A medição em destaque

INFORMAĂ‡ĂƒO TÉCNICO-COMERCIAL Pascal Sabatier EMEA Marketing Manager . Honeywell Field Solutions Todor Todorov EMEA M&BD Field Instrumentation Leader . Honeywell Field Solutions Honeywell Tel.: +351 214 245 000 . Fax: +351 214 245 099 www.honeywell.com

A MEDIĂ‡ĂƒO EM DESTAQUE Os sensores tĂŞm desempenhado um papel vital na garantia da segurança, fiabilidade e rentabilidade das indĂşstrias transformadoras, e a sua importância nĂŁo dĂĄ sinais de abrandamento. Na verdade, Ă medida que os avanços conduzem a novas aplicaçþes dos sensores em quase todas as outras ĂĄreas da vida, a nova tecnologia promete vĂŞ-los desempenhar um papel ainda mais preponderante nas fĂĄbricas de transformação.

Contudo, os operadores deverão ter presente que esta promessa apenas serå completamente cumprida se estes forem aplicados de forma adequada, como parte de uma solução mais alargada.

Os sensores têm estado presentes no meio industrial desde o desenvolvimento da måquina a vapor. É fåcil traçar as origens dos sensores modernos a partir dos termómetros e dos manómetros dessas måquinas antigas. Mas actualmente estão presentes em todo o lado, não só na indústria como tambÊm na nossa vida diåria. Os modelos mais comuns dos novos automóveis possuem 50 a 100 sensores que permitem controlar a combustão do combustível, manter a estabilidade, melhorar a travagem, abrir os airbags ou simplesmente ajudar a estacionar o veículo.

Mas todos os dias continuam a desenvolver-se novas aplicaçþes. Recentemente, o The Economist noticiou, por exemplo, que cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts tinham desenvolvido um novo sensor para distinguir agentes químicos perigosos em concentraçþes tão reduzidas como 25 partes por trilião. Espera-se que este trabalho possa constituir a base de um sistema de protecção contra incidentes como o ataque com gås neurotóxico sarin que matou 12 pessoas e feriu mais de 3000 no metropolitano de Tóquio, em 1995. Nos Estados Unidos, os investigadores da Universidade da Califórnia anunciaram, em Julho, que tinham desenvolvido uma lente de contacto com sensores de pressão incorporados, que poderå ajudar os oftalmologistas a monitorizar o glaucoma.

Mesmo na Europa, a entidade reguladora britânica da indústria das comunicaçþes, Ofcom, previu que a medicina se tornaria no principal mercado dos sensores sem fios. Usados por pacientes ou neles implantados, estes ajudarão os seus portadores a monitorizar os sinais vitais e permitirão aos mais idosos viver em sua casa durante mais tempo. Ao que parece, a próxima geração de sensores não só estarå em todos os espaços que nos rodeiam como tambÊm dentro de nós.

Os sensores continuam tambÊm a ser essenciais para os processos industriais. Hå muito que desempenham um papel vital na garantia de uma qualidade consistente dos produtos, na melhoria da eficiência dos processos, no aumento da fiabilidade e na garantia da segurança das fåbricas, dos funcionårios e do ambiente circundante. O seu uso abrange toda a gama de indústrias transformadoras, desde a indústria refinadora e a indústria petrolífera e do gås atÊ à indústria da celulose e do papel, farmacêutica e de produção de químicos a granel e por lotes.

Actualmente, uma fåbrica mÊdia com 10.000 m2 integra provavelmente cerca de 5000 sensores de pressão, 1000 sensores de temperatura e 500 medidores de caudal e de nível – para não falar dos medidores de pH, sen-

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sores de condutividade, mediçþes de óleo na ågua, monitores de vibração, transmissores de humidade, detectores de ruído e de fugas e monitores de corrosão. Só a gama de produtos da Honeywell – que constituem apenas uma parte das soluçþes disponibilizadas – integra mais de 30 modelos.

Regra geral, um terço do orçamento de um sistema de controlo para uma fåbrica destina-se ao próprio sistema de controlo, um terço às vålvulas e outro terço aos sensores.

AlÊm disso, o seu papel continua a expandir-se. Por vezes, a redução de custos implica um melhor aproveitamento do orçamento dos sensores, impulsionando o consumo da tecnologia disponível. Durante muito tempo, as petroquímicas e as refinarias, por exemplo, estavam tradicionalmente bem equipadas; mas as soluçþes a custos mais baixos estão agora a fomentar um uso mais alargado de sensores tambÊm nos sistemas de abastecimento que apoiam a produção. Estes sistemas, que consistem em redes de canalizaçþes ramificadas de condução de vapor, ar, ågua, óleo lubrificante, gås combustível, óleo combustível e electricidade para as unidades transformadoras estão, muito frequentemente, equipados apenas nos principais colectores da rede. Esta situação faz com que muitas åreas fiquem sem medição, pelo que os operadores não conseguem fechar o balanço de materiais nem identificar possíveis fugas ou desperdícios. O aumento do número de mediçþes dos caudais em toda a unidade pode ajudar a melhorar os consumos energÊticos e a aumentar a eficiência.

Noutros casos, o aumento da utilização dos sensores Ê impulsionado por pressþes regulamentares – a provå-lo estå, por exemplo, o aumento exponencial do seu uso para respeitar as leis ambientais, nomeadamente na monitorização das åguas residuais, fumos de escape, etc.

PorÊm, na maior parte das vezes, o papel dos sensores tem assentado nas melhorias tecnológicas. A Honeywell fornece diariamente soluçþes industriais padrão que seriam inimaginåveis no passado: f WUDQVPLVVRUHV GH SUHVVœR FRP FRPSHQVD¸œR DXWRP²WLFD GD WHPSHUDWXUD precisão de ¹0,0375%, estabilidade de ¹0,01% por ano e fiabilidade de 470 anos de tempo mÊdio entre avarias (MTBF); f WUDQVPLVVRUHV GH KXPLGDGH TXH FRQVHJXHP IXQFLRQDU D XPD WHPSHUatura måxima de 638ºC e a pressþes måximas de 13.790 kPa; f WUDQVPLVVRUHV GH KXPLGDGH ³ SURYD GH H[SORVÆHV H f PHGLGRUHV GH FDXGDO FRP FRPSHQVD¸œR LQWHJUDGD GD SUHVVœR H GD temperatura que permitem medir vapor saturado e superaquecido.

sem fios em mais de 500 clientes, e prevĂŞ-se que o crescimento global dos sistemas sem fios no sector fabril atinja 26% por ano nos prĂłximos cinco anos.

Contudo, o verdadeiro potencial das tecnologias de sensores sem fios não serå alcançado com actualizaçþes graduais nem com acrescentos para melhorar a segurança ou a eficiência – da mesma forma, a medição em tempo real da corrosão sem a respectiva integração total como variåvel do processo no sistema de controlo não faz uso de todos os seus benefícios inerentes. Em vez disso, o futuro destes sensores assenta na sua integração como parte de uma solução mais ampla: uma rede sem fios de grande escala numa configuração em malha, distribuída por toda uma unidade fabril para gerir múltiplas aplicaçþes (Figura 3).

Figura 3 . Rede OneWireless em toda a fåbrica, com sensores em tempo real e monitorização do estado do equipamento em toda a instalação, e atÊ em activos offshore; comunicação móvel e trabalhadores com acesso a informação sobre os processos em tempo real; localização de activos e de pessoal; e monitorização por vídeo.

Figura 2 . Transmissores sem fios XYR 6000 da Honeywell.

Os avanços nos transmissores de baixa energia e o aproveitamento de energia contribuirão positivamente para aumentar esta lista.

AtravÊs destas aplicaçþes, os sistemas sem fios podem aumentar a segurança, reduzindo a necessidade de medição manual em åreas perigosas e evitando que a cablagem disponível provoque uma descarga elÊctrica mortal. Podem tambÊm reduzir a manutenção e aumentar a fiabilidade, alargando o âmbito de monitorização do estado do equipamento e do controlo da corrosão. E, alÊm disso, podem aumentar a eficiência atravÊs da melhoria da qualidade dos dados disponíveis para os controladores, bem como diminuir os custos com cablagem e os tempos de instalação, e de libertar os trabalhadores para a realização de outras tarefas.

Apesar destas vantagens, e embora esta solução seja amplamente utilizada pelos departamentos de TI das empresas, pela gestão das instalaçþes e mesmo pelas operaçþes de distribuição, a indústria tem-se mostrado lenta na adopção da tecnologia sem fios no que diz respeito ao controlo de processos. Estima-se que a sua penetração na indústria petrolífera e do gås, por exemplo, seja actualmente inferior a 10%.

Isto deve-se largamente às preocupaçþes relacionadas com a fiabilidade e com a segurança operacional de pessoas e bens. Contudo, estas preocupaçþes têm vindo a ser postas de lado, atravÊs da aplicação em funçþes menos cruciais e atravÊs do desenvolvimento de normas industriais como a ISA SP100. A Honeywell jå forneceu e implementou soluçþes

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Numa estrutura desta natureza, o alcance acrescido dos sensores sem fios pode ser combinado com uma sÊrie de outras tecnologias, incluindo dispositivos portåteis, para que os trabalhadores em trânsito possam ter acesso a informação sobre os processos em tempo real; localização de activos para aumentar ainda mais a produtividade, permitindo aos trabalhadores localizarem o equipamento de forma råpida e fåcil; e monitorização por vídeo, que pode ser programado para focar automaticamente determinadas åreas onde os sensores detectam intrusþes ou distúrbios nos processos.

O rastreio da localização de pessoal atravÊs dos sensores nos respectivos crachås de identificação tambÊm permitirå melhorar bastante a segurança, especialmente em caso de uma emergência. Fundamentalmente, uma única rede sem fios em toda a fåbrica permitirå aos operadores usufruir da flexibilidade concedida por esta tecnologia, permitindo adicionar e alterar dispositivos sem fios consoante as alteraçþes em termos de necessidades e processos.

Dadas as compreensíveis reservas demonstradas pelos utilizadores industriais, as fåbricas totalmente sem fios estão ainda longe de se tornarem realidade. PorÊm, as restriçþes deixaram de ser tecnológicas e, num prazo de dez anos, Ê possível que algumas unidades fabris de menores dimensþes adoptem esta via. Contudo, para jå, os sensores sem fios começam a ocupar um lugar de destaque e, como sempre, indicam o caminho a seguir.

A MEDIĂ‡ĂƒO EM DESTAQUE

f GHWHF¸œR GH IXJDV z RV WUDQVPLVVRUHV VHP ILRV FRQVHJXHP IXQFLRQDU eficazmente a uma distância de mais de 9 km quando utilizados com antenas de ganho elevado, permitindo efectuar mediçþes numa årea bastante maior; f PHGL¸ÆHV GH Q½YHO HP ²UHDV GLVSHUVDV FRPR SDUTXHV GH UHVHUYDWÂULRV z D monitorização em tempo real do nível dos reservatórios pode gerar um retorno do investimento em três meses ou menos; f GHWHF¸œR GH LQFQGLRV H GH J²V HP ²UHDV UHPRWDV H f FKXYHLURV GH VHJXUDQ¸D FRP XPD UHGX¸œR GRV FXVWRV GH JUD¸DV ao sistema sem fios.