Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 207 – 2015



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Rio Automação 2015

 
 
 
A defesa dos princípios básicos da instrumentação no congresso Rio Automação, promovido pelo Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis (IBP) foi de alto nível. Com o tema “Trazendo o Novo e Resgatando os Fundamentos da Instrumentação e Controle”, o evento foi aberto com uma palestra virtual do engenheiro de automa- ção da Petrobras, Alexandre Maia – que está em missão em Cingapura. Maia falou sobre como utilizar conhecimentos antigos para a solução de problemas novos, oriundos da adoção de tecnologias mais modernas. “As novas tecnologias buscam trazer soluções para problemas antigos, mas em algumas situações, utilizar os conhecimentos prévios e já consolidados pode simplificar tudo”, disse.

O sistema pré-pago para compra de gás residencial foi uma apresentação que se destacou. A novidade faz parte de um projeto de pesquisa desenvolvido pelo estudante Fernando de Oliveira, da Universidade Federal do ABC, e apresentado por sua orientadora, Denise Consonni.

O sistema é dividido em três partes e calcula a vazão do gás, atuando através de uma válvula que abre e fecha de acordo com a disponibilidade de crédito do cliente. Entre as vantagens para o consumidor está o maior controle dos gastos mensais, além de uma tarifa diferenciada que seria cobrada pela distribuidora. Mas uma frase pode resumir o sentimento da maioria dos fornecedores: hoje em dia só se fala com o “pacoteiro”, as empresas afastaram os usuários dos fornecedores às vezes até na partida de uma planta.

Victor Venâncio Dias, gerente geral da Mokveld no Brasil, foi o mediador do painel “esse instrumento não funciona! E agora?” cujos palestrantes foram Dirceu Silveira Sampaio, da Petrobras, o professor e consultor José Churro e o diretor de vendas da Honeywell, Jim Aliperti. Victor Venâncio provocou a discussão expondo os dilemas naturais entre contratantes, fornecedores e empresas de petróleo e como se tem buscado formas mais eficientes e menos custosas de se construir plataformas.

Dirceu citou Edmund Burke - aqueles que não conhecem a história estão condenados a repeti-la – para lembrar que é preciso reconhecer, analisar e solucionar os desafios e problemas que surgirem, em qualquer área. O executivo da Petrobras ressaltou que a evolução das tecnologias deixou as salas de controle cinematográficas, mas não alcançou a instrumentação de campo. E se a informação não chega, ou não é confiável, os problemas surgirão.

A mesa desse painel foi unânime em pontuar que não existem mais projetistas de instrumentação e a base de tudo é um projeto adequado – uma folha de dados bem elaborada sobre os instrumentos e tecnologias. E que desconhecer as características básicas dos processos a serem instrumentados e automatizados gera problemas inclusive de localização.

O professor Churro analisou vários casos em que instrumentos falharam e que levavam a conclusão de que é preciso analisar todas as condições de processo e condições operacionais que podem ocorrer para determinar quais instrumentos usar e onde instalá-los – pois eles podem ser requeridos para condições normais, anormais (para mais e para menos), de partida, de parada, de repartida, podem ter que trabalhar intermitentemente, etc. E cada condição propõe um cenário ou seja, por mais que se replique uma plataforma, ela não pode ser uma simples cópia, é preciso engenheirar cada uma, como o caso das FPSOs Replicantes, que trabalham com seis cenários diferentes.

Jim Aliperti aproveitou o tema do painel para afirmar a imagem de que analisadores de processo nunca funcionam existe porque as análises de laboratório e de campo só vão ser iguais se estabelecido um período, nunca pontualmente. Segundo ele, a norma diz que para que as leituras possam ser compradas devem ser tiradas ao menos 50 amostras.

O painel resumiu bem a ideia do congresso: o sucesso está com o cuidado em cada detalhe. De fato, com profissionais menos experientes e prazos mais curtos, os erros tendem a ser mais comuns. E a tendência de fazer mais com menos leva a comprar só o mais barato: estamos numa crise piorada por conceitos errados. Como bem disse o professor Churro, engenharia não pode ser cobrada como H/H.

O painel “a instrumentação e suas aplicações no Big Data” teve como mediador o coordenador da comissão de TI do IBP, Manoel Segadas Viana, e como palestrantes, Ismael Humberto Ferreira dos Santos, analista de sistemas sênior PhD do Cenpes, Karin Breitman, cientista chefe do centro de pesquisas EMC, e Constantino Seixas Filho, diretor de tecnologia da Accenture Plant and Comercial services.

Para a área de big data, o setor de petróleo e gás representa US$ 98 bilhões. São clientes ávidos por dados, informações e análises. A Petrobras está mesmo estudando criar um cargo para manter alguém que olhe a informação de maneira especial e diferente, de forma permanente.

Para Constantino, digital é uma palavra que engloba vários conceitos que dependem cada vez mais dos incontáveis sensores monitorando tudo, integrando as cadeias de negócios horizontal e verticalmente. Mas o mais importante: é preciso eliminar o conceito de que existe um dono do dado dentro de uma empresa e por isso a tendência é que o CIO também se ocupe realmente da TI industrial. Para isso é preciso que ele tenha consciência da necessidade da validação dos dados e da necessidade de não compressão dos dados – já que a compressão não preserva detalhes importantes do processo; ele vai ter que ter em mente que se for um dado para um modelo, não pode ser comprimido.

Constantino colocou a transposição de um conceito de TI para Industrial TI que gera certo desconforto: não comprar o instrumento, mas pagar o dia operado desse instrumento ou seja, se não funcionou, não paga. Conceito já em prática no mundo de TI que depende de inúmeras variáveis e detalhes no mundo industrial.

A Dra. Karin falou um pouco sobre qual intervalo de dados usar para cada estudo e acredita que o Big Data pode ajudar a estabelecer essas janelas de tempo e ajudar a encontrar o ponto de inflexão correto.

Victor Venâncio também mediou o painel “tecnologia nacional no segmento de petróleo e gás” e abriu as discussões apontando que a inovação precisa resolver um problema e isso só acontece com o envolvimento de todos após a imersão nesse problema para alcançar uma tecnologia disruptiva. Victor citou a válvula ciclônica da Mokveld.

O vice-presidente da P&D Brasil, Antônio Carlos Porto, concordou e afirmou que governos podem fazer muito pouco para desenvolver empresas – porque eles mudam. Seria preciso mais que uma lei, seria preciso uma política bem formulada com visão de décadas para financiamentos a custos razoáveis para projetos de risco. E mais: seria preciso que os governos se comprometessem com uma política de compras estratégicas para Cons gerar tecnologias de ponta. Segundo tantino Seixas Fº, Ismael dos Santos, Manoel Segadas e Karin Breitman Flash zoom - xx a xx Controle & Instrumentação Nº 207 | 2015 37 Porto, o modelo para desenvolver P&D no Brasil não se completa e um bom exemplo disso é que a Petrobras pode financiar pesquisas, mas não pode contratar pesquisadores. Paulo Dias da Silva Jr, engenheiro de aplicação e gerente comercial para AL da GE Oil & Gas, mediou o painel “operações remotas em plantas não assistidas”, que contou com a apresentação do engenheiro de equipamentos sênior da Petrobras, Mário Cesar Mello Massa Campos; da gerente do Impac da White Martins, Rejane Jardim; e do consultor sênior de automação da Petrobras, Cláudio Antônio dos Santos.

Mário Cesar lembrou que operação remota não é novidade: a Petrobras faz isso há três décadas no Nordeste brasileiro. Ele afirma que no futuro a operação remota será cada mais presente e estará não apenas nas plataformas, mas também nos equipamentos marinhos. Mas para alcançar isso, é preciso que a qualidade do controle não permita que as variáveis fujam dos pontos estabelecidos. Márcio pontua que operação remota é mais que trazer a sala de controle para longe da planta; ela abre oportunidades de monitoramento e otimização da operação e da manutenção; abre oportunidades para aumentar a confiabilidade e a rentabilidade operacional; valoriza o conhecimento dos especialistas; integra equipes multidisciplinares e impõe o desafio da colaboração.

Na White Martins o conceito de plantas não assistidas foi levado ao extremo: não existe mesmo operador no campo e as plantas são monitoradas o tempo todo à distância.

Ou seja, um programa envia um sinal quando há falha de processo, quando há falha de logística ou quando há queda de energia. Segundo Rejane Jardim, 90% dos distúrbios são resolvidos remotamente e a contínua análise gera reações, mas também já propõe ações pró-ativas. A White Martins possui 93 plantas monitoradas e 52 delas são não assistidas. Para manter isso, a empresa trabalha com redundância local e mesmo de centro de controle: um Impac e outro igualzinho, de contingência. O centro de controle remoto da empresa ficava num shopping que pegou fogo no início deste ano então, a equipe se deslocou automaticamente para o centro de contingência na Avenida Brasil, no Rio de Janeiro – e já está em construção um novo centro de controle em Jacarepaguá.

Cláudio Santos discorreu sobre as salas remotas de controle das novas plataformas da Petrobras, que têm um desenho básico com três estações - uma para operação, outra para facilidades e uma terceira para a embarcação.

O número de telas depende da quantidade de sistemas que cada área vai monitorar – o que depende de cada plataforma.

Além dos painéis, as várias sessões técnicas mostraram trabalhos das melhores universidades do país, coordenadas por profissionais de renome como Luis Silberman, coordenador de automação da Ipiranga.

O painel mediado por Jim Aliperti teve apresenta- ção de Leonardo Aquino - Engenheiro de Equipamentos Plenos do Cenpes desde 2007, falando sobre as “Iniciativas da Petrobras/Cenpes para Instrumentação Wireless”, e Mestre Marcos Peluso, da Emerson Process Management, reafirmando as possibilidades da tecnologia e sua evolução.

“O futuro é wireless?” A pergunta do mediador abriu as apresentações e discussões. Mestre Peluso se deu conta que já se perguntavam isso há 10 anos e, para ele, pelo que parece, o futuro já chegou, uma vez que a utilização de tecnologias móveis já é uma realidade. Leonardo Aquino mostrou que, pela visão da Petrobras, a tecnologia é boa em termos de custo, tempo de montagem e tempo de comissionamento. É uma alternativa promissora, para monitoramento de variáveis não-críticas, monitoramento em grandes espaços abertos, em instalações temporárias, em instalações onde o peso do cabeamento é proibitivo. Segundo Aquino, em princípio, não pretendem usar em malha de controle: problema principal é que as malhas de controle exigem um tempo de scan muito baixo – 1 segundo ou menos – e para isso é necessário um consumo muito grande de bateria; as tecnologias ainda não estão preparadas para scans tão rápidos, mantendo tempos de bateria de 5 ou 10 anos.

A apresentação focou o trabalho, desenvolvido no Cenpes em parceria com a UFRN, que versa sobre avaliação de confiabilidade e desempenho de redes de instrumentação wireless cujos objetivos elencados são realização de estudos e testes das tecnologias; elaboração de ferramentas para diagnóstico; estabelecimento de boas práticas de projeto e comissionamento; construção de uma base de conhecimento para suportar a Petrobras no uso da tecnologia. Aquino afirma que a Petrobras não quer repetir erros de implementação como aconteceu com outras tecnologias.

O trabalho com a UFRN vai até 2016 e pode ser renovado. Estão sendo desenvolvidos testes adicionais aos realizados no Cenpes, nos quais são feitas comparações detalhadas das soluções wireless dos principais fornecedores, é testada a confiabilidade, são criadas novas práticas de projeto e procedimentos de instalação, configura- ção, comissionamento e manutenção, são feitas análises econômicas das ferramentas, são criadas ferramentas para avaliação da rede e, por fim, a UFRN criará uma ferramenta que deve ser testada em uma unidade da Petrobras, até o final do ano que vem.

Outra frente de trabalho com wireless são os testes SIX com equipamentos Emerson para avaliar a capacidade de configuração, monitoração e diagnóstico das ferramentas wireless. Em ambos as frentes, estão avaliando também a coexistência da rede wireless Hart e sua integração com instrumentos de terceiros. Parte dos testes já foram realizados e incluem também instrumentos Yokogawa, Endress+Hauser e Bently Nevada.

Nesse momento de testes de campo, é comum surgirem dúvidas e questionamentos então existem também termos de cooperação com os fornecedores para assegurar o fluxo de informação, confiabilidade e propriedade intelectual. Vale ressaltar que estão negociando termos de cooperação com todas as empresas.

Aquino falou também sobre os estudos de simulação eletromagnética – a Petrobras vem explorando o caminho da simulação pela ferramenta (HFSS), onde se modela o ambiente e ela realiza diversos tipos de cálculo de onda. Com esse módulo de ótica física, se vê uma possibilidade interessante de realizar simulações e ter respostas rápidas. Uma das estratégias seria um desenvolvimento local do HFSS, para E3S desenvolver um modulo de pós-processamento do sinal, para que se possa visualizar os resultados de forma melhorada.

Mestre Peluso comentou que o trabalho desenvolvido pela Petrobras é similar ao que a BP fez, e que Shell, Chevron e Saudi Aramco seguiram esse caminho e já estão trabalhando bastante com os instrumentos WirelessHart. No caso da Chevron, o sistema de controle padrão é da Yokogawa e, mesmo assim, para a parte de wireless, decidiram utilizar a instrumentação WirelessHart da Emerson – que trabalhou juntamente com a Chevron e a Yokogawa para integrar o SDCD Yokogawa com o WirelessHart.

Em 2007 surgiu o protocolo wireless Hart: pegaram instrumentos existentes, em que se trocou a comunicação Hart modulação fsk em 4-20 mA e se colocou o rádio. Se for um instrumento Profibus e Fieldbus, simplesmente se tira o cartão e coloca o rádio. São instrumentos idênticos, mas que falam via rádio. Quando era instrumento cabeado, não havia preocupação com vida de bateria; a preocupação era o tempo de ligar o instrumento (2 a 3 s). Com o wireless, se o instrumento demora muito para acordar, está gastando energia e se ele usa mais energia, é problema também. Mas existem novas gerações de instrumentos wireless, cuja carcaça é feita de polímero de alta resistência, com baixo consumo de bateria e antena embutida, sem antena externa. E toda a eletrônica do sensor foi modificada para economizar esse tipo de energia - esses instrumentos usam muito menos energia.

E se, como lembrou mestre Peluso, os saltos tecnológicos acontecem a cada oito ou dez anos, a visão das instalações nos próximos quinze anos inclui ainda instrumentos analógicos e pneumáticos (algumas válvulas até hoje são pneumáticas), assim como Fieldbus, Profibus, e outros protocolos, e a tecnologia wireless coexistirá com esses outros instrumentos. Em todas as plantas existentes, o pessoal que está instalando wireless não está instalando para substituir a medição existente, mas sim para medições que gostariam de ter, mas que apresentam dificuldade para bandejamento, espaço, instalação. Eles estão instalando instrumentos extras – centenas de milhares de instrumentos wireless já estão instalados em plantas existentes. No Brasil, quase 300 redes wireless já instaladas. No mundo são bilhões de horas de operação, dezenas de milhares de redes wireless, tecnologia comprovada.

Mestre Peluso mostrou quatro casos de instalação wireless: monitoramento de bombas para a Refinaria Flint Hills, em Minneapolis, onde mais de 200 bombas foram monitoradas, gerando economias da ordem de milhões de dólares; detecção wireless de hidrocarboneto na BP; monitoramento de válvula de alívio e purgadores na Reliance, da Índia, a maior refinaria do mundo; e o monitoramento de permutadores na Conoco Philips.

Conclusão de Mestre Peluso é que a tecnologia wireless abre caminho para ferramentas que ampliam o conhecimento e a visibilidade das condições reais do processo. Atualmente, medições que eram proibitivas de serem feitas, seja por questões de custo ou por dificuldade de instalação são facilmente realizáveis via wireless. Por fim, wireless industrial é a nova fronteira da tecnologia, mas coexistirá com os outros sistemas existentes.

Com a chegada do wireless industrial, também surgiram dúvidas quanto a segurança da informação para a indústria e todos os problemas operacionais, financeiros e de imagem que uma quebra de segurança traria. Para aproveitar esse futuro, a comunidade da automação vai ter que trabalhar cada vez mais fortemente para tentar se adiantar a esses problemas de segurança, protegendo a propriedade intelectual industrial. Além disso, outra fronteira será ampliar a durabilidade da bateria, de forma que a tecnologia wireless possa ser amplamente utilizada para controle. “Os debates sobre temas de tamanha relevância contribuem na busca pela excelência desse segmento”, destaca o gerente executivo de Gestão do Conhecimento do IBP, Raimar van den Bylaardt. O Congresso Rio Automação é realizado a cada dois anos com apoio técnico da Comissão de Instrumentação e Automação do IBP, que reúne os principais nomes do setor e discute assuntos pertinentes ao segmento no setor de óleo e gás.
 
 
 
 
 
 
 
 
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