Resumo Revista Robótica 107 by Revista Robotica

da mesa do diretor

FICHA TÉCNICA 2 robótica 107 2.o Trimestre de 2017

Robot Bípede

MyBot: Cloud-Based Service Robot using Service-Oriented Architecture automação e controlo

eletrónica industrial 18

Conselho Editorial A. Loureiro, DEM UC; A. Traça de Almeida, DEE ISR UC; C. Couto, DEI U. Minho; J. Dias, DEE ISR UC; J.M. Rosário, UNICAMP; J. Sá da Costa, DEM IST; J. Tenreiro Machado, DEE ISEP; L. Baptista, E. Naútica, Lisboa; L. Camarinha Matos, CRI UNINOVA; M. Crisóstomo, DEE ISR UC; P. Lima, DEE ISR IST; V. Santos, DEM U. Aveiro Corpo Editorial Coordenador Editorial: Ricardo Sá e Silva Tel.: +351 225 899 628 · r.silva@robotica.pt Diretor Comercial: Júlio Almeida Tel.: +351 225 899 626 · j.almeida@robotica.pt Chefe de Redação: Helena Paulino Tel.: +351 220 933 964 · h.paulino@robotica.pt

Automatismos elétricos cablados (2.ª Parte)

Circuitos integrados portugal 3D

Impressão 3D: os desaﬁos da utilização de máquinas de baixo custo no fabrico de conexões snap-fit

Manufatura Aditiva – onde estamos e para onde vamos?

notícias da indústria

48 dossier sobre gestão e tratamento de água 50 Água da vida – sustentabilidade e eﬁciência energética na indústria da água 54

Abastecimento de água – telegestão da infraestrutura: implementação faseada

56 Manutenção de redes de água 60 Sistemas de “Bombagem Inteligente de Água”: a solução para grandes poupanças no fornecimento de água e de tratamento de águas residuais 62

Design Luciano Carvalho · l.carvalho@publindustria.pt

Utilização de conversores de frequência no tratamento de água – oxigenador de águas residuais

FICHA TÉCNICA . SUMÁRIO

Diretor-Adjunto Adriano A. Santos, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Politécnico do Porto · ads@isep.ipp.pt

artigo científico 4

nota técnica 66 Especialização na área do Projeto e Fabrico Assistido por Computador

Webdesign Ana Pereira · a.pereira@cie-comunicacao.pt

70 Memória Flash – NAND não é igual a NAND informação técnico-comercial

Colaboração Redatorial Norberto Pires, Luís Pires, Jorge Antunes, Anis Koubâa, Mohamed-Foued Sriti, Yasir Javed, Maram Alajlan, Basit Qureshi, Fatma Ellouze, Abdelrahman Mahmoud, Adriano A. Santos, Paula Domingues, Leonardo Santana, Jorge Lino Alves, Aurélio da Costa Sabino Netto, Nuno Marques de Oliveira, Pedro Santos, Sérgio Gonçalves, Joaquim Espadinha, Luís Reis Neves, Américo Costa, Patrick Twele, Tim Schneebeck, Andreas Fuß, Carlos Coutinho, Bernd Hantsche, Frederico Mota, Wiktor Wrąbel, Reinhard Huschke, Carlos Alberto Costa, Ricardo Sá e Silva, Marta Caeiro e Helena Paulino Redação, Edição e Administração CIE - Comunicação e Imprensa Especializada, Lda.® Grupo Publindústria Praça da Corujeira, 38 · Apartado 3825 4300-144 Porto Tel.: +351 225 899 626/8 · Fax: +351 225 899 629 geral@cie-comunicacao.pt · www.cie-comunicacao.pt Propriedade Publindústria - Produção de Comunicação Lda.® Empresa Jornalística Reg. n.º 213 163 NIPC: 501777288 Praça da Corujeira, 38 · Apartado 3825 4300-144 Porto Tel.: +351 225 899 620 · Fax: +351 225 899 629 geral@publindustria.pt · www.publindustria.pt Publicação Periódica Registo n.º 113164 Depósito Legal n.o 372907/14 ISSN: 0874-9019 · ISSN: 1647-9831 Periodicidade: trimestral Tiragem: 5000 exemplares INPI: 365794 Impressão e Acabamento Gráﬁca Vilar de Pinheiro Rua do Castanhal, 2 4485-842 Vilar do Pinheiro

Estatuto editorial disponível em www.robotica.pt Os trabalhos assinados são da exclusiva responsabilidade dos seus autores.

ABB: Uma nova era

76 AMADA apresenta nova gama de máquinas de corte a laser de fibra LCG-AJ 78 EPL – Mecatrónica & Robótica: IAI e o efeito Choko-Tei na redução dos custos de produção 80 Endress+Hauser Portugal – segurança ambiental, qualidade e eficiência energética 84 F.Fonseca apresenta variador de velocidade FR-F800 da Mitsubishi Electric 86 Novo módulo de robot heavy-duty com sistemas de calhas articuladas igus isentas de manutenção 88 INOVASENSE – Automação, Energia e Visão Artificial: Sistema de visão artificial In-Sight 7000

Assinaturas Tel.: +351 220 104 872 assinaturas@engebook.com · www.engebook.com

– compacto, autónomo e muito versátil 90 LusoMatrix – Novas Tecnologias de Electrónica Proﬁssional: Acess Points da Série INFINITY 802.11ac da LigoWave 92

Phoenix Contact: Oferecer meios de acesso a fábricas e a máquinas

94 PROSISTAV – Projectos e Sistemas de Automação: Micro PLC 96 RUTRONIK Elektronische Bauelemente: Realidade aumentada – doping industrial 100 Schneider Electric Portugal: Modicon M580 aumenta eﬁciência para redes inteligentes de água 102 SCHUNK Intec: Módulos ﬂexíveis rotativos: compactos, precisos e dinâmicos – manipulação e montagem 104 TM2A – Soluções e Componentes Industriais: TOSIBOX 106 TME – Transfer Multisort Elektronik: Amphenol – fabricante mundial de conetores 108 Universal Robots Spain: Aumentar a alfabetização de robots 110 Weidmüller – Sistemas de Interface: “Marcação clara, água clara”

case study 112 Endress+Hauser Portugal: Dar luz verde à água 114 INOVASENSE – Automação, Energia e Visão Artiﬁcial: Leitores de código de barras DataMan 360 reportagem 116 O mundo da metalurgia apresentado novamente na EMO Hannover 120 M&M celebra 10 anos do EPLAN Electric P8 124 bibliografia 126 produtos e tecnologias www.robotica.pt 146 calendário de eventos 148 eventos e formação

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152 links

Apoio à capa Novo módulo de robot heavy-duty com sistemas de calhas articuladas igus isentas de manutenção Um sistema revolucionário para a automação da exploração de petróleo em plataformas, em condições extremas. Toda a informação sobre o artigo na página 86. igus®, Lda. Tel.: +351 226 109 000 · Fax: +351 228 328 321 info@igus.pt · www.igus.pt /IgusPortugal

robótica

Diretor J. Norberto Pires, Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade de Coimbra · norberto@uc.pt

O verdadeiro unicórnio da indústria nacional (1.ª Parte)

O verdadeiro unicórnio da indústria nacional 1.ª Parte

robótica

DA MESA DO DIRETOR

J. Norberto Pires Prof. da Universidade de Coimbra

A AIMMP - Associação dos Industriais Metalúrgicos e Metalomecânicos e Afins de Portugal, é uma associação que representa o setor metalúrgico e metalomecânico do país. São mais de 15 mil empresas que empregam mais de 200 mil trabalhadores, representam 18% do PIB nacional e exportaram em 2016, para mais de 200 mercados, cerca de 14,5 mil milhões de euros (mais de 3% para fora da União Europeia UE). Este excelente resultado foi especialmente obtido tendo em conta as vendas para alguns mercados no interior da UE, com especial relevo para França, Espanha e Reino Unido.

Concretamente, as exportações para países da UE aumentaram de 10 727 para 11 471 milhões de euros, o que consubstanciou um crescimento percentual de 6,9%. O mercado espanhol não só foi o mais importante – com vendas de cerca de 3387 milhões de euros -, como também aquele em que o crescimento em termos absolutos foi superior (cerca de 282 milhões de euros). Em termos percentuais, o crescimento foi 9,1%. O Reino Unido justifica igualmente uma menção muito especial – com vendas no valor de cerca de 1385 milhões de euros -, tendo sido aquele, entre os 10 maiores, em que o crescimento foi mais significativo em termos percentuais: 17,7%. Mesmo em valores absolutos, o aumento das vendas para esse mercado foi verdadeiramente notável: cerca de 208 milhões de euros. Com uma quota de mais de 9% nas vendas globais, este mercado assumiu-se definitivamente como o quarto mais importante. O mercado francês justifica igualmente uma palavra de grande satisfação, tendo em conta os dados verificados: vendas de 2136 milhões de euros, crescimento absoluto de 1196 milhões de euros, aumento percentual de 10,1% e uma quota de praticamente 15%. Nos principais mercados europeus, o alemão foi o único em que se registou uma quebra – de 6,5% -, tendo as vendas para esse mercado caído de 2718 para 2542 milhões de euros. Não obstante, a Alemanha mantém-se como o segundo destino mais importante das exportações das em-

presas portuguesas deste setor, com uma quota de 17,5% do total. Quanto aos mercados de fora da UE, a evolução foi negativa na maioria dos casos. Globalmente, houve uma quebra de 18,6% face ao ano anterior, de 3836 para 3123 milhões de euros (713 milhões de euros). Esta trajetória descendente foi claramente condicionada pelo mau desempenho nas vendas para Angola e China. Na verdade, só nestes dois mercados foram perdidos mais 500 milhões de euros de vendas. O caso angolano foi de longe o mais negativo, com um decréscimo de 316 milhões de euros face ao ano anterior. Apesar de tudo, ainda no que concerne aos mercados extra-europeus, registaramse crescimentos nas vendas para países como África do Sul, Tunísia, México, Cabo Verde e Estados Unidos da América. Este último merece uma palavra particular porque igualou Angola como o quinto principal destino das vendas do setor. Os 10 principais mercados em 2016 (em milhões de euros): Espanha - 3387, Alemanha – 2542, França – 2136, Reino Unido – 1385, Estados Unidos da América – 399, Angola – 398, Itália – 385, Argélia – 270, Bélgica – 266, Países Baixos – 228. A tendência de aumento das exportações mantém-se em 2017. Na verdade, os números de fevereiro de 2017 mostram que nesse mês o valor da exportações foi de 1258 milhões de euros, o que compara com o valor de 1208 milhões de euros de igual período de 2016.

Robot Bípede

Luís Pires e Jorge Antunes lpires@inete.net INETE- Instituto de Educação Técnica

Estes tipos de locomoção contêm vantagens em relação às rodas, como proporcionarem uma maior manobrabilidade em terrenos irregulares e em desníveis acentuados, e a possibilidade de ultrapassar um obstáculo sem ter de o contornar. Este tipo de locomoção contém várias desvantagens, como não conseguir igualar a velocidade e simplicidade de um sistema a rodas, que contém um menor número de componentes e onde não é necessário existir um grande controlo do equilíbrio do robot. Assim, este projeto de cariz académico tem como objetivo desafiar os alunos no sentido de desenvolverem soluções robóticas sem o uso de rodas, encontrando pontos de convergência tecnológica, com recursos relativamente baixos, contemplando soluções modulares e open source.

robótica 107, 2.o Trimestre de 2017

robótica

artigo científico

Hoje em dia, com o avanço da tecnologia, a robótica cada vez mais começa a abandonar o uso de rodas e progride para outros tipos de locomoção, como a locomoção bípede ou quadrúpede.

1. INTRODUÇÃO O projeto desenvolvido por alunos do curso Técnico de Eletrónica, Automação e Comando do INETE [1] é um robot bípede capaz de se locomover através de dois membros locomotores, semelhantes ao Ser Humano, integrando capacidades sensoriais ao nível da visão por câmara. Apesar deste tipo de locomoção não conseguir igualar em velocidade e simplicidade, quando comparado com uma locomoção a rodas, que contém um menor número de componentes e não é necessária grande preocupação com o centro de massa do robot nem com a coordenação de todos os atuadores, esta torna-se, contudo, mais vantajosa quando o ambiente é irregular, por exemplo, com desníveis. O robot utiliza ao todo 9 servos, 3 para cada membro, conseguindo assim simular 3 articulações base (tornozelo, joelho e anca), 2 servos adicionais para a anca e 1 servo para a zona lombar para tentar equilibrar o centro de massa do robot. A anca é a parte mais problemática do robot, visto que esta contém 2

movimentos distintos, uma rotação frontal e uma rotação lateral, sendo esta última bastante importante pois é também usada para equilibrar a massa do robot. Para o constante equilíbrio do centro de massa, o robot integra um acelerómetro/giroscópio ligado por I2C ao Arduíno Mega. Para que o robot tenha em consideração os obstáculos no meio ambiente, este tem integrado uma câmara, ligada por CSI ao RaspberryPi 2. É o RaspberryPi que processa todos os comandos de movimentos para o Arduíno conseguir atuar sobre os motores. A sua estrutura física está demonstrada através da Figura 1. A estrutura em geral foi desenhada com espessuras grandes. Isso fez com que a estrutura física (altura 294 mm, comprimento 236 mm, largura 127 mm e peso de 4 kg) ficasse bastante sólida e estável, trazendo a desvantagem do peso acrescido. Este robot tem como objetivo recriar a locomoção bípede da forma mais autónoma possível. O projeto é totalmente impresso em 3D usando PLA como filamento. Assim, a estrutura do robot é

Figura 1. Aspeto físico do robot.

móvel, compacta e leve de modo a que este seja capaz de se deslocar facilmente utilizando apenas os servos. Contém 9 servos com torque de 15Kg×cm cada, que garantem ao robot mobilidade dentro do ambiente em que está envolvido, assim como força suficiente para transportar baterias e ainda aguentarem o peso da estrutura em si. Para o robot se movimentar por entre o ambiente, este está equipado com uma câmara desenhada para o Raspberry Pi, a RaspiCam v2 de 8MP – esta é usada pelo robot para conseguir detetar obstáculos visíveis no seu caminho. Uma das grandes preocupações nesta área da robótica é o equilíbrio do robot, que é constantemente verificado por um acelerómetro de 16 bits. Este é controlado pelo Arduíno Mega que é responsável por um nível mais baixo de controlo do robot e executa um algoritmo PID para esse mesmo fim. Este projeto é alimentado através de duas baterias externas (uma de 2450 mAh com 7.3 V e outra de 10400 mAh de 5 V).

2. ARQUITETURA DO ROBOT Para a execução de processos é necessário um sistema de controlo, cujo principal objetivo é gerir um número de peri-

artigo científico 6 robótica

diferentes de prioridade que podem ser dinamicamente priorizados consoante as necessidades do utilizador. O estado do processador é guardado pelo NVIC na sua entrada do interrupt e pode ser restaurada a saída do mesmo, quando são transmitidos os dados. A Bus Matrix interliga o processador e a Debugger interface com todos os buses externos como o BUS ICode, o BUS de sistema e o Bus PPB (Private Peripheral Bus), usado para acessar às tabelas internas da memória ROM. Esta matriz providencia latências reduzidas para a afluência de dado no CPU. O Memory Protection Unit (MPU) suporta 16 regiões de memória, cada uma programada com um endereço e capacidade física, que podem ser reescritas para permitir programar o mapa da memória de forma mais eficiente. Para suportar este tipo de funcionalidade, são atribuídas prioridades às regiões, com a região 0 a ter a prioridade mais baixa e a região 15 a mais alta. O MPU retorna permissões de acesso e atributos para a região de maior prioridade do endereço atribuído. 2.3. Sensores Para monitorizar o centro de massa do robot é usado um acelerómetro/giroscópio ligado por I2C ao Arduíno Mega. Este foi escolhido pois tem uma resolução de 16 bits com taxas de atualização consideravelmente altas (até 8 kHz). No robot é ainda usada a RaspiCam para captura de imagem em tempo real do ambiente que a rodeia. Esta transmite imagens para o RaspberryPi através uma porta CSI de modo a gerar comandos para o Arduino interpretar e atuar na locomoção do robot. Graças à capacidade de processamento superior do RaspberryPi em comparação com o Arduíno, este consegue suportar vídeo em FULLHD da RaspiCam a 60FPS. 2.4. Atuadores Este projeto usa servos (DSS-M15), que no fundo são motores elétricos com um conjunto de engrenagens desenhadas para reduzir rpm, neste caso com uma relação de 310:1, isto significa que a cada 310 rotações do motor elétrico, o eixo do servo perfaz uma rotação. Este servo é capaz de produzir 15kg×cm com tensão aos seus terminais de 7.2 V, isto traz a desvantagem de consumir 2 A de corrente por servo.

2.5. Interface de Comunicação A comunicação I2C trata-se de um barramento de comunicação constituído por uma linha de dados (SDA) e uma linha de clock (SCLK) capaz de uma velocidade de comunicação série até 400 kHz. Uma das características importantes deste tipo de barramento é possibilitar a existência de uma comunicação em que uma entidade tem controlo sobre outra, originando um protocolo Master e Slave que evita a colisão de dados, pois apenas existe comunicação quando o Master requisita. O acelerómetro/giroscópio usado neste projeto envia dados do nível de inclinação do robot para o Arduíno Mega através de uma comunicação I2C nos pinos 20 (SDA) e 21 (SCL). Para estabelecer esta comunicação é necessário utilizar bibliotecas do próprio acelerómetro que já contêm estabelecidos todos os protocolos de comunicação e de acessos aos registos de configuração de instrução do MPU-6050. O RaspberryPi 2 tem ligado uma interface WiFi (ligação por USB) e, para além de fazer tratamento de imagem para fornecer capacidades sensoriais ao nível de visão ao robot, está também configurado

Figura 3. Algoritmo geral do robot.

como Acess Point (AP), possibilitando que entidades exteriores se liguem ao robot (acesso WiFi) para poderem visualizar em tempo real aquilo que o robot “vê”. 2.6. Locomoção A locomoção é o ato de deslocar algo de um local para outro, quer seja na indústria, ou na robótica em si. Isto pode ser pensado de diversas maneiras, umas mais simplistas que outras, como é o caso de locomoção a rodas, que não envolve grande complexidade. Em comparação, a locomoção através de rodas pode atingir velocidades bem mais elevadas, pode verificar-se isso na indústria automóvel, tem grande estabilidade e força suficiente para transportar carga sem problemas, isto tudo se o terreno for plano com boas condições de aderência. Quando o ambiente é caracterizado por desníveis acentuados, detritos e rochas esse tipo de locomoção começa a não ser suficiente, então, é necessário repensar noutras formas de ultrapassar esses tipos de obstáculos. Assim, a robótica começou a progredir para locomoções com dois membros locomotores, como o ASIMO da Honda e o ATLAS da Boston

Anis Koubâa **¶‡, Mohamed-Foued Sriti ", Yasir Javed ¶, Maram Alajlan ¶††, Basit Qureshi **, Fatma Ellouze *¶, Abdelrahman Mahmoud §† ** Prince Sultan University, College of Computer and Information Sciences, Saudi Arabia. ¶Gaitech International Ltd., China. "Al-Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University, Saudi Arabia. †† King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia. § German University of Cairo, Egypt. ‡ CISTER/INESC-TEC, ISEP, Polytechnic Institute of Porto, Porto, Portugal. * National Engineering Institute of Sfax (ENIS), Tunisia. akoubaa@coins-lab.org, mfsriti@ccis.imamu.edu.sa, yasir.javed@coins-lab.org, maram.ajlan@coins-lab.org, qureshi@psu.edu.sa, fatma.ellouze@coins-lab.org, abdelrahman.mahmoud@coins-lab.org

Abstract – This paper1 presents a viable solution for the development of service robots by leveraging cloud and Web services technologies, modular software architecture design, and Robot Operating System (ROS). The contributions of this paper are two-folded (1) Design of ROS Web services to provide new abstract interfaces to service robots that makes easier the interaction with and the development of service robots applications, and (2) Integration of the service robot to the cloud using the ROSLink protocol. We demonstrate through real-world implementation on the MyBot robot the effectiveness of these software abstraction layers in developing applications for service robots through the Internet and the cloud, and in accessing them through Internet. We believe that this work represents an important step towards a more popular use of service robots.

robótica 107, 2.o Trimestre de 2017

robótica

artigo científico

MyBot: Cloud-Based Service Robot using Service-Oriented Architecture

I. INTRODUCTION The tremendous growth in utilization of robots has brought numerous benefits for humans with application to manufacturing, healthcare, mining, deep excavation, space exploration, etc. Use of robots has been a significant factor in improvement of human safety, reduction in maintenance / production costs and improved productivity [1]. It is widely forecasted that service robots would inundate the market reaching record sales in the next 20 years. In its statistical report, the International Federation of Robotics reported sale of 3 million service robots for personal and domestic within 2012. This number represents 20% increase in sales from the previous year accounting to US$ 1.2 billion [2]. Nowadays, one of the major challenges in the development of service robots is the lack of software engineering frame-works to build complex service robots’ applications that are modular, reusable, and easily extensible. Most of the available software for service robots are tightly coupled with the robotic platform and lack sufficient abstractions to remain generic for different platforms. Robot Operating System (ROS) is one of the widely used middleware to develop robotic applications, which represents an important milestone in the development of modular software for robots. In fact, it presents different abstractions to hardware, network and operating system such as navigation, motion planning, 1

This paper is an extended version of the conference paper presented in IEEE International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions (ICARSC 2016)

low-level device control, and message passing. However, the levels of abstractions are still not enough for developing complex and generic applications for mobile robots, in particular if those applications are distributed among several machines, requiring machine-to-machine communication. This paper addresses this gap, and proposes the design of a service-oriented software architecture that contains software abstractions. In particular, we designed and developed ROS Web Services, which are new interfaces that expose ROS ecosystem as Web services. Furthermore, we designed the ROSLink protocol that allow the service robot to be controlled and monitored through a cloud robotics system, namely Dronemap Planner [3], [4]. The contributions of this paper are as follow. t Design of a low-cost service robot Based on the Turtlebot platform and Commercial off the Shelf (COTS) hardware. t Design of software meta-models for the integration of Web services into ROS. To the best of our knowledge, the work presented is ground breaking as far as such integration is concerned. t Integration of ROS-based robots into the cloud using the ROSLink protocol. t Experimentation and deployment of the service robot for the validation of our architecture and discussion of experimental challenges. The rest of this paper is organized as follows. Section II discusses the state-of-the-art with an emphasis on the contribution of this paper compared to similar works. Section III presents the mechanical design of the service robot. In Section IV, we present ROS Web services and the ROSLink protocol for cloud integration of the robot. In Section V, we present application deployments for the service robot. Section VI concludes the paper and outlines future works.

II. RELATED WORKS Developing software architecture and frameworks for assistance and service robots has attracted a lot of attention in the literature. Authors in [5] developed an intelligent vehicle control architecture to allow multiple collaborating robots to accomplish missions. The proposed systems architecture is based on service oriented computing and agent software technology. The authors evaluate the proposed work using a very limited study involving multiple drones. In [6], authors presented Hyper-Flex tool-chain focusing on ROS metamodels and ROS-specific tools for supporting the process of exploiting reference architectures and demonstrated how reference architecture can be used for building complex software systems. The limitation of these

Sensor messages: The robot needs to broadcast its internal sensor data such as IMU, laser scanners, camera images, GPS coordinates, actuators states, etc. ROSLink also defines several sensor messages to exchange these data between the robot and the user. Motion commands: For the robot to navigate in ROS, certain commands are sent to it like Twist messages in ROS, and goal/waypoint locations. ROSLink also specifies different types of commands to make the robot moves as desired.

Figure 3. ROSLink Architecture [3].

For more details about ROSLink communication and ROSLink messages, the reader if referred to [3]. The ROSLink communication protocol is based on the exchange of ROSLink messages. ROSLink messages are JSON formatted strings that contain information about the command and its parameters. To standardize the type of messages exchanged, we specified a set of ROSLink messages that are supported by the ROSLink Proxy. These message can be easily extended based on the requirements of the user and the application. There are two main categories of ROSLink messages: (i.) State messages: these are message sent by the robot and carry out information about the internal state of the robot, including its position, orientation, battery level, etc. (ii.) Command messages: these are messages sent by the client application to the robot and carry out commands to make the robot execute some actions, like for example moving, executing a mission, going to a goal location, etc. In what follows, we identify an example of messages and command types: t Presence message: the robot should declare its presence regularly to declare itself and to be considered as active. Typically, Heartbeat messages sent at a certain frequency (typically one message per second) are used for this purpose. t Motion messages: In robot mission, it is important to know the location and odometry motion parameters (i.e.linear and angular velocities) of the robot at a certain time. Thus, a motion message containing position information of the robot should be periodically broadcast.

artigo cientĂfico

VI. EXPERIMENTATION AND DEPLOYMENT To demonstrate the effectiveness of the proposed COROS architecture and ROS Web services, we used them to develop the applications and services of the MyBot service robot presented in Section 3. In addition, we deployed the MyBot service robot at Prince Sultan University to deliver courier between offices and also to bring coffee from the central cafe of the University in addition to other services and applications. In the remainder of this section, we present the experimental applications developed using the proposed architecture.

robĂłtica

The system is composed of three main parts: t The ROSLink Bridge: This bridge provides the main interface between ROS and the ROSLink protocol. It subscribes to ROS topics/services to read data from, serializes them in JSON and send it to the cloud, server or user application. In addition, it receives commands in JSON format, and executes the corresponding action through ROS. t The ROSLink Proxy and Cloud: it is a proxy server that connects user application with ROSLink Bridge in the robot. It acts as a mediator between the two ends, and forwards message between the user and the robot. Furthermore, it provide a complete management system for both robots and users, and their mapping in real-time. t The ROSLink Client Application: This application is used to control and monitor the robot remotely through Internet. It provide status of the robot in real-time and allow to send commands to it, both using ROSLink Messages.

Figure 4. Weather Android Interface.

A. Climate Condition Application The service robot provides the user with information about indoor climate conditions namely, the temperature, the light and humidity. Figure 4 shows the Android interface for the climate conditions. It presents the temperature, light and humidity of the operating environment of the robot extracted from the TelosB sensor node. The COROS architecture was used in this application. The integration process of the TelosB sensor into the robot has the following steps. We developed the low-level driver for TelosB sensor node that we integrated it into ROS by developing a ROS package for the TelosB node that uses this driver to get the sensor values from the serial port, and then publishes the three sensor data as a new custom ROS topic /telosb_topic using a custom TelosBMsg message that we created for this purpose. It contains three fields for the three sensor data. In the Android interface, we have used the android_core and rosjava API available to create subscribers to the /telosb_topic, by creating an

Automatismos elétricos cablados 2.ª Parte

Os detetores de proximidade capacitivos podem ainda ser encontrados segundo o formato blindado ou não blindado. Note-se, no entanto, que os primeiros são mais indicados para a deteção de matérias com constantes dielétricas baixas, dada a concentração do campo eletrostático (Figura 6). Estes sensores permitem detetar alvos que os sensores não blindados podem ignorar, no entanto, esta capacidade também os torna mais suscetíveis à comutação falsa, dado que estão sujeitos à ativação pela concentração de poeiras ou de humidade na face do sensor. É de salientar que os sensores de cabeça não blindada apresentam um maior alcance de deteção do que os sensores blindados.

robótica

Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Politécnico do Porto

AUTOMAÇÃO E CONTROLO

Placa Dielétrica

Oscilador

Trigger

Circuito de saída

Figura 6. Diagrama de funcionamento do sensor capacitivo blindado.

Os detetores fotoelétricos são detetores de proximidade que utilizam feixes luminosos, normalmente na zona dos infravermelhos, na deteção (sem contacto), por reflexão, de qualquer material. Os feixes são pulsados a uma frequência entre os 5 e os 30 KHz de tal forma que o recetor os possa distinguir da luz ambiente. O princípio de funcionamento do detetor ótico baseia-se na existência de um emissor e de um recetor. A luz gerada pelo emissor deve atingir o recetor de modo que o sensor possa comutar a sua saída. Existem, basicamente, dois tipos de detetores, que podem ser classificados, de acordo com o seu tipo construtivo: de barreira e de reflexão. Os primeiros, detetores de barreira, são caraterizados pela existência de um emissor e um recetor separados e devidamente alinhados. Nestes sensores as unidades são alinhadas para que o recetor possa receber a maior quantidade possível de luz pulsada. Assim, um alvo colocado no caminho do feixe de luz causa uma alteração da saída do recetor mudando o seu estado. Quando o caminho fica livre, feixe não bloqueado por um alvo, o recetor recebe novamente o feixe de luz alterando a sua saída para o esta-

do normal de funcionamento. Na Figura 7 apresenta-se o esquema de funcionamento deste tipo de detetor. Os detetores de reflexão (difusos) ou de retro-reflexão são detetores que possuem o emissor e o recetor montados no mesmo corpo. O feixe de luz emitido pelo emissor é refletido por intermédio do refletor, sendo recebido no recetor, garantindo assim o seu funcionamento. Quando um alvo bloqueia o caminho do feixe de luz, a saída do sensor muda de estado. Quando o objeto (alvo) deixa de bloquear o caminho do feixe de luz, o sensor retorna ao seu estado normal. O alcance máximo de deteção destes sensores pode chegar aos 10,5 metros (Figura 8). Na Figura 9 são mostrados exemplos de detetores fotoelétricos.

Figura 9. Aspeto dos detetores de proximidade fotoelétricos e respetiva simbologia (difusos e barreira).

Emissor

Recetor

Emissor

Recetor

Direção da luz Luz interrumpida

Figura 7. Funcionamento de um detetor ótico com emissor e recetor.

Emissor

Alvo

Direção da luz Luz interrompida Recetor

Refletor

Figura 8. Funcionamento do detetor de proximidade ótico de reflexão.

Os detetores de proximidade sem contacto indutivo utilizam um campo de frequência para detetar a presença do objeto. Este tipo de sensores funcionam com base na mudança de impedância aquando da presença de objetos metálicos condutores, isto é, de caraterísticas ferrosas. Quando um objeto é colocado no campo de ação do sensor geram-se correntes de Eddy que circulam através do material metálico. O campo eletromagnético gerado pelo oscilador, emitido a partir da bobina colocada na face do sensor, é alterado variando-se a impedância do detetor. Isso significa a alteração da corrente no interior do sensor que, para um nível predeterminado, muda o estado da condição de saída do

Circuitos integrados Os circuitos integrados surgiram por volta da década de 70 tendo como objetivo principal dar resposta à grande necessidade de miniaturização de circuitos.

Paula Domingues Formadora nas áreas de Eletrónica, Telecomunicações, Automação e Comando IEFP – Évora pauladomingues47@gmail.com

A desvantagem dos componentes discretos é o seu tamanho que, muitas vezes, torna os circuitos demasiadamente grandes dada a sua função. t O QUE SÃO CIRCUITOS INTEGRADOS? Circuitos integrados são pequenos circuitos eletrónicos, constituídos por um conjunto de componentes como resistências, condensadores, transístores que são fabricados num processo comum, sendo colocados numa substância semicondutora de silício. Este tipo de componentes apresentam algumas limitações, nomeadamente: t Baixa potência de dissipação; t Impossibilidade de integração de bobines e indutâncias; t Resistências e condensadores a integrar, com valores muito limitados; t Tensões de funcionamento com valores limitados.

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ELETRÓNICA INDUSTRIAL

No entanto, os circuitos integrados apresentam vantagens que justificam bastante a sua utilização cada vez mais frequente: t Redução do consumo de energia; t Redução do tamanho e peso do circuito; t Redução de custos; t Aumento da velocidade de trabalho; t Produção de circuitos mais simples; t Melhoria de caraterísticas técnicas do circuito; t Fácil manutenção; t Redução de stock; t Redução de erros de montagem; t Redução de capacidades parasitas; t Maior fiabilidade.

CLASSIFICAÇÃO DOS CIRCUITOS INTEGRADOS Os circuitos integrados podem ser classificados: 1. Quanto à escala de integração: A escala de integração indica-nos o número de componentes que constituem o CI. t SSI (Small Scale Integration) – Pequena escala de integração. São circuitos integrados com menos componentes. Podem conter até 30 dispositivos por circuito integrado. t MSI (Medium Scale Integration) – Média escala de integração. Podem conter até várias centenas de componentes, podendo ter entre 30 a 1000 dispositivos por cada circuito integrado.

LSI (Large Scale Integration) – Larga escala de integração. Contém milhares de componentes, podendo ter entre 1000 a 100 000 dispositivos em cada circuito integrado. Estes circuitos executam funções lógicas complexas como um relógio digital, as funções de uma calculadora, entre outros. VLSI (Very Large Scale Integration) – Muito larga escala de integração. São circuitos integrados que compreendem entre 100 000 a 10 milhões de componentes por cada circuito integrado. São exemplo destes circuitos integrados os microprocessadores. ULSI (Ultra Large Scale Integration) – Integração em escala ultra larga. São circuitos integrados que têm mais de 10 milhões de dispositivos por cada circuito integrado.

2. Quanto ao tipo de transístores utilizados: Bipolar (por exemplo: TTL) Famílias lógicas bipolares: t RTL – Resistor Transístor Logic – Lógica de Transistor e Resistência; t DTL – Díode Transístor Logic – Lógica de Transistor e Díodo; t TTL – Transistor Transístor Logic – LógicaTransístor-Transístor; t HTL – High Threshold Logic – Lógica de transístor com alto limiar; t ECL – Emitter Coupled Logic – Lógica de emissores ligados; t I²L – Integrated-Injection Logic – Lógica de injeção integrada. Mos-Fet (por exemplo: CMOS) t CMOS – Complementary MOS – MOS de pares complementares NMOS/PMOS; t NMOS – Utiliza só transístores MOS_FET canal N; t PMOS – Utiliza só transístores MOS-FET canal P. 3. Quanto à sua aplicação: t Lineares ou analógicos: São circuitos integrados que produzem sinais de saída contínuos em função dos sinais que lhes são aplicados nas suas entradas. Este tipo de circuitos integrados têm como função principal a amplificação. São exemplo de circuitos integrados lineares ou analógicos os Amplificadores Operacionais (Ampop).

t Figura 1. Circuitos integrados analógicos.

Digitais: São circuitos integrados que só funcionam com um determinado número de valores ou estados lógicos (por exemplo: 0 V e 5 V).

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Leonardo Santana M.Sc, Doutorando CsF-CNPq, FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Jorge Lino Alves INEGI, FEUP Aurélio da Costa Sabino Netto Dr. Eng.º, Instituto Federal de Santa Catarina, Brasil

portugal 3d

Impressão 3D: os desafios da utilização de máquinas de baixo custo no fabrico de conexões snap-ﬁt O Fabrico Aditivo (FA) é um termo estabelecido para descrever os até então conhecidos processos de “Prototipagem Rápida” (PR) ou a popular “Impressão 3D” [1]. De acordo com a definição proposta pela ASTM F2792 [2, 3]: “consiste num processo de união de materiais para a construção de um objeto a partir de dados de um modelo 3D, geralmente camada a camada, em oposição aos métodos de fabricação baseados na subtração de materiais”.

Tais processos apresentam uma série de vantagens técnicas e económicas quando comparados com os métodos de fabricação tradicionais: a produção justin-time e sob procura; a redução dos tempos de projeto de produtos; e a fabricação de peças funcionais com geometrias internas complexas e com propriedades mecânicas otimizadas, para diversas áreas de aplicação [4]. Estudos recentes realizados pela agência Wohlers [5] mostram que entre as principais aplicações do FA nas empresas está, em primeiro lugar, a fabricação de peças finais, seguida pelo desenvolvimento de protótipos de sistemas para encaixe e montagem. Entre as diversas técnicas de FA, a Modelação por Fusão e Deposição (FDM) destaca-se em função do seu baixo custo, sendo adequada para a fabricação de componentes em materiais como ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno), PLA (Ácido Polilático), Nylon, entre outros [6]. A expiração das patentes do processo FDM, o desenvolvimento de movimentos de código aberto – por exemplo, Arduino –, e a partilha de arquivos pela Internet permitiram o surgimento de projetos de Impressoras 3D “open source”, como o RepRap e o Fab@home. Estes projetos democratizaram a tecnologia, tornando-a acessível a um público mais amplo [7-8]. Ao contrário dos modelos comerciais de máquinas baseados oss na modela-

ção por fusão e deposição, os modelos desenvolvidos com base no conceito de código aberto garantem uma maior flexibilidade e adaptações para investigação e desenvolvimento, já que muitas vezes permitem acesso aos protocolos de controlo o e funcionamento da tecnologia utilizada. Os equipamentos que utilizam hardware e software abertos facilitam o acesso às tecnologias de FA para o desenvolvimento em diversas áreas de investigação [9].

O QUE SÃO CONEXÕES SNAPFIT? Especificamente no contexto da montagem existem conceitos como o “Projeto para a Assemblagem” DFA (Design for Assembly). De acordo com Ullman [10], o DFA é uma prática que permite medir a facilidade com que os produtos são assemblados. O autor, na sua metodologia, insere o conceito “faça o mínimo uso de

fixadores separados”, e sugere o uso de conexões snap-fit como uma alternativa para a redução dos elementos individuais de união, e como uma prática de melhoramento de projeto. As conexões snap-fit (Figura 1) surgiram num período pós Segunda Guerra Mundial, acompanhando o crescimento do uso de peças em plástico e a necessidade de se desenvolver sistemas de união para elementos construídos com este material. Os projetistas conceberam geometrias que permitiam o intertravamento entre componentes de encaixe, aproveitando caraterísticas inerentes

Figura 1. Representação de um sistema snap-fit: (1) estado inicial, (2) durante a inserção, e (3) montado.

Manufatura Aditiva – onde estamos e para onde vamos?

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Nuno Marques de Oliveira Diretor Executivo da XPIM – 3D Printing

portugal 3d

Antes de começarmos, retiremos já um dos entraves terminológicos que mais frequentemente costuma surgir: Manufatura Aditiva (MA) e Impressão 3D são, fundamentalmente, a mesma coisa.

Com o decorrer do tempo e o uso das diversas técnicas de Impressão 3D, foram sendo usadas diferentes terminologias por diferentes entidades mas, no fundo, todas se referem a um processo produtivo onde um objeto é fabricado através da deposição (adição) sucessiva de camadas de material. Analogamente às técnicas de fabrico tradicionais, existem também diversas técnicas de Impressão 3D. Alguns exemplos são as técnicas FDM, SLS, SLA, entre outras; acrónimos que por vezes variam de marca para marca por serem tecnologias patenteadas, mas que fundamentalmente acabam por ser muito similares no seu princípio de funcionamento. Note-se que não existe “a melhor técnica de Impressão 3D”. Cada uma tem os seus prós e contras assim como campos de aplicabilidade. Olhemos então para o mercado da Impressão 3D. Este tem vindo a apresentar taxas de crescimento anuais na ordem dos dois dígitos e mesmo os mais reconhecidos analistas têm vindo a observar as suas projeções serem superadas ano após ano. Como qualquer mercado que demonstre ter um potencial de crescimento enorme, este já foi alvo de especulação e consequen-

temente uma bolha, que rebentou no início de 2014. Desde então, os índices (SSYS e DDD) dos dois maiores fabricantes mundiais de impressoras 3D à data têm vindo a descer, sendo que apenas começaram a estabilizar no início de 2016. Ao mesmo tempo, alguns gigantes da Impressão 2D começam a revelar os seus avanços e intenções de entrarem no mercado do 3D. A HP, por exemplo, já o fez em 2016 e existem rumores de que a Xerox e a Canon estão a caminho. Paralelamente a todo este universo corporativo, com a queda progressiva das patentes que protegiam o uso de determinadas técnicas de impressão, o verdadeiro boom iniciou-se pelas mãos do movimento, comummente chamado maker. A informação tornou-se pública, de acesso mais fácil, as pessoas gostavam de partilhar e desenvolver sobre o que já existia e, numa primeira fase, resumia-se a isto. Contudo, rapidamente passamos para o ponto onde nos encontramos hoje: onde inúmeras empresas monetizam essa oportunidade de poder utilizar a informação disponível e constroem e vendem Impressoras 3D. Sendo este tema da Impressão 3D tão inovador e disruptivo, rodeia-se de

inúmeros paradigmas, e para um melhor entendimento convém definir certos pressupostos. Existem dois lados do mercado: o da impressora de secretária (Desktop/Pessoal), e o da impressora industrial. As impressoras do segmento Desktop vendem-se entre €150 e €5000, dependendo da qualidade que apresentam, ou não. Foram vendidas cerca de 263 mil destas impressoras no ano de 2016. Estas são cada vez mais comuns e fáceis de encontrar, e o mercado está absolutamente inundado de cópias e clones de determinados modelos “base”; a Impressão 3D vai-se tornando cada vez mais um fenómeno entre o público em geral e os preços deste tipo de impressoras só tende a baixar uma vez que são fabricadas em massa. Com as impressoras do segmento industrial surge outra situação particular, pois temos as de primeira geração (que começavam aproximadamente nos €100 000 e podiam alcançar os €750 000), – onde tínhamos dois ou três fabricantes – e temos as mais atuais, de segunda geração, onde começam a aparecer, também, cada vez mais fabricantes – e assim nasce um novo segmento, o Profissional. Este aparecimento veio criar concorrência às primeiras, o que levou à descida de preços e obrigou a ligeiros reajustes de posicionamento no mercado. Esta abordagem de primeira e segunda geração também é válida para prestadores de serviço de Impressão 3D, porém há que prestar atenção ao tipo de Impressoras 3D que possuem. O cenário que aqui se retrata é que existe um grande fosso entre os segmentos Desktop e Industrial; e o segmento Profissional começa a preencher esse fosso. Aqui começa-se a demonstrar, em parte, a morfologia – altamente mutante – do mercado da Impressão 3D. Não é um mercado tradicional onde se criam produtos que esperamos produzir durante 5 anos e só criaremos uma nova versão então. Para o bem e para o mal não é um mercado onde seja difícil a concorrência entrar. É um mercado altamente dinâ-

Água da vida – sustentabilidade e eficiência energética na indústria da água ABB, S.A.

Abastecimento de água – telegestão da infraestrutura: implementação faseada Departamento de Indústria e Ambiente Contimetra

Manutenção de redes de água Pedro Santos, Gestor de Produto e Sérgio Gonçalves, Gestor Técnico F.Fonseca S.A.

Sistemas de “Bombagem Inteligente de Água”: a solução para grandes poupanças no fornecimento de água e de tratamento de águas residuais Joaquim Espadinha, Product Application Engineer de Drives Systems Schneider Electric Portugal

Utilização de conversores de frequência no tratamento de água – oxigenador de águas residuais Luís Reis Neves, Departamento de Engenharia SEW-EURODRIVE Portugal

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DOSSIER SOBRE GESTÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA

DOSSIER

O tratamento e a gestão dos recursos hídricos são tarefas primordiais para a sustentabilidade da população quer em termos económicos, quer de saúde. Neste sentido todos devemos ser chamados a intervir neste processo adotando um comportamento mais “verde” que vise a diminuição dos consumos de água, das perdas e essencialmente o desperdício. Se por um lado, enquanto consumidores finais, devemos tratar a água como um bem escasso a curto prazo, para cerca de dois terços da população mundial, enquanto agentes de desenvolvimento económico devemos, também, promover a eficiência dos recursos.

A eficiência e a otimização dos recursos hídricos atuais não poderá ser encarada como uma ação individualizada de uma ou duas entidades/países, mas sim como uma ação global em que a diminuição dos gastos energéticos da extração, do tratamento, da distribuição, do controlo e da monitorização, de consumos e de perdas, devem e poderão ser substituídos por sistemas solares, eólicos, bem como pela implementação de sistemas de recuperação de energia, monitorizados em tempo real. A escassez de água, que afeta atualmente 700 milhões de pessoas, advém não só das alterações climáticas, mas essencialmente do crescimento populacional e urbanizacional que se traduz num consumo desmedido destes escassos recursos. Nesta perspetiva, é importante dirigirmos a nossa atenção para os sistemas que, diariamente, permitem o tratamento das águas residuais domésticas. Na verdade, e para combater esta cada vez maior escassez de recursos hí-

dricos, o tratamento das águas residuais domésticas e a sua posterior reintrodução no ciclo de distribuição, assume, mais do que nunca, um fator de extrema importância e mesmo vital para a sobrevivência, em meio urbano, de uma sociedade cada vez mais consumista. Neste sentido, o tratamento e o controlo das águas residuais domésticas e pluviais, importante para a sustentabilidade, deverá ele também ser devidamente monitorizado, de modo a tornar-se o mais eficiente possível não só do ponto de vista dos acionamentos, controlo de velocidade dos acionamentos mecânicos, mas também do ponto de vista das quantidades de aditivos adicionados ao longo do processo, dos níveis de pH e durabilidade do mesmo. A gestão da água começa e termina com a nossa gestão financeira, menores consumos menores gastos.

Adriano A. Santos

ABB, S.A.

A escassez de água representa uma ameaça imediata em termos de problemas de saúde e desenvolvimento económico. A ameaça está a desenvolver-se a um ritmo alarmante devido à crescente procura.

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DOSSIER SOBRE GESTÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA

Água da vida – sustentabilidade e eficiência energética na indústria da água

De acordo com as Nações Unidas, já existem 700 milhões de pessoas distribuídas por 43 países que enfrentam escassez de água. As projeções mostram alterações de tal forma dramáticas ao longo dos próximos 15 anos, que se estima que quase dois terços da população do mundo poderão vir a viver em países com escassez de água em 2025. Tradicionalmente, a recolha passiva de água da chuva, de rios e reservatórios e o uso de poços satisfaz a procura de água em áreas povoadas, mas os efeitos do crescimento populacional, a maior urbanização e as mudanças climáticas estão a aumentar a necessidade de dessalinização artificial e de tratamentos avançados de águas residuais. Para assegurar futuros abastecimentos de água, é necessário um grande investimento em infraestruturas hídricas, quer através da reabilitação de sistemas e instalações deterioradas, quer através

do alargamento das infraestruturas construindo novas instalações.

AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA De modo a alcançar um nível mais elevado de eficiência energética, o processo completo de aplicação deve ser levado em consideração para tirar partido de todas as oportunidades de melhoria de eficiência e, em seguida, priorizar de forma adequada essas oportunidades. A otimização do consumo de energia pode ser obtida seguindo diferentes estratégias de redução, incluindo a otimização do sistema mecânico, do sistema elétrico, dos controlos, bem como da implementação de medidas de recuperação de energia ou de cogeração. Podem ser obtidas enormes poupanças de energia ao controlar a pressão e

o fluxo de descarga variando a sua velocidade, em vez de utilizar válvulas de estrangulamento. Um exemplo de tal abordagem é o conceito de eficiência energética industrial (EEI). Com esta metodologia, o foco não é apenas em itens individuais de equipamentos, mas no sistema global, considerando o processo e a organização do local, bem como o consumo de serviços comuns. Este conceito de EEI emprega uma abordagem por etapas, cobrindo uma fase de identificação de oportunidades, uma fase de plano diretor concebida para avaliar e priorizar oportunidades de melhoria identificadas e, em conclusão, a fase de implementação. A execução é um esforço conjunto de algumas empresas e do cliente, envolvendo especialistas de diferentes disciplinas. Em muitas partes do mundo, a água é um bem escasso. Como é que a oferta futura pode ser assegurada em face da crescente procura e das alterações climáticas?

IDENTIFICAÇÃO DE OPORTUNIDADES Durante esta fase, a eficiência dos sistemas de serviços públicos existentes é avaliada e as melhorias que podem ser alcançadas a partir do controlo do processo, da modificação de equipamentos ou de tecnologias de energia alternativa eficientes são identificadas. Os dados disponíveis, como por exemplo as condições de consumo ou de fluxo, bem como as avaliações no local, são considerados como contributos para a análise. Além disso, a monitorização e a focalização, bem como a avaliação de comportamentos e práticas relacionados com a eficiência energética fazem parte desta fase. Durante a identificação das oportunidades, é feita uma análise crítica dos componentes do processo em uso. Perguntando, por exemplo:

Contimetra Departamento de Indústria e Ambiente

Pretende-se instalar um sistema de telegestão na Infraestrutura de Abastecimento de Água ao concelho, com o objetivo de ser um sistema progressivo, à medida da disponibilidade do respetivo orçamento, e com possibilidade de integração de novos equipamentos.

Figura 2. Instalação do pára-raios.

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DOSSIER SOBRE GESTÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA

Abastecimento de água – telegestão da infraestrutura: implementação faseada

Nesta primeira fase pretende-se instalar um sistema de controlo de nível e caudal em 2 reservatórios de água para consu-

Figura 1. Painéis fotovoltaicos instalados no topo do reservatório.

mo, com integração futura do sistema de bombagem. Os equipamentos devem ser alimentados através de painéis fotovoltaicos e durante períodos em que não há exposição solar a alimentação é assegurada por baterias. Todo o sistema deve ser controlado remotamente, com opções de configuração, definição de alarmes, parametrização, envio e registo de dados através de uma telegestão com controlo através de portal web. Pretende-se ainda a instalação de um para-raios para proteção de toda a instalação elétrica.

SISTEMA PROGRESSIVO DE TELEGESTÃO VIA WEB Foi instalado um pequeno autómato, económico, com um web-browser incluído, que permite o acesso a partir de qualquer ponto da Internet, através de um router 3G/GPRS.

Figura 3. Quadro elétrico com o autómato e o router.

Foram instalados os medidores de nível e caudal, com parametrização de alarmes diurnos e noturnos, e preparado para uma futura interligação com a estação de bombagem, em local remoto. O sistema envia emails e sms de alarme. São registados e podem ser visualizados em tempo real os níveis, o caudal

Manutenção de redes de água

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midores. Existem, no entanto, vários fatores que contribuem para o aumento da quantidade de água não faturada, sendo que os principais serão: t Imprecisão de medição; t Roubos; t Erros de cadastro de consumidores; t Água utilizada e não faturada; t Perdas visíveis e não visíveis (fugas).

Sérgio Gonçalves Gestor Técnico F.Fonseca S.A.

Verifica-se então ser essencial a deteção e reparação das fugas de água para garantir uma elevada eficiência e operacionalidade da rede. Quando as fugas não são facilmente detetáveis existem vários métodos que nos auxiliam nesta tarefa. Os métodos mais utilizados são: o método acústico e o método de gás traçador. Pedro Santos Gestor de Produto

DOSSIER SOBRE GESTÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA

Deteção e localização de perdas em redes residenciais e de distribuição.

As perdas de água nas redes de distribuição concessionadas, ou mesmo nas redes industriais ou residenciais, produzem desperdício, reduzem a eficiência dos processos e geram perdas económicas ou encargos financeiros acrescidos a operadores e consumidores. A inspeção do estado das redes seria um procedimento de difícil execução se não exis-

tissem equipamentos específicos para a deteção e localização de perdas e que permitissem a sua rápida correção. Um dos fatores determinantes para a elevada eficiência de uma rede de distribuição de água é a quantidade de água não faturada. Num processo otimizado, a quantidade de água que entra na rede é igual à quantidade entregue aos consu-

Figura 1. Método de avaliação de perdas – Modelo de cálculo padrão do IWA (International Water Association).

1. MÉTODO ACÚSTICO Este método é o mais utilizado na deteção de fugas em redes de transporte e distribuição de água, redes industriais ou residenciais e sistemas de aquecimento. Aproximadamente 85% das fugas de água produzem ruído. A maioria dos equipamentos de deteção baseiam-se em acústica, ou seja, são detetores do ruído provocado pelas fugas de água. Dependendo dos fatores envolventes à fuga, o ruído provocado pode variar, o que influencia diretamente o grau de dificuldade na deteção. Por este motivo a seleção da instrumentação a utilizar carece de um rigor extremo, para garantia da melhor performance na obtenção de resultados.

Fator

Nível de ruído gerado

Pressão da rede

Quanto maior a pressão, maior será o ruído gerado.

Tamanho da fuga

Quanto menor for o tamanho, maior será o ruído gerado.

Material da rede

Quanto maior for a velocidade de transmissão do som no material, maior será o ruído gerado.

O tipo de terreno tem uma Tipo de importância fundamental terreno e profundidade na transmissão do ruído, assim da conduta como a profundidade da conduta (quanto mais profundo mais difícil será a deteção).

Joaquim Espadinha Product Application Engineer de Drives Systems Schneider Electric Portugal

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Sistemas de “Bombagem Inteligente de Água”: a solução para grandes poupanças no fornecimento de água e de tratamento de águas residuais A indústria das Águas e Tratamento de Águas Residuais enfrenta, atualmente, vários desafios: infraestruturas de fornecimento de água envelhecidas que dificultam a poupança energética e a redução de custos, o crescimento da população urbana, regulamentações ambientais, ineficiências processuais, e a escassez de água a nível global.

De acordo com as Nações Unidas prevê-se que a população urbana cresça para 6,3 mil milhões de pessoas até 2050, quando em 2009 eram 3,4 mil milhões. O aumento de escassez de água, devido à urbanização, contribui para o desenvolvimento de sistemas mais eficientes de água e de novos conceitos como recolha de águas e instalações de dessalinização, para além do aumento de infraestruturas para água potável, gestão de resíduos e sistemas de drenagem.

Figura 1. Energia consumida por motores industriais.

É necessária energia para os sistemas que bombeiam, deslocam, processam e tratam as águas. Calcula-se que 7% a 8% da energia que é produzida globalmente é usada para a recolha e bombagem de águas subterrâneas através de tubagens e para tratar as águas subterrâneas e as águas residuais. Cerca de 24% da energia consumida por motores industriais é usada por bombas (Figura 1). A crise energética é um dos principais fatores a forçar a indústria

a desenvolver novas bombas energeticamente eficientes. Agências como a EuroPump e AHR estão a definir várias normas para bombas energeticamente eficientes. A Figura 2 ilustra as potenciais poupanças energéticas ao usar bombas com eficiência energética. Considerar a migração para uma abordagem de "bombagem inteligente" pode ser a solução para ajudar as empresas de fornecimento de água e tratamento de águas residuais a responder a estes desafios. Os sistemas de bombagem representam uma das maiores despesas de ativos para uma utility, mas também oferecem o potencial para grandes poupanças. Um sistema de bombagem inteligente é um sistema que tem a capacidade de regular e controlar o fluxo ou a pressão com grandes vantagens de poupança energética, melhorias de durabilidade e redução de custos com sistemas. Atualmente já existem vários dispositivos no mercado com inteligência integrada e um elevado nível de funcionalidade, tais como sensores, inteligentes proteções de motor, variadores de velocidade e ferramentas para o controlo avançado de processos. Estas tecnologias têm capacidades avançadas que trazem benefícios como a proteção dos ativos, redução de custos, benchmarking de desempenho, economia energética e uma maior segurança. Os sistemas de bombagem inteligente podem assim elevar as operações a um outro nível, ao captar e analisar grandes quantidades de dados. Essas aplicações geralmente comunicam

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Luís Reis Neves Departamento de Engenharia SEW-EURODRIVE Portugal

DOSSIER . GESTÃO E TRATAMENTO DE ÁGUA

Utilização de conversores de frequência no tratamento de água – oxigenador de águas residuais 1. INTRODUÇÃO Se no passado, o motor e o redutor se confundiam com acionamentos, essa abordagem é atualmente bastante limitada. O acionamento deixou de ser o músculo desprovido de inteligência que agia cegamente às ordens de um controlador de nível superior. Os acionamentos emergiram para um nível superior impulsionados pelas exigências da engenharia moderna. Os componentes anteriormente mencionados são complementados com poderosos, compactos e versáteis conversores de frequência (frequentemente também designados por Variadores Eletrónicos de Velocidade), controladores, monitores de segurança e amigáveis interfaces Homem-Máquina. A polivalência requer uma adaptação constante às necessidades de produção e reação imediata à informação provida por outros atuadores e sensores. Como tal, os acionamentos têm que falar entre si e com outros dispositivos criando uma teia de comunicação e sendo, consequentemente, integrados em redes de bus de campo. Por outros termos, os acionamentos são a combinação harmoniosa da mecânica, eletricidade, eletrónica, informática e automação. Ou, numa palavra: mecatrónica. Os controladores de alto nível (normalmente PLC ou PCi) confiam, cada vez mais, o controlo do movimento e ações de automação aos acionamentos, verificando-se uma migração da inteligência, ou seja, descentralização. Cada vez mais os acionamentos são independentes na geração e monitorização do movimento, analisando sinais periféricos, dialogando entre si e com os operadores de forma direta. Ao tradicional controlador de nível superior é dado o papel de supervisor. Do anterior exposto resulta, de forma incontestável, que os acionamentos assumem um papel fulcral no universo da movimentação. Consequentemente,

a sua especificação tem de ser bastante criteriosa não apenas em termos técnicos, mas também em termos económicos. É da análise das várias alternativas que surge uma solução melhorada. As exigências técnicas e o custo do investimento são apenas algumas das variáveis da complexa equação de que resulta o acionamento ideal. Terá que ser feita uma abordagem considerando o ciclo de vida completo, tendo em conta também a instalação, formação, operação, manutenção (sem descorar a manutebilidade) e encaminhamento do produto no seu final de vida.

2. OS CONVERSORES DE FREQUÊNCIA Os conversores de frequência estão fortemente implantados em ambiente industrial. A sua utilização enobrece o uso dos motores, possibilitando o controlo da velocidade, do binário e da posição. Oferecem outras vantagens técnicas

como, por exemplo, suavização de paragens e arranques, adaptação do acionamento à carga, otimização dos ciclos de funcionamento às necessidades de produção, implementação rápida de elevados níveis de proteção, otimização do fator de potência, poupança de energia, entre outros. Podem ser controlados e monitorizados através de entradas e saídas “físicas” ou via bus de campo. São de fácil utilização e possuem sistemas intuitivos de parametrização, programação e diagnóstico, podendo estes ser executados através de consolas ou, frequentemente, por PC, existindo para o efeito suites de aplicações específicas. 2.1. Constituição e princípio de funcionamento de um conversor de frequência Em todos os conversores de frequência é possível identificar inequivocamente duas secções: a secção de potência e a secção de controlo.

Figura 1. Conversores de Frequência MOVITRAC® LTP-B da SEW-EURODRIVE.

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Américo Costa Departamento de Formação CENFIM – Centro de Formação Profissional da Indústria Metalúrgica e Metalomecânica

NOTA TÉCNICA

Especialização na área do Projeto e Fabrico Assistido por Computador A indústria portuguesa usufruiu de um desenvolvimento tecnológico avassalador nos últimos anos, sobretudo a partir dos meados da década de 90.

É muito frequente observar, em múltiplas empresas, equipamentos do melhor que se produz no mundo, os últimos gritos da tecnologia, normalmente associados aos processos produtivos. No setor, por exemplo, dos processos de fabrico por arranque da apara possuímos máquinas-ferramentas do que melhor se fabrica por esse mundo fora (que desperdício foi o facto do setor ter perdido o comboio no fabrico das máquinas-ferramentas, no início dos anos 90, só pelo simples facto da incorporação da eletrónica e da informática nas máquinas-ferramentas). A este desenvolvimento desenfreado deveremos juntar o investimento vigoroso que as empresas têm feito na área dos softwares dedicados ao fabrico, projeto e desenho assistido por computador. As aplicações informáticas entraram em força no quotidiano das nossas empresas, hoje praticamente nada se produz sem recurso a uma aplicação informática. Este progresso tecnológico tem que ser considerado muito positivo sem dúvida, mas, contrariamente ao que seria expetável, a produtividade não aumentou da forma que seria esperada em função desta revolução tecnológica. Para este não aproveitamento total contribui, em muito, o não investimento em formação, altamente especializada, nos seus quadros técnicos. O que falta então, aos recursos humanos das empresas para que se possa tirar um partido bem mais eficaz desta realidade? O problema tem a sua origem na dificuldade com que as empresas se deparam em definir o perfil técnico adequado a determinadas áreas técnicas. O perfil técnico exigido é, muitas vezes, analisado à luz do que era exigido às necessidades industriais dos finais dos anos 80, inícios

de 90. Ficamos por aí na definição dos requisitos. Nessa altura, a maior parte das tarefas técnicas ainda era “visível”, com o aparecimento, sobretudo, das aplicações informáticas e dos equipamentos de comando numérico, grande parte dessas tarefas deixaram de ser “observáveis”, não sendo mais possível controlar a produtividade de alguém só por um controlo visual, como era possível antes deste boom tecnológico. Para um aproveitamento mais assertivo desta revolução tecnológica, o setor precisa urgentemente de um leque mais alargado de profissionais que sejam uma verdadeira elite, que saibam particularmente, interpretar corretamente a tecnologia e o seu desenvolvimento para dela tirar o máximo partido. O desenvolvimento tecnológico segue um caminho e não está nas nossas mãos a capacidade de o alterar ou influenciar, então a solução passa por nos adaptarmos a ele e aprendermos a extrair dele o seu máximo partido. Estamos num caminho, sem retorno, que nos irá conduzir à tão propalada Indústria 4.0, a 4.ª revolução industrial, máquinas robotizadas, controladas por softwares cada vez mais complexos e com possibilidade de as personalizarmos de forma quase perfeita, recorrendo a linguagens de programação cada vez mais sofisticadas. As aplicações informáticas serão cada vez mais complexas e completas que nos irão subtrair, de forma devoradora, as tarefas mais básicas e que nos irão empurrando para tarefas cada vez mais complexas e sofisticadas. O perfil técnico de um profissional do setor metalomecânico do futuro terá que passar, forçosamente, por alguém que tenha componentes bem desenvolvidas na área do raciocínio lógico e matemáti-

co e que seja capaz de interagir com os diferentes equipamentos e com as diversas aplicações informáticas, recorrendo a diferentes linguagens de programação. O domínio das linguagens de programação é muito importante, hoje em dia. O domínio desta lógica de comunicação com as máquinas leva-nos a interpretar melhor esta revolução tecnológica e a antecipar melhor o desenvolvimento futuro. Talvez por causa desta expetativa é que nunca tivemos tantas crianças do primeiro ciclo ou até do pré-escolar a aprender linguagens de programação (ver notícia do jornal “Público”, www.publico.pt/2016/12/11/sociedade/noticia/ ha-mais-de-44-mil-criancas-a-iniciaremse-na-programacao-de-computadores-1754347). No ensino de hoje, já não basta ensinar e levar os alunos/formandos a aprender os conhecimentos básicos destas tecnologias, é preciso também explicar como elas funcionam, os princípios lógicos do seu desenvolvimento, para que eles absorvam como tudo isto se interliga e nos irá conduzir à quarta revolução industrial. Conhecer e interpretar corretamente as tecnologias é hoje decisivo para atingirmos grandes produtividades com muito menos esforço e dispêndio de energia. A não interpretação correta da tecnologia significa uma luta inglória, perder tempo com questões sem sentido, defender estratégias produtivas mirabolantes ou irrealizáveis, ou seja, verdadeiros Dom Quixotes lutando contra os moinhos de vento. Produzir muito não implica forçosamente trabalhar muitas horas, é principalmente saber tirar partido dos recursos que a tecnologia nos coloca à nossa disposição, mas para isso não poderemos continuar a ter profissionais do setor divorciados destas tecnologias, porque não a compreendem ou porque manifestamente não reúnem os predicados adequados à sua interpretação.

Memória Flash – NAND não é igual a NAND

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Patrick Twele Product Sales Manager RUTRONIK Elektronische Bauelemente GmbH.

NOTA TÉCNICA

SLC, MLC, TLC, 3D – existem várias tecnologias de memória Flash NAND. Conhecê-las ajuda a encontrar a memória ideal para uma aplicação.

NAND Flash é uma memória não volátil, na qual a informação permanece por tempo ilimitado, mesmo em caso de falta de corrente. Mas este “tempo ilimitado” tem os seus limites: as células de armazenamento adquirem defeitos, deixam de poder receber informação e até perdem a informação já armazenada. Cada memória Flash armazena a informação num Floating Gate, que se encontra envolvido por um revestimento de óxido isolante. Durante a gravação, apagamento e leitura, os eletrões são deslocados para o Floating Gate através de corrente elétrica. No entanto, no processo o isolamento do revestimento de óxido desgasta-se, fazendo com que a carga anteriormente deslocada se perca – a célula de armazenamento está com defeito. Daqui resulta um número limitado de ciclos de gravação e apagamento (ciclos P/E). O tempo que a informação permanece armazenada numa célula (Data Retention) depende do número de ciclos P/E, mas também da temperatura ambiente e da tecnologia Flash utilizada. A tecnologia Flash SLC (single-level cell) pode armazenar um bit por célula. Isto significa que no Floating Gate são produzidos dois níveis de tensão diferentes: com carga ou sem carga. A sua diferenciação é fácil e por isso não é propenso a erros. Assim, esta tecnologia oferece até 100 000 ciclos P/E até que ocorra uma perda de dados. No entanto, tem a desvantagem do preço por bit relativamente elevado. Para baixar o preço é necessário armazenar mais dados numa célula, ou seja, o número de bits tem de ser aumentado. Para o efeito, a quantidade de carga armazenada numa célula de armazenamento é doseada de forma mais fina e durante a leitura é avaliada de forma mais exata. Com a tecnologia MLC (multi-level cell) podem ser armazenados dois bits

por célula. Isto significa quatro níveis de tensão diferentes no Floating Gate. Como são mais difíceis de distinguir, as probabilidades de erro aumentam. Aqui pode-se contar com apenas 3000 ciclos P/E.

Uma variante da MLC é a tecnologia eMLC. Aqui são deslocados menos eletrões através dos diferentes níveis de tensão. Isto aumenta o número de ciclos P/E até 30 000, mas ao mesmo tempo a Data Retention (Retenção de dados) diminui. No caso da MLC, no modo de funcionamento SLC (Pseudo-SLC, SuperMLC, SLC Lite...) trata-se de uma tecnologia MLC, que é utilizada como uma tecnologia SLC: são utilizados apenas

Figura 1. Retenção de dados em função dos ciclos P/E. (Fonte: Swissbit)

Figura 2. Retenção de dados em função da temperatura. (Fonte: Swissbit)

Dar luz verde à água

robótica

112

tros relevantes. “A validade da análise depende da seleção dos parâmetros corretos”, diz Rebecca Page, gerente de projeto da Endress + Hauser suíça. “Isso requer uma compreensão precisa das relações hidrogeológicas locais”. O sistema baseia-se numa análise combinada de três parâmetros como indicador da qualidade da água: nível da água subterrânea, temperatura e condutividade elétrica. Mudanças decorrentes de condições como a contaminação podem ser rapidamente determinadas numa fase inicial. Uma

aplicação de software interno, comercializado sob o nome comercial LiquiPro X, reconhece tais padrões e distingue entre situações potencialmente perigosas e inofensivas. Embora as causas sejam complexas, os resultados da análise online podem ser representados com um simples sistema de semáforos. Num projeto lançado recentemente, os pesquisadores irão aplicar os seus resultados ao próximo passo na cadeia de abastecimento de água: transporte através da rede de distribuição. Outro aspeto importante é garantir a disponibilidade de dados de alta qualidade. A Endress + Hauser está em parceria com a Thüringer Fernwasserversorgung (TFW), fornecedora de água na Alemanha Oriental, e outros fornecedores de água, para além da Universidade de Ciências Aplicadas de Colónia e várias associações no ramo da água. “Nós usamos tubos muito grandes. Quando a exigência é pouca, baixas taxas de fluxo podem levar à cumulação de sedimentos”, explica Roland Mauden, manager técnico de gestão de recursos hídricos da TFW. Através da ligação de múltiplos pontos de medição, o objetivo é detetar situações como a turbidez, quando os níveis de limiar são excedidos e diferenciá-los dos sinais não específicos. Tem também a ver com eficiência. “Queremos saber desde cedo quando e onde devem ser limpas as linhas”, refere Roland Mauden. “Cada descarga usa água potável que é cara de produzir”.

"Os riscos existem em todas as fases da cadeia de abastecimento de água potável, desde a extração e transporte até ao armazenamento e distribuição. As causas são inúmeras: fontes contaminadas devido a acidentes e desastres ambientais, vazamentos que levam a tubulações sujas e corroídas, baixas taxas de fluxo que promovem o crescimento de sedimentos e contaminação microbiana."

ÁGUA 4.0 Ambos os projetos ilustram o movimento de monitorização de limiar simples para sistemas inteligentes em rede. Isso levou à criação do termo Água 4.0, em referência à Indústria 4.0. “O futuro é a automação de ponta a ponta do ciclo da água e a análise automatizada de dados”, diz Achim Gahr. A ideia é filtrar as informações corretas (dados inteligentes) dos volumes de informação disponíveis (dados grandes). “Isso permite-nos detetar os problemas no início e otimizar a gestão do sistema”.

©FreeImages.com/Chico Antonio Tiago Eduardo

Reinhard Huschke Endress+Hauser Portugal, Lda. Tel.: +351 214 253 070 · Fax: +351 214 253 079 info@pt.endress.com · www.endress.com

case study

Com riscos à espreita em tantos lugares diferentes, garantir a qualidade da água potável é uma tarefa complexa. Pesquisadores e especialistas na área trabalham juntos em busca de soluções inteligentes.

“No dia em que sair água turva da torneira, será tarde demais”, diz Achim Gahr. O químico é gestor de negócios na indústria de águas potáveis e residuais na Endress + Hauser. “Precisamos de uma gestão pró-ativa dos riscos, e não de uma resolução de problemas pós-factos”, afirma. Os riscos existem em todas as fases da cadeia de abastecimento de água potável, desde a extração e transporte até ao armazenamento e distribuição. As causas são inúmeras: fontes contaminadas devido a acidentes e desastres ambientais, vazamentos que levam a tubulações sujas e corroídas, baixas taxas de fluxo que promovem o crescimento de sedimentos e contaminação microbiana. Dois projetos de pesquisa examinaram esses problemas mais de perto. Num projeto recentemente concluído, a Endress + Hauser colaborou com a Universidade da Basileia para analisar a qualidade das águas subterrâneas ao longo do rio Birs, na Suíça. Esta área é conhecida pela contaminação que ocorre durante períodos de chuvas fortes, quando a água do rio se infiltra na água subterrânea. Um dos desafios do projeto envolveu a localização de pontos de medição razoáveis e a determinação dos parâme-

Leitores de código de barras DataMan 360

robótica

INOVASENSE – Automação, Energia e Visão Artificial, Lda. Tel.: +351 234 247 550 · Fax: +351 234 247 559 geral@inovasense.pt · www.inovasense.pt

114

case study

Versáteis e de alto desempenho, os leitores DataMan 360 são indicados para a leitura dos códigos mais difíceis de ler.

Os leitores da série DataMan 360, vencedores de inúmeros prémios, são os leitores de códigos para montagem fixa mais versáteis que a Cognex alguma vez apresentou. Dispõem de múltiplas opções de iluminações óticas integradas e permitem a configuração automática inteligente, para além dos diversos modelos que podem ser escolhidos. Os leitores da série DataMan 360 permitem a leitura dos códigos mais difíceis de ler, como sejam os códigos marcados diretamente nas peças (DPM), assim como também códigos difíceis 1D e 2D em linhas indexadas ou de elevada cadência.

TECNOLOGIA INOVADORA NA LEITURA DE CÓDIGOS DE BARRAS A tecnologia 1DMax® com Hotbars II™ descodifica códigos 1D danificados ou de fraca marcação tão pequenos como 0.8 pixeis por módulo (PPM). A tecnologia 2DMax® permite a leitura fiável de códigos 2D independentemente da qualidade do código, do método de marcação ou da superfície onde

o código foi marcado. Com a tecnologia também patenteada PowerGrid™ podem ser localizados e lidos códigos que exibem danos significativos ou com a ausência do padrão de localização, padrão do relógio ou quando a zona periférica dos códigos for violada.

FLEXIBILIDADE ÓTICA E DE ILUMINAÇÃO A ótica e a iluminação que vêm integradas são controláveis e permitem a escolha apropriada da lente necessária para a distância de trabalho e o respetivo campo de visão. Poderá também optar pela escolha da tecnologia com lente líquida, assim como controlar e alterar os módulos de iluminação de forma a obter a

melhor iluminação possível da sua peça e assegurar, deste modo, a maior taxa de leitura possível. Os modelos da série DataMan 360 incluem um armazenamento de imagens inteligente para fornecer o feedback do desempenho, o que é crítico para a resolução de problemas de processo. Os leitores da série DataMan 360 possuem um indicador de leitura visual de 360º e um cartão de memória para efetuar cópias de segurança das configurações do sistema, restauro das configurações originais ou em caso de necessidade de substituição do leitor.

AJUSTE INTELIGENTE AUTOMÁTICO Na opção de ajuste inteligente, o leitor seleciona de forma automática quais os parâmetros ideais da iluminação integrada, do foco e do tempo de exposição aquando da aquisição de imagem para a aplicação. Este processo de ajuste permite que o leitor fique configurado de forma a obter a melhor taxa de leitura possível de códigos 1D e 2D inclusivamente em códigos marcados diretamente nas peças. A lente líquida pode igualmente ser ajustada por software ou através de comandos na porta série sem ser necessário aceder fisicamente ao leitor, permitindo focar novamente o leitor em milissegundos sem qualquer parte móvel estar envolvida nesta operação.

MODELOS Existem três modelos base disponíveis na série DataMan série 360 de diferentes resoluções, consoante a necessidade da sua aplicação: os modelos DataMan 300/360 possuem uma resolução base de 800x600 pixeis; os modelos DataMan 302/362, de alta resolução, com 1280x1024 pixeis são ideais para situações em que um código muito pequeno necessita de ser localizado num campo de visão muito amplo e os modelos DataMan 303/363 estão equipados com a mais alta resolução de 1600x1200 pixeis.

O mundo da metalurgia apresentado novamente na EMO Hannover

robótica

116

por Marta Caeiro

reportagem

2017 é ano de EMO! Após uma pausa de quatro anos, a feira líder mundial da metalurgia realiza-se outra vez em Hannover, Alemanha, de 18 a 23 de setembro de 2017. Numa Conferência de Imprensa que decorreu no Hotel The Yeatman, em Gaia, estiveram reunidos os principais protagonistas do evento, para a apresentação de mais uma edição EMO Hannover.

EMO Hannover 2017, a feira especializada mais importante do ramo, irá mostrar no maior recinto de feiras do mundo toda a oferta das técnicas de transformação de metal – desde as máquinas-ferramentas, ferramentas de precisão, componentes de automatização até aos sistemas adaptados aos clientes. Sob o lema “Connecting systems for intelligent production”, os fabricantes de técnicas de produção apresentam as suas soluções com o intuito de, a partir da digitalização e da interligação da produção, gerar o maior proveito possível para os clientes. Como feira referenciada mundialmente, a EMO Hannover destaca-se pela sua dimensão, internacionalidade e pela quantidade de inovações que nela são apresentadas. Em meados de março de 2017 já estavam inscritas cerca de 1950 empresas de 42 países com uma área de exposição útil de 160 000 m2. O enfoque

principal reside nas máquinas-ferramentas de maquinagem e de deformação, nos sistemas de produção, ferramentas de precisão, fluxo de materiais automatizado, tecnologia informática, eletrónica industrial e ainda nos acessórios. Enquanto Hannover faz contagem decrescente para o acolhimento dos centenas de milhares de visitantes que são esperados na cidade, por cá vão-se fazendo contas e prognósticos. A Associação Alemã dos Fabricantes de Máquinas-Ferramentas (VDW), a Deutsche Messe AG e Câmara de Comércio e Indústria Luso-Alemã (CCILA) organizaram uma Conferência de Imprensa no dia 5 de maio de 2017, no Hotel The Yeatman, em Vila Nova de Gaia, com o intuito de apresentar o programa da feira e debater as mais relevantes questões. Rosário Carvalho, Gerente da Delegação Porto e Diretora do Departamen-

to de Feiras da Câmara de Comércio e Indústria Luso-Alemã (CCILA) moderou a palestra. Iniciou com os devidos agradecimentos aos presentes, em especial aos oradores, que “tiveram a amabilidade de estar aqui hoje connosco, para apresentarem em primeira mão algumas das novidades que vamos ver na próxima feira”, citou.

Christoph Miller, Diretor de Feiras da Associação Alemã dos Fabricantes de Máquinas-Ferramentas (VDW) começou por lançar um olhar sobre os números. Este ano serão mais de 2040 expositores de 41 países, um número que é já recorde.

M&M celebra 10 anos do EPLAN Electric P8 O futuro é automático e já há quem prepare as ferramentas para que tal aconteça…

robótica

120

texto e fotos por Carlos Alberto Costa

reportagem

A M&M Engenharia assinalou dez anos do software de automação industrial EPLAN Electric P8. O evento teve lugar na ATEC – Academia de Formação, em Palmela, reunindo parceiros de negócio e outros convidados.

Dez anos é muito tempo, muitos dias, muitas horas, repetia o refrão do sucesso que Paulo de Carvalho gravou na década de 80. O EPLAN Electric P8 não é um poema nem uma partitura mas, tal como a música, tem harmonia, escala, logaritmos, enfim, muita matemática e um CV com dez anos de experiência atualizada à medida das exigentes solicitações da engenharia industrial, impondo-o hoje como uma potente ferramenta integrada de planeamento, gestão e operação de automatismos complexos. Foi para assinalar esta jornada de êxito que a M&M Engenharia, distribuidora oficial do EPLAN em Portugal, reuniu parceiros de negócio e outros convidados num evento comemorativo realizado a 7 de abril nas instalações da ATEC – Academia de Formação, em Palmela. “Estamos aqui para refletir sobre o caminho percorrido pela plataforma EPLAN e também para pensar nos rumos para o futuro”, salientou na ocasião José Meireles, Diretor-Geral da M&M Engenharia. O mesmo responsável assinalou a importância da presença colaborativa da Introsys, “um parceiro e cliente muito importante com quem trabalhamos há 20 anos, uma empresa moderna e ambiciosa que dá muito valor ao software, à aprendizagem e à formação”. A plataforma EPLAN está no mercado há 35 anos. As versões EPLAN 5 e EPLAN 21 foram as antecessoras do EPLAN Electric P8, lançado em 2007. Dez anos depois do lançamento da versão base, a aplicação EPLAN Electric P8 está na versão 2.6 HF e continua em processo evolutivo. “O EPLAN 21, lançado em 1998, já fazia maravilhas, mas a ideia que esteve na génese do P8 foi a de apresentar um produto que absorvesse todo o know-how produzi-

do até então e que pudesse impor-se como solução sólida e duradoura. E isso teve grande impacto no mercado. Toda a tecnologia do P8 é desenvolvida sobre plataformas modernas o que, desde logo, assegura vantagens na rapidez e na produtividade. Quando foi lançado tinha uma plataforma abrangente mas ainda não incluía todas as funcionalidades de que dispõe neste momento”, explicou José Meireles. “Com a versão 1.8 tivemos a possibilidade de dispor de um catálogo eletrónico online com os fabricantes. Começámos com 40 e a partir da versão 1.9 tivemos algo muito poderoso, que foram as ma-

cros com 16 variantes, que dinamizou as ferramentas e as formas como o utilizador trabalhava com as próprias macros. Recorrendo à tecnologia das macros, grande parte dos projetos é feita em poucos minu-

“O FUTURO ESTÁ PRÓXIMO…”

Em declarações à revista “robótica”, José Meireles considera que o atual momento de mercado transmite algum otimismo face à tendência positiva das empresas para se modernizarem e concorrerem nos mercados internacionais. “Os nossos melhores clientes estão a solicitar-nos serviços de novo, estão a aumentar a sua quota de mercado e a investir na internacionalização, estamos presentes e temos acompanhado as suas necessidades. Este é um mercado de tecnologias de vanguarda, crescemos o ano passado e as expetativas em relação a este ano são as de continuar esse crescimento, pois já temos um background

bastante elevado”, refere o Diretor-Geral da M&M Engenharia. Sobre a evolução esperada da tecnologia, em particular nas aplicações para automação industrial, José Meireles admite que o “futuro está sempre mais próximo do que pensamos”: “vejo um futuro automático e já estamos a trabalhar nas ferramentas para que isso aconteça. Se pensarmos na área da robótica, onde grande parte do trabalho de montagem de um quadro é manual, já vemos as máquinas a fazê-lo. O preço do produto final ou a tecnologia lá aplicada é definida pelo departamento de engenharia. A área da produção já não tem que ter grande know-how. Eu conheço empresas onde o know-how ainda está na montagem e não acima, ou seja, se o funcionário faltar, deixa de ser possível produzir aquele quadro naquelas condições. O que se quer no futuro é idealizar e conceber um projeto e produzi-lo exatamente com a qualidade que se idealizou.”

ENGENHARIA PORTUÁRIA

(Obra em Português do Brasil)

O núcleo duro de Engenharia Portuária, no qual o Engenheiro Paolo Alfredini se destaca internacionalmente, está apresentado nas três primeiras partes do livro. A precisão científica com que são tratadas a Hidráulica Marítima, Estuarina e Fluvial assemelha-se a uma obra de literatura clássica, que gera paradigmas e padrões que serão referências dos trabalhos futuros de outros autores, que seguirão a rota desta via traçada e demarcada com o rigor e competência de um dos mais produtivos pesquisadores da Universidade de São Paulo. Engenharia Portuária brilha nas duas últimas partes do livro, quando todo o conhecimento apresentado nas três primeiras partes é aplicado no projeto das obras portuárias, costeiras e hidroviárias. Dimensões de canais, quebramares e métodos construtivos aplicados em portos modernos do Brasil e do exterior são os destaques das obras portuárias e costeiras, enquanto as eclusas são o destaque das obras hidroviárias.

Venda online em www.engebook.pt

Índice: Introdução. Panorama Aquaviário. Hidráulica Marítima. Hidráulica Fluvial. Obras Portuárias. Obras

153,25 €

Autor: Paolo Alfredini, Emilia Arasaki ISBN: 9788521208112 Editora: Blucher Número de Páginas: 1308 Edição: 2014

e www.engebook.com.br

Hidroviárias.

BIBLIOGRAFIA

BOMBAS E INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS

(Obra em Português)

Há muito que o homem usa as bombas para fazer o transporte da água desde os locais de captação aos locais de consumo. Estas máquinas atualmente estão presentes em quase todas as instalações de transporte de fluidos líquidos, quer nos edifícios residenciais, como nos de comércio e serviços, indústria e agricultura. O conhecimento das bases da mecânica de fluidos relacionados com o dimensionamento das tubagens, das bombas e instalações para o transporte de líquidos, bem como o conhecimento dos principais equipamentos associados, são temas de interesse para os técnicos do setor. Direcionado para as bombas e suas aplicações no transporte de água e de energia, este livro com 4 capítulos, segue temas que abrangem os conteúdos programáticos do ensino profissional, universitário, e exigências regulamentares para a certificação dos técnicos de manutenção e instalação em edifícios (TIM). Este trabalho destina-se a todos os técnicos do setor, certificados ou não, aos estudantes do ensino profissional e superior, no apoio das disciplinas relacionadas com esta temática.

Venda online em www.engebook.pt

Índice: Conceitos base da mecânica de fluidos: Definições sobre fluidos; Grandezas e unidades; Principais

e www.engebook.com.br

propriedades dos fluidos; Princípios e equações fundamentais; Fundamentos dos escoamentos em tubos.

25,00 €

Autor: António Santos

124

ISBN: 9789897232329 Editora: Publindústria

robótica

Número de Páginas: 222 Edição: 2017

Bombas: Descrição; Tipos e classificações; Bomba Centrifuga. Instalações hidráulicas: Descrição; Instalações elevatórias; Instalações de águas e esgotos em edifícios; Instalações para águas quentes sanitárias (AQS); Instalações para ar condicionado; Instalações para Aquecimento central; Exercícios resolvidos. Tubagens e equipamentos para instalações hidráulicas: Descrição; Tubagens; Válvulas e acessórios; Equipamentos térmicos.

INSTALAÇÃO HIDRÁULICA RESIDENCIAL

ISBN: 9788536502830

Os profissionais da área, bem como os leigos, encontram neste livro conteúdo prático para acompanhar, controlar e mesmo executar as instalações hidráulicas básicas de uma edificação, além de exercícios para fixação do aprendizado. Comenta as instalações hidráulicas residenciais do dia a dia de forma didática, sem se valer de dimensionamentos e de conhecimento específico para o projeto. Mostra as principais formas de execução das instalações de água e esgoto, considerando os diferentes materiais e tipos de conexões. Fornece a base para uma interpretação de projetos, as novas tecnologias utilizadas pelas empresas da área e orientações para o uso racional da água.

Editora: Érica

Índice: Conceitos Gerais. Água Fria. Água Quente. Esgoto. Novas Tecnologias. Interpretação Básica de Projetos.

30,02 €

Autor: Júlio Salgado

Número de Páginas: 176 Edição: 2010 (Obra em Português do Brasil) Venda online em www.engebook.pt e www. engebook.com.br

Instalações Típicas. Informações Complementares.

Autor: : Arivelto Bustamante Fialho ISBN: 9788571948921 Editora: Érica Número de Páginas: 288 Edição: 2011 (Obra em português do Brasil) Venda online em www.engebook.pt e www.engebook.com.br

Índice: Conceitos e Princípios Básicos. Dimensionamento de Atuadores Hidráulicos Comerciais. Dimensionamento de Bomba e de Motor Hidráulico. Dimensionamento das Tubulações e das Perdas de Carga. Dimensionamento de Reservatórios. Dimensionamento de Acumuladores Hidráulicos e Intensificadores de

125

46,78 €

Voltado a técnicos de nível médio, projetistas, académicos de engenharia mecânica e professores, este livro apresenta de forma clara e organizada toda a sequência de passos necessária ao projeto e dimensionamento de circuitos hidráulicos. Rico em conceitos, figuras, exemplos de aplicações, equacionamentos e tabelas, mostra a correta forma de dimensionar atuadores lineares e rotativos, tubulações, bombas e motores hidráulicos, análise de perda de carga e carga térmica, dimensionamento necessário ao reservatório, circuitos série, paralelo e misto. Aborda também aplicações e dimensionamento de acumuladores e intensificadores, circuitos sequenciais, regenerativos e sincronizados, uma introdução à eletrohidráulica, dois apêndices com tabelas de conversão de medidas, normas e diagramas, além das soluções passo a passo dos exercícios propostos. Para a sexta edição, submetemos a obra a intenso processo de revisão conceitual e adequação de termos técnicos, bem como reelaboração de algumas figuras e circuitos hidráulicos. O objetivo deste livro é apresentar de forma lógica e bem estruturada a sequência de passos necessários ao projeto e dimensionamento de circuitos hidráulicos, suas vantagens e desvantagens, conceitos e aplicações típicas, observâncias quanto à utilização de determinados componentes, exercícios resolvidos e a resolver. A forma clara e didática com que os tópicos são abordados permite que a obra seja utilizada não apenas por profissionais técnicos, projetistas e engenheiros, mas também por professores como material didático, principalmente se os tópicos forem ilustrados com aulas práticas. Esta obra procura contribuir para a difusão da automação hidráulica, que há mais de dois séculos tem auxiliado o homem em processos produtivos, substituindo-o em tarefas que exigem força, precisão de resultados e ações repetitivas, bem como realizá-los em ambientes agressivos e, portanto, nocivos à saúde humana.

BIBLIOGRAFIA

AUTOMAÇÃO HIDRÁULICA. PROJETOS, DIMENSIONAMENTO E ANÁLISE DE CIRCUITOS

robótica

Pressão. Aplicações Práticas I. Aplicações Práticas II. Aplicações Práticas III. Aplicações Práticas IV. Noções Básicas de Eletro-Hidráulica.

TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO  3.ª EDIÇÃO

27,85 € Autor: Célia dos Anjos Alves ISBN: 9789728953461 Editora: Publindústria Número de Páginas: 382 Edição: 2010 (Obra em português) Venda online em www.engebook.pt e www.engebook.com.br

Os temas versados neste livro são os correntes nos programas das disciplinas de tratamento de águas de abastecimento em cursos de Engenharia do Ambiente, Civil, Hidráulica e Sanitária. As presentes notas deverão ser encaradas como um elemento de estudo a ser complementado sempre que possível com consultas bibliográficas para um maior aprofundamento de conhecimentos. O texto ao ter uma índole formativa pretende habilitar os alunos para o futuro desempenho de funções em áreas das engenharias já citadas, proporcionando-lhes as bases teóricas que permitam a correta interpretação dos parâmetros de qualidade de água e dos processos e operações unitárias dos sistemas de tratamento de água. Procura-se abrir perspetivas para a execução de estudos preliminares para a elaboração de projetos de Estações de Tratamento de Água e dotar os leitores de capacidade de intervenção na exploração e manutenção destas. Para uma transição entre o livro de texto e a mera coletânea de exercícios, a abordagem teórica é acompanhada pela resolução de alguns problemas. A inclusão de exercícios resolvidos visa um melhor entendimento das matérias e alargar o âmbito dos conhecimentos dos alunos. Índice: Qualidade da água. Coagulação-floculação. Sedimentação. Filtração. Desinfecção. Amaciamento por precipitação e estabilização. Adsorção e permuta iónica. Tratamentos diversos. Referências. Apêndice.

W W W. E N G E B O O K . C O M A SUA LIVRARIA TÉCNICA!

feiras DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

LOCAL

DATA

CONTACTO

FEIMAFE

Feira Internacional

São Paulo

20 a 24

Reed Exhibitions Alcantara Machado

de Máquinas-Ferramentas e Sistemas

Brasil

junho

info@reedalcantara.com.br

2017

www.reedalcantara.com.br

Integrados de Manufatura

EMPACK & LOGISTICS

EPLA

MOLDPLAS

Porto

20 e 21

Easyfairs

Logística e Transporte

Portugal

setembro

iberia@easyfairs.com

2017

www.easyfairs.com

Poznan

02 a 05

Poznań International Fair

Polónia

outubro

epla@mtp.pl

2017

www.epla.pl

Barcelona

02 a 06

Fira de Barcelona

Espanha

outubro

equiplast@ﬁrabarcelona.com

2017

www.equiplast.com

Feira na Área do Plástico e Moldes

Feira na Área dos Plásticos e Moldes

Salão de Máquinas, Equipamentos,

Batalha

08 a 11

Exposalão – Centro de Exposições, S.A

Matérias-Primas e Tecnologia para

Portugal

novembro

carlapereira@exposalao.pt

2017

www.exposalao.pt

Moldes e Plásticos

CONGRESSO NACIONAL

Congresso na Área da Manutenção

Castêlo da Maia 23 e 24

APMI

DE MANUTENÇÃO

Industrial

Portugal

novembro

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2017

www.14cnm.pt

robótica

146

CALENDÁRIO DE EVENTOS

EQUIPLAST

Feira de Embalagem,

seminários e formações DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

CURSO DE ELETRÓNICA

Formação na Área da Eletrónica

AUTOMÓVEL

CURSO DE SISTEMAS

Formação na Área das Comunicações

MULTIPLEXADOS (CAN BUS)

CONSTRUÇÕES MECÂNICAS

Programação de Fresadoras CNC

LOCAL

DATA

CONTACTO

Palmela

03 e 04

ATEC – Academia de Formação

Portugal

julho

infopalmela@atec.pt

2017

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Porto

06 e 07

ATEC – Academia de Formação

Portugal

julho

infoporto@atec.pt

2017

www.atec.pt

Oliveira de

07 outubro

CENFIM

Azeméis

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oazemeis@cenﬁm.pt

Portugal

novembro

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2017

CURSO DE COMUNICAÇÕES

Formação na Área das Comunicações

Palmela,

19 e 20

ATEC – Academia de Formação

INDUSTRIAIS I/O LINK

Industriais

Portugal

outubro

infopalmela@atec.pt

2017

www.atec.pt

TECNOLOGIA MECATRÓNICA

GESTÃO DA PRODUÇÃO

Formação na Área da Mecatrónica

Formação na Área da Gestão

Ermesinde

06 novembro CENFIM

Portugal

2017 a 31

ermesinde@cenﬁm.pt

julho 2019

www.cenﬁm.pt

Marinha

06 novembro CENFIM

Grande

2017 a 03

mgrande@cenﬁm.pt

Portugal

setembro

www.cenﬁm.pt

2019

Exposição de Robótica em Guimarães O Centro de Ciência Viva de Guimarães apresenta uma exposição permanente sob o tema da Robótica. Neste espaço é possível verificar a operacionalização de diversos robôs e compreender porque é tão importante para o Homem dominar estas novas tecnologias. “Os robôs podem realizar inúmeras tarefas. Muitas delas podem ser-nos muito úteis”, refere a organização. Reconhecido como polo da Rede Nacional de Centros de Ciência Viva, o Centro Ciência Viva de Guimarães promove a cultura científica e tecnológica, designadamente ao nível da educação, e fomenta a motivação para a aprendizagem científica que decorre no contacto precoce com conhecimento científico, seus agentes e processos. http://ccvguimaraes.pt/a-exposicao-permanente/robotica

robótica

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LINKS

Laboratório online de Robótica “Robotic-Lab” é o laboratório espanhol online, onde tudo se relaciona com a robótica. Com cerca de 1300 utilizadores, o blog soma já mais de 1600 temas publicados. No fórum principal, os últimos temas abordam tópicos que vão desde os robots caseiros – tudo sobre robots criados de forma caseira, robots comerciais – tudo sobre os robots que podemos comprar, para além de um espaço de compra, venda e troca de aparelhos e equipamentos. Podem também ser encontradas reportagens e tutoriais que ensinam como construir diferentes tipos de robots, como fabricar circuitos impressos ou mesmo realizar soldaduras simples. Pode registar-se no site para ficar a par de todas as novidades. www.robotic-lab.com/blog

“Robótica a Descoberto” Este é um blog que se assemelha a uma escola de robótica online. O “solo robótica”, que atua sob o lema “Robótica a Descoberto”, disponibiliza atividades práticas usando a robótica, cursos virtuais, informação básica sobre a eletrónica e tutoriais que ajudam o utilizador comum a aprofundar e inteirar-se deste tema. O blog está no ar há seis anos e entre os seus utilizadores encontram-se desde estudantes a profissionais da área. Não precisa de se registar para partilhar dúvidas ou debater assuntos. http://solorobotica.blogspot.pt

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