serviços de engenharia e equipamentos importados para Angra 3, incluindo o sistema digital de instrumentação e controle da usina. O acordo prevê ainda assistência na supervisão dos trabalhos de instalação desses equipamentos e no comissionamento da unidade.

Angra 3 terá capacidade para gerar 1.405 MW e tem orçamento total estimado em cerca de R$ 13,93 bilhões, com base em números de dezembro de 2012. A previsão é que a usina comece a produzir energia elétrica em maio de 2018. Quando entrar em operação comercial, a nova unidade será capaz de gerar mais de 10 milhões de MWh/ano.

KPMG reformula Instituto Global de Energia para atender a América Latina A KPMG, empresa de auditoria e consultoria, reformulou a atuação do Instituto Global de Energia e criou o Instituto de Energia KPMG Latam, que terá como foco a América Latina. Outros dois novos institutos também foram criados, o de mineração e de produtos químicos. Entre as diversas informações que o instituto vai disponibilizar estão dados sobre energia alternativa e renovável, impactos na regulação, práticas de liderança e gestão de oportunidade nos setores de óleo e gás e de energia elétrica na América Latina.

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notícias Voith expande capacidade no Brasil visando pré-sal A Voith Turbo inaugurou uma nova linha de produção em São Paulo para a fabricação de variadores de velocidade do tipo Vorecon, usados para controlar a velocidade dos compressores elétricos nos processos de extração de petróleo off-shore. A produção local de Vorecons será destinada, principalmente, para projetos envolvendo a exploração do pré-sal. Com um investimento total de R$ 11 milhões, a nova linha foi construída na mesma área que já abriga a fábrica da Voith Turbo. Os variadores de velocidade terão como principal cliente final a Petrobras, que especificou o equipamento para todos os compressores das FPSOs. Para a exploração do pré-sal, a Petrobras desenvolveu um processo no qual uma mistura de óleo, gás e água é transferida para a superfície a partir de campos de petróleo, onde os três componentes são então separados por processos especiais. O óleo bruto é armazenado em navios, enquanto o gás retorna para o campo de petróleo submarino e assim é preservado para posterior utilização.

O gás para retorno ao campo de óleo é comprimido por compressores cuja velocidade é controlada pelo Vorecon Voith e acionado por motor elétrico. Como resultado, o gás tem uma pressão constante de até 550 bar, independente da sua densidade, que é altamente variável.

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Braskem teve lucro líquido de R$ 394 milhões no terceiro trimestre A Braskem, maior petroquímica da América Latina, apresentou lucro líquido de R$ 394 milhões no terceiro trimestre deste ano, revertendo resultados negativos apurados no mesmo período de 2012 e no segundo trimestre deste ano. Segundo dados da companhia, a correção parcial do câmbio pela desvalorização do real, a desoneração de PIS e COFINS sobre as matérias-primas petroquímicas, aliada à melhora das margens internacionais foram fatores que contribuíram para a evolução dos resultados da empresa.

Apesar da melhoria de cenário, a demanda por resinas termoplásticas no mercado brasileiro apresentou queda de 8% no terceiro trimestre em relação ao segundo trimestre deste ano em consequência da utilização de estoques formados no trimestre anterior e da queda da produção industrial. No acumulado do ano, a demanda de 4 milhões de toneladas registrou um crescimento de 9% na comparação com igual período de 2012, positivamente influenciado pelo bom desempenho de alguns setores como o agrícola, automotivo, alimentício e de infraestrutura.

Miller SkyORBTM Inovador sistema de ancoragem para enlonamento de caminhão

O Sistema Miller SkyORB™ é um dispositivo de ancoragem principalmente usado por profissionais que executam trabalhos sobre caminhões.

O equipamento traz ao mercado um conceito único e inovador de ancoragem uma vez que o próprio veículo funciona como contrapeso de sustentação do sistema.

Contrapeso O contrapeso é o próprio caminhão. Outros contrapesos podem ser utilizados de forma alternativa no caso de outras aplicações.

Braço giratório Braço que gira 360° na direção do operador, diminuindo a queda do tipo pêndulo. Fornece segurança para um raio de ação de 4,3m.

Design Modular Equipamento portátil simples de transportar, armazenar e instalar.

Amortecedor Sistema patenteado de absorção de energia capaz de reduzir as forças geradas no sistema após eventual queda.

Mastro telescópico Capaz de estender-se verticalmente por até 6m facilitando o seu posicionamento acima da cabeça dos operadores e diminuindo assim, a Zona Livre de Queda (ZLQ).

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tubulação

artigo

Introdução aos diferentes aspectos do isolamento térmico

Q

uando um sistema apresenta uma temperatura maior ou menor que a ambiente, ocorrem trocas de calor que podem alterar sua temperatura e, em última instância, resultar em perda de energia. Estes efeitos podem ser abrandados ou até mitigados com o uso de materiais isolantes capazes de reduzir as trocas de calor.

Na prática, os isolantes térmicos utilizam uma grande quantidade de pequenas bolhas de gás em seu interior. Além de apresentar baixa condutividade térmica, o gás diminui o coeficiente de absorção da radiação, constituindo um elemento bastante resistente à passagem de calor. Como a condutividade térmica do gás é baixa, a condutividade do isolante térmico tenderá a este valor, sendo que a condutividade do gás e, consequentemente, do material isolante varia de acordo com a temperatura de trabalho. É importante ressaltar que a condutividade é função também da idade e do conteúdo de umidade do material.

Algumas características desejáveis ou necessárias dos isolantes são resistência às temperaturas as quais eles serão submetidos (fusão e combustão); atoxidade; facilidade de aplicação; bom preço; resistência a agentes agressivos e às intempéries e resistência mecânica.

Alguns dos materiais mais convencionalmente utilizados atualmente como 8 | engeworld | Dezembro 2013

os isolantes térmicos utilizam uma grande quantidade de pequenas bolhas de gás em seu interior isolantes e suas principais características estão relacionados a seguir: Lã de rocha: produto isolante e ab-

sorvedor, que oferece elevados níveis de proteção frente ao calor. Apresenta elevada resistência à temperatura e ao fogo, é incombustível, possui baixa condutividade térmica, inércia química e é de fácil manuseio. Está disponível em diferentes densidades, sendo fornecida em formatos flexíveis ou até muito rígidos. A temperatura máxima recomendada para a sua operação contínua é de 750ºC. Lã de vidro: encontrada sob diversas densidades, a lã de vidro atua na isolação térmica e absorção acústica. Ela não propaga o fogo e pode ser usada como barreira a vapor. Suas principais

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características são vida útil prolongada, estabilidade dimensional; incombustibilidade. Ela é inorgânica, inodora e é de fácil instalação e aplicação. A lã de vidro está designada para ser usada sob temperatura ambiente e não deve ser utilizada em condições em que a temperatura exceda 120ºC. Silicato de cálcio: muito utilizado em tubulações e equipamentos que sofrem tráfego superficial de operadores e outros tipos de esforços mecânicos. Suas características incluem resistência ao transporte, manuseio e instalação, excelente desempenho térmico, inércia química e incombustibilidade. Ele é fornecido na forma de tubos bipartidos (para tubulações aquecidas até 650ºC); tubos segmentados (para temperaturas inferiores a 650ºC) e placas rígidas.

Poliestireno expandido (PEX): também conhecido pela marca comercial Isopor, o PEX é um polímero submetido à expansão.

Apresenta boas propriedades de isolamento devido à grande quantidade de células fechadas e cheias de ar em seu interior. Possui baixo peso volumétrico, reduzida absorção de umidade, proporciona um bom controle da temperatura do processo, podendo ser fornecido com retardante à chama; é de fácil instalação e tem baixo custo. É mais comumente empregado em dutos de ar condicionado ou tubulações e equipamentos que operam sob baixas temperaturas.

Espuma elastomérica: fornecida na forma de tubos, mantas e fitas autoadesivas, é um isolante térmico produzido a partir de borracha sintética. Tem excelente coeficiente de condutividade térmica (0,025 kcal/m.h ºC), permeabilidade ao vapor d´ água, longa vida útil e boa flexibilidade. Sua aplicação é indicada para temperaturas de operação entre -50ºC e +105ºC. Poliuretano (PU): espuma resultante 10 | engeworld | Dezembro 2013

de reações químicas, disponível sob diferentes densidades. Possui permeabilidade ao vapor d´ água, longa vida útil e flexibilidade. Apresenta baixo fator de condutividade térmica (k= 0,016 kcal/m.h.ºC), boa resistência química à maioria dos solventes e reagentes e pode ser fornecido com retardante à chama. O poliuretano é frequentemente aplicado em superfícies que operam sob baixas temperaturas.

Fibra cerâmica: podem ser entrelaçadas em mantas, multi-agulhadas em blocos monolíticos, moldadas a vácuo em placas, estampadas em gaxeta, etc. Apresenta alta refratariedade (suporta temperaturas de 1.400°C), elevado poder de isolação térmica e boa absorção sonora. Possui resistência a choque térmico, não propaga chama e é flexível. Inicialmente, as fibras cerâmicas foram indicadas para a solução de isolamento térmico de fornos, mas atualmente estão sendo empregadas com su-

cesso no revestimento de dutos e equipamentos em contato com metais fundidos.

Formatos No isolamento térmico de tubulações os “one-piece-pipe”, que são tubos de material isolante formados por uma peça única com corte longitudinal de um lado e um semicorte interno do lado oposto, assumem particular importância. Disponíveis em diversas espessuras, eles são indicados para o isolamento de tubos de até 4 in, e são facilmente ajustados ao tubo que se pretende isolar.

Outra alternativa é o emprego de tubos bipartidos e segmentados (multipartidos) constituídos de segmentos iguais e separados. Eles são, a princípio, indicados para tubulações com diâmetros nominais de 4 in a 16 in. Esse tipo de isolamento está disponível comercialmente em diversas espessuras. Pode-se empregar ainda as mantas

Temperatura de operação

Caso a temperatura da tubulação esteja ao redor da ambiente, podese empregar lã de vidro e materiais plásticos porosos inclusive em grânulos feitas de materiais fibrosos, que podem ser usadas no isolamento de tubulações, dutos, flanges, tanques, vasos de pressão, etc.

Com relação à temperatura da tubulação que se pretende isolar, podem ser analisados três casos distintos: quando esta temperatura for inferior a 0oC trabalha-se provavelmente com fluidos refrigerantes e eventualmente com câmaras frigoríficas. Considerando que o ar ambiente contém umidade, o material isolante empregado deve ser completamente impermeável a ela. Se isso não ocorrer, a água se cristalizará nos espaços livres. Como a condutividade térmica do gelo é mais de vinte vezes superior à dos isolantes comuns, a capacidade isolante se perderá. O gelo ainda ocupará um espaço crescente no isolamento, que o danificará fisicamente.

Para estes casos, os isolantes recomendados são o poliestireno expandido, a espuma de poliuretano, a fibra de vidro

ou outros materiais impermeáveis, tais como os impregnados com resinas repelentes à água.

Caso a temperatura da tubulação esteja ao redor da ambiente, pode-se empregar lã de vidro e materiais plásticos porosos, inclusive em grânulos. Se a temperatura for baixa (menor que a ambiente), deve-se igualmente procurar impedir a absorção de umidade e a consequente condensação da água. Sob temperaturas superiores à ambiente, deve-se procurar impedir a entrada de água líquida e facilitar a saída de vapor.

Para temperaturas elevadas, a seleção dos materiais está condicionada à sua resistência térmica. Em casos extremos é conveniente confirmar aplicabilidade junto ao fabricante. A princípio, pode-se usar fibras de vidro, lã de rocha, silicato de cálcio, entre outros.

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É importante observar que as despesas crescem com o aumento da espessura do isolamento. Elas também dependem do custo do acabamento

empregado

Acabamento Os acabamentos revestem o material isolante básico e podem oferecer uma barreira à umidade do ambiente, bem como a vapores agressivos e às intempéries. Eles também garantem bom aspecto ao isolamento ou podem conferir-lhe resistência mecânica, dar-lhe proteção ao fogo e minimizar a transferência de calor por radiação, no caso de superfícies metálicas mais ou menos polidas.

Neste último caso, há a opção do emprego de folhas de alumínio, níquel, aço e eventualmente de outros metais.

Pode-se ter envoltórios de material plástico ou papel. Este pode estar impregnado por asfalto ou outra substância repelente à água. Telas metálicas incorporadas a mantas de material isolante facilitam sua conformação ao sistema que se pretende isolar.

O isolamento pode ser pintado, recoberto por resinas ou material polimérico.

A fixação do isolamento na tubulação se faz por aglutinação e/ou amarração com 12 | engeworld | Dezembro 2013

arames ou fitas. No caso de blocos, pode-se empregar pinos soldados ou efetuar uniões por meio de encaixes adequados ao próprio isolamento.

Condutividade máxima do material Como a área de troca térmica aumenta com a espessura do isolamento sobre uma superfície cilíndrica, há uma condutividade máxima do isolamento a partir da qual não se tem mais efeito isolante.

Por isso, é preciso calcular a taxa (velocidade) de transferência de calor.

Espessura econômica Quando uma tubulação conduz um fluido sob temperatura inferior àquela reinante em seu exterior, o fluido frio se aquece.

Caso contrário, se a linha conduz um fluido sob temperatura superior à externa, há uma perda de calor do fluido para o meio externo que, por sua vez, pode ser convertida em desperdício de recursos.

No caso da condução de um fluido quente, quanto maior a espessura do isolamento, menor a quantidade de calor perdida e menor a quantidade de dinheiro desperdiçado correspondente à perda. Caso só esta variável seja analisada, poder-se-á concluir que o melhor seria empregar um isolamento de espessura infinita, zerando assim a perda de calor.

Por outro lado, o isolamento tem um custo e exige investimento inicial, que deve ser reembolsado para o industrial em um determinado período de amortização do capital, com algum juro. É importante observar que as despesas crescem com o aumento da espessura do isolamento. Elas também dependem do custo do acabamento empregado e de sua instalação. Estas duas funções variam de forma inversa, de tal modo que o valor total, obtido pela soma do custo do isolamento com o da perda de calor (calculado para um determinado período de tempo de operação da instalação), apresentará um valor mínimo. Assim, a espessura econômica, como calculada tradicionalmente, é a espessura do isolamento correspondente a este custo mínimo.

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Custo associado à perda de calor Uma vez determinada a taxa de transferência de calor, convém calcular a quantidade de calor perdida para cada espessura por um período de referência como um ano, por exemplo. Em seguida, converte-se esta perda de energia em perda de capital.

Se a fonte de energia é oriunda de um combustível a ser queimado, tal conversão pode ser facilmente efetuada com a determinação do poder calorífico do combustível e do seu preço. Caso a indústria empregue a energia elétrica como fonte de energia, a perda de energia pela tubulação multiplicada pelo preço da energia resultará na quantidade de recursos desperdiçados.

O preço do isolamento é determinado conforme a sua espessura. O valor total do isolamento é facilmente dado pela soma do preço do acabamento selecionado e, se possível, da sua colocação.

Finalmente, divide-se este preço pelo período no qual o capital deverá ser reembolsado ao investidor.

Espessura ótima Para determinar uma espessura ótima, o cálculo delineado anteriormente deve ser realizado sucessivas vezes para diferentes espessuras de isolamento. A partir dos resultados, traça-se um gráfico e determina-se onde o custo total passa por um mínimo. Esta é a espessura econômica do isolamento. É importante observar que há condições para pequenas espessuras de isolamento nas quais se perde mais calor com o equipamento isolado do que sem o isolamento. Este fenômeno se deve ao aumento da área de troca térmica e ao aumento do diâmetro da tubulação isolada.

A perda de recursos financeiros di14 | engeworld | Dezembro 2013

minui à medida que a espessura do isolamento aplicado a uma tubulação aumenta. Por outro lado, os recursos despendidos se elevam à medida que a espessura de isolamento utilizado aumenta. A soma destas duas funções resulta em uma terceira função, que passa por um valor mínimo. Este mínimo é o que se entende por espessura econômica do isolamento.

Apesar de menos frequente, setores da indústria poderão operar em temperaturas inferiores a ambiente Irradiação e isolamento térmico de superfícies No caso de sistemas que se encontram sob temperaturas elevadas, as perdas por irradiação podem ser mais importantes que as perdas por convecção.

A superfície do isolamento eventualmente empregado poderá ter uma emissão de energia superior à da superfície da parede do tubo caso este não seja isolado

e irradiar mais calor mesmo com menor temperatura superficial. Isto ocorre devido ao efeito da radiação.

Num cálculo rigoroso cabe portanto determinar a espessura mínima necessária do isolamento para evitar que tal fenômeno ocorra.

Para estabelecer a quantidade de calor perdida por uma tubulação levando em conta a radiação, as perdas de calor por convecção e radiação são consideradas ocorrendo em paralelo a partir da superfície do isolamento. Para isso, um processo de tentativas é necessário, pois se desconhece, a princípio, a temperatura da superfície.

Isolamento térmico de linhas de baixa temperatura Apesar de menos frequente, setores da indústria poderão operar em temperaturas inferiores a ambiente. O ciclo de refrigeração envolve compressão que, por sua vez, consome energia. Isto é, há um custo envolvido na geração do frio. Assim, de modo análogo ao já visto, pode-se converter a absorção de calor do meio comprometendo os recursos financeiros. Da mesma forma, do ponto de vista técnico, a elevação da temperatura do sistema pode prejudicar ou inviabilizar o processo.

Referências 1) ACITAL. Acital. http://www.acital.com.br. Data de acesso: 22 de nov. 2013.

2) ISAR. Isar. http://www.isar.com.br. Data de acesso: 22 de nov. 2013.

3) MILCENT, P. F. Noções de isolamento térmico de tubulações. http://www. paulfmilcent.net/apost%20iso%20tub%2022007.pdf. Data de acesso: 30 de outubro de 2013.

hvac

artigo

O projeto de sistemas HVAC

D

entre os acontecimentos ocorridos desde a II Guerra Mundial, a alta do petróleo, desencadeada nos meados da década de 1970, foi certamente aquele que mais marcou a trajetória socioeconômica deste planeta.

Desde então a procura por fontes alternativas e renováveis, assim como a

economia e o uso racional de energia, tem se tornado incessante e cada vez maior face ao crescente aumento de preços e à inexorável escassez do produto em um futuro não muito distante. Em um passado recente, esta procura foi, em alguns casos, desastrosa como a EGTD (Energia Garantida por Tempo Determinado), que incentivou o consumo de energia elétrica subsidiada para a geração

de vapor, por exemplo, sendo que a energia não foi “garantida” e o tempo “determinado” não foi suficiente para amortizar os investimentos realizados, transformando equipamentos em um monte de sucata vendida a quilograma.

Atualmente, a busca por fontes alternativas não é pautada única e exclusivamente por preço e possibilidade de oferta, mas por fontes menos poluentes, renováveis e de baixo impacto ambiental, calcadas na sustentabilidade.

Os sistemas de ar condicionado, por exemplo, na maioria das vezes, são os grandes consumidores de energia elétrica em edifícios comerciais e industriais, e vários empreendimentos, além dos

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comerciais, dependem vitalmente deles não só para conforto, mas pela necessidade de pureza e controle do ar estabelecidos por NBRs (normas brasileiras), normas da Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) e do MAPA (Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento), entre outras, como ocorre em indústrias farmacêuticas, de produtos veterinários, cosméticos, alimentícia, eletrônica e em hospitais.

A implantação de sistemas de ar condicionado centrais geralmente é multidisciplinar e envolve instalações elétricas, hidráulicas de automação e é, em muitos casos, de relativa complexidade.

Estando tão presente em diversos setores da economia, é imperioso tratar o impacto do custo operacional destes sistemas, onerando o mínimo possível o serviço gerado ou o produto final com uma instalação de alta eficiência energética.

A tendência mais recente é a obtenção de certificações de edifícios, como LEED e AQUA , que vão na direção da eficiência energética das instalações A tendência mais recente é a obtenção de certificações de edifícios, como LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) e AQUA (Alta Qualidade Ambiental), que vão na direção da eficiência energética das instalações. Consultorias específicas,

especializadas no gerenciamento da certificação auxiliam a sua implantação já na fase do projeto, sendo de vital importância o envolvimento do projetista, que deve procurar as melhores concepções desde o início.

Essas certificações representam um atrativo de alta valia corporativa, sobretudo para a imagem mercadológica da empresa. Sob o aspecto financeiro, geralmente oneram o valor inicial do empreendimento, que é recuperado com a economia operacional depois de certo período, o que depende de cada caso.

Outro aspecto a ser considerado, mas que foge ao escopo deste artigo são os incentivos e financiamentos.

No caso específico das certificações LEED, o guia básico a ser seguido é o Std 90.1 da ASHRAE (American Society of Heating Refrigeration and Air Conditioning Engineers). Parte do conteúdo da publicação define os valores relativos de consumo para cada equipamento de ar condicionado, ou seja, para a sua eficiência indiretamente, além de dar diretrizes sobre os materiais de construção, sobretudo quanto às propriedades de transmissão de calor.

Eficiência da instalação No caso das instalações de ar condicionado, alguns pontos que contribuem para a eficiência global da instalação podem ser descritos sucintamente: Concepção: via de regra, quase a totalidade dos projetos nascem de concepções arquitetônicas em que são definidos materiais das paredes, tetos, vidros (chamados low E), fachadas compatíveis com menor coeficiente de transmissão térmica, e que têm influência direta na determinação da carga térmica, que define a capacidade da instalação.

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Motores de alta eficiência ou alto rendimento: a utilização de motores de alto rendimento visa à diminuição do consumo elétrico dos equipamentos para movimentação de ar, bombeamentos de água gelada e de resfriamento, ventilação e exaustão dos sistemas de ar condicionado. O uso de materiais e tolerâncias de fabricação mais rigorosa em motores elétricos propiciam componentes modernos e de alto rendimento.

Resfriadores de água gelada (chillers) de alta eficiência: atualmente existem disponíveis no mercado chillers com boa eficiência energética nos quais a tecnologia mecânica, o conjunto de trocadores de calor, motores, compressores com rotação variável e a eletrônica embarcada garantem uma grande economia de energia. Existem ainda os chillers com mancais magnéticos cujo consumo elétrico é mais baixo que o de sistemas tradicionais.

Recuperadores de calor em sistemas de condensação dos chillers: essa é uma forma de recuperar a energia para condensação do ciclo frigorífico, em que uma parte do calor rejeitado do sistema de condensação por ar ou água das torres de resfriamento é aproveitado por trocadores auxiliares de calor, que aquecem a água para finalidades diversas.

Sistemas de eletrônicos para controle, gerenciamento, monitoração e operação da instalação: estes sistemas, quando adequadamente utilizados, permitem controles precisos, minimizando o consumo de energia com a otimização do controle dos equipamentos e o monitoramento do consumo energético.

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o isolamento adequado das tubulações de água gelada evita perdas de calor durante o trajeto Sistemas de rotação variável: o uso de variadores eletrônicos de frequência frente à demanda térmica promove economia de energia em sistemas de volume de ar variável, volume de água gelada em circuitos secundários, ventiladores das torres de resfriamento, etc.

Isolamento de tubulações de água gelada: o isolamento adequado

das tubulações de água gelada evita perdas de calor durante o trajeto, sobretudo em áreas externas.

Existem vários outros pontos de interesse para economia de energia, sustentabilidade ou pontuação para certificação como, por exemplo, a recuperação da água condensada nas serpentinas proveniente do calor latente do ar, os sistemas de detecção de presença para limitar o funcionamento de ambientes em setores específicos, os sistemas de detecção de CO2 para diminuir a quantidade e o ar externo em ambientes com baixa ocupação e os sistemas de cogeração aliados a sistemas de absorção. Enfim, existem diversas formas de aplicar a energia de forma racional, algumas de cunho específico por setor de atividade, de modo que apenas algumas delas foram abordadas neste artigo.

Martin Lazar Engenheiro industrial mecânico, especialista em HVAC e gerente de projetos da MHA Engenharia Ltda.

instrumetação

artigo

Sistemas de medição de vazão para plataformas do tipo FPSO Roberto Lang Coordenador de Vendas na ODS do Brasil

O

termo “sistema de medição” é utilizado para delimitar o conjunto de equipamentos empregados em diversas etapas de um processo de medição de vazão, sempre considerando os específicos fluidos a serem medidos e as condições de processo a serem definidas. Normalmente, cada um dos pontos de medição tem características únicas, requerendo soluções definidas de maneira pontual para posterior integração.

Tratando-se de campos de produção de óleo e gás em território brasileiro, cada um dos pontos de medição mostra-se necessário para a contabilização de volumes produzidos, injetados, processados e movimentados. Os requisitos técnicos, construtivos e metrológicos mínimos que os pontos de medição de petróleo e gás natural devem observar, como garantia da confiabilidade dos resultados de medição, são atualmente definidos pelo Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (para campos de pequenas ou grandes acumulações).

Em função da variedade de contex-

tos aos quais os sistemas de medição de vazão são aplicáveis, este artigo tratará especificamente dos sistemas de medição de vazão de fluidos monofásicos em linha para plataformas do tipo FPSO (unidade flutuante de produção, estocagem e transferência de petróleo), amplamente utilizadas em águas brasileiras.

Conceitos básicos de sistemas de medição de vazão

Plataforma FPSO Cidade de São Paulo. Fonte: Mitsui Ocean Development & Engineering Co. Ltd (MODEC)

Em decorrência da localização geográfica de recentes descobertas de campos de petróleo e gás natural em território brasileiro, especialmente no que se refere

às acumulações no pré-sal (que em grande parcela são afastadas da costa), a instalação de dutos para escoamento de produção pode tornar-se um investimento dispendioso e, em alguns casos, proibitivo. Por essa razão, as plataformas do tipo FPSO são uma alternativa viável por sua grande capacidade de armazenamento de óleo produzido. No entanto, esse tipo de plataforma requer soluções técnicas complexas em relação ao conjunto de equipamentos e instrumentos devido à diversidade de tipos de medidores necessária para a aplicação em condições específicas para cada ponto de medição.

Para regulamentação dos sistemas de medição de vazão de petróleo e gás natural no Brasil, a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) aprovou, em conjunto com o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) e por meio da Resolução Conjunta ANP/Inmetro n.º 1 (Diário Oficial da União de 12 de junho de 2013), o Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (10 de junho de 2013). O objetivo é a supervisão de projetos, instalações, operações e testes, além da manutenção em condições normais de operação dos sistemas de medição volumétricos fiscais, de transferência de custódia, de apropriação e operações de petróleo, gás natural e água.

A medição, armazenamento e engeworld | dezembro 2013 | 19

indicação de volumes de petróleo e gás natural produzidos, injetados, processados e movimentados exige a instalação de um ponto de medição referente à localização em uma planta de produção, processo, sistema de transferência, transporte ou estocagem onde são instalados equipamentos e instrumentos para medição fiscal, de apropriação, de transferência de custódia e operacional. Dessa forma, o conjunto de todos os pontos de medição atrelados aos equipamentos constitui um sistema de medição de petróleo, gás natural e água para plataformas do tipo FPSO.

Visão geral de requisitos de projeto de sistemas de medição de vazão Visando simultaneamente a geração de variáveis para automação e controle de processo, a otimização das produções de petróleo e gás natural (bem como dos fatores de recuperação dos reservatórios) e a conformidade com o regulamento técnico vigente, os sistemas de medição tipo FPSO apresentam semelhanças, principalmente em relação à topologia, mesmo quando as plataformas são construídas por diferentes companhias. De modo geral, os pontos de medição são subdivididos em quatro aplicações distintas: fiscal, transferência de custódia, apropriação e operacional.

Todas estão de acordo com o regulamento técnico e apresentam requisitos de projeto, desempenho e outras exigências específicas.

Os pontos de medição fiscal de uma plataforma FPSO geralmente são posicionados para medição de óleo cru para os tanques, gases para flares de alta e baixa pressão, gases para exportação e importação e gás combustível. Já para transferência de custódia, há o ponto de 20 | engeworld | Dezembro 2013

medição do óleo dos tanques para unidade flutuante de estocagem e transferência, também conhecido como FSO (unidade flutuante de estocagem e transferência). Para apropriação, usualmente os pontos medem óleo do separador de testes, gás do separador de testes e gás para lift individual em poços. Finalmente, para medição operacional, há o óleo dos separadores de produção, gás dos separadores de produção, água dos separadores de produção, gás para injeção em poços, água para injeção em poços, gás

Para que os cálculos de compensação e normalização sejam efetuados, são utilizados computadores de vazão para lift total, entre outros. Obviamente, os pontos de medição são definidos e posicionados de maneira que possam se adequar a diferentes plantas de processo, as quais são especificadas em função das características dos reservatórios. Consequentemente, o número de pontos de medição varia em função de cada planta.

Nas últimas décadas, a tecnologia dos instrumentos de medição evoluiu rapidamente, permitindo alto desempenho e conformidade com requisitos de incerteza expandida bastante exigentes, mesmo em aplicações com condições de processo desafiadoras, como, por exem-

plo, faixas de vazão extensas, pressões de operação bastante baixas, pressões de operação altíssimas, faixas de viscosidade extensas, gases com composições específicas, reduzida perda de carga admissível visando mínimo impacto ao processo de produção, entre outras.

Como os pontos de medição encontram-se distribuídos em diferentes módulos que compõem a plataforma, outros requisitos de projeto precisam ser levados em consideração, como especificações de tubulação devido à pressão de operação e compatibilidade de materiais de construção com o fluido que será medido, diferentes classificações de área para instalação de instrumentação, etc.

Integração e rastreabilidade de sistemas de medição Um sistema de medição de FPSO também tem como finalidade a integração de todos os pontos de medição, que devem seguir o regulamento técnico vigente, e a realização de cálculos de compensação e normalização para garantir a rastreabilidade dos resultados.

Para que os cálculos de compensação e normalização sejam efetuados, são utilizados computadores de vazão. Conforme o regulamento técnico vigente, computadores de vazão são definidos como dispositivos eletrônicos capazes de receber sinais de um medidor de vazão (e demais dispositivos associados) referentes a uma medição efetuada em determinadas condições de escoamento. Além disso, efetuam cálculos necessários para que o valor de vazão seja convertido para a condição padrão de medição (no Brasil, 1 atm ou 101.325 kPa para pressão absoluta e 20ºC para temperatura).

Como garantia da rastreabilidade de informações, os computadores devem permitir a verificação dos valores calculados, variá-

veis medidas, alarmes e eventos.

Nos computadores de vazão, as informações que estavam distribuídas pela planta de processo são centralizadas pela interface homem-máquina (IHM) que possibilita o monitoramento, operação e gestão do sistema de medição.

As atividades de monitoramento, operação e gestão de um sistema de medição seguem procedimentos que variam em função da concepção do projeto e do tipo de tecnologia de medição empregada. Como já mencionado anteriormente, o projeto deve levar em consideração diversas questões técnicas, mas é válido ressaltar que soluções com custo de instalação inicialmente menor, não necessariamente resultarão em redução de custos operacionais quando feita análise de longo prazo (ciclo de vida de uma plataforma).

Definições de projeto de sistemas de medição HM dedicada a um sistema de medição de vazão.

Fonte: ODS Brasil.

A concepção de um sistema de medição de vazão requer estudo aprofun-

dado para consolidação das condições de processo e espaço físico disponível, análise das tecnologias de medição aplicáveis, definição do investimento a ser realizado para aquisição de equipamentos (CAPEX – capital de despesas) e estimativa dos custos de manutenção associados durante operação (OPEX – capital de operação). Considerando que cada tecnologia de medição exige diferentes investimentos durante as fases de projeto e de construção, que os custos com manutenção durante a operação sejam distintos e, também, que o regulamento técnico defina a periodicidade de recalibração e inspeção de cada tipo de instrumento de medição, a solução técnica ideal não é definida de maneira simples.

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Prós e contras da utilização de provadores compactos em FPSO Conforme regulamento técnico, provadores para calibração de medidores de óleo a bordo da plataforma podem fazer parte de um sistema de medição. Devido a restrições de dimensões e peso, os provadores aplicados em FPSO são do tipo compacto, também conhecido como provador de pequeno volume, os quais apresentam dispositivos cilíndricos ou tubulares com volumes conhecidos e calibrados.

O deslocamento do volume deve apresentar repetibilidade adequada entre as chaves detectoras. Por causa das reduzidas dimensões dos provadores compactos, não é permitida a acumulação mínima de 10.000 pulsos diretos de um medidor e, por isso, é utilizada a técnica de interpolação de pulsos para aumento de resolução.

A inclusão de um provador compacto torna possível a calibração de medidores em ambiente off-shore, evitando que os medidores de operação ou medidores-padrão de trabalho (master meters) sejam desembarcados para calibração em laboratórios on-shore.

Para calibração on-shore é necessário um longo período, pois a complexa operação de logística envolve, além do embarque e desembarque de equipamentos, trâmites aduaneiros, agendamento antecipados em laboratório de calibração e análise de capacidade técnica estabelecidas pela norma ISO 17025 (fatores como alta vazão e alta viscosidade podem impedir o processo em laboratórios brasileiros).

Para diminuir os riscos operacionais, alguns operadores optam pela aquisi-

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ção de medidores adicionais quando há necessidade de desembarque para calibração, os quais são mantidos em estoque (devidamente calibrados) para utilização em casos de falhas no processo logístico. Em conformidade com o regulamento técnico, caso os medidores não sejam calibrados com o fluido medido nas condições usuais de medição, deve-se utilizar um fluido similar para simulação do comportamento semelhante ao do fluido em condições habituais.

Skid de medição fiscal com provador compacto.

Fonte: ODS Brasil.

Normalmente, a utilização de provadores compactos aumenta o peso dos equipamentos de medição, exigindo que o número de tramos de medição seja elevado para reduzir a máxima vazão medida por cada equipamento. A manutenção e a recalibração de provadores a bordo solicita alguns cuidados especiais, pois embora muitos equipamentos sejam projetados e construídos de maneira robusta, partes como o tubo de vazão (flow tube), por exemplo, são sensíveis a avarias (em alguns equipa-

Vale salientar que algumas tecnologias de medidores têm restrições em relação à calibração por provadores compactos mentos também há problemas de vedação). No que se refere ao procedimento de calibração (water draw) há a necessidade de equipamentos de apoio, como vasos calibrados de volumes específicos, entre outros.

Vale salientar que algumas tecnologias de medidores têm restrições em relação à calibração por provadores compactos, como são os casos de medidores de vazão do tipo ultrassônico e do tipo coriolis. Ambas as tecnologias permitem a calibração por meio de provadores de pequeno volume, porém alguns critérios devem ser adotados para especificação desses equipamentos, que se tornam maiores do que seriam para calibração de um medidor do tipo turbina ou deslocamento positivo, por exemplo.

Arranjo esquemático de skid de medição fiscal com master meter. Fonte: ODS Brasil.

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engeworld | dezembro 2013 | 23

trechos retos de medição por placas de orifício são facilmente fabricados, por isso, há mais fornecedores no mercado Comparativo entre medidores do tipo cone e trechos retos de medição por placas de orifício em aplicações de medição de gás Por se tratar de tecnologias semelhantes em princípio de funcionamento, que se baseiam na geração de diferença de pressão entre montante e jusante de elemento primário (por meio da restrição de parte da seção transversal da linha) e considerando a necessidade de instrumentação secundária praticamente idêntica, é possível comparar estas diferentes tecnologias.

Os medidores do tipo cone estão cada vez mais presentes em FPSO. As vantagens da utilização desta tecnologia, quando comparada a trechos retos de medição por placas de orifício, passam pela redução da perda de carga permanente para uma mesma pressão diferencial de projeto, a não retenção de condensados que possam ser eventualmente gerados na tubulação por variações de processo, redução e/ou eliminação de comprimento 24 | engeworld | Dezembro 2013

de trechos retos, peso reduzido dos equipamentos, redução de custo para fabricação e instalação, principalmente quando se trata de materiais especiais e aplicações de altíssima pressão.

Medidores do tipo cone para 10,000 libras.

Fonte: ODS Brasil.

Em contrapartida, trechos retos de medição por placas de orifício são facilmente fabricados, por isso, há mais fornecedores no mercado. Tais equipamentos não precisam de calibração devido à disponibilidade de normas com requisitos de fabricação e que permitem a estimativa de incerteza expandida via métodos estatísticos.

Este fator possibilita a “recalibração” por meio de uma inspeção dimensional sem necessidade de ensaios em la-

boratório e, ainda, caso disponham de dispositivo porta-placas, provê maior flexibilidade para o ajuste às novas condições de processo.

Conclusões Pela quantidade de variáveis que interferem em um projeto de um sistema de medição para plataformas tipo FPSO (aspectos técnicos e comerciais), fica evidente que a especificação vai além da simples escolha de um medidor de vazão. É importante que estejam disponíveis dados de processo confiáveis e que seja definida a filosofia das escolhas técnicas baseadas também no retorno comercial previsto. De posse

É importante que estejam disponíveis dados de processo confiáveis e que seja definida a filosofia das escolhas técnicas

Trecho reto de medição com porta-placas com diâmetro de 12” e classe de pressão de 2,500 libras ANSI. Fonte: ODS Brasil.

dessas informações, riscos de projeto e posteriormente de operação ou manutenção podem ser completamente mitigados.

Portanto, um sistema de medição de sucesso reúne simultaneamente como principais características: o desempenho metrológico adequado, a simplificação de procedimentos operacio-

nais, o baixo custo de manutenção e a conformidade com o regulamento técnico vigente.

Como o assunto abordado é bastante amplo e complexo, fica como a mensagem de que são diversos os aspectos a serem abordados durante o projeto de um sistema de medição de vazão de sucesso.

um bom projeto começa com um bom planejamento

Referências 1) API/MPMS 4.3/88. Small Volume Provers. Washington D. C., p.23, 1988.

2) API/MPMS 4.5/00. Master-Meter Provers. Washington D. C., p.3, 2000.

3) API/MPMS 5.2/05. Measurement of Liquid Hydrocarbons by Displacement Meters. Washington D. C., p. 3, 2005.

4) API/MPMS 5.3/05. Measurement of Liquid Hydrocarbons by Turbine Meters. Washington D. C., p. 24, 2005.

5) API/MPMS 5.6/02. Measurement of Liquid Hydrocarbons by Coriolis Meters. Washington D. C., p. 48, 2002.

6) API/MPMS 5.8/05. Measurement of Liquid Hydrocarbons by Ultrasonic Flowmeters Using Transit Time Technology. Washington D. C., p. 11, 2005.

7) Inmetro n.º 232/12. Vocabulário de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia. Duque de Caxias, p. 94, 2012.

8) ISO 5167-2/03. Measurement of fluid flow by means of pressure differenti al devices inserted in circular cross-section conduits running full - Part 2: Orifice plates. Genebra, p. 47, 2003.

9) ISO 5168/05. Measurement of fluid flow - Procedures for the evaluation of uncertainties. Genebra, p. 65, 2005.

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10) Resolução Conjunta ANP/Inmetro n.º 1, p. 36, 10 de junho de 2013.

11) UPP, E. L.; LANASA, P. J. Fluid flow measurement – A practical guide to accurate flow measurement. Houston, TX.,ed. 2, p. 264, 2002.

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mecânica

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compressão por parafuso rotativo chega às bombas de vácuo André Vinícius Barros Engenheiro de Produto na divisão Industrial Air da Atlas Copco.

A

o longo dos anos, a geração de ar comprimido tem passado por constantes evoluções tecnológicas, levando maior produtividade e sustentabilidade à indústria. Um aspecto muito interessante é que esses avanços acabam extrapolando o escopo dos compressores de ar, contribuindo também para outras áreas como, por exemplo, a geração de vácuo para processos industriais.

As bombas de vácuo possibilitaram várias revoluções nos processos industriais e hoje estão presentes em praticamente todas as indústrias de bens de consumo. Existem muitas tecnologias para gerar vácuo, porém, uma delas foi “inspirada” na alta eficiência do sistema de parafuso rotativo dos compressores de ar.

Quando o primeiro compressor de ar de parafuso surgiu no mercado, os ganhos de performance eram tantos que rapidamente este tipo de equipamento se tornou padrão no mercado.

Os vantajosos princípios deste sistema de compressão por parafuso levou à

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substituição do sistema de lóbulo nos sopradores (ar de baixa pressão).

Agora, a novidade chega às bombas de vácuo. A bomba de vácuo de parafuso rotativo lubrificado permite melhor eficiência energética que os sistemas convencionais, especialmente em aplicações de grande capacidade para as indústrias de impressão, embalagem, plástico, marcenaria, envasamento, eletrônica, entre outras.

Quando as bombas de vácuo são lubrificadas a óleo elas se tornam capazes de fornecer um maior nível de vácuo porque o lubrificante proporciona maior vedação entre partes móveis

Durante o movimento de rotação dos parafusos, o ar é aspirado para dentro do rotor por meio da porta de entrada e é retido quando esta se fecha. À medida que a rotação continua, o ar é transportado para a porta de descarga.

O óleo presente no sistema de parafuso duplo é utilizado para lubrificar, selar e resfriar. Ele é separado do ar por um separador de óleo antes de ser descarregado na atmosfera. O ciclo de compressão de uma bomba de vácuo de parafuso rotativo é um processo contínuo e, portanto, de pulso-livre.

Quando as bombas de vácuo são lubrificadas a óleo elas se tornam capazes de fornecer um maior nível de vácuo porque o lubrificante proporciona maior vedação entre partes móveis. Para tanto, contam com um separador de óleo que garante que não haja contaminação dentro do equipamento. O aumento da velocidade de produção é uma exigência para a qual os sistemas com parafusos rotativos funcionam melhor que os outros sistemas de vácuo.

Esta tecnologia é especialmente in-

Outra vantagem do parafuso rotativo de alto desempenho é o baixo nível de ruído (69 dB), o que se configura em um grande diferencial teressante para processos de grande capacidade, como centrais de vácuo, por exemplo, com demandas acima de 600 m3/h. Ao contrário de outros tipos de bombas, seu sistema de funcionamento permite acompanhar a variação da demanda, reduzindo progressivamente o nível de pressão e, deste modo, usando a energia somente quando necessária.

Isso acontece automaticamente, sem a necessidade de intervenção.

Uma válvula de modulação encaixada logo na entrada promove uma estabilidade que outras bombas de alta capacidade não têm, regulando todo o sistema de pressão e permitindo minimizar as flutuações do nível de vácuo tornando-o mais estável. As variações são mínimas e, por isso, a capacidade entregue equivale exatamente à demanda real, apresentando maior nível de eficiência. Além disso, é possível utilizar menor quantidade de energia para o seu funcionamento.

Em vez de várias bombas de vácuo de capacidade menor espalhadas pela planta de produção, é possível usar uma

única bomba de alta capacidade que, além de economizar energia, também irá reduzir os custos de manutenção e mão de obra, de vários para um único equipamento.

Neste quesito, a tecnologia de parafuso rotativo lubrificado também traz a vantagem de ter componentes com maior vida útil. Com os ciclos menos frequentes de paradas e arranques, o sistema apresenta menor desgaste.

Na bomba de vácuo de parafuso lubrificado de alto desempenho, a eficiência da separação do óleo e da água é garantida por meio de vários processos até chegar nos filtros coalescentes. De última geração, esses filtros promovem a redução do escape de óleo, minimizando também o impacto ambiental e reduzindo o custo de manutenção.

Como a temperatura de funcionamento da bomba é menor, as peças se desgastam menos.

Outra vantagem do parafuso rotativo de alto desempenho é o baixo nível de ruído (69 dB), o que se configura em um grande diferencial, permitindo a instalação do sistema mais próximo ao ponto de uso. Atualmente, as indústrias precisam se preocupar em instalar suas bombas de vácuo bem distante dos galpões da indústria devido ao barulho intenso e em locais adequados para abrigá-las da chuva e do sol. Elas ainda precisam investir em um supressor de ruído, tornando o processo ainda mais dispendioso. Como se vê, são vários os motivos que fazem crer que a tecnologia de compressão por parafuso é o futuro das bombas de vácuo.

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Sistemas de alarme contra incêndio Convencionais versus endereçáveis: a escolha da tecnologia certa para o projeto Richard Conner Gerente de marketing da Honeywell Fire Systems

O

s sistemas de segurança de vidas e contra incêndio executam muitas funções para manter em segurança os ocupantes de edifícios de escritórios, lojas, hotéis e outros tipos de edifícios comerciais. Estes sistemas têm uma vasta gama de capacidades que são utilizadas dependendo das necessidades da instalação, da regulamentação local e do proprietário do edifício. Avanços na tecnologia, junto com a evolução da indústria, satisfizeram essas necessidades mais facilmente e transformaram para sempre a maneira de instalá-los e operá-los. Para os engenheiros e projetistas da área é importante entender as principais diferenças entre as duas tecnologias e quando é apropriado especificar uma ou outra.

Um dos principais avanços nos alarmes contra incêndio foi a introdução do sistema de alarme endereçável, em meados da década de 1980. Esse progresso tecnológico modificou significativamente o mercado devido à 28 | engeworld | Dezembro 2013

rápida migração para os sistemas endereçáveis durante os anos seguintes. A troca do convencional para o endereçável na área de sistemas de alarmes foi similar à mudança de analógico para o digital na indústria eletrônica. Trinta anos depois, ambos estão disponíveis e permanecem populares no mercado.

Quando os termos “convencional” e “endereçável” são usados, eles se referem ao painel de controle de alarme contra incêndio e os componentes do

campo. Os componentes de campo consistem em dispositivos de iniciação (detectores e acionadores manuais), notificação (sirenes e luzes) e fontes de alimentação. O tipo de circuito usado para os detectores é o fator determinante para saber se o sistema é classificado como convencional ou endereçável.

Ambos têm aplicações práticas e compreendê-los pode contribuir para o uso efetivo dos sistemas de segurança de vida e contra incêndio.

Sistemas de alarmes contra incêndio convencionais: o básico Os sistemas de alarmes contra incêndio convencionais apresentam eventos localizados por zonas (ou áreas) dentro de uma instalação. Por esta razão, eles são também conhecidos como “sistemas por zona”. Sua arquitetura é simples: os detectores de fumaça convencionais são conectados a uma zona de iniciação e relatam um alarme contra incêndio diminuindo sua resistência

engeworld | dezembro 2013 | 29

elétrica interna. Uma vez que a resistência de um detector de fumaça diminui, o consumo da corrente aumenta acima do limiar do alarme para a zona de iniciação e o painel indica um alarme para a zona.

Baseado nesta arquitetura, um painel não pode indicar que determinado detector de fumaça está ativo ou a localização específica do fogo. Consequentemente, uma zona é normalmente projetada para ser um andar inteiro de instalações ou determinada pela agrupação lógica dos detectores de uma área. Uma implicação deste projeto é que os socorristas somente têm uma ideia geral da localização do fogo, em vez de sua localização exata. Do ponto de vista dos socorristas, responder a um alarme contra incêndio em um edifício comercial com um sistema de alarme convencional é como ser enviado ao quarteirão de uma cidade com “um dos edifícios em chamas”.

Para ilustrar ainda mais, imagine uma escola com um sistema convencional em que um alarme contra incêndios é ativado. Socorristas são chamados e recebem o relatório de um alarme na “zona um”.

Enquanto respondem, o tempo deles é gasto para determinar a localização da “zona um”. Poderia ser a sala de aquecimento, o auditório, a sala dos professores, o laboratório de ciências, etc. É difícil para eles formular um plano de ação durante o trajeto enquanto não têm a informação exata do local. Somente quando estão em cena, a procura pelo dispositivo que está em alarme pode começar por meio do mapa ou da planta do andar referente a cada zona. O tempo é desperdiçado enquanto os socorristas decifram o mapa e procuram o dispositivo que disparou o alarme.

Enquanto os socorristas estão a caminho, a evacuação é fundamental e também é tratada pelo componente 30 | engeworld | Dezembro 2013

notificação do sistema de alarme contra incêndios. O circuito de dispositivos de notificação (NAC) em um sistema de alarme contra incêndios convencional alimenta sirenes e luzes para alertar os ocupantes do edifício de uma emergência e evacuação. Os painéis convencionais típicos têm de um a quatro circuitos de aparelhos de notificação (NAC) na placa principal, mas são expansíveis, às vezes, para muitos mais. Quando o NAC

Os sistemas de alarme contra incêndio convencionais são uma escolha econômica para edifícios pequenos, comerciais e residenciais que precisam de detecção básica e notificação é ativado, todas as sirenes e luzes convencionais são acionadas para disparar um alarme geral. O alarme geral é o cenário mais comum em edifícios baixos quando todos os ocupantes são notificados pelo alarme contra incêndios, independentemente da localização do ocupante na instalação.

Os requisitos do desenvolvimento de um sistema constituído por estas sirenes e luzes são diferentes do desenvolvimento de um sistema que usa os dispositivos convencionais de uma zona de iniciação. Como todos os dispositivos são ativados ao mesmo tempo em

uma emergência, as sirenes e as luzes podem ser colocadas no NAC que for mais conveniente pela localização. Por isso, as considerações de projeto são: a quantidade de potência (ampères) disponível a partir do NAC, a quantidade de energia consumida pelas sirenes, luzes e o comprimento do circuito.

Os sistemas de alarme contra incêndio convencionais são uma escolha econômica para edifícios pequenos, comerciais e residenciais que precisam de detecção básica e notificação. Para maiores instalações, com necessidades mais complexas, um sistema de alarme contra incêndios convencional pode não atender a todos os requisitos. Estas aplicações podem requerer o uso de um sistema de alarme contra incêndios endereçável.

Sistemas de alarme contra incêndios endereçáveis: a Era digital O sistema de alarme contra incêndios endereçável é fiel ao seu nome: cada um dos detectores de fumaça e outros dispositivos de iniciação são atribuídos a um endereço específico, permitindo que sua localização seja rapidamente identificada. A arquitetura de um sistema endereçável é bem simples. Detectores de fumaça endereçáveis e outros dispositivos endereçáveis são conectados a um circuito de linha de sinalização (SLC) programado com um endereço (número de identificação).

Quando estes sistemas foram introduzidos pela primeira vez na década de 1980 houve um grande interesse e entusiasmo em relação à tecnologia. Eles foram referidos como “inteligentes” devido à sofisticação da sua operação e o nível de seus relatórios. Esta tecnologia fez com que a reação a uma emergência fosse muito mais rápida e eficiente. Além

disso, fez com que projetar e instalar sistemas maiores fosse menos trabalhoso e mais econômico para engenheiros e projetistas de sistemas.

Ao contrário do exemplo anterior, considere um exemplo em que os socorristas recebem o endereço do dispositivo de iniciação ativado: “alarme de fumaça no laboratório de química”, que provavelmente irá produzir uma resposta diferente do que “acionador manual no ginásio”. A localização exata e o tipo de dispositivo fornecem aos socorristas mais informações do que no sistema convencional, permitindo-lhes, portanto, desenvolver um plano de ação durante o trajeto. Uma vez em cena, os socorristas podem encontrar o dispositivo/ localização mais rapidamente e posicionar os caminhões de bombeiros adequadamente (por exemplo, os caminhões de bombeiros iriam para a parte traseira do edifício para um alarme na lanchonete e para a frente do edifício para um alarme no auditório).

Embora a resposta seja melhor, a evacuação é igualmente importante com um sistema de alarme endereçá-

vel. Outra vantagem é que o componente notificação compartilha alguns dos mesmos benefícios que os dispositivos de iniciação. As sirenes e luzes endereçáveis são conectadas ao painel no mesmo SLC que os dispositivos de iniciação e cada uma delas recebe um endereço. Elas normalmente oferecem uma seleção de tom, controle de volume e recursos para “evacuação por etapas”. As aplicações em edifícios de vários andares podem utilizar uma abordagem de “evacuação por etapas”, que notifica os ocupantes em perigo iminente para que evacuem primeiro a fim de evitar congestionamento nas rotas de saída. Os ocupantes remanecentes recebem as instruções adicionais dependendo da situação de emergência.

Todos os aspectos do sistema contra incêndios endereçável são melhores do que o convencional? Devido à informação detalhada disponível em um sistema endereçável, este requer mais programação que um sistema convencional.

Isso causou, inicialmente, resistência por parte dos profissionais da área. engeworld | dezembro 2013 | 31

endereçável. Determinar qual sistema usar deve ser avaliado de acordo com o projeto; no entanto, estão listadas abaixo as cinco principais razões que podem ajudar a decidir entre um sistema convencional ou endereçável.

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No entanto, os instaladores começaram a adaptar-se à nova tecnologia depois de se familiarizarem com os benefícios proporcionados por estes sistemas.

Uma vantagem é que a arquitetura e a tecnologia permitem conectar mais de uma centena de dispositivos endereçáveis a um único SLC enquanto normalmente menos de 30 detectores de fumaça podem ser conectados a uma zona de iniciação em um sistema de alarme contra incêndios convencional.

Além disso, os custos de instalação são reduzidos, já que requer menos fiação, e a manutenção do sistema é mais fácil devido a melhores recursos de diagnóstico (por exemplo, fácil identificação dos dispositivos sujos).

Tendências globais: diferentes mercados, diferentes necessidades Uma vez que as tendências do mercado de alarmes contra incêndios variam entre as regiões, a adoção do alarme contra incêndios prevalece mais nas regiões 32 | engeworld | Dezembro 2013

Mundialmente, a demanda por painéis convencionais diminuiu ao longo dos últimos anos e continuará a diminuir no futuro. desenvolvidas e emergentes. Mundialmente, a demanda por painéis convencionais diminuiu ao longo dos últimos anos e continuará a diminuir no futuro.

Isto é assim especialmente no continente norte-americano; no entanto, o declínio tem sido mais lento em regiões como a América Latina.

Convencional ou endereçável?

Existem muitas razões para a escolha do sistema de alarme convencional ou

. Capacidade do sistema. Sistemas menores tendem a incluir os painéis convencionais. O ponto decisivo para quando um sistema endereçável deve ser utilizado em vez de um sistema convencional é normalmente de 25 a 50 detectores. O custo e a programação mínima também desempenham um papel importante na escolha de uma tecnologia para um sistema menor.

Para alguns dispositivos ou para monitoramento básico de fluxo de água/ sprinklers, um sistema convencional pode ser a melhor escolha. . Identificação de pontos. Proteger os ocupantes do edifício, instalações e bens é um trabalho mais fácil quando um socorrista pode identificar a localização exata da emergência. Ao responder a uma emergência de incêndio, cada minuto conta. Quanto maior a instalação, mais fundamental se torna o fornecimento do nível de detalhe que um sistema de alarme contra incêndios endereçável pode fornecer. . Redes e integração. Existem aplicações em que uma instalação menor é parte de uma instalação mais ampla. Embora o painel convencional possa atender às necessidades desta instalação, seria necessária a capacidade de conexão em rede de um painel para “uni-la” ao resto da instalação. A integração é outra aplicação em que a instalação utiliza um sistema de gerenciamento do edifício (BMS) e o proprietário do edifício requer uma interface de alto nível entre o BMS e

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o sistema de alarme contra incêndios.

Um sistema de alarmes contra incêndio endereçável com tradutores de protocolo integrados cumpre este requisito. . Requisitos locais. Leis e regulamentos locais podem exigir um tipo específico de sistema a ser instalado em um edifício comercial. Em alguns casos, socorristas que respondem a um incêndio podem ter uma política de não entrar em qualquer instalação comercial que não tiver um sistema de alarmes contra incêndios. A posição deles é, “se o proprietário não está disposto a instalar um alarme contra incêndios, eles não deveriam se arriscar para salvar o edifício”.

Nestes casos, eles só combatem incêndios da parte externa.

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5

. Sistema existente. Existem muitas instalações comerciais em reforma em que já há um sistema de alarme contra incêndio. Se um painel convencional foi instalado inicialmente e continua a satisfazer as necessidades da instalação, pode ser adequado substituí-lo por outro painel convencional. No entanto, no momento de uma reforma, o sistema poderia ser avaliado para verificar se ele ainda atende às necessidades da instalação. Se for determinado que um sistema endereçável é mais adequado, em muitos casos, um sistema híbrido pode ser criado já que os dispositivos de campo convencionais existentes podem ser conectados por meio de módulos de zonas endereçáveis.

Os sistemas de segurança de vidas e contra incêndios proporcionam benefícios inestimáveis para os ocupantes dos edifícios, as instalações, os bens e os socorristas.

Para o seu aproveitamento máximo, a escolha do sistema de alarmes mais adequado é fundamental. Há muitos casos em que um sistema de alarmes convencional é suficiente e atende as necessidades de uma instalação (por exemplo, pequenas instalações ou sistemas existentes). No entanto, sistemas endereçáveis fornecem mais benefícios de acordo com o nível de requisitos de projeto. Para a escolha de um sistema em lugar do outro, deve-se avaliar as necessidades da instalação, conhecer os códigos e normas locais e pesar os benefícios de um sistema e de outro.

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engeworld | dezembro 2013 | 33

Porque toda vida tem um propósito...

coluna RH Consultoria interna em Recursos Humanos Vale a pena aplicar este modelo de gestão na sua empresa?

U

m número relevante de organizações nacionais e multinacionais utilizam e aprovam totalmente a prática da consultoria interna em Recursos Humanos.

No entanto, há empresas de grande porte que ouviram falar sobre o tema e por não compreenderem os ganhos ou simplesmente por acreditarem que não estão devidamente preparadas, acabam deixando o assunto de lado.

Há também as organizações que aplicam intuitivamente, e até apresentam bons resultados, faltando apenas estruturar melhor a ideia e adequar o conceito. De qualquer maneira, vale a pena deixar claro o que é consultoria interna e quais os benefícios que ela poderá trazer para a organização.

A nomenclatura “consultor interno” foi traduzida para a língua portuguesa, uma vez que a prática iniciou-se nos Estados Unidos com o nome Business Partern, ou parceiro de negócios. O principal objetivo era utilizar um facilitador para atender às demandas das áreas de negócios da empresa. O conceito se difundiu rapidamente e as multinacionais que tinham filial no Brasil sentiram a necessidade de “importá-lo”, 34 | engeworld | Dezembro 2013

seguindo o mesmo layout da matriz.

Implementar tal metodologia, deve seguir alguns passos, mas principalmente vender a ideia ao board da empresa, ou seja, ao grupo de conselheiros, presidente, diretores e gerentes. Deve ficar claro que sua função é de assessoramento estratégico aos clientes internos, colaborando, acompanhando a solução de problemas e as tendências de RH. Cabe entender a diferença entre o que fazem os profissionais da área de RH e o consultor interno.

O primeiro aspecto é compreender que o consultor precisa ser um profissional sênior, que tenha vivenciado boas experiências junto a práticas de Recursos Humanos e conheça bem como funcionam os processos de uma estrutura organizacional de grande porte. A formação requisitada é possuir pelo menos um curso de pós-graduação e ter inglês avançado. Desta maneira, e diferente do que se pensa, os profissionais de RH ficam mais próximos dos clientes internos e exercem seu trabalho com maior dinamismo, foco e assertividade.

Estamos falando de desenvolver um modelo de Recursos Humanos mais estratégico com profissionais dedicados ao negócio e outros em áreas de especialização para gerenciar processos, políticas e projetos.

Para melhor entendimento do modelo, exemplifico uma situação que vivi em uma multinacional de grande

O primeiro aspecto é compreender que o consultor precisa ser um profissional sênior, que tenha vivenciado boas experiências junto a práticas de Recursos Humanos porte do segmento farmacêutico. Eu atuava no subsistema de recrutamento e seleção e recebi a tarefa de trabalhar uma vaga de média complexidade, mas que exigia um profissional com alto po-

tencial. A remuneração era compatível com a do mercado e não atrativa a ponto de assediar pessoas na concorrência, o que representava justamente o meu desafio frente à lei de oferta e demanda.

O processo foi marcado por discussões positivas e muita interação e brainstorming, graças à presença de um profissional que me ajudou na interface com a área requisitante.

Passamos por momentos de crises e tensões, mas tudo foi resolvido com profissionalismo e concessões. A área entendeu o que poderia ter em suas mãos, devido às argumentações positivas apresentadas pelo consultor que, por sua vez, estava o tempo todo alinhado com os resultados do meu trabalho e com o cenário externo. Ao término do processo, a área de RH foi elogiada pelo trabalho executado e o consultor interno pela capacidade de entender as necessidade do cliente e

ir ao encontro das possibilidades apresentadas pelo mercado.

Assim como aconteceu com o subsistema de recrutamento e seleção, estas atividades são cotidianas para os outros subsistemas como, por exemplo, treinamento e desenvolvimento e remuneração e benefícios. Esta prática tem evoluído muito na gestão de RH, pois levou os profissionais a adquirirem maior conhecimento do ambiente interno e externo da organização com a finalidade de participar do seu planejamento estratégico, otimizando a qualidade dos produtos/serviços aos públicos interno e externo. Para melhor conhecimento deste assunto, sugiro o livro Consultoria interna em recursos humanos: conceitos, cases, estratégias, da autora Elizenda Orlickas.

Boa sorte!

Cynthia Chazin Morgensztern é psicóloga e coach graduada pela Universidade Mackenzie, além de pós-graduada em Gestão Estratégica de Pessoas e com MBA em Gestão Educacional. Possui dois títulos de educação continuada na Faculdade Getúlio Vargas nas áreas de administração e economia e acumula 15 anos de experiência na área de Recursos Humanos de empresas nacionais e multinacionais.

Site: www.primeirovoce.com E-mail: cynthia@primeirovoce.com

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coluna qualidade O DIA MUNDIAL DA QUALIDADE

E

m 14 de novembro foi comemorado o Dia Mundial da Qualidade, que, segundo minha pesquisa particular, passou despercebido por muitos de nós que navegamos no mundo da qualidade.

Introduzido pelas Organização das Nações Unidas em 1990 e promovido pelo CQI (Chartered Quality Institute), de Londres, a data é comemorada toda segunda quinta-feira do mês de novembro e tem como objetivo ampliar a conscientização das pessoas quanto à importância da qualidade na melhoria de suas vidas, na medida em que traz crescimento e prosperidade.

Aproveitando o dia e instigado por algumas discussões recentes em blogs voltados à qualidade e gestão, gostaria de fazer uma pergunta aos leitores: ao longo desses últimos trinta anos, nos quais a qualidade passou a ter maior visibilidade e influência nas empresas e instituições brasileiras, os avanços obtidos nos permite comemorar?

Ao fazer essa mesma pergunta para vários de meus clientes e parceiros, obtive respostas que foram no mínimo preocupantes. Apesar das acaloradas discussões que provoquei terem trazido à tona vários e inegáveis avanços que hoje fazem da qualidade um assunto de destaque nas organizações, em quase

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todos os casos também ficou patente uma boa dose de descontentamento com a situação atual das organizações onde trabalham as pessoas com as quais eu conversei.

Alguns dos motivos citados para esse descontentamento passam pelos seguintes pontos (que, provavelmente, não são estranhos a nenhum de nós):

os dez maiores recalls da indústria automobilística no mundo resultaram na convocação de 77,3 milhões de veículos falta de visão e comprometimento da alta direção e principais gestores. Em muitos casos, não se trata de recursos, mas sim de comprometimento pessoal; foco exacerbado na área fabril, não sendo dada a importância devida aos processos de suporte; deficiência na qualificação, tanto específica quanto para o ganho de uma

visão generalista sobre os temas abrangidos pela qualidade; a introdução e massificação das normas ISO9000 tendo um efeito limitador nas iniciativas da qualidade (crença de que a qualidade é a ISO9000), apesar de ter tido um papel importante na ampliação da conscientização sobre o tema; a gestão por processos ainda muito incipiente numa parte significativa das organizações, com o foco ainda na gestão das áreas e não dos processos; e, como não poderia deixar de ser, uma constante dificuldade na utilização de indicadores como instrumentos efetivos de gestão.

Em outra conversa, as fragilidades da qualidade, sobretudo na indústria automobilística – e logo nela –, foi citada com certa veemência, com menção a numerosos recalls que considerei simplesmente alarmantes. Tais números me levaram a realizar uma rápida pesquisa que confirmam as informações que recebi.

No site www.estradas.com.br, é possível encontrar os seguintes resultados: de 2004 até agosto de 2012, foram realizados aproximadamente 447 recalls, totalizando 5.576.450 veículos convocados; se voltarmos a 1991, o número total de veículos convocados chega a 9.916.814, aproximadamente.

Uma pesquisa mais abrangente contribui para aumentar ainda mais a nossa perplexidade: os dez maiores recalls da indústria automobilística no mundo resultaram na convocação de 77,3 milhões de veículos, deixando claro que não estamos sozinhos nessa caminhada.

De uma forma geral, minha percepção é de que a qualidade teve uma enorme

evolução nas décadas de 1980 e 1990, mas arrefeceu nos últimos anos.

Creio que entre os problemas apontados, dois são de fundamental importância e requerem solução: o comprometimento e a intensidade de participação efetiva da alta direção e demais gestores, trazendo a qualidade e a gestão dos processos organizacionais para o centro das decisões estratégicas; o foco na qualificação objetiva das equipes, assegurando que todas as funções estrategicamente envolvidas sejam capacitadas a desempenhar suas atividades da maneira eficaz.

AF_023_AN_Cordeiro_EW_01_Aprov.pdf

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12/12/12

Além destes pontos, aos quais estou certo que os leitores adicionariam outros tantos igualmente importantes, aproveito para acrescentar a cooperação entre pessoas, funções hierárquicas, departamentos, organizações, etc.

A cooperação foi o tema do Dia Mundial da Qualidade deste ano e ponto fundamental na filosofia de Willian Edwards Deming (o jogo do ganha ganha) como instrumento capaz de remover os obstáculos que impedem todos nós de realizar nossa missão de maneira mais plena e bem-sucedida.

Vamos praticar?

Engenheiro mecânico formado pela Escola de Engenharia Mauá, Sérgio Roberto Ribeiro de Souza tem 28 anos de experiência no desenvolvimento de projetos para Gestão Empresarial, possui Certificação Bkack Belt pela ASQ (American Society for Quality) e é sócio-diretor da Quality Way Consultoria.

16:11

engeworld | dezembro 2013 | 37

coluna segurança Análise de modo de falha e efeito – FMEA

A

sigla originária do inglês FMEA significa Failure Mode and Effects Analysis. De acordo com a ABNT, o FMEA é um estudo sistemático e estruturado que utiliza variáveis qualitativas para realizar uma análise dos possíveis modos de falha que podem se originar em componentes e gerar um efeito sobre a função de todo o conjunto, e tem como objetivo melhorias nos projetos, produtos e desenvolvimento do processo.

O FMEA foi desenvolvido por engenheiros de qualidade na década de 1950 para estudar os problemas que poderiam surgir a partir de falhas de sistemas militares. Na época, recebeu o nome de Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis e foi elaborado para ser utilizado na avaliação de confiabilidade de sistemas e falhas em equipamentos. Mais tarde, a NASA passou a utilizar variações da ferramenta desenvolvida pelos militares. Posteriormente, a Ford começou a utilizá-la para cumprir as normatizações de segurança para veículos e, atualmente, a ferramenta é utilizada por inúmeras indústrias dos mais diversificados setores.

Apesar de ter sido desenvolvida com enfoque no projeto de novos produtos e processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, passou a ser aplicada de diversas maneiras. Assim, ela é utilizada hoje para reduzir as falhas de produtos e processos existentes e para

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diminuir a probabilidade de falha em processos administrativos. Tem sido empregada também em aplicações específicas, tais como análises de fontes de risco em engenharia de segurança e na indústria de alimentos.

Apesar de ter sido desenvolvida com enfoque no projeto de novos produtos e processos, a metodologia FMEA, pela sua grande utilidade, passou a ser aplicada de diversas maneiras Tipos de FMEA: FMEA DE PRODUTO: na qual são consideradas as falhas que poderão ocorrer com o produto dentro das especificações do projeto. O objetivo desta análise é evitar falhas no produto ou no processo decorrente do projeto. É comumente denominada também de FMEA de projeto.

FMEA DE PROCESSO: são consideradas as falhas no planejamento e execução do processo, ou seja, o objetivo desta análise é evitar falhas de processo, tendo como base as não conformidades do pro-

duto com as especificações do projeto.

Etapas para a aplicação Planejamento Esta fase compreende: descrição dos objetivos e abrangência da análise: em que se identifica qual(is) produto(s)/processo(s) será(ão) analisado(s); formação dos grupos de trabalho: em que se define os integrantes do grupo, que deve ser preferencialmente pequeno (com 4 a 6 integrantes) e multidisciplinar (contando com profissionais de diversas áreas como qualidade, desenvolvimento e produção); planejamento das reuniões: que devem ser agendadas com antecedência e com o consentimento de todos os participantes para evitar paralizações; preparação da documentação.

Análise de falhas em potencial Esta fase é realizada pelo grupo de trabalho que discute e preenche o formulário FMEA de acordo com os passos que seguem abaixo: 1) função(ões) e característica(s) do produto/processo; 2) tipo(s) de falha(s) potencial(is) para cada função; 3) efeito(s) do tipo de falha; 4) causa(s) possível(eis) da falha; 5) controles atuais.

Avaliação dos riscos Nesta fase são definidos pelo grupo os

índices de severidade (S), ocorrência (O) e detecção (D) para cada causa de falha, de acordo com critérios previamente definidos.

Depois, são calculados os coeficientes de prioridade de risco (R), por meio da multiplicação dos outros três índices.

SEVERIDADE Índice 1 2 /3 4/5/6

Severidade Mínima Pequena Moderada

7/8 9/10

Alta Muito Alta

Critério O cliente mal percebe que a falha ocorre Ligeira deterioração no desempenho com leve descontentamento do cliente Deterioração significativa no desempenho de um sistema com descontentamento do cliente Sistema deixa de funcionar é grande o descontentamento do cliente Idem ao anterior, porém, afeta a segurança

ocorrência Índice 1 2 3

Ocorrência Remota Pequena

4 5 6

Moderada

7 8

Alta

9 10

Muito Alta

Proporção 1:1.000.000 1:20.000 1:4.000 1:1000 1:400 1:80 1:40 1:20 1:8 1:2

DETECÇÃO Índice 1/2 3/4 5/6 7/8 9/10

Detecção Muito grande Grande Moderada Pequena Muito pequena

Critério Certamente será detectado Grande probabilidade de ser detectado Provavelmente será detectado Provavelmente não será detectado Certamente não será detectado

Importante: quando o grupo estiver avaliando um índice, os demais não podem ser levados em conta, ou seja, a avaliação de cada índice é independente.

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Melhoria Nesta fase, o grupo, utilizando conhecimentos, criatividade e brainstorming, lista todas as ações que podem ser realizadas para diminuir os riscos e podem ser: medidas de prevenção total ao tipo de falha; medidas de prevenção total de uma causa de falha; medidas que dificultam a ocorrência de falhas; medidas que limitem o efeito do tipo de falha; medidas que aumentam a probabilidade de detecção do tipo ou da causa de falha; Tais medidas são analisadas quanto a sua viabilidade, sendo então definidas as que serão implantadas.

Continuidade O formulário FMEA é um documento “vivo”, ou seja, uma vez realizada uma 40 | engeworld | Dezembro 2013

análise para um produto/processo qualquer, esta deve ser revisada sempre que ocorrerem alterações neste produto/processo específico. Além disso, mesmo que não haja alterações deve-se regularmente revisar a análise confrontando as falhas potenciais imaginadas pelo grupo com as que realmente vem ocorrendo no dia a dia do processo e uso do produto, permitindo, assim, a incorporação de falhas não previstas, bem como a reavaliação.

Importância A metodologia FMEA é importante porque pode proporcionar para a empresa:

uma forma sistemática de se catalogar informações sobre as falhas dos produtos/processos; melhor conhecimento dos problemas nos produtos/processos; ações de melhoria no projeto do produto/processo, baseado em dados e devidamente monitoradas (melhoria contínua); diminuição de custos por meio da prevenção de ocorrência de falhas; o benefício de incorporar dentro da organização a atitude de prevenção de falhas, a atitude de cooperação e trabalho em equipe e a preocupação com a satisfação dos clientes.

Com 10 anos de experiência como engenheira de segurança do trabalho, em empresas de grande porte, Daniela Atienza Guimarães é diretora adjunta da APAEST (Associação Paulista de Engenheiros de Segurança do Trabalho) e docente do curso de Engenharia de Segurança do Trabalho da FEI (Faculdade de Engenharia Industrial).

controle de documentos

DISCIPLINAS DE UM PROJETO

A informação certa, na hora certa, para a pessoa certa Sergio Gomes da Silva Engenheiro Civil com MBA em Gestão de Projetos, atuando como Coordenador de Administração Contratual no Consórcio Construtor Belo Monte

I

magine um projeto de engenharia e construção de uma refinaria de petróleo ou de uma planta petroquímica. Quantos documentos pode-se imaginar que serão gerados desde a engenharia básica até o detalhamento, desde o nascimento do projeto e dos primeiros “drafts” até a entrega das “chaves”? Mil, dez mil, cinquenta mil?

Só os famosos “isométricos” podem chegar a setenta mil, sem contar as revisões – volume que pode ser considerado astronômico. Porém, projetos de grande porte chegam a ter mais de duzentos mil documentos que, com quatro ou cinco revisões, em média, desde a sua criação até a versão “Aprovada para construção”, podem gerar um universo de um milhão de documentos, arquivos eletrônicos e/ou impressos, considerando apenas os técnicos, ou seja, desenhos, memoriais de cálculo, especificações, catálogos e planilhas.

Somam-se a este número os chamados “documentos gerenciais”, ou seja, correspondências emitidas e recebidas,

atas de reuniões internas, com clientes e/ou fornecedores, correios eletrônicos (muitos projetos utilizam-se contratualmente de e-mails numerados como troca oficial de informações), memorandos internos, registros diários de obras, avisos, registros de teleconfe-

Só os famosos “isométricos” podem chegar a setenta mil, sem contar as revisões – volume que pode ser considerado astronômico rências, entre outros, que habitualmente chegam aos milhares, e tem-se um universo enorme de informações.

Para que um projeto de engeengeworld | dezembro 2013 | 41

nharia e construção se desenvolva, para que todas as disciplinas técnicas “conversem” entre si, para que os componentes “não técnicos” das áreas de gerenciamento, recursos humanos, financeira, de administração contratual, planejamento, comercial, relações institucionais, administrativa, QMSSRS (qualidade, meio ambiente, saúde, segurança, responsabilidade social), e que são absolutamente essenciais para o dia a dia de qualquer empreendimento interajam com a engenharia e construção, e para que todo esse conjunto se comunique com clientes, fornecedores, órgãos governamentais e demais stakeholders, uma nova e importante disciplina tem de entrar em cena: o controle de documentos.

Apesar de relativamente nova no Brasil, a disciplina tem-se firmado por aqui como uma das mais significativas em projetos de engenharia e construção e em outros setores da economia como indústria, comércio, bancos, sistemas educacionais, enfim, qualquer empreendimento que utilize ou tenha de administrar informações impressas ou eletrônicas.

Um pouco de história Historicamente o controle de documentos era constituído por uma equipe com conhecimento em organização e métodos e ficava dentro do time de engenharia, haja vista que deveria se ater exclusivamente aos documentos técnicos gerados ou recebidos. Porém, o advento dos empreendimentos do tipo fast tracking, em que a equipe de engenharia tinha de interagir diretamente com a de construção, a modernização (ou recrudescimento) da legislação de meio ambiente e trabalhista, o aumento

42 | engeworld | Dezembro 2013

Historicamente o controle de documentos era constituído por uma equipe com conhecimento em organização e métodos e ficava dentro do time de engenharia do poder fiscalizador dos órgãos públicos e da imprensa obrigou o fortalecimento de disciplinas como relações institucionais, QMSSRS (Qualidade,

meio ambiente, segurança e saúde ocupacional) e administração contratual (outra disciplina nova e importante) e, consequentemente da interação entre elas e as demais gerências.

Esta interação acabou por gerar a necessidade de controles mais estreitos do ponto de vista da sua exatidão e pontualidade e, ao mesmo tempo, mais generalistas, ou seja, os documentos de engenharia ou gerados por ela agora devem passar por mais disciplinas consideradas “não técnicas” para avaliação, compreensão e críticas para serem então devolvidos ao ciclo engenharia/construção.

Do mesmo modo, documentos e informações gerados por disciplinas não técnicas passaram a fazer parte importante das considerações e preocupações dos engenheiros quando da geração/revisão de seus documentos.

O controle de documentos ou o gerenciamento de documentos (expressão proveniente do inglês document management) tornou-se então responsável pelo gerenciamento desse universo de informações e peça fundamental para que a informação correta vá (e volte) para a pessoa certa, no tempo exato e com a qualidade requerida, atuando desde a contratação de um projeto até a entrega final, passando por todas as fases, desde o projeto básico até o detalhamento, da abertura ao fechamento dos contratos, da identificação à interação com os “agentes” do projeto, do estabelecimento de diretrizes de comunicação à implantação efetiva e manutenção dos canais informativos.

Atuação “passiva” e “ativa” Passivamente, o controle de documentos atua no recebimento, organização, arquivo e transmissão de documentos de engenharia e gerenciais.

Ativamente, a disciplina atua como diligenciador de documentos internos e externos, agente de “cobrança” de pendências oriundas de correspondências e atas de reunião, gerador de relatórios de acompanhamento de projetos, relatórios de avanço físico de engenharia, informações gerenciais sobre cumprimento de metas e tarefas, relatórios de status de projetos, entre outros. A nova disciplina também contribui para a atualização e melhoria contínua do fluxo

de informações em projetos nacionais e internacionais, entendendo as diferenças culturais e preferências locais, concorrendo para uma rápida inicialização de projetos, economizando tempo para ter todos os interessados (ou stakeholders) devidamente alinhados e dentro do cronograma do projeto.

O controle de documentos também é responsável, juntamente com a área de QMSSRS, por garantir que os usuários finais, sejam eles fornecedores, clientes ou o time da construção, estejam sempre de posse das informações mais atualizadas, e evitar que documentos superados/inutilizados/obsoletos sejam usados. A entrega final do projeto ao cliente também é de sua

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responsabilidade, o que inclui a guarda física e eletrônica dos documentos, de acordo com a legislação.

Outra função importante da disciplina é a elaboração dos procedimentos do trabalho, ou seja, dos procedimentos que envolvem a enumeração de documentos, identificação, guarda, conservação e entrega destes, controle da documentação proveniente de fornecedores, tratamento de informação gerencial, iniciação e finalização de projetos, entre outros. Dependendo da complexidade e do grau de internacionalização, o controle de documentos deve participar da elaboração e multiplicação dos conceitos de relacionamento entre empresas e trazê-los para a organização.

Ferramentas e formação requerida Para que toda essa informação e, consequentemente, todo o trabalho tramite de forma clara e organizada é 44 | engeworld | Dezembro 2013

é preciso conhecer e utilizar ferramentas tecnológicas informatizadas, também conhecidas como EDMSs (electronic document management systems) preciso conhecer e utilizar ferramentas tecnológicas informatizadas, também conhecidas como EDMSs (electronic document management systems) ou sistemas eletrônicos de gerenciamento de documentos.

Estas ferramentas auxiliam o trâmite de documentos e informações, permitindo a emissão de até milhares de

documentos por dia, sendo tarefa do gerente de controle de documentos a escolha do software adequado ao tamanho, complexidade e quantidade de itens envolvidos em um projeto. Existem muitos programas desse tipo no mercado, alguns atuam como organizadores de documentos, outros, como “plug ins” de programas gerenciadores de projetos e há ainda os que permitem o trabalho individual ou em conjunto em um documento, de modo que pessoas dentro do escritório/organização ou ao redor do mundo façam seus comentários até a consolidação final do material, cabendo à disciplina a sua emissão final e acompanhamento. É claro que, em consequência da informatização, o controle de documentos também assumirá o papel de multiplicador deste conhecimento, dando treinamento àqueles que precisam interagir com essas ferramentas.

A interação com todas as disciplinas de um projeto e concomitantemente com todas as diretorias e gerências de uma

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É claro que, em consequência da informatização, o controle de documentos também assumirá o papel de multiplicador deste conhecimento empresa obriga que o gerente de controle de documentos tenha formação ou, ao menos, boa vivência técnica. Além de conhecimentos generalistas, ele tem de compreender o que fazem e como interagem as diversas disciplinas da engenharia, construção e gerenciamento administrativo. Tais conhecimentos são essenciais para a participação dele na montagem das propostas, em fóruns com o cliente e

fornecedores e para a transformação do conhecimento em ação.

Enfim, para que o controle de documentos tenha sucesso, o que contribui para o êxito do empreendimento como um todo, é de extrema importância o comprometimento da alta gerência das empresas, outorgando ao gerente de controle de documentos os poderes e prerrogativas necessárias para que este e seu time possam atuar como agentes ativos no processo da comunicação do projeto, fazendo com que os procedimentos sejam seguidos, os prazos respeitados, as pendências respondidas com o rigor temporal e conteúdo desejados, fazendo com que os documentos sejam efetivamente compreendidos, as entregas (ou “deliverables”) sejam de fato realizadas e com que os marcos contratuais sejam respeitados.

Espera-se para o futuro, que se torna cada vez mais presente, que os sistemas de EDMSs possam lidar cada vez mais com documentos certificados digitalmente, as chamadas “assinaturas eletrônicas”, que validam os documentos substituindo as assinaturas à mão, com a vantagem de já serem “acreditadas” publicamente, ou seja, com a mesma validade jurídica. Serão necessárias ainda rotinas de trâmite documental e retenção da informação com esquemas específicos de segurança e ao mesmo tempo com rastreabilidade e acessibilidade garantidas, o que demandará dos profissionais de controle de documentos criatividade, engenhosidade, além de um olhar curioso e atento às novidades tecnológicas e às oportunidades geradas pelo reconhecimento do tratamento organizado da informação pelas empresas nacionais e internacionais independentemente do ramo em que atuam.

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entrevista Uso de softwares CAD/CAM para a programação de robôs industriais

O

s robôs industriais são espécies de máquinas de comando numérico e seu sistema de controle funciona de maneira similar.

Embora a programação de um único robô possa não ser uma tarefa árdua, a programação de linhas contendo dezenas ou até mesmo centenas deles pode ser bastante trabalhosa.

Basicamente, o controle de seus movi46 | engeworld | Dezembro 2013

mentos consiste em fazer com que seus motores girem, associados a cada uma das juntas da estrutura do robô, de modo que o atuador acoplado ao punho atinja a posição e a orientação desejadas, sendo que este controle envolve aspectos mecânicos, eletrônicos e de computação.

Não se trata apenas de um ponto, mas de centenas e até milhares, formando uma trajetória a ser percorrida pelo atuador e a cada ponto, sempre apresentando

orientações diferentes.

No entanto, os robôs ainda são máquinas pouco inteligentes e não têm a capacidade de se adaptarem a situações imprevistas. Assim, eles seguem passo a passo as instruções fornecidas pelo homem e não se desviam do que lhes foi previamente estabelecido. Daí, a importância da realização de uma programação eficiente e precisa em se tratando de robôs industriais.

Hoje, tal programação pode ser realizada pelos métodos on-line e off-line. O primeiro deles utiliza um modelo teórico do robô e do ambiente para simular o comportamento real do robô. O segundo,

envolve a escrita do programa em modo texto usando linguagens de programação de robôs. A principal diferença entre elas reside no fato de na programação on-line ser necessário utilizar o robô a ser programado para gerar o programa, mas ambas consomem um tempo que evolui na mesma proporção que o aumento da complexidade de suas tarefas.

Para tornar o processo de programação mais eficiente, softwares de desenho e manufatura auxiliadas por computador (CAD/CAM) integram a programação, simulação e geração de códigos para a programação de robôs.

Em entrevista concedida à Engeworld o engenheiro mecânico Carlos Marcovici, que atua há 25 anos na implementação de softwares CAD e CAM e é diretor técnico da Robotmaster para o Brasil, responsável pela comercialização no país de uma ferra-

menta homônima, fala sobre as particularidades dos softwares CAD/CAM destinados à programação de robôs industriais.

ENGEWORLD – Como funciona a programação por meio dos softwares CAD/CAM? Marcovici – Softwares CAD/CAM, como o Robotmaster, são também chamados de programação off-line. O Robotmaster utiliza de geometrias CAD 3D sobre as quais criamos as trajetórias pertinentes ao processo. É feita a simulação virtual do robô dentro de sua respectiva célula onde eventuais problemas robóticos de limites, singularidades, alcance, colisões, são detectados graficamente e corrigidos. O programa é criado diretamente na linguagem específica do fabricante para movimentar o robô.

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ENGEWORLD – Que tipo de profissional faz a programação dos robôs?

Marcovici – Os profissionais envolvidos são os mesmos conhecedores dos processos de suas empresas, que participam de treinamentos nos robôs e no Robotmaster dedicados à sua aplicação.

ENGEWORLD – Em quais aplicações os robôs industriais são mais utilizados atualmente?

Marcovici – O Robotmaster e os robôs tem hoje uma aplicação crescente na indústria de manufatura. Tanto em processos de remoção de material como usinagem, rebarba, furação, corte a laser, corte a plasma, quanto em processo que adicionam material como laser cladding (deposição cobertura metálica) e solda.

As aplicações são amplas nos merca48 | engeworld | Dezembro 2013

dos de prototipagem, construção naval, energia eólica, ferroviário, aeronáutico, agrícola e automobilístico.

Os materiais utilizados neste processo de manufatura industrial com robôs são as ligas de alumínio, madeira, plástico, compósitos, fibras de carbono e outros não metálicos.

ENGEWORLD – Quais são os benefícios que os robôs podem trazer para essas indústrias?

Marcovici – Quando o robô atende a um determinado processo em termos de alcance e precisão, o benefício em sua eficiência é diretamente relacionado à flexibilidade que este equipamento traz.

ENGEWORLD – As indústrias ainda se queixam muito dos problemas de estabilidade dos robôs. O que vem sendo feito pelos fornecedores

de robôs para sanar isso?

Marcovici – Não sendo fornecedor de robô, a estabilidade dele é algo que desconheço. Entretanto, hoje em dia vemos novos robôs, com maior rigidez e que atendem a processos antes impensáveis como o de usinagem e rebarbamento de alumínio.

ENGEWORLD – Quais avanços podemos esperar na área de programação de robôs?

Marcovici – Os avanços na programação de robôs estão justamente no uso de softwares CAD/CAM dedicados exclusivamente à programação de robôs, como o Robotmaster, permitindo aos usuários conhecedores de seus processos, a rápida criação de trajetórias livres de erros e em tempo reduzido para suas células robóticas.

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infografia

ERGONOMIA O trabalho intenso no computador e o uso prolongado de teclado ou mouse, sem alternância, pausas para descanso e mudanças de postura pode ser prejudicial, mas é possível trabalhar com conforto seguindo algumas dicas: POSIÇÃO SENTADA • Ombros e quadris alinhados • Encosto adaptado à curvatura da coluna •Descanso de braço na altura do cotovelo • Altura do assento abaixo da rótula • Punho em posição neutra • Teclado diretamente à sua frente • Mouse próximo do teclado ou no mesmo nível • Joelhos discretamente abaixo do quadril • Cabeça e pescoço em posição ereta • Monitor na altura do campo visual • Pés posicionados no solo ou em descanso para os pés

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Rotina • Trabalhe em ritmo razoável • Faça pausas frequentes durante o dia • Altere as tarefas a fim de não permanecer com o corpo na mesma posição, por tempos prolongados • Descanse seus olhos olhando, de vez em quando, para objetos diferentes enquanto trabalha • Personifique seu computador, ajustando brilho, o tipo de letra, o contraste e as cores da tela

Soluções Metso para Monitoramento de Vibração e Proteção de Máquinas Rotativas O sistema Metso DNA Machine Monitoring é uma solução on line para monitorar e analisar com base na vibração as condições mecânicas dos equipamentos rotativos como: motores, bombas, ventiladores, redutores e turbinas. Através desse sistema é possível diagnosticar falhas em rolamentos, folgas mecânicas, desgastes e danos em engrenagens.

Com a sua compatibilidade, o sistema Metso DNA garante start-ups mais rápidos, paradas mais curtas e alta disponibilidade. O sistema ajusta-se às necessidades do processo industrial e aos requisitos de ajustes e mudanças durante todo o ciclo de vida.

Metso, Av. Independência, 2500 • CEP 18087-101 • Éden • Sorocaba - SP Tel.: +55 15 2102-9700, www.metso.com.br

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