Edição 280 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 280 – 2023

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Detecção e manutenção: chaves para minimizar riscos de vazamentos

Em ambientes industriais, o potencial de vazamento de gases e líquidos é presente em todo o processo, desde a chegada de matérias-primas, até a armazenagem dos produtos e seu transporte ao destino. As consequências envolvem riscos para a empresa, para as marcas e os produtos, e para a comunidade do entorno, impactando negativamente a imagem da empresa, junto a clientes e fornecedores. Atuar na prevenção desses acidentes é a melhor opção, e, no caso de mesmo assim acontecerem, independentemente do tipo e da periculosidade, é fundamental “agir rapidamente para estancar o desperdício, além de monitorar constantemente para que novas ações de manutenção sejam adotadas”, recomenda Wilson Dibo, líder de Qualidade nas áreas de Alimentos e Ingredientes da Cargill na América Latina.

Sempre presentes nas listas de ações de segurança, o monitoramento dos processos e a detecção de vazamentos são prioritários, quando da inserção, no processo, de produtos químicos prejudiciais ao ecossistema, às pessoas e às comunidades, com riscos à saúde e à economia, explica Wanderson Luiz Azevedo – gestor especializado em automação e instrumentação da Trilogix Engenharia.

Independentemente da etapa em que ocorra o vazamento, as consequências estão diretamente relacionadas ao volume, ao impacto financeiro e ao desperdício, agregando, em alguns casos, prejuízos socioambientais e ocorrência de contaminações de diversos tipos.

Nesse contexto, especificamente para as empresas, como afirma Azevedo, “vazamentos podem gerar grande prejuízo financeiro, com a perda de matéria-prima ou de produto final, assim como de custos com os reparos necessários, e de valores gastos com multas e reparação a pessoas e comunidades afetadas”.

Óleo e gás, química e mineração, constituem setores críticos, em termos de consequências socioambientais, e também à indústria de alimentos e bebidas, onde os riscos de contaminação do produto durante a produção também geram consequências nefastas para funcionários, comunidades e consumidores.

Aos vazamentos em processos, somam-se aqueles relacionados a utilities, e os cuidados na prevenção são semelhantes: um bom sistema de manutenção preventiva e inspeção frequentes. Assim, garante-se que os componentes de desgaste das válvulas e conexões sejam substituídos antes de apresentarem problemas e riscos de vazamentos.

Investimento contínuo em manutenção preventiva e preditiva mantém as suas linhas de produção sempre nas melhores condições. A depender da composição do material de fabricação do ativo, técnicas adequadas são selecionadas para avaliar a integridade do processo e detectar o início das falhas. Adicionalmente, as equipes operacionais são treinadas para monitorar e reportar anomalias, a fim de que ações sejam tomadas conforme respectivas prioridades.

Hoje, as empresas possuem uma série de instrumentos que podem auxiliar e identificar esses vazamentos, desde o método como monitorar nível e pressão do sistema, através de transmissores eletrônicos de diversos métodos de medição, através da totalização da vazão dos produtos entre transferências e recebimento, podendo ou não contar com uma correção por temperatura. Esses são métodos mais simples de comparação dos valores registrados por esses instrumentos conectados a um controlador, os mesmos instrumentos, por sua vez, também podem ser usados para alimentar algoritmos, tornado o sistema mais eficaz na detecção dos vazamentos, frisa Azevedo.

Atualmente, algumas plantas, além de detectores de gases, também utilizam câmeras especiais com leitura térmica, que conseguem monitorar um possível vazamento, mesmo que não seja perceptível a olho nu.

A forma de lidar com vazamento de insumos e utilities são as mesmas, explica Wanderson Azevedo, pois, ambos são considerados perda de material, energia e eficiência de máquinas. “Hoje, existem setores dedicados a fazer a análise de riscos com a movimentação e trabalhos com os materiais nas indústrias, assim, contam com equipes e materiais próprios, e indicados a fazer o bloqueio das fontes, para evitar um vazamento maior, contenção e absorção e recolhimento dos materiais que tenham vazado”.

Para evitar os vazamentos nos procedimentos de carregamento ou envaze de produtos, é necessário o cuidado com os teste e certificação dos materiais e equipamentos, destinados ao transporte desses materiais, outro ponto é criar uma área para o carregamento, descarregamento e envaze com conexões adequadas, que evitam o vazamento do produto, deste a diques de contenção e recuperação do produto, podendo contar com sistemas de vácuo para coletar o material e evitar gotejamentos ou escorrimento de material na área de envaze e carregamento.

No Grupo Petrópolis, por exemplo, os pontos da linha de produção que demandam maior atenção, no que tange a vazamentos são os sistemas de controle, como válvulas de controle, juntas e conexões pneumáticas, que podem afetar a eficiência de energia global (vapor, energia e ar comprimido). Nesse sentido, detalha François Araujo – técnico Sênior que atua no apoio ao time de Automação e Instrumentação do Grupo Petrópolis, “os indicadores são prioridades para o negócio garantir eficiência e baixo custo. Para isso, temos metas a serem batidas mensalmente e monitoradas semanalmente”.

Existem muitos produtos, projetos e pesquisas para eliminar, evitar e agir de forma rápida no tratamento dos vazamentos, que podem dar suporte ao esforço das equipes envolvidas em manter sempre um sistema ativo e em alerta.

Entre as tecnologias para detecção de vazamentos disponíveis no mercado, estão os sistemas de detecção de vazamentos de ar comprimido por sensores sonoros. “Esses sistemas funcionam como uma câmera, com sensores que conseguem detectar o ruído de um vazamento de ar comprimido com muito mais eficácia que uma inspeção humana. E existem tecnologias similares para detecção de vazamentos de água, gases etc.”, conta André Gomes, Head Industrial da Natural One.

A Cargill está entre as empresas que atuam preventivamente, mantendo política de Zero Dano no suporte aos processos de produção, em todos os negócios, em todo o mundo, e que “coloca a segurança das pessoas sempre em primeiro lugar”, comenta Wilson Dibo, destacando que é a partir desse “valor inegociável que desenhamos todos os controles e procedimentos de Segurança e Qualidade”.

No quesito vazamentos, o ponto sensível da linha de produção está na interação e na maior proximidade a produtos químicos, em momentos de limpeza automática, em sistemas fechados, como tanques e tubulações (CIP) que, mesmo tendo sua aplicação aprovada previamente, exigem atenção e cuidado.

Em indústrias como a Natural One, “por trabalharmos com um produto totalmente sem conservantes e longa vida (shelf-life), nosso maior ponto de atenção são os vazamentos de produto (suco). Por ser um produto isento de conservantes e com longo tempo de embalagem, temos uma tecnologia de processamento e envase asséptico, que requer especial cuidado com os vazamentos, pois, caso ocorram, se perde a assepsia do produto, uma vez que ele tem contato com o ar externo ou com uma superfície não estéril”, explica André, que destaca como ponto sensível, na linha de produção, as válvulas e conexões no caminho do produto entre o pasteurizador e a enchedora, e a própria enchedora. “É preciso estar alerta sobre a importância dos vazamentos de produto nas garrafas envasadas, devido a problemas de tamponamento, que fazem o fechamento da garrafa não ser totalmente estanque”.

Como atenuante, André cita o fato de essa constituir “uma parte não asséptica do processo produtivo, por estar antes do tratamento térmico, pasteurização”, que, exatamente por isso, apresenta “grau de risco menor para a assepsia e a qualidade do produto final. Obviamente, vazamentos nesta parte não asséptica também são críticos, e devem ser tratados, porque podem gerar perdas financeiras relevantes”.

Vazamentos em trecho asséptico ampliam o risco de qualidade do produto, agregando ao cenário “as perdas nas áreas de utilities que aumentam o custo de produção. Para alguns fluidos, e dependendo do grau de vazamento, existe também o risco de saúde para os colaboradores, uma vez que se pode estar falando de vapor superaquecido (risco de queimaduras graves), e até de intoxicação (no caso no nitrogênio, uma vez que expulsa o oxigênio do ar ambiente).

Como produtora de sucos de frutas pasteurizados, a Natural One, na parte relativa a vazamentos de produto, considera dois tipos de ocorrências: ao longo do processo, em válvulas e conexões, e na embalagem.

No primeiro caso, seja ou não na parte asséptica, os vazamentos são evitados através de um bom plano de manutenção preventivo e de rotas frequentes de inspeção, tanto por parte da equipe de manutenção quanto de operação.

Já os vazamentos na embalagem derivados de falhas de tamponamento são evitados através dos sistemas de inspeção eletrônicos (checkmates) instalados na saída das enchedoras. “Esses equipamentos tiram uma foto, garrafa a garrafa, e comparam contra uma imagem padrão, para verificar se a tampa está bem aplicada na garrafa; caso seja detectado algum problema, a embalagem é rejeitada automaticamente. O checkmate é nossa verificação final, para garantir que nenhuma garrafa saia com algum desvio de tamponamento, porém, para funcionar bem, é necessário rígido sistema de controle de parâmetros operacionais”, garante Gomes.

Ao partir do pressuposto de que praticamente todo produto pode ter um vazamento, Dibo lista os líquidos (óleos, lubrificantes, água de resfriamento) e os gasosos (refrigerados e liquefeitos) entre os vazamentos mais comuns nas indústrias, ao lado de produtos químicos e lubrificantes (componentes naturais que entram na linha de produção mecânica). Agrega, também, ingredientes que podem vazar, e são imprescindíveis aos produtos Cargill, “como sal, açúcar, milho e cacau, por exemplo. Nesse ponto vale ressaltar nossa preocupação contínua para evitar desperdícios e, por isso, somos muito rígidos com a manutenção em dia de nossos equipamentos e linhas de produção”.

Outras perdas, como água, vapor e energia também são mitigadas, para reduzir ao máximo desperdício de recursos. Sempre é tempo de lembrar que os custos de produção da indústria já são muito altos, e não coagir perdas em vazamentos é extremamente contraproducente.

Para a empresa, como garante o líder de Qualidade nas áreas de Alimentos e Ingredientes da Cargill na América Latina, os principais riscos de vazamentos estão relacionados a atrasos na linha de produção, desperdício de insumos e, em casos extremos, perda de lotes de produtos. “Temos controles rígidos contra vazamento nas comunidades, e planos de contingência atualizados, que nos asseguram contra esses riscos em todas as localidades onde estamos presentes”.

Calculador de Vazão DMY-2030-CV

A solução em medição de vazão da Presys com compensação de temperatura e pressão é integrada com totalização. A medição de vazão, utilizando o princípio da pressão diferencial com placas de orifício, é um dos métodos mais amplamente utilizados no transporte de fluidos e gases. Isso se deve a vários fatores vantajosos, tais como:

• Simplicidade e baixo custo de instalação;
• Fácil manutenção dos elementos de medição;
• Baixos valores de incertezas de medição.

A medição de vazão por pressão diferencial oferece muitos benefícios, e tem diversas aplicações, especialmente quando combinada com a compensação de pressão e temperatura. O Calculador de Vazão DMY2030-CV, da Presys, é equipado com uma caixa metálica de alumínio extrudado, e possui três entradas que podem ser utilizadas para conexão com sinais analógicos padronizados, provenientes de sensores de pressão diferencial, pressão manométrica e temperatura. Além disso, ele possui alimentação padrão de 24 Vcc para transmissores a dois fios. O dispositivo exibe as indicações das três entradas em 5 dígitos, realiza a totalização da vazão corrigida com uma contagem de 8 dígitos, e possui a opção de reinício (reset), através do painel frontal ou por meio de um contato seco externo.

Identifi car e corrigir vazamentos é sinônimo de maior produtividade na indústria

A detecção de descargas parciais e a identificação de vazamentos de ar comprimido, gases e vácuo pode ser um grande desafio para as indústrias que ainda não utilizam o Imageador Acústico de Precisão Fluke ii910.

Pertencente à linha de geradores de imagens ultrassônicas da série ii900, o equipamento acaba de receber novas funcionalidades. Com o MecQ, os usuários poderão otimizar os processos de manutenção em sistemas transportadores, identificando possíveis falhas em rolamentos, ainda em estágios iniciais.

O modo MecQ detecta possíveis problemas em rolamentos de sistemas transportadores, por meio da geração de imagens acústicas, que permitem que as equipes de manutenção identifiquem falhas em elementos rolantes, e tomem medidas proativas que maximizem o desempenho do sistema, evitando paradas inesperadas.

A nova funcionalidade MecQ proporciona a mesma experiência dos modos LeakQ (que, através de estimativas empíricas, quantifica o tamanho do vazamento, e indica o custo do desperdício), e PDQ (função para descargas parciais, que indica o tipo de descarga, e traça o gráfico PRPD em tempo real), mas foi especificamente desenvolvida e otimizada para a identificação de deterioração mecânica. “Ao analisar uma série de recursos ou componentes mecânicos idênticos, o Fluke ii910 com MecQ permite que o usuário mapeie potenciais anomalias de deterioração. Esta nova aplicação permite aos clientes identificar, de forma eficiente e sem contato, potenciais áreas de interesse para acompanhamento e inspeção minuciosas posteriores”, afirma o Gerente Regional de Produtos LATAM da Fluke, Carlos Rubim.

O equipamento ainda permite registrar as descobertas de vazamento, descargas parciais e, agora, anomalias mecânicas, tirando screenshots ou gravando vídeos de pontos importantes, e adicionando anotações e tags às mídias. Assim, é possível planejar quaisquer ações de manutenção preventiva ou reativa. Desta forma, o Fluke ii910 com MecQ evita o tempo de inatividade não planejado, chegando a uma economia potencial de custos, na casa das dezenas às centenas de milhares de reais, dependendo do setor.

“A adição do modo MecQ aos geradores de imagens ultrassônicos ii910 reforça o comprometimento da Fluke no aprimoramento contínuo dos seus equipamentos, entregando maior valor agregado e novas funcionalidades, aos usuários que já possuem o equipamento, uma vez que o MecQ pode ser habilitado através de uma simples atualização no software interno do gerador de imagens ii910 – totalmente sem custos, para aqueles usuários que já possuem o equipamento”, diz Rubim.

Além do MecQ e do estimador de emissão de CO2, as novas atualizações para o Gerador de Imagens Fluke ii910 ainda contemplam a possibilidade de leitura e gravação automática de códigos de identificação de ativos, inclusão de etiquetas de estado e severidade da inspeção, e o cálculo, diretamente na tela do equipamento, dos desperdícios energéticos e custos financeiros dos vazamentos – além de melhorias regionais nas traduções da intuitiva interface de usuário.

Turn Key em Detecção de Vazamentos

Iniciado em janeiro de 2000, o PEGASO, Programa de Excelência em Gestão Ambiental e Segurança Operacional, da Petrobras, contou com um orçamento de US$ 1 bilhão, em projetos que visam a minimizar os riscos ambientais, e contribuir para a melhoria do uso de recursos naturais.

Do orçamento total, 23% foram destinados para a automação de 14 mil quilômetros de dutos, e para o equacionamento dos resíduos que têm sido acumulados durante 20 anos, qualificando a Petrobras na obtenção de licenciamento ambiental, e a certificação de todas as suas instalações segundo as normas ISO 9000 e ISO 14000.

Este é o maior projeto mundial já destinado a um programa ambiental do setor de petróleo, em que foram desenvolvidas tecnologias para a segurança, meio ambiente, saúde, contingências (ações emergenciais), efluentes (despejos industriais), supervisão e automatização de dutos, tratamento de resíduos e gerenciamento de riscos.

A SMAR tem participado desse programa desde o início, com presença nos sistemas de detecção de vazamentos em dutos terrestres de Exploração e Produção, nas Unidades de Negócios da Bahia, Espírito Santo, Alagoas e Sergipe, fornecendo as Unidades de Transmissão Remota para o interfaceamento dos dispositivos de medição (pressão, vazão, temperatura, concentração), e acionamento de campo com a base de integração de dados operacionais, por telemetria, no CCO, Centro de Controle Operacional, responsável pela gestão das informações, a supervisão e controle das operações dos dutos com escoamentos de fluidos multifásicos, compostos basicamente por óleo, gás, água e areia, e no monitoramento nos dutos com escoamento de fluidos monofásicos, compostos apenas por óleo (oleodutos) ou gás (gasodutos).

Na composição dos sistemas de automação, as Unidades de Transmissão Remota são formadas por painel e controlador modular, para entrada e saída de sinais analógicos e discretos, portas de comunicação para comunicação com rádio transmissor e outros dispositivos, além de instrumentação, tais como os Transmissores de Pressão, sensores e Transmissores de Temperatura e Transmissores de Concentração: Fornecimento completo da marca SMAR.

Com 20 anos de operação, este sistema ainda mantém sua robustez e confiabilidade, no propósito de assegurar a segurança no transporte de petróleo, gás e derivados, e com potencial de atualização aos novos recursos de hardware e software, para ampliar seu desempenho, facilitar a sua manutenção, e aumentar a longevidade, através da migração do módulo CPU do controlador LC800 SMAR que, com os avanços tecnológicos, adquiridos ao longo desses anos, alcançou maior capacidade de processamento, a adição de portas Ethernet redundantes e nativas, e recursos de configuração intuitivos e compatíveis com as últimas versões de Sistemas Operacionais de mercado, mantendo a compatibilidade com os módulos de entradas e saídas, analógicas e discretas, existentes.

De modo semelhante, a nova versão do Computador de Vazão HFC302, que atende integralmente às atuais exigências da Agência Nacional de Petróleo, ANP, simplifica e facilita o acesso e à geração de relatórios de transferência de Custódia e Medição Fiscal.

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