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Aplicação de ETE / ETA: Atuadores Falha Segura e PST “inteligentes” na Prevenção de Contaminação de
Dejetos ou Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
Frederico Cunha, Ladder – Grupo Edge, Responsável e Especialista de Produtos BIFFI e WESTLOCK
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De quais perdas de ETA / ETE estamos falando?
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PARCELAS DAS PERDAS DE ÁGUA (REAIS E APARENTES) EM RELAÇÃO AO VOLUME QUE ENTRA NO SISTEMA
Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
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CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE PERDAS REAIS E PERDAS APARENTES
Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
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Controle de perdas hídricas:
Conforme o PNCDA (PROGRAMA NACIONAL DE COMBATE AO DESPERDICIO DE ÁGUA), o controle é feito por meio de das seguintes atividades:
a) Gerenciamento da Pressão das Zonas Pitométricas.b) Controle ativo dos vazamentos.c) Velocidade e qualidade dos reparos.d) Gerenciamento da infraestrutura.
Atuadores e
PST
inteligentes
Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
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• Atuadores elétricos são dispositivos movidos por energia elétrica que são montados em válvulas, para proporcionar facilidade, segurança e comodidade na sua operação.
Afinal o que é um atuador elétrico de válvula?
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Para que serve PST?
O grande fator: “A lei de murphy”!
“Se algo puder dar errado, dará!”
Qualquer processo tem suas funções específicas, mas...
...devido a “Lei de Murphy”, temos que incluir funções
adicionais, para reduzir o risco de que ocorra alguma falha
no sistema que possa danificar ou destruir equipamentos,
ou ainda, ferir/matar pessoas
Mr. Joseph Murphy
Devemos diminuir a probabilidade de falhas (PFD) dos elementos finais !
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• PST é a sigla em inglês para dispositivos que executam testes de movimentação parcial.
• São dispositivos que, automaticamente, executam movimentos parciais em válvulas para verificar se estas estão funcionando corretamente.
E que é um PST (PARTIAL STROKE TEST)?
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• Possuem uma “inteligência” incorporada, ou seja, são capazes de tomar certas decisões e agir quando necessário.
• Podem registrar as informações e por si só, gerar gráficos, emitirem relatórios, informar alarmes, entre outras coisas.
• Podem executar automaticamente testes para prevenir falhas, sem interferência humana.
Mas porquê “ inteligente ”?
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Sem uma Válvula, um atuador não tem proposito !
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Tipos de Válvulas: LINEARES
Multi-voltas – Valvulas Guilhotina, Gaveta, Globo
Multi-voltas
Descreve uma válvula que requer várias voltas do eixo de saída do actuador para levantar e
baixar a porta / globo usando uma porção roscada da haste.
IMPULSO é a força linear requerida
para mover um dispositivo. Ela é
medida diretamente em unidades de
força, como Newton ou quilograma-
força (Kgf)
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Exemplos de atuadores elétricos em VálvulasLineares
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Volta parcial ou ¼ volta
Descrevem um equipamento que necessita de menos do que uma volta do eixo de
saída do atuador para movê-lo através de seu curso total.
TORQUE
•É a força de torção ou rotação necessária para girar um
dispositivo.
•Ele é medido em Força x Distância.
•As unidades estão em libras-polegada, libras-pé ou
Newton-metros (N.m).
Tipos de Válvula: ROTATIVA
Borboleta, Esfera, Plug, Damper & Tampão
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Exemplos de atuadores elétricos em VálvulasRotativas
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Que vantagem tenho em usar atuadores e PST inteligentes?
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• PARA O OPERADOR:• Todas informações importantes estão no local, de forma
fácil.• Informa se algo não está funcionando bem com ele.• Avisa o operador se a válvula tem um problema.
Vantagens do atuador INTELIGENTE
Seletor
Local/desligado/remoto
Lâmpada piloto
FECHADO
– vermelha ou verde
Lâmpada piloto Aberto
– vermelha ou verde
Botão de
Fechamento
Botão de
Abertura
Botão de
Parada
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• PARA A MANUTENÇÃO ELÉTRICA• Monitoramento constante da rede Elétrica.• Registro da temperatura e corrente do motor• Comunicação Bluetooth para configuração e
diagnósticos, sem necessidade de abrir o atuador.
Vantagens do atuador INTELIGENTE
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Vantagens do atuador INTELIGENTE• PARA A MANUTENÇÃO MECÂNICA:
• Registra as curvas de esforço da Válvula.• Informa se existe agarramento na sede da válvula ou
desgaste das buchas.• Protege a haste em caso de travamento da válvula.• Avisa quando precisa de manutenção preventiva.
• Registro das últimas 100 curvas de
abertura e fechamento,
• Curva de referência da válvula,
para manutenção preditiva.
• Registro das temperaturas internas
do atuador .
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Vantagens do PST INTELIGENTE
• Totalmente transparente para o sistema de comando. • A porcentagem de movimento da válvula é programável
facilmente pela interface local ou BLUETOOTH.• Testa periodicamente o funcionamento do atuador, e a força da
Mola de retorno.• Previne o colamento da sede de válvulas que movimentam
pouco.• Registra as variações do pressão do ar de entrada, e dos
cilindros do atuador pneumático.• Registra as curvas de esforço da Válvula e compara com os
valores históricos gravados, permitindo um diagnóstico prematuro de problemas na sede e nos internos da válvula sem a necessidade de desmontagem.
• Gera alarme caso detecte problemas na válvula durante o teste.
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Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
LONWORKS®
PROFIBUS DP
MODBUS
HART®
Atuadores Inteligentes ICON
Interface em Redes
DCMDiagnostic Communication Master
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Tipos de PST INTELIGENTE
• Avulsos: Para serem instalados em atuadores tipo pistão:
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Tipos de PST INTELIGENTE
• Incorporados: Já fazem parte do atuador
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Gráficos do PST INTELIGENTE
Registra:
• Curva de posição x tempo
• Curva de torque x tempo
• Pressões de ar de entrada e
câmeras do atuador .
• Assinatura da Válvula
• Simples ou dupla ação
Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
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Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
FAIL SAFE – VALVULAS ROTATIVAS
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Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
FAIL SAFE – VALVULAS LINEARES
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Quais são então as maiores vantagens de usarmosATUADORES E PST INTELIGENTES ?
• Operação mais confiável.• Menos paradas por quebra. • Melhor controle do processo.• Agilidade de manutenção.• Facilidade de substituição.• Diagnóstico antecipado da falha.
MENOR CONTAMINIAÇÃO HÍDRICA / ESGOTO
Atuadores Falha Segura e PST "inteligentes” na Prevenção de Contaminação de Dejetos ou
Bactérias no Tratamento de Esgoto e Água
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Concluímos que os atuadores e PST inteligentes contribuem efetivamente na prevenção de contaminação hídricas / Esgoto:
a) Gerenciamento da Pressão das Zonas Pitométricas
b) Controle ativo dos vazamentos: ➢ Fechamento garantido por um atuador elétrico inteligente, comandado
remotamente por rede física ou via rádio.
c) Velocidade e qualidade dos reparos: ➢ Pela agilidade e confiabilidade da manutenção em um atuador inteligente.➢ Através da previsão de falha das válvulas, conseguida pelos gráficos gerados por
um atuador ou PST inteligente.
d) Gerenciamento da infraestrutura: ➢ Através de um monitoramento real do estado das válvulas, monitorando os
dados gerados diariamente pelos atuadores e PST inteligentes.
Atuadores e PST “inteligentes” na prevenção de perdas Hídricas.
Projeto de Ampliação da ETE (Estação de
Tratamento de Esgoto) , necessitava um
fechamento rápido para Atuador
Elétrico, para não ter contaminação de
bactéria em caso de emergência da
planta.
Atuadores Elétricos / Atuadores Com
Falha Segura
- EFS BIFFI
- WGR BIFFI
- F02 BIFFI
ETE
Produtos / Soluções
• Atuadores Pneumaticos tem alta
manutenção (experiências
anteriores)
• Regulamentação brasileira e a
complexidade do processo
• Acreditar na solução segura – Não
intrusiva (Perder a licença e
Contrato)
• Tensão Solicitada 220VAC / 3 fases
(Design padrão– sem adaptações)
Relevância...
Total $1,650K USD
CY 18
$600K
CY 19
$450K
EFS produtoserá utilizadocomo padrão
CY20/CY21
$600K
ESTUDO DE CASO:
Distribuidor de Automação e
Elétrica e Industrial
Mercado de atuação
• SP – Jaboticabal /
Americana / Bauru
• Mato Grosso do Sul
• Sul de Minas Gerais
Ladder Automação Industrial Intereng Automação Industrial
Distribuidor de Automação e
Elétrica e Industrial
Mercado de atuação
• SP - Região Metropolitana
• Baixada Santista
• Vale do Paraiba
• Sorocaba
• Rio de Janeiro;
Especialista na industrialização de painéis
elétricos de baixa e média tensão;
Mercado de atuação
• SP
• Rio de Janeiro
• Mato Grosso do Sul
• Sul de Minas Gerais
Distribuidor de Soluções
Elétricas e Datacom;
Mercado de atuação
• Nacional
Laax Tecnologia de Informação Inbox Painéis Elétricos
✓ O Grupo EDGE Brasil é constituído por 4 empresas que juntas somam mais de 25 anos de
experiência no Mercado de Automação Industrial, Elétrica e Datacom.
PRESENÇA
NO BRASIL
32NOSSOS PARCEIROS
Linha de Produtos
WESTLOCK & BIFFI
Perguntas
Frederico Cunha
19 97148-0638
V Simpósio ISA São Paulo
de Automação em Saneamento19 de março de 2019 – São Paulo / SP