Revista Engeworld

Processo Transportadores de correiasEntenda todas as

disciplinas de um projeto de engenharia. A primeira delas: PROCESSO [pag.56]

Ano 1 • Número 2 • 2013

Dimensionamento correto determina a eficiência do sistema [pag.26]

Válvulas de alívio eSaiba como dimensionar corretamente esse dispositivo fundamental para a segurança da planta [pag.10]

segurançaEnTrEVisTa José Pique Hernando fala sobre os desafios na gestão de grandes projetos [pag.51]

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EdiTorial

A informação como ferramenta profissional

se a informação é fundamental para o bom desempenho em qualquer tipo de atividade, na área de engenharia ela se torna ainda mais importante para profissionais ciosos em preser-var a qualidade, eficiência e segu-

rança nos projetos os quais estão envolvidos. Além da boa formação e conhecimento técnico, os pro-fissionais do setor precisam se manter bem infor-mados diante das inovações tecnológicas, opções mercadológicas e mudanças na legislação e nor-matização, para o desenvolvimento e implantação de projetos que atendam plenamente as demandas dos contratantes.

Num universo marcado pela especialização, o engenheiro de projetos precisa desenvol-ver também uma visão global, para entender as necessidades das demais áreas envolvidas na instalação de uma planta industrial de grande porte. Atenta a esta demanda, que moti-vou seu surgimento, a revista Engeworld traz, nessa edição, uma pauta abrangente e que, a nosso ver, reflete o aspecto multidisciplinar presente nos grandes projetos de engenharia.

Além de encontrar nas próximas páginas um artigo dedicado ao dimensionamento de válvulas de alívio e segurança, o leitor também vai se deparar com outro cujo tema é o cál-culo da linha de tubulações. Um terceiro artigo detalha um caso de sucesso na utilização de motores elétricos, no qual a empresa otimizou o consumo energético em seu sistema de filtro de mangas.

Todos esses artigos foram produzidos por especialistas em suas respectivas áreas de atuação, mas nossa equipe de jornalistas também foi a campo para prospectar pautas que atendam à demanda de conhecimento abrangente por parte dos profissionais do setor. É o caso da reportagem sobre dimensionamento de correias transportadoras, muito utiliza-das em mineração, e da matéria na qual detalhamos as atividades e desafios relacionados à engenharia de processo.

Essa reportagem, aliás, é a primeira de uma série na qual vamos detalhar todas as etapas de implantação de um projeto de grande porte. Esperamos que o resultado esteja à altura de suas necessidades profissionais. Boa leitura.

A Revista Engeworld é uma publicação mensal e dirigida aos profissionais de projetos da engenharia brasileira

Publisher Sandra L. [email protected]

Editor e Jornalista ResponsávelHaroldo Aguiar (MTB 19.372/SP) [email protected]

ReportagemNelson Valêncio, Rodrigo Conceição Santos e Haroldo Aguiar

ColunistaCynthia Chazin Morgensztern / Daniela Atienza Guimarães e Sérgio Roberto Ribeirode Souza

Gerente ComercialAlex MartinTelefone: (11) 5539-1727Celular: (11) [email protected]

Fernando PolastroTelefone/Fax: (11) 5081-6681Celular: (11) [email protected]

Direção de ArteEstúdio LIA / Vitor Gomes

EngeworldRua Tamoios, 302 - cj 01Jd. Aeroporto / São Paulo - SPCEP: 04630-000www.engeworld.com.brsandra l. Wajchman

Publisher

Processo Transportadores de correiasEntenda todas as

disciplinas de um projeto de engenharia. A primeira delas: PROCESSO [pag.56]

Ano 1 • Número 2 • 2013

Dimensionamento correto determina a eficiência do sistema [pag.26]

Válvulas de alívio eSaiba como dimensionar corretamente esse dispositivo fundamental para a segurança da planta [pag.10]

segurançaEnTrEVisTa José Pique Hernando fala sobre os desafios na gestão de grandes projetos [pag.51]

Mecânica - artigoSimpleS no conceito, fundamentaiS no proceSSo

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notíciasfique por dentro do que acontece no mundo da engenharia

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ManUseio De sÓLiDos - artigo

eLétrica - artigo

tUbULação - artigo

a Seleção adequada doS tranSportadoreS de correiaS determina a eficiência do SiStema

projeto otimiza conSumo energético em filtro de mangaS

como dimenSionar a linha corretamente

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22instrUMentação – artigocomo dimenSioar válvulaS de alívio e Segurança, fundamentaiS para Segurança da planta

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Processo

civiL - artigo

entrevistacoLUna qUaLiDaDe

aUtoMação - artigo

coLUna segUrança

infografia

coLUna rH

entenda todaS aS etapaS de um projeto. neSta edição, a primeira delaS: a diSciplina de proceSSo

uma alternativa viável para obraS civiS

joSé pique hernando fala Sobre oS deSafioS na geStão de grandeS projetoS

falhaS que comprometem a geStão por proceSSoS

a tecnologia Sem fio na automação de proceSSoS

a engenharia de Segurança do trabalho voltada a projetoS

paSSo a paSSo no deSenvolvimento de projetoS

por que vale a pena inveStir

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ínDice


noTícias

China estabeleCe metas para 11 setores da indústria

O Ministério da Indústria e Tecnolo-gia da Informação da China anunciou um plano pelo qual pretende aumentar o nível de concentração industrial em setores estratégicos, como forma de im-pulsionar a economia do país. A meta é que, encorajadas por medidas governa-mentais, as empresas estatais de maior porte adquiram suas concorrentes me-nores, de forma a ampliar sua escala de produção e, por consequência, a compe-titividade em escalas local e global.

A medida, que compõe o tradicional plano quinquenal estabelecido pelas au-toridades chinesas para a economia do país, atingirá setores como a indústria au-tomotiva, de máquinas e manufaturados, transporte, tecnologia da informação,

obras da rnest avan-çam Com energização de subestação

Considerada o ponto de partida para a instalação da Refinaria Abreu e Lima (Rnest), que está sendo construída no Complexo Industrial de Suape, em Pernambuco, a primeira subestação do empreendimento foi energizada em janeiro, com sua interligação à rede da Companhia Hidro Elétrica do São Fran-cisco (Chesf ). Denominada de SE5500, a subestação de entrada faz parte de um leque de seis grandes subestações e 29 de pequeno porte em execução no porto pernambucano, para suportar a deman-da de energia dos empreendimentos em instalação no local.

Apesar de energizada, a SE5500 não entrará em operação nos próximos me-

siderurgia, construção naval, mineração e outros. Pelos planos do governo, cerca de 90% da produção de alumínio e 70% da produção naval deverão se concentrar em 10 empresas de grande porte de cada um desses setores, até 2015. O objetivo é combater o excesso de capacidade insta-lada, responsável pela baixa margem de lucro das grandes estatais chinesas.

Maior produtor de aço do mundo, o país também pretende ampliar o controle das suas 10 principais usinas siderúrgicas de 50% para 60% do total produzido no país. As novas regras anunciadas também sina-lizam maior preocupação ambiental. Nes-se ponto, as indústrias siderúrgicas serão proibidas de se instalar em 47 cidades mais populosas, como Pequim e Xangai. As pe-quenas e lucrativas usinas privadas, por sua vez, contarão com recursos para atualizar suas instalações e, se necessário, realocá-las.

ses, aguardando sua interligação às es-tações Suape II e Pirarama II, também localizadas em Suape, por meio de uma linha de 230 kV. Além disso, ela aguarda a energização de dois transformadores de 100 MVA cada, prevista para o mês de fevereiro, e de demais equipamen-tos, cujo comissionamento avançará de acordo com o cronograma das obras.

Até dezembro último, a Chesf inves-tiu R$ 200 milhões na infraestrutura

instalada para suportar o fornecimento de energia aos empreendimentos em execução no Complexo de Suape. A Rnest, que figura como o maior deles, vai consumir US$ 20,1 bilhões da Pe-trobras e tem conclusão prevista para o fim de 2014. Trata-se de primeira refinaria construída pela estatal nos úl-timos 30 anos e, no atual estágio, suas obras estão mobilizando cerca de 46 mil operários.


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equipamentos do Comperj fiCam parados no porto

Os atrasos na construção das vias de acesso ao Complexo Portuário do Rio de Janeiro (Comperj), devido a dificuldades na obtenção de licenças ambientais e nas desapropriações, estão levando a Petro-bras a arcar com elevadas taxas para man-ter equipamentos importados – a serem utilizados no empreendimento – no por-to do Rio de Janeiro. Os primeiros equi-pamentos chegaram em agosto de 2011 – incluindo quatro reatores italianos, com mais de 1.000 t cada – e só poderão ser transferidos para o canteiro de obras após a construção de um porto na praia da Beira, em São Gonçalo, e de uma estrada de 18 km até Itaboraí, onde se localiza o complexo petroquímico.

A conclusão dessas obras está prevista para o final de 2014 e, como a área uti-lizada no Porto do Rio não é arrendada, a empresa continuará pagando taxas diárias nesse período. Diante desse ce-

petrobras anunCia venCedores para montagem da p-74 e p-76

A empresa Estaleiros do Brasil (EBR) e o consórcio formado pela Technip e Techint foram anunciados como ven-cedores da concorrência promovida pela Petrobras para a integração das pla-taformas P-74 e P-76, respectivamente.

O estaleiro EBR ganhou a disputa com uma proposta de US$ 741 milhões para a montagem da P-74 enquanto a Tech-nip/Techint apresentou uma proposta de US$ 889 milhões para a integração da P-76.

As duas unidades serão feitas em es-taleiros no Rio Grande do Sul e depois passarão a operar por sistema de Cessão Onerosa, na Bacia de Santos. Atualmente os cascos, que incluem também a P-75 e a P-77, estão sendo convertidos no esta-leiro Inhaúma (RJ). Além das empresas vencedoras, a concorrência era disputada pelas empresas Engevix e Jurong e pelos consórcios Andrade Gutierrez/GDK e Queiroz Galvão/Camargo Corrêa/Iesa.

plataforma da osX reCebe selo de efiCiênCia

O Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis (IBP) concedeu à OSX, empresa offshore do grupo EBX, perten-cente ao empresário Eike Batista, a certifi-cação de Serviço Próprio de Inspeção de Equipamentos (SPIE) para a operação da plataforma FPSO OSX-1. Primeira uni-dade marítima da empresa, a embarcação está em operação desde janeiro de 2012 no campo de Tubarão Azul, na Bacia de Campos, afretada para a OGX.

Segundo a empresa, a plataforma offshore já alcançou nível médio de eficiência de cerca de 99%, resultado considerado inédito para a fase inicial de uma produção marítima na Bacia de Campos. Com a certificação do IBP, que confere maior confiabilidade à operação, a companhia espera reduzir custos ao ampliar o intervalo de tempo para inspeção dos equipamentos.

nário, já que o planejamento do projeto contemplava a instalação dessa infraes-trutura a partir de fevereiro de 2012, a Petrobras pensou em alternativas para o transporte temporário dos equipamen-tos que estão chegando ao porto.

Uma delas, que previa o trajeto pelo rio Guaxindiba, foi vetada pelos órgãos ambientais, já que o projeto demandaria a dragagem de 100 mil m3 de sedimen-tos do rio, em plena área de preservação ambiental. Os reatores serão utilizados para produzir diesel com baixo teor de enxofre na refinaria, que tem seu primei-ro trem de refino previsto para ser con-cluído em abril de 2015.


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segunda-feira, 10 de dezembro de 2012 16:59:12


insTrumEnTação

Por Paulo Barbero Assessor técnico especialista em válvulas de segurança da Pentair Valves & Controls Brasil.

valvula de alívio e segurança

Válvula de alívio e segurança é um dispositivo automá-tico de alívio de pressão que pode ser usado quan-do se trabalha com fluidos

incompressíveis (líquidos) ou para a segurança em operações com fluidos compressíveis (gases e vapores). Tam-bém denominada de PRV, das iniciais em inglês (Pressure Relief Valve), ela tem por objetivo a proteção de vidas e das instalações através do alívio da pressão além dos limites permitidos pela norma de construção do equipamento que está sendo protegido.

CálCulo de dimensionamento

Para calcular o dimensionamento de uma PRV, deve-se levar em consideração os seguintes pontos:

1 . A pressão de início de abertura da válvula, denominada de ¨set

pressure¨ , valor no qual a PRV come-ça a aliviar o produto contido no vaso.

2. A vazão de descarga prevista do produto quando do evento de

abertura da válvula.

3. O cálculo da PRV deve consi-derar todos os cenários possíveis,

como, por exemplo, fogo externo, rompimento de tubo, alívio térmico, saída bloqueada e falha na válvula de controle, entre outros descritos na norma API-RP-521.

O entendimento do cenário já repre-senta um primeiro passo para o perfeito dimensionamento e sua análise é muito importante, pois sem esse conhecimen-to não podemos iniciar o cálculo da PRV. Os programas para dimensionamento de válvulas disponíveis no mercado têm a informação da capacidade como um dos itens obrigatórios para sua seleção.

Os vasos ou equipamentos possuem uma pressão máxima denominada PMTP (Pressão Máxima de Trabalho Permitida), acima da qual ficam expos-tos a risco grave e iminente de ruptura. Para evitar a ruptura estrutural do equi-pamento por uma eventual variação de pressão ou falha de algum componente do sistema, a norma API-RP-521, mais utilizada no Brasil, estabelece possíveis cenários em um processo que podem causar um aumento de pressão acima da PMTP. A válvula de alívio de pressão é instalada para aliviar a pressão do sistema antes do seu rompimento.

artigo

O cálculo da PRV deve considerar todos os cenários possíveis, como, por exemplo, fogo externo, rompimento de tubo, alívio térmico, saída bloqueada...

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Cenários possíveisComo exemplo, podemos idealizar

um tanque de gás liquefeito pressurizado que recebe bombeamento de um com-pressor, sendo que a máxima pressão do compressor é capaz de romper o tanque, cuja capacidade é de 2 t/h de produto. Além disso, esse tanque pode estar sujei-to a fogo externo (situação de incêndio externo ao tanque protegido pela PRV), situação na qual o gás armazenado ex-pandirá até o patamar de 4 t/h.

Nessa condição, a PRV deve estar di-mensionada para permitir a passagem de 4 t/h, ou seja, o cenário mais crítico, pois na condição do cenário da alimentação do compressor ela será suficiente para proteger o tanque.

Outra situação que deve ser obser-vada é a expansão térmica imposta a um fluido confinado, algo comum em tubulações fora de operação e que con-têm líquido em seu interior, geralmente expostas ao sol ou a qualquer fonte de calor radiante e com suas extremidades bloqueadas.

Este fato pode gerar pressões elevadas, devido à incompressibilidade dos líqui-dos, danificando fatalmente as válvulas de bloqueio e até mesmo as tubulações. Em tal caso, deve-se prever sempre a ins-talação de uma válvula de alívio de pres-são no trecho bloqueado.

Circunstância idêntica ocorre com os trocadores de calor, nos quais, ainda que bloqueados, é possível constatar peque-nos vazamentos através das válvulas de fluído quente. Assim sendo, o produto frio será aquecido, o que ocasionará sua expansão e danos às juntas ou mesmo aos tubos nos espelhos, além de conta-minar o produto e danificar todo o equi-

pamento. Por essa razão, sempre deve ser prevista a instalação de válvula de alívio em trocadores de calor, mesmo que suas pressões de operação sejam baixas.

seleção da válvulaA determinação do tamanho de uma

válvula de alívio e segurança de pressão é feita através do cálculo da área do orifício necessária às condições de operação da válvula. A escolha do tipo – que pode ser convencional, balanceada ou piloto ope-rada – irá depender da variação de con-trapressão, do nível de corrosão do fluído ou do critério adotado pelo projetista.

O dimensionamento da tubulação

de descarga é importante, pois sua não observância pode levar a alterações sen-síveis no funcionamento previsto da vál-vula de alívio de pressão, principalmente se esta for do tipo convencional.

A norma API-RP-520 apresenta as fór-mulas básicas para dimensionamento de válvulas de alívio de pressão, bem como gráficos e informações adicionais para um bom dimensionamento deste dispo-sitivo. A compreensão do assunto tam-bém passa pelo entendimento de outras normas técnicas, como a API/RP-521 (Guide for Pressure Relief and Depres-suring Systems) e a ASME- (Bolier and Pressure Vessel Code Section VIII).

A determinação do tamanho de uma válvula de alívio e segurança de pressão é feita através do cálculo da área do orifício necessária às condições de operação da válvula


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mEcânica

Simples no conceito, fundamentais no processobombas

As bombas pneumáticas, como o nome sugere, uti-lizam o ar comprimido como fonte de energia para o deslocamento de

fluídos em linhas de produção de minera-doras e plantas de óleo e gás, entre diver-sos outros tipos de indústrias. Como em-pregam o ar comprimido – ou até mesmo nitrogênio ou gás – para a geração de energia hidráulica, elas apresentam uma série de vantagens em relação aos equi-pamentos acionados por motor elétrico, como a eliminação do consumo de ener-gia elétrica, facilidade de instalação e de

Componentes básiCosEsse tipo de bomba pneumática con-

ta com três elementos básicos: seção de ar motor, seção hidráulica e válvula de ciclagem de ar. A seção de ar motor con-siste em um pistão de baixo peso inercial, com vedação de anel o’ring, dentro de uma camisa de fibra de vidro com epóxi ou duralumínio. Quando o ar comprimi-do é injetado dentro da seção motor, ele

controle da subida da pressão hidráulica.Além disso, são equipamentos de

configuração portátil e que operam em diversos tipos de processos e aplica-ções pesadas, pois apresentam elevada capacidade hidráulica, não demandam lubrificação contínua nem contami-nam o ambiente com vapor, são robus-tas e de baixa manutenção. Indicadas para o bombeamento de fluídos que demandam elevado controle sanitário (indústrias farmacêuticas, alimentícias, etc.), gases liquefeitos e líquidos com os mais variados níveis de viscosidade ou de concentração de partículas em suspensão, as bombas pneumática se caracterizam ainda pela versatilidade em aplicações contínuas, podendo operar em áreas classificadas e com sistemas de controles automáticos.

Alguns modelos de bombas pneumá-ticas trabalham pelo princípio de cicla-gem alternativa, automática, através do diferencial de áreas, utilizando um pistão automático de grande área conectado a um pistão hidráulico de pequena área. Com isso, eles convertem a pressão do ar comprimido em pressão hidráulica. Em resumo, quando o ar comprimido é aplicado na bomba, ela cicla em sua velocidade máxima, produzindo vazão máxima e atuando como uma bomba de transferência, para encher o recipiente de pressão com líquido.

Assim que a pressão for aumentando e

artigo

são equipamentos de configuração portátil e que operam em diversos tipos de processos e aplicações pesadas

oferecendo maior resistência à ciclagem do pistão, a bomba começa gradualmen-te a operar em velocidades menores até a equalização desse conjunto, quando o equilíbrio de forças for atingido. Nesse princípio, a queda de pressão requerida para que a bomba reinicie a ciclagem é pequena devido à baixa resistência de fric-ção oferecida pelo anel do pistão pneumá-tico e pela gaxeta do pistão hidráulico.

engeworld | fevereiro 2013 | 15 engeworld | Janeiro 2013 | 15

dentro do corpo hidráulico. Seu diâmetro determina a vazão de saída e a capacidade máxima de pressão da bomba. A função desse dispositivo é introduzir o líquido no corpo hidráulico (sucção), através de uma válvula de retenção de entrada, e força-lo para fora sob alta pressão, através da válvula de retenção de saída.

Tais retenções e retornos são acio-nados por molas que controlam a pas-sagem do líquido na entrada e saída da bomba. Quando o pistão está no ciclo de sucção, a válvula de retenção de entra-da abre ao máximo para a introdução do líquido no corpo da bomba, enquanto a válvula de retenção de saída é fechada pela mola. No curso de pressão, a válvula de retenção de entrada fecha e o pistão hidráulico força o líquido para fora, atra-vés da válvula de retenção de saída.

Com a função de conter o líquido sob pressão durante a ciclagem e prevenir va-zamento interno pelo motor, uma gaxe-ta dinâmica envolve o pistão hidráulico e consiste em uma das poucas partes do equipamento suscetíveis a desgaste. De acordo com a compatibilidade dos flui-dos bombeados, a temperatura de opera-ção e a pressão requerida, o equipamento pode adotar diferentes configurações e materiais de vedação. Muitos modelos

empurra o pistão para baixo, no ciclo de compressão, e o ar então move o pistão de volta, para o ciclo de sucção.

Alguns modelos substituem esse dis-positivo de retorno do pistão por uma mola, mas o certo é que esse conceito elimina a necessidade de lubrificação, facilitando a operação e manutenção do equipamento. A capacidade de pressão dessas bombas pode ser ampliada com a adição de pistões pneumáticos, de modo que elas passem a operar com duplo e até mesmo triplo cabeçote.

A seção hidráulica da bomba, por sua vez, é composta por um pistão hidráulico diretamente conectado ao pistão pneu-mático e com a sua ponta inferior alojada


também usam um distanciador montado entre a seção motor e a hidráulica, para o completo isolamento entre água e ar e uma operação livre de contaminantes.

Completando a configuração desse tipo de bom-ba, há ainda a válvula de ciclagem de ar que consiste em um carretel piloto operado e não balanceado, de baixo peso, que distribui o ar comprimido para cada lado do pistão, de acordo com sua posição. O pistão pneumático atua as válvulas piloto superior e infe-rior em cada curso alternadamente, pressurizando e exaustando uma parte do carretel. Com isso, ele gera a ciclagem e controla o fluxo de ar para o pistão.

bombas de diafragmaAlém das bombas que operam pelo princípio de ci-

clagem, um modelo muito utilizado no mercado adota duplo diafragma que, em alguns casos, pode ser acio-nado por motor-redutor. São as bombas de diafragma elétricas de deslocamento positivo, que contam basica-mente com dois módulos: a parte molhada (manifoal-ds e câmara de bombeamento) e parte seca ou bloco central (área de atuação do ar comprimido). Esses con-juntos são separados por dois diafragmas, que isolam o líquido bombeado do ar comprimido.

através dos coletores (manifoalds). En-quanto isso, o outro diafragma é puxado para trás pelo eixo que interliga os dia-fragmas, succionando o fluido para den-tro da outra câmara de bombeamento.

Quando os diafragmas completam seu curso, a válvula pressuriza a câmara do diafragma oposto, gerando o mesmo

processo já descrito. O movimento alter-nado dos diafragmas executa o bombea-mento em um fluxo pulsante.

Isento de selos mecânicos e de vaza-mentos ocasionados pela sua queima, esse modelo é indicado para o desloca-mento de produtos abrasivos, viscosos e degradáveis, entre outras característi-

Nessa configuração, o bloco central possui uma válvula que direciona o ar comprimido e pressuriza um dos dia-fragmas, que por sua vez impulsiona o fluido contido na câmara a sua frente. O fluido é então impulsionado para cima, devido à ação dos conjuntos esfera/assento, sendo direcionado para a saída

desCarga

suCção

entradade ar

Além das bombas que operam pelo princípio de ciclagem, um modelo muito utilizado no mercado adota duplo diafragma que, em alguns casos, pode ser acionado por motor-redutor

BA


cas. Alguns tipos podem ser operados com a descarga fechada (pressurizada) indefinidamente sem quaisquer danos, dispensando acessórios de segurança como válvulas de alívio, entre outros.

No caso de aplicações mais severas (líquidos mais viscosos ou com gran-des sólidos em suspensão), a bomba pode incorporar itens de maior robus-tez, como válvula de ar antitravamento e de fácil manutenção. Além disso, a configuração do equipamento pode contemplar a descarga por baixo para a maior eficiência no bombeamento de sólidos.

Além dos cuidados no dimensiona-mento da bomba e na seleção do tipo mais adequado às exigências do proces-so produtivo, sua correta operação está

relacionada à boa instalação do equipa-mento, entre outros requisitos. A quali-dade do ar também é fundamental para o bom funcionamento da bomba, mo-tivo pelo qual sua alimentação deve ser dotada de um conjunto regulador, que controla a pressão de entrada e conta com filtro para retenção de impurezas.

Nos equipamentos que operam com ar lubrificado, esse dispositivo conta ainda com um separador de água con-densada (geralmente conjugado com o filtro), de preferência com purga au-tomática, uma válvula reguladora com manômetro (para controlar a velocida-de de pulsação da bomba) e lubrifica-dor, de forma que a alimentação de ar comprimido atenda aos níveis de umi-dade requeridos para o processo.

bibliografia flutrol – Catálogos técnicos

formas de instalação:

submersasuCção positiva“afogada”

suCção negativa“aspirando

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EléTrica

Por Rodrigo Augusto Neves e Marcos Coelho (*)

projeto otimiza Consumo energétiCo em filtro de mangas

Nas instalações indus-triais, o consumo de energia elétrica geral-mente representa uma parcela importante nos

custos de produção. Diante do descom-passo entre a disponibilidade e a de-manda energética, os motores elétricos desempenham papel determinante no processo produtivo devido a sua versati-lidade e eficácia. Mas o atual cenário de oferta de energia, tanto no Brasil como em qualquer outro país, impõe restrições de ordem financeira e ambiental a essa questão, ampliando significativamente a importância do uso racional de energia.

Como os motores elétricos são, nor-malmente, os maiores responsáveis pelo

industrial, no início do século XIX, um dos problemas verificados pelos seus usu-ários era o rendimento da transformação da energia elétrica em mecânica. Grandes esforços foram feitos para se projetar um equipamento que fizesse essa transforma-ção com o menor desperdício de energia possível. Desde então, as pesquisas e desen-volvimentos concentram-se no aperfeiçoa-mento dos materiais condutores, magnéti-cos e isolantes utilizados nos motores.

No entanto, a busca pela melhora do rendimento não parou e os pesquisadores estão retornando a uma idéia antiga, que é a utilização de imãs permanentes, agora com preços mais acessíveis e imãs mais potentes. Essa construção tem se mostra-do bastante atrativa já em escala industrial.

artigo

O grande diferencial, nesse caso, é o uso dos imãs dentro do rotor, de forma que não existe a gaiola de alumínio ou cobre e, portanto, não ocorre a indução de corrente e o consequente fluxo ele-tromagnético pelo rotor. Isso permite que o aquecimento do motor seja muito inferior ao de um modelo de construção

consumo energético nas indústrias, sua otimização pode resultar em melhorias de custo, em ganhos de pro-dução, de manutenção e até mesmo ambientais. Trata--se de uma via relativamente pouco explorada e com inte-ressantes possibilidades, que pode oferecer uma série de oportunidades no mercado nacional para a evolução e melhoria na aplicação desse equipamento.

Desde o advento do motor elétrico como força motriz

tradicional. Com essa configuração, é possível obter rendimentos entre 95% e 97%, variando de acordo com a carcaça. Isso indica que as perdas nesse tipo de motor não ultrapassam a 5% do total de energia absorvida na rede, com a conse-quente economia de energia.

Outros fatores são influenciados por

a busca pela melhora do rendimento não parou e os pesquisadores estão retornando a uma idéia antiga, que é a utilização de imãs permanentes

Rodrigo Augusto Neves é engenheiro eletricista/eletrônico e Marcos Coelho é engenheiro eletricista, ambos da área de motores da WEG Equipamentos Elétricos.


essa redução do aquecimento gerado, pois com o motor mais frio e com o pa-cote de chapas com menores densidades de fluxo, é possível fornecer a mesma potência mecânica utilizando menos material ativo, o que reduz o tamanho da carcaça do motor. Assim, este tipo de motor contribui com a eficiência energé-tica não apenas do usuário, mas também para toda a cadeia de produção, pois é ne-cessária uma quantidade menor de cha-pas de aço e ferro fundido. Essa redução, estendida para toda a cadeia produtiva, re-presenta uma grande redução do impacto energético do motor em operação.

Caso de otimizaçãoEste artigo trata do projeto de otimização

no uso de motores elétricos pela empresa Imerys, indústria do segmento químico localizada em Mogi das Cruzes (SP), que se dedica à fabricação de insumos à base de carbonato de cálcio. Para desenvolver um projeto de eficiência energética no sistema de filtro de mangas da área de dispersão, a empresa buscou o apoio da WEG Equipa-mentos Elétricos e do fabricante de filtros Ventiladores Bernauer.

O filtro utilizado pela Imerys possui dois pontos de captação, oriundo dos tanques dispersores, sendo que um de-les fica inoperante grande parte do tem-po, devido às variações de demanda do processo. Dessa forma, este ponto de captação fica exaurindo desnecessaria-mente, elevando o custo operacional de todo o sistema. O projeto de eficiência energética foi desenvolvido para reduzir o consumo de energia elétrica no siste-ma de exaustão, substituindo um motor de indução tradicional por um de imãs permanentes, acionado por inversor de frequência. O sistema utiliza ainda um transmissor de pressão para o monitora-

mento do processo de filtração.Ao fechar o “damper” do ponto de cap-

tação inoperante, eleva-se a pressão do sistema, o transmissor de pressão capta esta elevação e controla a velocidade do motor de imãs permanentes através do inversor de frequência. Com isso, o sis-tema de exaustão é mantido dentro das

espeCifiCações dos motoresEspecificação Motor de indução Motor de imãs permanentesPotência (cv) 15 15Rotação (rpm) 3.510 3.600Tensão (V) 380 380Acoplamento Direto DiretoAcionamento Partida direta Inversor de frequência

As medições foram realizadas através de um analisador de energia. Acompanhando o consumo em kWh (conforme gráfico), verifica-se uma redução gradativa no consumo de energia elétrica do motor de imãs permanentes conforme o fechamento do “damper” do tubo de captação.

suas características operacionais ideais, o que reduz substancialmente o consumo de energia elétrica. Esse controle tornou--se possível devido ao fato de o motor de imãs permanentes possuir torque cons-tante em toda a faixa de rotação, impres-cindível para aplicações em sistemas de exaustão, uma vez que impossibilitaria a redução de velocidade, caso ocorresse uma perda de carga no sistema.

passos do projeto

O passo fundamental para a implantação do projeto foi a substituição do motor de indução tradicional pelo de imãs permanentes aciona-

do por inversor de frequência. Além disso, ele contemplou a instalação do transmissor de pressão no sistema de exaustão.


referênCias bibliográfiCas jordan, Howard e. – “Energy efficient electric motors and their application” – Van Nostrand Reinhold Co. – New York, 1983;

nau, l., sebastião – “Influência dos materiais condutores e magnéticos no desempenho de motores elétricos e sua correlação com a qualidade de energia elétrica” – WEG a – Jaraguá do Sul (SC), 1999;

vários autores – “Conservação de Energia: Eficiência Energética de instalações e Equipamentos” – FUPAI – Itajubá (MG), 2001.

indiCadores motor de indução projeto adotadoCusto unitário (R$/kWh) 0,23Horas de operação/ano 8.760kWh consumido (“dampers” abertos) 12,1 8,7kWh consumido (“dampes” fechados) 12,1 6,7kWh médio consumido 12,1 7,7Consumo anual (kWh) 105.996 67.452Redução no consumo de energia (kWh/ano) 38.544Redução de energia elétrica (%) 36,3Retorno sobre o Investimento (ROI) 8 meses

Dessa forma, o projeto proporcionou uma redução de aproximadamente 40% no consumo de energia elétrica e uma consequente redução na emissão de CO2. Isto ocorreu devido ao rendimento do motor de imãs permanentes ser supe-rior ao do motor de indução, acrescido ainda ao controle de velocidade.

Além da redução substancial do consu-mo de energia elétrica, o projeto também proporcionou ganhos ao aumentar a vida útil das mangas de quatro para seis meses, devido ao menor stress por operação na vazão e pressão adequadas. Com isso, ele contribuiu para a redução no custo de aquisição de novas mangas e no tempo de

parada de manutenção para sua troca.Outros ganhos foram contabilizados,

como o menor número de injeção de ar para limpeza das mangas, o que diminuiu o consumo de ar comprimido, além do menor desgaste do sistema de limpeza das mangas (válvulas, conexões etc.) e a redução da abrasão e condensação, evi-tando possíveis obstruções das tubula-ções. Enfim, o projeto culminou com a diminuição do custo de manutenção e de operação como um todo, aumentando a confiabilidade do sistema. Tais ganhos indiretos não foram considerados no cál-culo do retorno de investimento, compro-vando a real viabilidade do projeto.

O projeto ganha importância dada a grande aplicação deste sistema de filtração em indústrias dos mais diver-sos segmentos, contribuindo ainda de maneira significativa para a redução do impacto ambiental.

Motor W22 Plus15 cv - II Polos

dampers abertos damper feCHado Consumo(kW/h)

Motor WMagnet15 cv - II Polos

+Transmissor

Pressão

12,1

8,7

6,7

gráfiCo de medições


Motores | Automação | Energia | Transmissão & Distribuição | Tintas

www.weg.net/filtrodemangas

g Redução no consumo de energia de até 40%g Retorno médio de 1 ano sobre o capital investido g Variação de velocidade otimizando o processo g Redução de peso e volume g Vida útil mais longa e manutenção reduzida

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Solução WEG para sistema de Filtro de MangasMais eficiência e produtividade para a indústria

Financiamento:

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Cod

e


Tubulação

Por Ciro de Toledo Piza Tebecherani

Como dimensionar a linha Corretamente

Os tubos de aço com costu-ra têm essa denominação de forma errônea, porém consolidada no mercado há muito tempo, desde

quando o processo utilizado para sua confecção era de baixa frequência (50 ou 60 hz), o que dava ao material uma aparência de “costurado”. Atualmente, o processo é realizado com solda longitu-dinal pelo sistema ERW (solda por resis-tência elétrica), de alta frequência, que garante a homogeneidade da matéria--prima com a solda e confere excelentes características e acabamento ao produto.

artigo

Os tubos podem ser produzidos com uma variada gama de matérias--primas (tipos de aço utilizados), que são normalmente fornecidas segundo especificações da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), ASTM (American Society for Testing and Ma-terials), DIN (Deustaches Institute for Normuns), API (American Petroleum Institute), AISI (American Institute of Steel and Iron), SAE (Society of Auto-motive Engineers), e outras entidades normatizadoras.

A matéria-prima utilizada é comprada em forma de bobinas, que são classifica-

das em dois grandes grupos: as bobinas laminadas a frio (BF) e as bobinas lami-nadas a quente (BQ). Os materiais do primeiro grupo possuem uma cor clara, sendo necessários alguns cuidados espe-ciais com os tubos produzidos com essa matéria-prima, pois ela é altamente sus-ceptível à oxidação (corrosão, ferrugem).

Nesse caso, os tubos devem ser ar-mazenados e transportados dentro de critérios que evitem a umidade, senão tendem a adquirir uma aparência amare-lada, o que pode ocasionar sérias conse-quências durante a utilização do produ-to final. Essas bobinas são normalmente produzidas em espessuras abaixo de 2,00 mm e apresentam melhor acabamento e tolerância dimensional. Devido ao seu processo de fabricação, o custo final é maior em relação às BQ.

As bobinas laminadas a quente (BQ), por sua vez, possuem uma cor escura e são menos susceptíveis à oxidação. Por esse motivo, os tubos produzidos com essa matéria-prima podem ser trans-portados e armazenados em condições normais, sem comprometimento a sua qualidade. Podem até mesmo ser arma-zenados a céu aberto, desde que seja por pouco tempo, sem que isso comprome-ta a qualidade do produto.

Essas bobinas são normalmente pro-duzidas em espessuras acima de 2,00 mm e não possuem uma tolerância dimensional tão restrita quanto as BF, ganhando também a denominação de

Ciro de Toledo Piza Tebecherani tem 27 anos de experiência em desenvolvimento de produtos, nor-matização e assistência técnica para tubos de aço carbono e atualmente atua na área comercial das empresas Persico Pizzamiglio e Tupy Fundições


BG (bobinas grossas) quando apresen-tam espessura superior a 5,00 mm. Se o processo de produção do tubo deman-dar uma melhor condição dimensional da BQ, a matéria-prima também pode passar por uma relaminação a frio. Esse processo, que resulta nas chapas relami-nadas a frio, também denominadas de RL, pode ser utilizado ainda para se ob-ter materiais em espessuras não forneci-das pelas usinas.

Quando os tubos de condução são zincados a quente (galvanizados a fogo, como são popularmente conhecidos), o usuário final não precisa se preocupar muito em relação à qualidade de aca-bamento da sua superfície. Nesse caso, tornam-se necessários apenas pequenos cuidados quanto ao seu armazenamento. A verificação da qualidade da solda e/ou do produto final pode ser feita através de ensaios destrutivos e/ou ensaios não destrutivos, que podem ser:

Hidrostático: consiste em testar o

tubo a uma determinada pressão hidráuli-ca para confirmar a estanqueidade do tubo.

Eletromagnético: através de cor-rentes parasitas, testa o tubo quanto a descontinuidades. Esse tipo de ensaio não garante a estanqueidade, porém é admitido como teste opcional ao hi-drostático na maioria das normas de condução devido a sua grande veloci-dade de execução.

Pneumático: Consiste em um en-saio similar ao hidrostático, porém com a utilização de ar comprimido e por con-sequência, atinge pressões mais baixas.

Ensaios destrutivos: durante o pro-cesso de fabricação são realizados vários ensaios mecânicos destrutivos com amos-tras retiradas da matéria-prima, tais como alargamento, flangeamento e outros.

informações téCniCasO cálculo do peso teórico de um

tubo redondo de aço carbono segue a fórmula abaixo:

p = 0,0246615 x (d - e) x e (*)

Sendo:p = Peso do tubo em Kg/md = Diâmetro externo do tubo em mme = Espessura da parede do tubo em mm

(*) Considerando tubos de aço preto e não galvanizados, que apre-sentam um pequeno acréscimo no peso por metro.

Normalmente, os fabricantes pos-suem um padrão interno para a fabrica-ção de tubos quadrados e retangulares, de forma que o seu raio de canto seja de aproximadamente duas vezes a es-pessura de parede. Esse valor também é especificado em algumas normas de fa-bricação. No caso da ASTM A 500, por exemplo, o raio de canto previsto é até três vezes a espessura do tubo (máximo admitido).

O raio de canto poderá ser maior ou menor que o mencionado anterior-mente, dependendo da exigência da norma ou do processo de fabricação. O cálculo para identificar qual o diâmetro de origem de um tubo de perfil quadra-do emprega a seguinte fórmula:

de = 1,27 x l (*)Sendo:de = Diâmetro equivalente.l = Lado do perfil quadrado.(*) Considerando o raio de canto igual a duas vezes a espessura.

Já o cálculo do diâmetro equivalente de um tubo de perfil retangular emprega a fórmula abaixo:

de = 1,27 x (l1 + l2) / 2 (*)


diÂmetro eXterno (mm) para eletrodutos de aço

diametronominal(pol)

tamanHo nominal(mm)

nbr5597

nbr5598

ansiC 80

1/8 6

¼ 8

3/8 10 17,1 17,2 17,1

½ 15 21,3 21,3 21,3

¾ 20 26,7 26,9 26,7

1 25 33,4 33,7 33,4

1 1/4 32 42,2 42,4 42,2

1 1/2 40 48,3 48,3 48,3

2 50 60,3 60,3 60,3

2 1/2 65 73,0 76,1 73,0

3 80 88,9 88,9 88,9

3 1/2 90 101,6 101,6 101,6

4 100 114,3 114,3 114,3

5 125 141,3 139,7 141,3

6 150 168,3 165,1 168,3

diÂmetro eXterno (mm) para tubos de Condução

diametronominal(pol)

tamanHo nominal(mm)

astma120/a135

bs1387

din2440

nbr5580

nbr5590

1/8 6 10,20 10,20 10,29

¼ 8 13,50 13,50 13,50 13,72

3/8 10 17,20 17,20 17,20 17,25

½ 15 21,30 21,30 21,30 21,30 21,34

¾ 20 26,70 26,90 26,90 26,90 26,67

1 25 33,40 33,70 33,70 33,70 33,40

1 1/4 32 42,20 42,40 42,40 42,40 42,16

1 1/2 40 48,30 48,30 48,30 48,30 48,26

2 50 60,30 60,30 60,30 60,30 60,32

2 1/2 65 73,00 76,10 76,10 76,10 73,03

3 80 88,90 88,90 88,90 88,90 88,90

3 1/2 90 101,60 101,60 101,60 101,60 101,60

4 100 114,30 114,30 114,30 114,30 114,30

5 125 141,30 139,70 139,70 139,70 141,30

6 150 168,30 165,10 165,10 165,10 168,28

O cálculo do peso teórico de um tubo quadrado, por sua vez, emprega a fórmu-la abaixo:

p = 0,0246615 x (1,27 x l - e) x e (*)

Sendo:P = Peso em kg/m.L = Lado do quadrado (mm).e = espessura do tubo (mm).(*) Considerando o raio de canto igual a duas vezes a espessura.

E o cálculo do peso teórico de um tubo retangular pode ser calculado pela seguinte fórmula:

p = 0,0246615 x (1,27 x (l1 + l2 ) - e) x e 2

Sendo:P = Peso em kg/m.L1 = Lado maior (mm).L2 = Lado menor (mm).e = Espessura (mm).

diÂmetro nominal e sCHedule

Diâmetro nominal é o termo consa-grado comercialmente para a designa-ção do diâmetro dos tubos de condu-ção, eletrodutos e demais tubulações para óleo e gás. Outra denominação

adotada é “tamanho nominal”, mas o termo “bitola” deve ser evitado, pois não está previsto na terminologia téc-nica brasileira para esses casos. Vale

ressaltar que o diâmetro nominal não corresponde a medida efetiva ou real da circunferência externa do tubo, confor-me demonstra a tabela abaixo:

Diâmetro nominal é o termo consagrado comercialmente para a designação do diâmetro dos tubos

Sendo:De = Diâmetro equivalente.L1 = Lado maior do perfil retangular.L2 = Lado menor do perfil retangular.(*) Considerando o raio de canto igual a duas vezes a espessura.


A denominação Schedule, por sua vez, refere-se ao formato arredondado do tubo, calculado pela fórmula:

sCH = p / sOnde P é a pressão de trabalho do tubo e S é a tensão (pressão)

correspondente a 60% do limite de escoamento do material à tempera-tura de 20ºC.

Portanto, para um mesmo diâmetro externo de um tubo de condução, quan-to maior o SCH, maior será a espessura

da parede em relação ao seu diâmetro. Dessa forma, o termo schedule define a espessura de parede do tubo de condu-ção, sendo que os valores estabelecidos para cada schedule (espessura) nos vá-rios diâmetros são tabulados e conven-cionados nas normas correspondentes.

Pelas normas americanas (carbono - ASTM), por exemplo, os tubos seguem o padrão definido pela ANSI B 36.10, mesmo padrão adotado pela norma brasileira NBR 5590. Nas normas eu-ropéias (DIN, BS e outras), bem como nas brasileiras (ABNT) não é comum a designação das espessuras em schedule e sim conforme recomendação da ISO (Intenational Standardzation Organi-zation), que estabelece classes de es-pessuras, definidas conforme tabela de cada norma.


manusEio dE sólidos

dimensionamento Correto determina a efiCiênCia do sistemaO projeto de um transportador de correias em mineradora envolve muitas variáveis relacionadas à operação e vai muito além de definir o layout, velocidade e largura do sistema

Muito utilizada nos mais diversos proces-sos produtivos, a tec-nologia de transpor-tadores de correias

ganha maior visibilidade nas minerado-ras, siderúrgicas e terminais marítimos de embarque de minério, situações em que é submetida às condições mais adversas de operação. Apesar dessa pe-culiaridade, que requer maior robustez do conjunto, o dimensionamento do

transportador de correias segue sempre o mesmo princípio, independentemente da sua aplicação.

Partindo do conceito de que o di-mensionamento do sistema impacta toda a produção, já que o transportador é responsável pela alimentação de insu-mos e/ou o escoamento do produto, ele deve ser calculado com base numa visão global do processo. Além de atender a normas vigentes em termos de seguran-ça e cuidados com o meio ambiente, o

transportador deve estar adequado a exi-gências específicas da operação, como a adequação de seu layout, a facilidade de instalação e de manutenção. A confiabi-lidade do sistema, nesse caso, é funda-mental, já que seu desempenho interfere em toda a produção.

A capacidade do equipamento é de-finida pela sua velocidade de operação e largura, constituindo um item funda-mental para a eficiência do processo. Afinal, se um transportador subdimen-

artigo


sionado reduz a capacidade instalada da planta, um sistema superdimensionado também compromete a operação. No caso das mineradoras, onde o equipa-mento é submetido a condições muito adversas, outros fatores devem ser ob-servados no dimensionamento do trans-portador. Entre eles estão características como a temperatura do material trans-portado, a distância a ser percorrida, ti-pos de roletes, tensão máxima (determi-nada por cálculo) e tempo de percurso.

trabalho e a carga a que será submetido o rolete. “Nos equipamentos que traba-lham 24 horas por dia, os rolamentos dos roletes são dimensionados para uma vida útil teórica de 30.000 horas”, ele detalha. “Logo, em função da veloci-dade da correia, devemos selecionar os rolos para que não trabalhem acima de 500 rotações por minuto (rpm).” Des-sa forma, ele salienta que rotações altas provocarão várias paradas para troca de roletes, resultando em menor disponi-bilidade do equipamento e maior custo de manutenção.

Nos tambores, também destacados pelo especialista como item de atenção, a definição do diâmetro correto exige cui-dados adicionais. Nesse caso, os proje-tistas precisam atender às especificações mínimas recomendadas pelos fabrican-tes de correias, para evitar que o tempo de vida útil das emendas seja compro-metido pelo mau dimensionamento dos tambores. “Tendo em vista que a correia é um dos itens mais caros de um trans-portador e o que exige maior tempo para reparo ou troca, devemos ter muito cui-dado na especificação do diâmetro dos tambores”, ele ressalta.

pontos CrítiCosAlém do diâmetro, Zuquim destaca

que outro ponto de cuidado nos tambo-res é o dimensionamento do eixo. Isso porque tal dispositivo deve ser calculado para suportar as tensões de operação, evitando a flexão excessiva e, por conse-quência, a sobrecarga nos rolamentos e a quebra do eixo por fadiga. Ele ressalta ainda que o projeto do sistema transpor-tador deve considerar o fator de enchi-mento adotado durante a operação.

“Transportadores de correias que

regime de trabalHoDe acordo com Maurício Zuquim,

chefe do departamento de manutenção da Samarco, que produz minério de ferro para exportação, o rolamento apli-cado em roletes e tambores constitui o item responsável pelo maior número de falhas em uma correia transportadora. “Devido à grande quantidade de roletes numa correia, devemos ter um cuidado especial ao dimensionar este compo-nente”, ele explica.

Zuquim destaca que o projeto de uma operação utilizando correia trans-portadora deve considerar a rotação de

outro ponto de cuidado nos tambores é o dimensionamento do eixo. Isso porque tal dispositivo deve ser calculado para suportar as tensões de operação


trabalham com enchimento muito alto tendem a apresentar maior transbor-damento de material, o que provoca o desgaste acelerado da correia, dos ras-padores e do revestimento dos tambo-res”, diz ele. Segundo o especialista, esse descuido na operação (alto fator de en-chimento) também pode provocar de-salinhamento e rasgo da correia devido ao material que volta sobre o retorno do transportador e fica preso entre ele e o tambor. Por esse motivo, os especialistas recomendam que o sistema opere com um índice de enchimentos na faixa entre 80% e 90% do total permitido.

Além desses cuidados, Zuquim tem uma consideração ainda mais enfática a respeito do acionamento da correia, que ele considera como o “coração” do trans-portador. “Responsável por transmitir o movimento à correia, o acionamento re-cebe os maiores esforços durante a par-tida do transportador. É nesse momen-

to que se tem o pico de tensão, onde a corrente do motor atinge os picos e há a maior demanda de potência do motor.”

A lista de pontos críticos, segundo ele, inclui ainda o fator de atrito entre o tam-bor de acionamento e a correia. Con-forme o tipo de revestimento utilizado, a eficiência de transmissão de potência varia, assim como a potência disponível (do motor). “Uma alternativa é variar o ângulo de abraçamento no tambor de acionamento até 120°, utilizando o tambor de encosto para aumentar a efi-ciência de transmissão.” Zuquim ressalta ainda o cuidado em relação às paradas do transportador, que devem ser bem monitoradas para se evitar o entupimen-to de chutes e vazamento de material.

CálCulo de produçãoSe a fase de dimensionamento e pro-

jeto requer cuidados especiais, o cálculo para se determinar produção de uma correia, que é associada a sua largura e velocidade de operação, envolve um ca-pítulo à parte. Além dessas variáveis,

Por esse motivo, ele ressalta que, para a segurança e qualidade do conjunto, seu projeto deve considerar a condição mais adversa de operação, ou seja, o momento de partida do transportador, com fator de enchimento de 100% e em trecho ascendente.

os especialistas recomendam que o sistema opere com um índice de enchimentos na faixa entre 80% e 90% do total permitido


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Jaraguá


o cálculo deve considerar outros fatores, como a característica do material a ser transportado (tipo, granulometria, peso especifico, ângulo de repouso, tempera-tura, teor de umidade e abrasividade), o perfil do transportador (comprimento entre centros de tambores extremos, al-tura de elevação ou de declive), a capa-cidade desejada, condições de operação (ambiente, regime de funcionamento) e condições especiais (correia reversível, com tripper etc.).

Maurício Zuquim dá, literalmente, a fórmula para se dimensionar a capacida-de de um transportador: Q = S x V x Y x E x k. Ou seja, a capacidade de carga (Q) é o produto da área da secção transver-sal da correia (S) pela velocidade (V), o peso específico do material (Y), o grau

de enchimento (E) e o fator de correção da capacidade devido à inclinação (k).

Simples? Não exatamente. “A área de um transportador depende da largura da correia utilizada, da configuração do cavalete, ou seja, a quantidade de rolos e sua inclinação e do ângulo de acomo-dação do material”, pondera Zuquim. Ele explica que a definição da largura míni-ma da correia deve se basear no conheci-mento do top size do material a ser trans-portado, isto é, do tamanho máximo de grãos permitido dentro da faixa granulo-métrica especificada para o minério.

definindo a veloCidadeNos sistemas onde 90% do material

transportado tiver a granulometria igual à do top size, ele recomenda que a largu-ra da correia seja dez vezes o tamanho da maior partícula. Quando 90% do material transportado for composto por finos, a recomendação muda e a largura da correia deve ser seis vezes o diâmetro do top size. Uma vez definida a largura mínima e, consequentemente, a área

Quando 90% do material transportado for composto por finos, a recomendação muda e a largura da correia deve ser seis vezes o diâmetro do top size


da seção transversal, é possível definir a variação da velocidade do equipamento para se chegar à capacidade de transpor-te desejada. “A velocidade irá depender do comprimento do transportador e das características do material transportado”, ressalta o especialista da Samarco.

Segundo ele, altas velocidades têm maior impacto nos transportadores de menor comprimento, pois nesses casos o desgaste da correia é maior em função de um mesmo ponto entrar mais vezes em contato com tambores e raspadores. Já para o transporte de materiais mais finos e frágeis, é aconselhável utilizar velocida-des baixas e evitar poeira e a degradação do material durante as transferências. Os materiais mais pesados, de grandes geo-metrias ou pontiagudos, devem ser mo-vimentados com uma velocidade média, a fim de se evitar desgaste na cobertura da correia e no chute de transferência.

Diminuir a velocidade do transporta-

dor, por sua vez, leva à necessidade de maior largura, aumentando o custo do sistema de transporte. “Na hora de de-finir a velocidade a ser adotada, deve-se considerar a relação do custo de manu-tenção e a consequente diminuição na disponibilidade do sistema”, acrescenta Zuquim. Ele recomenda que correias mais estreitas e com menor extensão operem com velocidades de até 3,5 me-tros por segundo.

Em correias mais largas e extensas, a velocidade pode chegar a 4,5 metros por segundo. O executivo cita ainda as infor-mações contidas no manual da CEMA, norma norte-americana para cálculo de transportadores de correias, como fonte para o desenvolvimento de um bom pro-jeto. Outro recurso são as normas brasilei-ras relacionadas ao assunto, todas voltadas para se obter o máximo desempenho dos transportadores de correias com base em um dimensionamento eficiente.


ciVil

Uma alternativa viável para obras civis

ConCreto pré-fabriCado

O movimento pela indus-trialização da constru-ção civil foi iniciado logo após a Segunda Guerra Mundial, com o obje-

tivo de atender à grande demanda de reconstrução num cenário de escassez de recursos, materiais e mão de obra. A pré-fabricação em concreto assumiu, então, um importante papel, especial-mente a solução destinada a obras habi-tacionais que adotava o uso de painéis autoportantes.

Outras razões, como o crescimento populacional e a nova onda de desen-volvimento dos países emergentes, trazem novamente a industrialização ao centro do palco da construção civil. Desse modo, podemos afirmar que a força motriz para a industrialização des-se setor está associada aos movimentos sociais e é a única forma de promover o desenvolvimento sustentável.

E a pré-fabricação em concreto res-surge como uma das soluções possíveis para a nova onda de industrialização da construção civil. Por solução possível en-tende-se aquela que seja adequadamente empregada. Aliás, a definição de um sis-tema construtivo adequado deve fazer

artigo

parte da concepção do projeto desde os estudos preliminares da arquitetura. Ain-da a respeito dessa discussão, podemos acrescentar a questão da qualidade e a definição postulada por J.M Juran, que entendo ser a mais simples e abrangente: “qualidade é adequação ao uso”.

O uso, por sua vez, precisa estar diretamente relacionado com os cri-

Por Íria Lícia Oliva DoniakÍria Lícia Oliva Doniak é presidente da Associação Brasileira da Construção Industrializada de Concreto (Abcic).

térios de desempenho que devem ser estabelecidos para um determinado produto. Esse último não atingirá a conformidade ou potencial requeri-dos se seu “uso”, como conceito inicial do sistema construtivo, não estiver presente desde a concepção. Ou seja, as falhas de concepção invariavelmen-te conduzem a elevados índices de


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manutenção posteriores.Falar em sustentabilidade obrigato-

riamente passa por esses conceitos e é fundamental entender que há um sis-tema construtivo mais adequado para cada obra de construção, independente de ela ser habitacional, comercial, de in-fraestrutura ou industrial. Os itens abai-xo explicam os conceitos envolvidos na pré-fabricação em concreto e confirma porque sua adoção é a iniciativa mais assertiva para a industrialização da construção civil, principalmente em ci-clos de crescimento como o atualmente vivido pelo Brasil.

• IndustrIalIzação Utilização, de forma racional e meca-

nizada, de materiais, meios de transpor-tes e técnicas construtivas para se obter maior produtividade.

• Pré-MoldageMProcesso de construção em que os

elementos estruturais ou parte da estru-tura de uma obra são moldados fora do local de sua utilização definitiva.

• Pré- FabrIcação Processo de construção em que os

elementos estruturais ou parte da es-trutura de uma obra são moldados em instalações industriais. A diferenciação entre as definições de pré-moldagem e de pré-fabricação tem como origem a norma NBR 9062, da Associação Bra-sileira de Normas Técnicas (ABNT). Embora os elementos pré-fabricados sejam submetidos a exigências mais rigorosas de execução e controle, tal fato não indica necessariamente que a qualidade dos elementos pré-moldados (em canteiro de obras) seja inferior aos pré-fabricados.

benefíCios do sistemaSegundo a European Federation for

Precast Concrete (www.bibm.eu), o número de vantagens da adoção das estruturas pré-fabricadas de concreto chega a 100. Para esse artigo, no entan-to, resumimos os principais aspectos, que incluem desde os benefícios para quem projeta até os pontos que favore-cem o usuário final.

Mostrando ser um sistema ampla-mente viável para execução de dife-rentes tipos de projetos, a indústria de pré-fabricação investe cada vez mais

prinCipais ConCeitos da pré-fabriCação em ConCreto

• racIonalIzação Conjunto de ações reformadoras que

substituem práticas rotineiras conven-cionais por recursos e métodos basea-dos em raciocínio sistemático, visando eliminar a casualidade das decisões (ROSSO, 1980).

a pré-fabricação em concreto ressurge como uma das soluções possíveis para a nova onda de industrialização da construção civil


em estética, funcionalidade e praticida-de. Para atender projetistas, arquitetos e engenheiros estruturais, o pré-fabricado além de soluções integralmente desen-volvidas com o sistema, permite ainda soluções integradas, apresentando óti-ma interface com outros sistemas cons-trutivos e possibilitando a execução de estruturas mistas.

Um exemplo é a estrutura em con-creto combinada à cobertura metálica. Ou ainda projetos híbridos como o de edifícios altos, com pilares moldados no local, e que adotam vigas e lajes pré--fabricadas protendidas. Do ponto de vista da execução e benefícios para o construtor e contratante, podemos des-tacar o prazo, agregando maior veloci-dade à redução dos custos fixos, o que proporciona retorno financeiro rápido, sem que haja detrimento da qualidade. Pelo contrário, ela é favorecida pela pro-dução regular, com rigoroso controle tecnológico dos materiais e tolerâncias dimensionais.

A qualidade também ganha pela ado-

ção de dimensionais com tolerâncias pré-estabelecidas por norma inerente aos processos industriais. O setor de pré-fabricados em concreto, em espe-cial, possui um programa de excelência que abrange os conceitos de qualidade, segurança e meio ambiente.

o que impede a interrupção nos cro-nogramas pré-estabelecidos, sendo possível compatibilizar a capacidade produtiva da indústria com o desen-volvimento das frentes de montagem no canteiro.

O aspecto industrial das operações usando pré-fabricado permite ainda um melhor controle e destinação dos resíduos da obra. Um exemplo é a eli-minação da necessidade de água para atividades de concretagem e cura do concreto. A redução substancial de re-síduos impacta também na organização e produtividade das demais atividades subsequentes à montagem da estrutu-ra. Etapas como escoramentos não são necessárias, o que favorece as ações de preservação de meio-ambiente, refor-çando a cultura de sustentabilidade.

O quesito sustentabilidade, aliás, é igualmente beneficiado pelo cenário de produção industrial proporcionado pelos pré-fabricados de concreto, pois se estabelece um ambiente controlado, no qual a tecnologia de ponta e a mão de obra qualificada são duas realidades. Tal ecossistema permite o desenvol-vimento de estruturas mais esbeltas, reduzindo o consumo de materiais provenientes de fontes não-renováveis, como agregados e calcário.

Em termos de vida útil, podemos ainda citar o fato do reaproveitamento e reciclagem das peças existentes, não ha-vendo a necessidade de demolição. O controle envolvido no processo conduz ainda à maior durabilidade das constru-ções. Em relação às medições e inspe-ções, o emprego dos pré-fabricados em concreto permite uma transparência construtiva total, à medida que todo o controle de matéria prima e mão de obra cabe à indústria, eliminando a pos-

ganHos adiCionaisOutro aspecto positivo da produção

em ambiente industrial é que ela não está sujeita às condições climáticas,

O aspecto industrial das operações usando pré-fabricado permite ainda um melhor controle e destinação dos resíduos da obra


sibilidade de desvios ou o uso inade-quado de recursos no canteiro de obras.

dados do setorO sistema construtivo em pré-fabri-

cados de concreto vem respondendo ao atual ciclo de crescimento. Isso sig-nifica investimentos significativos das empresas do setor no desenvolvimento tecnológico, o qual impacta diretamen-te a produtividade, capacitação da mão de obra e expansão de instalações ou abertura de novas plantas industriais.

Nos últimos anos, a construção civil no Brasil vem registrando contínuo crescimento no consumo de estrutu-ras de pré-fabricadas de concreto. Essa média de incremento tem sido justifi-

cada principalmente pela necessidade de se vencer cronogramas ousados sem o comprometimento da quali-dade dos empreendimentos. Dados

divulgados pelo Anuário Abcic 2012, com base no Sistema de Informação do Mercado (SIM), uma ferramenta desenvolvida pela empresa CriActive para monitorar o mercado da constru-ção, apontam que 28,3% das obras do país utilizam estruturas pré-moldadas de concreto, incluindo todos os seg-mentos da construção. Quando se analisa apenas as obras industriais, en-tretanto, esse índice sobe para 78%.

Também é possível elencar como fa-tor de incremento a expansão das apli-cações do pré-fabricado em obras que exigem retorno rápido de capital in-vestido pelos contratantes. É o caso da construção de centros de distribuição e shopping centers. Vale ressaltar que

é possível elencar como fator de incremento a expansão das aplicações do pré-fabricado em obras que exigem retorno rápido de capital investido pelos contratantes


as empresas associadas à Abcic repre-sentam aproximadamente 80% do se-tor em termos de produção industrial.

barreiras a superarAfortunadamente não precisamos

listar o desenvolvimento tecnológico do setor como uma barreira para sua expansão. De forma geral, estamos alinhados com a tecnologia de pon-ta em nível mundial. Mas podemos e devemos listar a falta de mecanização nos canteiros de obras, algo que deve ser revertido com a escassez de mão de obra. Além disso, existe a necessidade de difundir a cultura de pré-fabricação em vários níveis, tanto no meio acadê-mico quanto no meio técnico, assim como nos órgãos governamentais liga-dos aos processos de licitação.

O arcabouço tributário é outro en-

trave que a pré-fabricação de concreto precisa superar. O segmento é tributa-do como indústria, diferentemente do que ocorre em países desenvolvidos. A despeito do desenvolvimento tecnoló-gico da indústria, da ampliação do par-

que industrial e do monitoramento e alinhamento com as tendências mun-diais, a efetiva transformação e efetivo estabelecimento da industrialização da construção civil em nosso país está nas mãos do governo em todas as suas esferas, municipal, estadual e federal.

É o Estado que pode estabelecer políticas promotoras e reavaliar códi-gos e leis que contemplem as formas convencionais de construção, mas que incentivem outros sistemas construti-vos a concorrer em igualdade de con-dições. Estabelecer tal cenário, como já acontece em países desenvolvidos, reforça o ecossistema dos pré-fabrica-dos no Brasil, que já possui uma nor-malização de primeiro mundo e um setor produtivo empreendedor, que conta com o apoio institucional para seu contínuo desenvolvimento.

De forma geral, estamos alinhados com a tecnologia de ponta em nível mundial. Mas podemos e devemos listar a falta de mecanização nos canteiros de obras


falhas que Comprometem a gestão por proCessos

A gestão por processos tem sido um assunto ampla-mente discutido nos úl-timos anos, em especial após a adoção desta pode-

rosa filosofia pela norma ISO9001 – Siste-ma de Gestão da Qualidade - Requisitos, versão 2000. Todavia, muitas empresas, apesar de terem adotado este modelo de gestão, sempre me questionam: porque as coisas parecem não ter mudado, pois implantamos a gestão por processos, conseguimos a certificação ISO9001, mas nada parece estar diferente?

Em geral, estas empresas ainda não desfrutam dos benefícios que este mo-delo oferece simplesmente porque não internalizaram os conceitos básicos da gestão por processos no seu dia-a-dia. Nesses casos, em geral, percebemos al-gumas falhas recorrentes.

Uma delas é a identificação inadequada dos processos da organização. Vale ressaltar que a gestão por processos implica a esco-lha de processos que agregam significativo valor à organização, seus clientes e demais partes interessadas. Muitas vezes, alguns processos definidos pela organização pare-cem não suscitar qualquer interesse geren-cial, pois apenas “representam” uma área ou atividade existente na empresa.

Gerir processos significa criar foco ge-rencial sobre um conjunto importante de atividades da organização, estabelecer metas e indicadores de desempenho para os resultados planejados e aplicar recursos

preciosos para obtê-los. Assim, se o legíti-mo interesse gerencial não está presente na escolha de um dado processo da sua organização, recomendo rever a decisão sobre a sua manutenção.

Outro problema recorrente nesses casos é a falta de foco nas relações entre clientes e fornecedores internos. As interações en-tre os processos de uma organização são estabelecidas por meio de suas entradas e saídas, sendo que, em geral, a saída de um processo é a entrada do seguinte.

Tais saídas devem atender a padrões operacionais de qualidade específicos que satisfaçam às necessidades e expec-tativas dos “clientes internos”, permitindo a estes a entrega de “produtos/serviços” adequados às exigências dos processos subsequentes, desaguando na satisfação dos clientes finais.

Em muitos casos, devido às barreiras existentes entre as áreas destas organiza-ções, tais padrões operacionais de qua-lidade não são sequer definidos, quanto mais negociados entre clientes e fornece-dores internos, ceifando a produtividade, aumentando custos e debilitando a capa-cidade da organização em satisfazer seus clientes finais.

Outra falha comum nas empresas com dificuldade em adotar os conceitos de gestão por processos é a inoperância dos indicadores adotados, pois muita confu-são é feita entre os conceitos de monitorar e medir os resultados de um processo.

Indicadores de monitoramento devem

permitir o acompanhamento do proces-so no dia-a-dia, orientando a tomada de ações rotineiras para a correção de rumos. Já os indicadores de medição, além de estarem perfeitamente alinhados aos ob-jetivos e missão do processo, devem dar bases para avaliarmos seus resultados a médio e longo prazos.

Estes dois tipos de indicadores, quando utilizados em conjunto e suportados por uma sistemática de coleta e consolidação de informações que dê base para explicar suas variações, tornam-se ferramentas de gestão de valor inestimável. A busca pela efetiva implantação destes conceitos, além de sua disseminação por todos os níveis da organização, pode levar a um sig-nificativo aprimoramento dos resultados da gestão por processos.

Engenheiro mecânico formado pela Escola de Engenharia Mauá, Sérgio Roberto Ribeiro de Souza tem 28 anos de experiência no desenvolvimento de projetos para Gestão Empresarial, possui Certificação Bkack Belt pela ASQ (American Society for Quality) e é sócio-diretor da Quality Way Consultoria.

coluna qualidadE


auTomação

protoColos de ComuniCaçãoA tecnologia sem fio na automação de processos

A tecnologia wireless está presente nas mais diver-sas atividades, envolven-do desde o mercado con-sumidor até as aplicações

industriais. Obviamente, as necessidades desses segmentos são bastante distintas e, por esse motivo, sua utilização se de-senvolveu em ritmo distinto em cada um deles. Em aplicações industriais, por exemplo, a implantação de um sistema wireless não era realizada amplamente até recentemente.

Uma das razões para isso é que não havia uma padrão desenvolvido para a tecnologia e, tipicamente, cada siste-ma wireless instalado era proprietário. Diferentes soluções eram utilizadas, aumentando custos de planejamento, manutenção e integração. Essa situa-ção foi modificada com a introdução do padrão WirelessHART, que é o pri-meiro para aplicações na área de auto-mação de processos.

Através desse padrão puderam ser es-tabelecidas condições que permitissem o uso da tecnologia wireless em processos industriais. Aspectos como gerenciamen-to de rede, sincronismo e segurança são algumas das características que propor-cionaram seu uso em diversas aplicações.

É também fato que a tecnologia wire-

artigo

Por Daniel Costa Marques Daniel Costa Marques é Process Automation Manager da Pepperl+Fuchs Ltda.

less ainda deverá sofrer grandes melho-rias, ampliando ainda mais o seu uso no meio industrial, especialmente na área de instrumentação. O fator performan-ce, abordado neste artigo, é explicado de forma detalhada e proporciona um me-lhor entendimento sobre a abrangência da rede e a capacidade de gerenciamento e tratamento da informação.

avanço na automação de proCessos

Com o progresso tecnológico e as re-quisições de usuários, a tecnologia sem

fio na automação de processos se tornou uma realidade. Seguindo o avanço da tecnologia Fieldbus, a transmissão wire-less era o próximo passo de desenvolvi-mento. Embora sistemas proprietários já estivessem disponíveis, um grande número de aplicações aguardava uma tecnologia confiável para a comunicação sem fio por sinais de rádio.

Primeiramente, devemos considerar que, na transmissão de dados críticos re-lacionados ao processo – ou ao seu con-trole – o cabo representa o melhor meio de transferência de sinal. Uma solução


baseada em cabos deve sempre ser a op-ção principal para aplicações críticas de controle se comparada com a tecnologia de rádio. Mas se as condições da planta apontarem a inviabilidade da passagem de cabos, o meio wireless passa a ser uma excelente opção.

As soluções cabeadas não são neces-sárias em pequenas plantas e em opera-ções logísticas onde materiais interme-diários são armazenados e onde poderá não haver instrumentação – e, portanto sem monitoramento dos níveis de ar-mazenamento. O custo das soluções cabeadas deve ser considerado por haver obstáculos entre o sistema de controle e a planta. Medições de controle de nível feitas manualmente podem facilmente ser substituídas pela tecnologia de con-trole por rádio. Nesse caso, não há neces-sidade de uma transferências em tempo real e, se a variável de nível não puder ser transmitida por um certo período, ela não interferirá na operação da planta.

Há ainda novas possibilidades na es-fera do monitoramento ambiental. Um exemplo é a medição de corrosão utili-zando monitores de corrosão. Essa tarefa é aplicada em áreas críticas de tanques e tubulações, cujos pontos são extrema-mente difíceis de acessar ou são distan-tes do sistema de controle. Um monitor de corrosão sem fio pode ser facilmente instalado sem a necessidade de cabos adicionais. Nesse caso, a aplicação não é crítica uma vez que a corrosão é um pro-cesso lento.

Outra possível aplicação é o moni-toramento de elementos de campo, tais como válvulas esfera. Até então, as condições dessas válvulas era monito-radas visualmente por meio de verifica-

ções periódicas realizadas pelo pessoal de manutenção. Entretanto, através da transmissão sem fio da posição da vál-vula esfera, esta condição também estará sempre disponível na sala de controle. A verificação periódica não é mais necessá-ria. Isto não somente gera uma redução dos custos de operação, mas também proporciona um start-up mais rápido e uma maior eficiência na produção.

A transmissão por rádio pode também ser utilizada para controle de qualidade e otimização de importantes parâme-tros de processo. Esses parâmetros são tipicamente menos críticos no controle de processo e são monitorados tempo-rariamente, geralmente em plantas com instalações temporárias, com baixo volu-me de produção ou frequentes trocas de matéria-prima.

Nessas aplicações, a tecnologia wire-less melhora a informação sobre a plan-ta, o fluxo de material e a sequência do processo. Ela disponibiliza a base para a sequência e otimização do processo, o gerenciamento de ativos e decisões re-

lacionadas à manutenção preventiva. A tecnologia wireless proporciona econo-mia nas plantas de processo.

teCnologia WirelessHart™

Quando a tecnologia de automação foi introduzida, os sinais de medição foram padronizados dentro de sinais de voltagem ou corrente. E, como um padrão comum, a corrente 4...20 mA tornou-se uma interface amplamente aceita. Ela possibilita a comunicação por longas distâncias, sendo que o valor de corrente zero permite a detecção de cabo quebrado ou falha do equipamento.

Vale lembrar que tudo isso foi feito com circuitos eletrônicos analógicos.

Posteriormente, com o surgimento da eletrônica digital, os microprocessadores tornaram-se menores e mais baratos, a necessidade de captar mais informações tornou-se maior do que apenas o valor do processo. Era fácil coletar a informa-ção no dispositivo de campo, mas o usu-ário queria evitar a conexão através


de uma linha de comunicação dedicada. A ideia de modular a informação na

corrente existente 4...20 mA foi ideali-zada e continua se expandindo. A ideia é realmente simples: a automação de processos mede valores que tipicamente mudam lentamente, entretanto, a cor-rente de 4...20 mA pode permanecer estática. Numa corrente estática, é possí-vel modular a senóide sem modificar ou afetar o valor médio da corrente se a fre-quência da informação modulada é alta o bastante. Desde a sua criação, a comu-nicação HART tem utilizado o padrão Bell de comunicação com o nível lógico “1” em uma senóide de 2,2KHz e o nível lógico “0” em uma senóide de 1,2KHz. Este tipo de modulação é chamado de FKS (Frequency Key Shifting). Com esta tecnologia, é possível transmitir di-gitalmente a informação desejada.

Embora o conceito de sobrepor os si-nais FSK 1,2 / 2,2 kHz na camada física seja robusto, ainda é crítico encontrar uma linguagem comum para que ambos

possam se compreender. Essa lingua-gem, tecnicamente chamada de proto-colo, é o HART, que define os comandos e as respostas para trocar informações como status, dados de diagnóstico, parâ-metros e valores.

O HART foi introduzido no merca-do na década de 80 e, desde então, sua popularidade têm aumentado signifi-cativamente. Várias revisões do HART foram feitas para oferecer maior fun-cionalidade e, na mais recente delas (Versão 7), foi adicionada uma rede de comunicação sem fio como uma cama-da física alternativa à corrente conven-cional 4...20 mA.

Quando a rede de comunicação sem fio definida como HART 7 é utilizada para a transmissão de dados, ela é chamada de WirelessHART™. O WirelessHART™ é a junção da conhecido protocolo HART com a nova tecnologia de rádio para auto-mação de processos. O Sistema HART é amplamente utilizado para:

Monitoramento de instrumentos e

condições do ambiente; Gerenciamento de ativos e

otimização; Manutenção preventiva; Monitoramento de performance; Gerenciamento de energia.

ConCeito da teCnologiaAo contrário da camada física conven-

cional 4...20 mA, a qual é fácil de ser es-pecificada, os requerimentos for wireless para o WirelessHART™ são mais comple-xos. Primeiramente, o escopo do Wireles-sHART™ contém uma lista de objetivos que devem ser executados. Suas principais características são:

Padrão aberto e sem interrupções; É tão fácil de ser utilizado quanto a

solução HART com fios; Disponibiliza acesso sem fio para os

dispositivos de campo já existentes; Utiliza as mesmas ferramentas de confi-

guração, manutenção e diagnóstico; Requer um simples treinamento

adicional;


É utilizado mundialmente; Utiliza banda de frequência livre; Utiliza conjuntos de radiotransmis-

sor disponíveis comercialmente em larga escala para diminuição de custos de produção.

As últimas três características cita-das são as mais importantes. Em um mundo globalizado, um padrão deve ser utilizável mundialmente e sem res-trição de uso. Praticamente, a única li-cença mundial utilizável de frequência livre é a banda 2.4GHz ISM. Devido ao WLAN e ao Bluetooth, que utilizam a planta de 2.4GHz ISM, há diversos chips de rádio disponíveis no mercado. Esses chips contêm o sistema de circui-

to RF e são implementados facilmente. Isso facilita o desenvolvimento do pro-duto final, como aparelhos celulares com conectividade via Bluetooth ou laptops com WLAN.

A princípio, as tecnologias WLAN e Bluetooth parecem similares devido à banda de frequência. Entretanto, a WLAN é otimizada para um altíssimo rendimento com baixa necessidade de energia, enquanto o Bluetooth é otimiza-do para um rendimento inferior e maior economia de energia.

Visualizando as plantas de automa-ção de processos, a transmissão de dados num alto rendimento não se faz necessária. Ao contrário, os sensores são utilizados para serem alimentados

por bateria e, com respeito ao tempo de vida da bateria, o consumo de energia é importante. Então, uma tecnologia similar ao Bluetooth é, sem dúvida, a melhor escolha.

Analisando a tecnologia Bluetooth notamos uma importante condição: a saída de energia é restrita a 10 mW e, em alguns países, é limitada a 100 mW. Essa baixa energia causa uma limitação de distância entre o transmissor e o re-ceptor que, no melhor caso, é de 100 m a 200 m. Na realidade, a distância deve ser adequada para a maioria das aplicações, mas condições ambientais reduzem sig-nificativamente esses limites.

Para a maioria das indústrias de pro-cessos, essa distância é inadequada.


Em adição, a linha limitada para aplica-ções de automação de processos, a co-municação sem fio geralmente não é tão confiável como uma comunicação com fio. Influências ambientais severas, como interferência, sistemas de outro rádio e o fato de que ondas de rádio podem ser corrompidas do transmissor ao receptor, podem se interpor nesse processo.

A limitação de alcance e problemas de confiabilidade numa rede wireless não são aceitáveis e precisam ser me-lhoradas para permitir aplicações na automação de processos. Levando es-ses aspectos em consideração, optou-se pela utilização do padrão IEEE802.15.4. Esse padrão permite a ligação de senso-res de baixo consumo de energia, que funcionam em arquiteturas de rede e são otimizados para transferir pequenas quantias de dados.

Outro padrão bastante conhecido baseado no IEEE802.15.4 é o ZigBee. Enquanto ele é otimizado para a auto-mação predial, alguns outros conceitos são estabelecidos no padrão IEEE. O WirelessHART™ utiliza quatro diferen-tes conceitos de comunicação, os quais estão integrados para superar toda e qualquer desvantagem:

Rede de comunicação mesh Gerenciamento da rede de comu-

nicação Time Division Multiple Access

(TDMA) Salto de frequência

ComuniCação em malHaÉ um conceito onde todos os sensores

sem fio no campo formam uma rede de comunicação em malha e uma mensa-gem pode ser transmitida através desta

rede. O transmissor original da mensa-gem envia os dados para o seu vizinho mais próximo. Esse receptor também passa adiante para o seu próximo vizinho até a mensagem alcançar o receptor final.

Se uma mensagem for perdida ou cor-rompida, ela é repetida para o mesmo vizinho. Se depois de algumas tentativas, a mensagem ainda não for transmitida, ela será enviada através de um caminho alternativo. Então, a mensagem será no-vamente roteada, no que se denominou de rede “auto recuperável”.

vision Multiple Access e especifica claramente que tem um importante componente de tempo. O TDMA do WirelessHART™ divide um segundo dentro de 100 espaços de 10 milissegun-do cada. Toda a rede de comunicação é sincronizada dentro desses espaços.

Isso permite que os sensores sem fio iniciem a comunicação num tempo de-finido. Se nenhuma comunicação for ne-cessária, eles ficam no modo de descanso para poupar a bateria da energia, permi-tindo que outros sensores enviem dados. O outro conceito é o salto de frequência, no qual todos os 15 canais definidos do padrão IEEE802.15.4 são utilizados. En-tão, durante um espaço, sensores sem fio múltiplos podem transmitir em um dos canais disponíveis na banda de 2.4GHZ ISM. O IEEE802.15.4 define 15 canais que funcionam em paralelo.

Combinando 15 comunicações por período de 10 milissegundo por espa-ço, chegamos a 1.500 comunicações, as quais teoricamente podem percorrer através de toda rede de comunicação.

gerenCiamento da redeA rede de comunicação com ca-

minhos principais e alternativos para mensagens, bem como o TDMA, são organizados pelo gerenciador. O ge-renciamento da rede de comunicação determina o melhor caminho entre os sensores sem fio, além de caminhos al-ternativos. Também define qual sensor é permitido efetuar o envio da mensagem e em qual canal.

Organizada a sua maneira, a comuni-cação da rede é otimizada para fornecer uma melhor performance em termos de velocidade e redução no consumo

tdma e salto de frequênCia

A rede de comunicação em malha é compreendida por diversos remetentes e destinatários. Todos eles acessam o mes-mo espaço livre. Tudo deve ser organiza-do para impedir a colisão da mensagem, o que poderia resultar na corrupção dos dados. O WirelessHART™ utiliza a com-binação de dois conceitos: TDMA e Sal-to de frequência.

TDMA é a abreviação de Time Di-

A limitação de alcance e problemas de confiabilidade numa rede wireless não são aceitáveis e precisam ser melhoradas para permitir aplicações na automação de processos


de energia. O gerenciador da rede de comunicação digitaliza a rede continu-amente e reage a desvios na operação. Quando outro sensor sem fio é insta-lado, um sensor falha completamente ou o caminho da comunicação torna-se instável, um caminho alternativo deve ser estabelecido. O gerenciador da rede é responsável por garantir a melhor operação possível da rede de comuni-cação do WirelessHART™.

identifiCação e segurança

Além das propriedades para otimizar a tecnologia sem fio em processos indus-triais, diversas outras propriedades têm de ser consideradas e desenvolvidas. Se a prioridade é a formação das redes de co-municação, deve-se evitar que qualquer sensor arbitrário possa se juntar à rede sem um controle dessa inclusão.

Para controlar esse processo, uma rede de comunicação WirelessHART™ é designada a um único identificador, chamado Network ID (Identidade da Rede de Comunicação) e fixado pelo gerenciador da rede. Outros sensores podem se juntar à rede de comunica-ção se os mesmos carregarem o mesmo Network ID. Sensores que não apresen-tam o Network ID não são permitidos nesse ambiente.

E mais: esse conceito permite redes de comunicações múltiplas para ope-rarem em paralelo. Para permitir que um sensor se junte à rede de comu-nicação, o mesmo tem de apresentar uma Join Key. Se o sensor possuir o Network ID correto e a Join Key in-correta, também não será possível a sua junção à rede de comunicação

O Network ID e a Join Key devem ser paremetrizados dentro dos dispositivos

pelo usuário, com uma conexão por fios para impedir a intercepção dos seus da-dos vitais. Essa conexão também pode ser FSK, como o HART convencional, ou uma conexão RS485.

Quando o dispositivo é instalado no campo e parametrizado com a informa-ção necessária do Network ID e da Join Key, automaticamente ele iniciará o en-vio dos requerimentos para juntar-se à rede de comunicação. Esse requerimen-to é transmitido através da rede de co-municação existente para o gerenciador da rede de comunicação. Se o sensor for autorizado, o gerenciador o incluirá den-tro da rede de comunicação e enviará de volta os dados necessários para otimizar o fluxo de comunicação, levando em consideração o novo sensor.

Além da estrutura de conexão de rede, o novo sensor receberá uma chave de 128 bits para habilitar a criptografia dos dados. Essa chave é utilizada para codi-ficar todos os comandos HART e im-pedir a intercepção da comunicação da rede. Uma vez que o WirelessHART™ não é constituído com base no TCP/IP como WLAN, também não é possível interceptar a comunicação da rede com o hardware padrão WLAN.

Para tornar a rede ainda mais segura, a chave de codificação é modificada sem in-tervalos aleatórios. Depois que a chave de codificação é distribuída, é quase impos-sível ocorrer um dano na rede e, devido às camadas especiais MAC do WLAN e WirelessHART™, não é possível fazer isso com um hardware padrão.

performanCe da redeComo já mencionado, a combinação

do TDMA com o salto da frequência


permite mais de 1500 comunicações na rede por segundo (100 espaços x 15 ca-nais). Este é um valor puramente teórico, pois usualmente a carga da comunica-ção da rede não deveria exceder 30% ou aproximadamente 450 comunicações por segundo.

Se todas as comunicações terminam no Gateway e este é capaz de enviar uma frequência em um tempo por ponto de acesso, as comunicações completas da rede de comunicação do WirelessHART™ ao sistema não deveriam exceder 30 co-municações por segundo (100 espaços x 30%). Uma única rede de comunicação WirelessHART™ contém mais de 250 dispositivos. Tomando a regra de 30 co-municações por segundo, uma rede de comunicação poderá atualizar todos os seus valores a cada 8 segundos.

Se o Gateway utilizar pontos de acesso múltiplos e comunicar através de canais múltiplos de uma vez, a performance aumentará. Usando dois pontos de aces-so, uma rede de comunicação com 250 sensores poderá obter uma atualização a cada 4 segundos aproximadamente (250 sensores / 2 pontos de acesso x 30 co-municações por segundo).

Se múltiplas redes de comunicação ou outros sistemas 2.4GHz são instalados em paralelo, a performance diminui uma vez que todas que se utilizam dos canais disponíveis. Ao utilizar duas redes de comunicação, cada uma poderá utilizar apenas o canal 7 ao invés do canal 15, o qual reduzirá o rendimento teórico para 50% (750 comunicações por segundo ou uma comunicação mais prática de 225 comunicações por segundo).

Levando em consideração esse valo-res brutos, é possível obter a velocidade do sinal atualizada de 1 segundo ou 1

minuto. A atualização da velocidade pode ser utilizada individualmente por cada dispositivo. O gerenciador da rede otimiza o fluxo dos dados para fornecer a cada dispositivo os recursos necessá-rios para transmitir os dados nos inter-valos desejados.

dispositivos da redeA rede de comunicação do Wireles-

sHART™ é constituída por dois impor-tantes componentes: o gateway Wi-relessHART™ e dispositivo de campo WirelessHART™. Este último está dispo-nível em dois grupos principais:

Adaptador WirelessHART™ Dispositivo de Campo Wireles-

sHART™O gateway WirelessHART™ é o

elemento chave e o dispositivo mais complexo dentro de uma rede de co-municação sem fio. Suas principais ca-racterísticas são:

Rádio para acessar a rede de comu-nicação (ponto de acesso)

Gerenciador da rede de comunicação Gerenciador de segurança Interface múltipla ou única ao

sistema do HOS T, RS485, Ethernet ou Profibus

Atualmente, todos esses elementos são incorporados dentro de uma úni-ca base, tornando o Gateway Wireles-sHART™ compacto e fácil de usar.

O adaptador WirelessHART™, por sua vez, é um dispositivo que pode ser ligado diretamente ou por cabo de ex-tensão a qualquer instrumento HART com fio convencional ou ao dispositivo 4...20 mA. O adaptador acessa os dados do dispositivo de campo convencional através do HART ou modifica a corrente 4...20 mA para um valor digital e transmi-te esse dado para a rede de comunicação WirelessHART™.

O adaptador WirelessHART™ pode ser alimentado por bateria, pelo loop ou eletricidade, além de outros tipos de energias alternativas, inclusive energia solar.


integração Com o HostUm rede de comunicação Wireles-

sHART™ com certeza tem que suprir certas tarefas corretamente. Portanto, a informação obtida pela rede de comu-nicação deve ser submetida a um siste-ma de processamento. Dependendo da aplicação, pode ser SDCS, PLC, sistema de gerenciamento de ativos ou qualquer outro sistema de controle ou monitora-ção. A meta é conectar qualquer siste-ma com a comunicação sem fio com a maior facilidade possível.

Em ambientes de automação de pro-cessos, há dois principais conceitos de configuração: DTM e DD. Podemos ex-plicar o conceito do DTM ou DD como um driver para o dispositivo, operando em um software na aplicação. O DTM e DD são arquivos que descrevem as propriedades e os parâmetros dos dispo-sitivos. Há conceitos comuns e todos os dispositivos HART apresentam DD.

A maioria dos instrumentos tam-bém está disponível com DTM. Esse mesmo conceito é utilizado pelo Wi-relessHART™. Todo dispositivo Wire-lessHART™ terá um driver em formato DTM ou DD. O uso dos dispositivos WirelessHART™ não é diferente do uso de dispositivos HART com fiação.

O gateway WirelessHART™ pode pos-suir múltiplas interfaces. Por exemplo, um gateway WirelessHART™ com in-terface Profibus pode ser fornecido com um arquivo GSD para integração Profi-bus. Uma versão com Modbus pode ser conectada ao controlador de uma ma-neira convencional e agir como um I/O remoto sem fio. Uma versão de gateway Ethernet pode ser adaptada com um ser-vidor OPC a fim de publicar os valores desejados na rede de comunicação e ser

anexado a sistemas de gerenciamento de informações. Fornecendo todas as possibilidades de integração e interface, a implementação do WirelessHART™ é simples e sem incompatibilidade dentro de quase todas as estruturas de comuni-cação já existentes.

apliCaçõesMesmo que o WirelessHART™ forneça

comprovadamente uma transmissão se-gura de dados, ainda assim é uma tecnolo-gia sem fio e talvez nunca seja segura o su-ficiente como uma rede de comunicação com fios. As primeiras aplicações sem fio concentravam-se na manutenção preven-tiva, monitoramento ambiental, gerencia-mento de ativos e controle de malhas não críticas. Aplicações que necessitam de segurança máxima, como funções de se-gurança, tempo crítico e controle de ma-lha fechada, não são ideais para aplicações com WirelessHART™. Todavia, há diver-sas outras aplicações nas quais ele oferece valiosos benefícios.

Desde que o gerenciamento de ativos não seja mais restrito aos próprios dispo-sitivos de campo, ele pode se estender para todos os equipamentos. Isso é acei-to para levar um cabo de energia a uma bomba, mas não é aceitável levar um fio adicional para obter um diagnóstico da bomba já que essa infrmaçã pode ser importante. Se a bomba não funcionar no ponto de trabalho adequado, poderá ocorrer um dano significativo após um curto período de tempo. Uma bomba quebrada pode causar uma parada na produção por dias, dependendo do seu tamanho e/ou localização.

Um diagnóstico da bomba reduzirá as chances de ocorrer uma parada não programada. O mesmo princípio


é válido para monitorar a temperatura ou níveis de efluentes. Diversas válvulas que possuem detecção de abrasão via HART, as quais podem ser monitoradas facilmente com um link sem fio, simplifi-cam essa tarefa. Um sensor de corrosão pode ser aplicado em locais dentro da tu-bulação ou do tanque onde a corrosão é maior, dependendo da estrutura do tubo ou do tanque. A localização do sensor de corrosão normalmente não oferece um local conveniente para a conexão HART com fio e, nesses casos, um sensor de cor-rosão sem fio pode ser instalado onde for necessário sem a utilização de cabos.

Uma aplicação frequente para diversos sistemas sem fio é o monitoramento dos níveis de tanques de matéria prima ou de produtos acabados. Há diversos tan-ques que não utilizam tecnologia para medição de níveis. O conteúdo desses tanques é checado manualmente, mas um sensor de nível, atualizado com um adaptador WirelessHART™, poderá ser responsável por esta operação.

Mercadorias semi-finalizadas, nas quais não são necessárias em grandes escalas, são manufaturadas em instalações meno-res. Depois que a quantia necessária desse material tiver sido manufaturada, a instala-ção será usada para outro produto semi--finalizado e deverá ser aperfeiçoada para permitir uma nova produção. Usando o WirelessHART™, a maioria dos fios dos sensores poderão ser eliminados.

Ocasionalmente, um operador checa a posição dessas válvulas, mas no final, não há uma visão completa do seu status. Até mesmo com um alto grau de automação da planta, ainda há uma quantidade significativa de elementos de operação manual, como válvulas de esfera, que não são monitoradas.

A posição da válvula esfera poderá ser detectada com sensores de proximidade e seus dados podem ser transmitidos dire-

tamente para a sala de controle. E mais, a posição das válvulas de operação automá-ticas não retorna a informação, mas agora isso pode ser detectado e transmitido.

O WirelessHART™ permite o uso com-pleto dos dispositivos de campo multiva-riáveis atuais. Diversos dispositivos de

lo HART, permitiu que os dispositivos destinados à automação de processos pudessem se comunicar através de uma mesma linguagem. Com essa tecnologia, o principal foco é disponibilizar funções de monitoramento e gerenciamento de ativos em novas plantas e nas já existen-tes, o que seria mais difícil sem o uso de um sistema wireless.

Os equipamentos são facilmente confi-gurados e integrados ao sistema de contro-le, uma vez que o WirelessHART™ utiliza as mesmas ferramentas de configuração, ma-nutenção e diagnóstico do padrão HART existente e amplamente utilizado.

Partindo desse princípio, aplicações típicas desta tecnologia, tais como ajuste de parâmetros de dispositivos de cam-po, monitoramento de processos não críticos e informações do ambiente, oferecem grandes benefícios ao usuário auxiliando até mesmo nas estratégias de manutenção preditiva.

Por fim, verificamos que a tecnologia WirelessHART™ proporciona vantagens que se iniciam nas questões de mobilida-de e flexibilidade e culminam na redução dos custos de instalação e manutenção, bem como na maior imunidade a ruídos e amplo diagnóstico.

referênCias bibliográfiCas lohmann, Gerrit – Wireless Technology: WirelessHART™ - Pepperl+Fuchs

WirelessHart™ – The first Simple, Reliable and Secure wireless standard for process automation monitoring and control - HART Communication Foundation Document Number: HCF_LIT-129

WirelessHart™ – Technical datasheet - HART Communication Foundation Document Number: HCF_LIT-89

peer-to-peer Comunication with WirelessHart™ - HART Communication Foundation Document Number: HCF_LIT-909

campo não medem apenas os valores primários que representam o loop de 4...20mA, mas também os valores secun-dários e terciários. Por exemplo, dispositi-vos de níveis ultrassônicos medem a tem-peratura para que haja a compensação. Esse segundo valor agora pode ser obtido e transmitido para o sistema de controle.

ConClusão A utilização da versão wireless, por

meio do conhecido e aprovado protoco-

Uma aplicação frequente para diversos sistemas sem fio é o monitoramento dos níveis de tanques de matéria prima


Proteja suas imagens com o que há de melhor em tecnologia.

Anúncio_emerson.pdf 1 29/01/2013 18:04:02


a engenharia de segurança do trabalho voltada a projetos

Muito se fala sobre inovação tecnoló-gica e crescimento industrial com alte-rações em processos

produtivos, mas algumas perguntas pairam no ar em relação a este assunto. Será que todo esse avanço tecnológico e o cenário que ele irá gerar foi objeto de um estudo completo, a ponto de se prever, por exemplo, todos os riscos e perdas que podem ser ocasionados no meio ambiente e no local de traba-lho? E mais: a equipe operacional está capacitada a ponto de preservar a inte-gridade física de todos os envolvidos? Existirá um passivo trabalhista ou am-biental futuramente? Todas as normas, leis, decretos e resoluções estão sendo atendidos nesse processo?

O Engenheiro de Segurança do Tra-balho é o profissional que possui co-nhecimento técnico e visão integrada para assessorar qualquer projeto, des-de a concepção até a operação. Para cumprir esse papel, ele também in-corpora conhecimentos de legislação e gestão de negócios e pessoas, levan-do em consideração requisitos como

coluna sEgurança

mentos específicos, a fim de capacitar e habilitar os profissionais envolvidos, além de emitir laudos técnicos em con-junto com as demais áreas envolvidas, de indicar a correta destinação dos re-síduos gerados e realizar as adequações com vista à modificação do arranjo físi-co, entre outras funções.

Para que todo o planejamento seja considerado completo, é necessário que o Engenheiro de Segurança do Trabalho realize os estudos do novo projeto seguindo quatro etapas bási-cas, dentro dos conceitos de higiene do trabalho e gerenciamento de riscos. A primeira delas acontece ainda na fase de projeto e é chamada de “Ante-cipação dos Riscos”. Ela consiste em analisar o projeto das novas instalações – ou de uma edificação já existente –, assim como os processos de trabalho, para identificar os riscos potenciais e introduzir medidas voltadas a sua eli-minação ou, caso isto seja impossível, a redução das margens de riscos.

A segunda etapa, chamada de “Re-conhecimento dos Riscos”, envolve o conhecimento profundo dos produtos e riscos. Através de técnicas de geren-ciamento de riscos, é possível realizar um levantamento a fim de saber quais os fatores ambientais e acidentes que poderão interferir na integridade física do trabalhador.

A terceira etapa, por sua vez, é a de “Avaliação dos Riscos”, que permite, por meio de técnicas de amostragem, obter dados quantitativos a fim de identificar as potenciais ocorrências de acidentes a curto, médio e longo prazo. Por último, porém não menos importante, temos a etapa de “Controle dos Riscos”, que

equipamentos e máquinas – incluin-do suas especificações –, prevenção e controle de riscos nas instalações, métodos e técnicas para prevenir aci-dentes do trabalho e doenças profis-sionais, riscos de incêndios, explosões e outros tipos de acidentes.

Com isso, este profissional fornece indicações quanto às precauções per-tinentes, projetando as medidas de proteção coletivas e especificando os equipamentos de proteção individuais (EPIs). Também cabe a ele os treina-

Através de técnicas de gerenciamento de riscos, é possível realizar um levantamento a fim de saber quais os fatores ambientais e acidentes que poderão interferir na integridade física do trabalhador


consiste na aplicação de medidas de controle de riscos na fonte, trajetória e/ou trabalhador.

Somente após o minucioso levanta-mento dos pontos acima citados, po-

Com 10 anos de experiência como engenheira de segurança do trabalho, em empresas de grande porte, Daniela Atienza Guimarães é diretora adjunta da APAEST (Associação Paulista de Engenheiros de Segurança do Trabalho) e docente do curso de Enge-nharia de Segurança do Trabalho da FEI (Faculdade de Engenharia Industrial).

demos ter um cenário real dos possíveis impactos provenientes da implemen-tação de um novo projeto e também dos investimentos a serem aplicados. A Engenharia de Segurança do Trabalho contribui em muito para a preservação da integridade física dos trabalhadores e, por consequência, para o aumento da produtividade da empresa.

Com estas ações, podemos desen-volver inovações tecnológicas com grandes benefícios às empresas e, quem sabe, desenvolver patentes pró-prias que hoje são muito escassas em nosso país. Trata-se de uma mudança cultural que agrega valor aos produtos da empresa, gerando muitos postos de trabalho e contribuindo para o desen-volvimento do país.

A Engenharia de Segurança do Trabalho contribui em muito para a preservação da integridade física dos trabalhadores e, por consequência, para o aumento da produtividade

da empresa


programa de trainee:por que vale a pena investir

Trainee é uma palavra de origem inglesa, a qual sig-nifica estagiário. Por esse motivo, nos Estados Uni-dos o programa de trainee

é destinado a estudantes que ainda estão concluindo o curso ou acabaram de se formar. No Brasil, o estudante procura uma vaga de “estágio” a partir do segun-do ou terceiro ano do ensino superior e o jovem que busca ser um trainee já deve ter o diploma em mãos ou possuir até dois anos de formado. Nas empresas brasileiras, a contratação de trainees exis-te desde a década de 1970 e a cada ano o número torna-se maior.

Em 2012, mais de 100 grandes empre-sas estavam com vagas para programas de trainees, sendo uma tarefa importante para elas o desenvolvimento de pessoas para a sucessão de lideranças. De acordo com os dados de uma revista de gestão de pessoas, a média de idade dos trainees é de 23 anos. Segundo Iracema Andrade, diretora da empresa Viva Talentos Hu-manos, consultoria focada em processos de seleção de trainees, a faixa etária para participar do recrutamento é de 21 a 28 anos, mas algumas empresas podem re-querer profissionais com mais idade.

Segundo ela, o jovem deverá apre-sentar como requisitos um bom pre-paro acadêmico, conhecimento de um terceiro ou quarto idioma e ter vivência internacional, mesmo que seja por meio

coluna rh

Cynthia Chazin Morgensztern é psicóloga e coach graduada pela Universidade Mackenzie, além de pós-graduada em Gestão Estratégica de Pessoas e com MBA em Gestão Educacional. Possui dois títulos de educação continuada na Faculdade Getúlio Vargas nas áreas de administração e economia e acumula 15 anos de experiência na área de Recursos Humanos de empresas nacionais e multinacionais.Site: www.primeirovoce.com E-mail: [email protected]

de um programa de intercâmbio. O pro-cesso de seleção envolve algumas fases, como inscrição e testes online (portu-guês, inglês e raciocínio lógico), dinâ-mica de grupo, entrevista com o depar-tamento de Recursos Humanos, painel de negócios (simulação de casos reais), entrevista com diretor da área e/ou pre-sidente ou vice-presidente da empresa.

Normalmente, as empresas iniciam os projetos no começo do semestre e a duração da contratação poderá levar até seis meses. Um ponto estratégico é a forma como deve ser estruturado o pro-grama, pois todo o corpo diretivo deve acreditar na iniciativa e valorizar a con-tratação e desenvolvimento dos trainees. A maioria dos profissionais de Recursos Humanos enfatiza que, caso a prática não esteja alinhada com a teoria, as ações ficam desconexas e os jovens não encon-tram sentido em continuar no programa.

De acordo com pesquisa realizada por uma conceituada revista, 12% dos traine-es não conhecem o cargo que ocuparão no final do programa. O jovem não se sente estimulado e a empresa desperdi-ça um investimento alto. O custo de um programa de trainee poderá variar de R$ 100 mil a R$ 1 milhão, incluindo o processo de recrutamento e seleção e as etapas de capacitação e desenvolvimen-to, através de treinamentos e coaching. O trainee é contratado em regime CLT, com os mesmos direitos trabalhista de

um funcionário efetivo, envolvendo todos os custos na folha de pagamento. Outro ponto a ser destacado, é a figura do tutor, ao qual cabe a missão de orien-tar e ensinar constantemente.

A organização precisa estar preparada para receber este público e o número de contratações deve ser alinhado com a necessidade das áreas. Contudo, a em-presa tem muito a ganhar se realizar um programa de trainee, mas este precisa ser comprometido com o negócio, alinhado com a estratégia e focado no desenvol-vimento de jovens e na busca de novos talentos para ocuparem posições de lide-ranças ou críticas na empresa.


EnTrEVisTa

a arte de gerenCiar projetos

Aos 63 anos de ida-de, dos quais qua-se 40 dedicados à implantação de grandes projetos

de engenharia, como hidrelétri-cas, mineradoras, instalações de óleo e gás e indústrias de base, o engenheiro José Pique Hernando figura entre os mais conceituados profissionais do país na área de gerenciamento de projetos. Com essa experi-

ência, ele avalia que as ferra-mentas de gestão consagradas mundialmente, como as meto-dologias do PMI (Project Mane-gement Institute) e os processos de análise do IPA (Independent Project Analysis), contribuíram para elevar o nível de assertivi-dade no desenvolvimento e im-plantação dos projetos de enge-nharia. “As metodologias para eliminação de riscos do projeto e seu correto desenvolvimento e

gestão já existiam no passado, mas as coisas eram mais base-adas na experiência dos profis-sionais envolvidos”, diz ele.Com passagem em empresas contratantes de grandes pro-jetos, Pique atua já há muitos anos na CNEC WorleyParsons, onde ocupa o cargo de gerente de contratos e atualmente lidera a implantação de um projeto de mineração. Para ele, a retomada dos investimentos no país con-tribuiu para a recuperação da memória técnica nas empresas de engenharia, que se perdeu no período de baixa contratação de serviços, entre as décadas de 80 e 90. “Aos poucos, vamos superando esse vazio que se estabeleceu no mercado ao unir a experiência dos engenheiros da ‘velha guarda’ com o talen-to dos jovens profissionais”, diz ele. Veja, a seguir, suas opiniões e visão sobre o mercado brasi-leiro de projetos de engenharia.

engeWorld – Com a ex-periência de quase 40 anos atuando na implantação de

grandes projetos de engenharia, é possí-vel afirmar que nenhum projeto é igual ao outro?josé pique Hernando – Mesmo em se tratando de dois projetos


da mesma natureza, como duas hidre-létricas ou duas refinarias de petróleo, sempre cada um deles terá suas pecu-liaridades. Por esse motivo, apesar de adotarmos ferramentas comuns no de-senvolvimento e implantação de todos os projetos, não podemos afirmar que exista uma receita pronta. As bases são as mesmas, mas cada projeto tem suas particularidades.

engeWorld – Que bases são essas?pique – São as normas e exigências re-lacionadas a meio ambiente, a obedi-ência a um cronograma mais agressivo ou mais acadêmico, disponibilidade de recursos e premissas ou metas es-tabelecidas para o desenvolvimento, bem como as modernas ferramentas de gestão de projetos, que contribuem para nivelar por cima esse trabalho. Com isso, elas permitem avaliar a ma-turidade do projeto e todos os riscos envolvidos, como o risco de custo, de prazo e até mesmo o risco de o acio-nista fracassar nessa empreitada, entre outros quesitos. A utilização dessas ferramentas e das metodologias adota-das por órgãos independentes, como a PMI (Project Manegement Institute) e IPA (Independent Project Analysis), possibilita minimizar os riscos de um projeto em todas as suas fases de im-plantação, que denominamos de FEL (Front End Loading).

engeWorld – Isso significa que a ges-tão de projetos exige uma visão multi-disciplinar?pique – Exatamente, mas essa multi-disciplinaridade vai além da interação entre as diferentes disciplinas, como civil, elétrica, hidráulica e outras. O gerenciamento de projetos é mais am-plo que a engenharia de detalhamento,

na execução do serviço propriamente.

engeWorld – Como esse trabalho de gerenciamento é realizado?pique – No início do trabalho, mon-tamos o PEP (Plano de Execução do Projeto), que é um documento extenso, com até 1.000 páginas, no qual defini-mos tudo que se relaciona ao projeto, como seu objetivo, o escopo do que será executado, com quais recursos, prazos e outras questões. Esse documento conta com um capítulo dedicado exclusiva-mente à análise dos mais diversos tipos de risco, como os riscos ambientais, de relacionamento com a comunidade, de prazo e qualidade, entre outros. Em questões como segurança e meio am-biente, vale ressaltar que nossa obriga-ção vai além de cumprir meramente as exigências legais, pois esses conceitos precisam estar entronizados no projeto. Obviamente, revisamos constantemen-te esse plano de execução durante a im-plantação do projeto e o ideal é que isso seja feito quinzenalmente.

pois envolve a gestão de diversas fren-tes, como segurança, qualidade, meio ambiente, suprimentos, a operação da planta, sua manutenção, recursos hu-manos e outros. Na implantação de um grande empreendimento, como uma mineradora ou uma hidrelétrica, chega-mos a mobilizar centenas de profissio-nais apenas para o gerenciamento do projeto, sem contar o pessoal envolvido

No início do trabalho, montamos o PEP (Plano de Execução do Projeto), que é um documento extenso, com até 1.000 páginas, no qual definimos tudo que se relaciona ao projeto


engeWorld – Qual o requisito básico para um profissional que se dedica a esse tipo de atividade?pique – Eu diria que a experiência é algo fundamental, bem como a con-fiança na condução do processo e a transparência no relacionamento com todas as partes envolvidas, como o con-tratante, a comunidade, fornecedores, trabalhadores e demais empresas mobi-lizadas na implantação do projeto.

engeWorld – Existe projeto mal feito?pique – Sim. Considerando que o ob-jetivo básico de uma planta é que ela seja segura, fácil de operar e manter, proporcionando retorno financeiro ao seu investidor, é possível que seu proje-

to contenha falhas. Essas falhas podem estar na concepção do projeto, no seu desenvolvimento ou execução, mas a pior situação é quando ele começa er-rado, através de uma engenharia con-ceitual e básica mal feita. Obviamente, a possibilidade de que isso aconteça é bem reduzida devido às ferramentas disponíveis para desenvolvimento de projeto, ou seja, as etapas de implanta-ção ou FELs, e à metodologia de geren-ciamento e suas etapas.

engeWorld – Nas últimas décadas, o que mudou na área de gerenciamento de projetos?pique – A metodologia de trabalho em grandes empresas é basicamente a

mesma, mas as coisas se baseavam mais na experiência dos profissionais envolvi-dos e a adoção de novas ferramentas de gestão permite maior assertividade ao gerenciamento do projeto. Além disso, podemos dizer que a principal mudan-ça nas ultimas décadas é a preocupação com a segurança, saúde, meio ambiente e sustentabilidade. Essas questões já eram contempladas antes, mas atualmente elas nascem com a engenharia e com exi-gências governamentais mais rígidas, ou seja, a segurança é analisada não apenas do ponto de vista da construção e opera-ção da planta, mas também da saúde do operário e das comunidades vizinhas, do meio ambiente etc.


infografia

passo a passo NO deseNVOlViMeNTO de prOjeTOs

Os grandes projetos de engenharia, como mineradoras, plataformas de petróleo, refinarias, siderúrgicas e indústrias de grande porte, têm em comum o fato de consumirem investimentos pesados e proporcionarem retorno em longo prazo.

Outra característica comum a empreendimentos desse porte é a complexidade na sua implantação, pois isto exige a interação entre projetos das mais variadas disciplinas da engenharia (processos, mecânica, hidráulica, elétrica, civil, etc.) e a interface entre diversas atividades para sua execução (suprimentos, segurança, gestão dos serviços e ouros).

Diante de tamanho investimento e de tantas variáveis, esses empreendimentos estão sujeitos a diversos tipos de riscos durante sua implantação, como os riscos de projeto, de custo, de prazo, segurança e até mesmo de não proporcionar o retorno almejado para o acionista, entre outros.

Para conferir segurança aos investimentos, esses projetos são desenvolvidos e implantados por meio de uma metodologia que reduz esses riscos ao nivelar e agrupar os diversos projetos envolvidos em estágios, de acordo com a maturidade do empreendimento.

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Essa metodologia de trabalho é denominada de FEL (Front End Loading), que direciona as prioridades na implantação dos grandes projetos em etapas, de acordo sua fase de desenvolvimento.

Na primeira etapa, FEL I, cujo objetivo é avaliar a oportunidade de investimento e o retorno proporcionado, o foco está direcionado ao negócio. nessa fase, os objetivos do projeto são alinhados aos do investidor e se estabelece o projeto conceitual da planta, ou seja, a tecnologia a ser adotada para sua operação.

A segunda etapa, FEL II, volta-se para o projeto básico do empreendimento, definindo seu layout preliminar, os equipamentos a serem utilizados e sua disposição na linha de produção, a estratégia de implantação etc.

Na terceira fase, FEL III, o projeto avança para o estágio de detalhamento. Com o planejamento definido, parte-se para a aquisição dos recursos necessários à implantação do empreendimento (equipamentos, serviços etc.)

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ProcEsso

onde tudo Começa

ela é a primeira disciplina da engenharia a se debru-çar sobre um projeto para o seu desenvolvimento e seu trabalho acaba deter-

minando a qualidade de todo o empre-endimento no futuro, desde a concep-ção inicial até a operação e manutenção da planta, seja ela uma indústria de pa-pel e celulose, uma refinaria, siderúrgi-ca ou plataforma de petróleo. Estamos falando da engenharia de processo, cuja atuação estabelece as bases para que as demais disciplinas desenvolvam seu trabalho, como a engenharia mecânica, hidráulica, civil e outras.

“A engenharia de processo gera os primeiros documentos que servirão de base para a atuação das demais dis-ciplinas”, explica Andrea Guedes, enge-nheira da CNEC WorleyParsons. Para exemplificar, ela destaca que os profis-sionais dessa área se dedicam ao enten-dimento do processo de produção a fim de determinar o balanço de massa e energia necessários para se obter o pro-duto final, definindo parâmetros como vazão, temperatura e pressão. “Com es-ses dados, a engenharia mecânica pode especificar os equipamentos necessá-rios para a planta.”

Disciplinas De um projeto

A engenheira Angela Romano, da empresa de engenharia e gerencia-mento de projetos Hatch, destaca que, em qualquer atividade industrial, existem várias rotas possíveis para se chegar ao produto almejado pelo cliente. “Uma vez definida a rota a ser adotada, a área de processos entra em ação.” Essa definição, obviamente, costuma ser tomada no primeiro está-gio de desenvolvimento do projeto, o FEL 1 (Front end Loading). Além de

Se a implantação de um projeto fosse comparada à criação do mundo, a equipe de engenharia de processo atuaria antes do big bang. Veja as atribuições dos profissionais dessa área e como eles trabalham

atuar nessa fase conceitual do projeto, os profissionais da área também parti-cipam das demais etapas: FEL 2 (de-finição da tecnologia), FEL 3 (projeto básico) e FEL 4 (detalhamento).

Numa comparação figurativa, se a instalação de uma planta fosse equi-valente à criação do mundo, a área de processo começaria a atuar antes do big bang. E esse evento inicial – o big bang – seria o fluxograma de processo, um dos principais documentos gerados


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pelos profissionais da área. Andrea ex-plica que esse documento determina o balanço energético e de massa em todas as etapas da operação para que os insumos sejam transformados até a entrega do produto final. Traduzidos em pressão, temperatura e vazão, esses dados servem de subsídios para a espe-cificação dos equipamentos, tubulações e instrumentos utilizados na planta.

definindo os parÂmetrosNormalmente, todo esse trabalho

começa a partir de uma tecnologia já especificada pelo cliente, mas a defi-nição do processo também pode se basear em tecnologia nova. “Muitas

vezes, precisamos recorrer a simula-ções de toda a planta em operação para conferir todos os fluxos, desde a

entrada até a saída”, enfatiza Andrea. Em projetos mais simples, como áreas de tancagem, por exemplo, ela diz que tais simulações são dispensáveis.

Após gerar o fluxograma de pro-cesso, os profissionais da área prosse-guem no desenvolvimento do projeto até concluir um segundo documento: o fluxograma de engenharia. Trata-se de uma representação gráfica na qual se detalha melhor a operação, mos-trando todos os equipamentos envol-vidos, as tubulações e seus respectivos diâmetros, instrumentos de medição e controle e até mesmo os dispositivos de segurança, como válvulas alívio para sobrepressão e temperatura.

Os profissionais dessa área se dedicam ao entendimento do processo de produção a fim de determinar o balanço de massa e energia


Se o fluxograma de processo di-mensiona os equipamentos neces-sários, o fluxograma de engenharia indica os controles a serem adotados. Vale ressaltar, mais uma vez, que a engenharia de processo especifica os equipamentos com base em requisi-tos de pressão, temperatura, volume e vazão. A partir dessas informações, o pessoal de engenharia mecânica par-te para a definição do equipamento a ser adotado nessa tarefa. O mesmo princípio vale para a equipe de tubu-lação, que se baseia em dados de pro-cesso para especificar todas as linhas de tubulação a serem instaladas.

Segundo Angela, outro documento produzido pela equipe de processo é o descritivo de processo, que dá o “passo a passo” da operação. “Neste documen-to, descrevemos o que é preciso atingir com cada equipamento e, com base nessas informações, juntamente com as folhas de dados, a engenharia mecânica vai ao mercado adquirir os equipamen-tos necessários”, diz ela. Documentos similares também são produzidos para subsidiar as equipes de tubulação e de instrumentação na aquisição dos recur-sos necessários.

desafios enfrentadosAlém dessas responsabilidades, cabe

à equipe de processo um apoio à de-finição do arranjo da planta, que é de responsabilidade da engenharia mecâ-nica. “Isso passa por uma definição pre-liminar do tamanho dos equipamentos, sempre partindo do conceito de que precisamos minimizar as interferências e otimizar os espaços para a maior efi-ciência da operação”, completa Angela.

Nesse caso, ela ressalta que o traba-lho mostra-se mais desafiador na im-plantação de projetos em áreas já em

operação (projetos brownfield) do que naqueles empreendimentos totalmente novos (projetos greenfield). Afinal, em tais situações há de se considerar as in-

implantação. Mesmo assim, os profis-sionais da área continuam acompa-nhando todo o projeto, até sua conclu-são, para eventuais subsídios às demais disciplinas da engenharia.

Justamente por essa característica, os profissionais da área são unânimes ao apontar o principal desafio enfrentado em seu trabalho: o prazo. “Trata-se de um problema comum a todas as áreas da engenharia, mas no nosso caso ele é mais sensível, pois as demais disciplinas só podem entrar em ação quando con-cluímos uma boa parte do nosso traba-lho”, pondera Andrea Guedes.

Segundo Angela Romano, os proble-mas de prazo também estão relaciona-dos a uma característica de como a área de processo atua. “Como trabalhamos intensamente na fase inicial do projeto, é muito comum o cliente rever dados ou mudar rotas de processo para algu-ma otimização, mas essas mudanças nunca contemplam um alargamento no prazo.” Ossos do ofício, que contri-buem ainda mais para enobrecer a ativi-dade desses profissionais.

terfaces com as linhas em operação, os procedimentos de segurança necessá-rios e como a área nova irá se integrar futuramente à que está em atividade.

Se a disciplina de processo é a pri-meira a entrar em ação no desenvol-vimento de um projeto, ela também é a primeira a sair de cena durante sua

Como trabalhamos intensamente na fase inicial do projeto, é muito comum o cliente rever dados ou mudar rotas de processo para alguma otimização...”


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