Revista Controle & Instrumentação Edição nº 207 2015
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Rio Automação 2015 |
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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
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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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