NECESSIDADES E RESTRIÇÕES DE PROJETO

Durante a primeira visita técnica nas instalações da usina termoelétrica UTE Norte Fluminense foram apuradas as necessidades do projeto em uma reunião com os usuários do sistema e feitos testes para avaliar o comportamento de antenas transceptoras MRF24J40MA, tanto em áreas livres quanto em áreas construídas na planta industrial da usina. As informações sobre as expectativas, necessidades dos clientes (Nc) e a observação do ambiente industrial da usina permitiu identificar também algumas restrições do projeto (Rp).

3.3.1 Identificação das Necessidades de Projeto.

De acordo com a reunião realizada na planta da usina termo Macaé, percebeu-se as seguintes expectativas e necessidades dos clientes a serem atendidas.

Np1) Conceber um sistema para medir o consumo de energia elétrica em várias cargas dispersas na planta de produção de energia termoelétrica, pois os gestores do sistema desconhecem a parcela real de consumo de cada equipamento na instalação, ou a parcela de energia elétrica consumida em cada setor da empresa;

Np2) o sistema deve ser automático e aplicável a múltiplas cargas, pois a instalação possui diversos equipamentos que se espera registrar o tempo de uso diário, consumo e curva de carga;

Np3) o sistema deve possuir métodos de identificação e cadastro dos dispositivos para que possam ser incluídos, retirados ou substituídos sem afetar os demais medidores;

Np4) o sistema deve armazenar os dados coletados, e permitir que os mesmos sejam apresentados em relatórios e gráficos demonstrando o consumo em períodos diários, semanais, mensais, anuais, etc;

Np5) o sistema deve realizar medições simultâneas para comparações, em intervalos programáveis a partir de uma medição por minuto, ou outros intervalos maiores em função da ocupação das máquinas monitoradas; Np6) as secções transversais dos cabos condutores monitorados durante os

ensaios no projeto medem de 20 mm e 25 mm, e os dispositivos Sensores devem comportar medições em cabos destes diâmetros;

Np7) espera-se que o sistema registre curva de carga de equipamentos, como motores, bombas, chillers, etc., bem como o tempo de uso dos equipamentos, com vistas a medidas preventivas de manutenção;

Np8) os dispositivos desenvolvidos devem ter “baixo custo” em relação a sistemas comerciais que poderiam satisfazer total ou parcialmente os requisitos deste sistema.

3.3.2 Identificação das Restrições de Projeto.

A identificação das necessidades de projeto revela as restrições e problemas que limitam o conjunto das possíveis soluções. Algumas restrições são inerentes ao “sistema” e não podem ser evitadas, outras são restrições ditas de “entrada”, que são limites impostos por especificações de projeto, por limites legais, de custos, etc.

Rp1) A usina termoelétrica é uma instalação com área de mais de 100.000 m2_, com vários obstáculos como tubos e estruturas metálicas, paredes de concreto, com ambientes de acesso restrito pelo grau de periculosidade como visto na fotografia 2;

Fotografia 2 – Ambiente externo da usina. Fonte: Autoria própria

Rp2) os cabos condutores das cargas elétricas monitoradas estão concentrados junto aos seus dispositivos de acionamento e controle no interior de armários e gabinetes metálicos que estão dentro de galpões com paredes espessas de concreto;

Rp3) a atmosfera da usina é agressiva aos circuitos eletrônicos exigindo proteção contra umidade, poeira e outros agentes dispersos no ar que podem causar oxidação de contatos e soldas, reduzindo a vida útil dos dispositivos;

Rp4) os procedimentos para instalação do Sensor ou rede não podem interferir no funcionamento normal dos equipamentos, que não podem ser desligados;

Rp5) o gerenciamento e manutenção do sistema medidor de consumo não deve depender de intervenções da equipe técnica da usina, que é pequena e prioriza as atividades rotineiras;

Rp6) os Sensores de corrente dever ser confeccionados de materiais isolantes, preferivelmente polímeros, de acordo com as normas internas de segurança;

Rp7) nas proximidades de alguns instrumentos específicos instalados na planta industrial é proibida utilização de fontes emissoras de RF;

Rp8) a resolução ANATEL 365/2004, restringe a potência dissipada na faixa entre 2400 MHz e 2450 MHz ao limite de 400 mW (26 dBm), em cidades com mais de 500 mil habitantes, exigindo licença nestes casos. A potência máxima dissipada não pode ultrapassar 1 W (ANATEL, 2013).

3.3.3 Análise das Restrições de Projeto.

As Np1, Np2, Np3, Np4 e Np5 requerem armazenar as informações coletadas pelos dispositivos Sensores em um banco de dados, para apresentação visual em um terminal, na forma de gráficos ou relatórios. O sistema deve ser automático coletando dados em intervalos regulares. A Np8 privilegia o “baixo custo” em detrimento do desempenho, em havendo várias possíveis soluções, a de mais baixo custo deve ser escolhida.

As Rp1, Rp2 e Rp3 são restrições de sistema e as Rp4, Rp5, Rp6, Rp7 e Rp8 são restrições de entrada. Uma Infraestrutura de comunicação por cabo é mais estável e facilita gerenciar o sistema, mas as Rp1, Rp4 e Rp5 descartam esta possibilidade, que exige instalação permanente em todos os pontos monitorados, dificultando remover, deslocar ou adicionar novos Sensores, tornando o sistema “rígido” e aumentando os custos de manutenção.

Um sistema coletor baseado em RSSF evita as Rp4 e Rp5, mas fica limitado por Rp1 e Rp2 pelo modelo básico para RSSF, pois os Sensores devem fazer as medidas dentro dos armários e gabinetes metálicos que atenuam os sinais de RF e dificultam a formação de radioenlace. A Rp8 limita a potência do sinal de RF em 26

dBm para compensar os obstáculos e distâncias que separam os Módulos Sensores e o Módulo concentrador (Gateway) com banco de dados.

A Rp7 proíbe o uso de emissores de RF algumas áreas, para evitar interferências em sistemas preexistentes de instrumentação e controle, que são fundamentais para as operações da usina.

A Rp3 é baseada no relato de precedentes nos quais se observou uma degradação acelerada de circuitos eletrônicos desprotegidos, instalados na usina.

As Rp4 e Rp6 exigem métodos de medição que não interrompam o funcionamento normal das máquinas e equipamentos, excluindo a possibilidade de medir de corrente por resistor shunt em série com a carga monitorada, restando opções como medição por campo eletromagnético induzido por meio de bobinas de Rogowski ou por Sensores de efeito Hall, neste caso a seção transversal dos cabos condutores de 25 mm deve ser levada em conta.