SISTEMA COMPUTACIONAL DE APOIO A TOMADA DE DECISO NA GESTO DE OPERAO E MANUTENO DE LINHAS DE TRANSMISSO BASEADO EM TCNICAS DE MCC

Alessandro Cesar de Sousa Berrdo (1)

RESUMOOs nmeros do setor eltrico brasileiro so expressivos. Em 2011, segundo informaes do Ministrio de Minas e Energia (MME), o Sistema Interligado Nacional (SIN) concentrava aproximadamente 103,9 mil quilmetros nas tenses de 230, 345, 400, 500, 600 e 750 kV.Entre 2012 e 2014 esto previstos mais 21,44 mil quilmetros de linhas transmisso.

A fim de melhorar a confiabilidade do sistema interligado nacional (SIN) existente, so adotadas tcnicas modernas de gesto de ativos aplicadas na manuteno de linhas de transmisso de energia, assim como nos demais equipamentos integrantes. Esta atitude tem se mostrado fundamental para a melhoria da prestao do servio de fornecimento de energia.

A adoo de sistemas computacionais para a gesto destes ativos se torna imprescindvel para a organizao e auxilio na tomada de decises no que tange a operao e manuteno de seus equipamentos.

Este trabalho prope o desenvolvimento de um sistema computacional de informaes geogrficas (SIG) integrado a mdulos de gesto de ativos com funes de manuteno centrada na confiabilidade (MCC), objetivando a melhoria continua do planejamento e controle das atividades de manuteno em equipamentos de linhas de transmisso de energia frente s necessidades de operao e recursos logsticos.

Palavras-chave: Implementao de sistemas; Gesto de manuteno; Sistemas informatizados de gerenciamento de manuteno; Sistemas de informaes geogrficas.

1 Engenheiro Eletricista e Coordenador de Projetos da Abengoa Brasil1. CONTEXTO DO TRABALHOA anlise do comportamento de um sistema de linhas de transmisso com base nos ndices de manuteno gerados atravs de cadastros informatizados aprimorou o controle das atividades, permitindo uma melhor resposta nas frentes de trabalho e, consequentemente, reduzindo os tempos de indisponibilidade e incapacidade plena.

A tomada de deciso nas atividades de manuteno, resultante da aplicao de conceitos de confiabilidade em dados histricos passou a ser aplicada na elaborao de critrios de otimizao de periodicidades para intervenes em manuteno preventiva, e tambm na adoo de tcnicas aplicadas a manuteno baseada no estado do equipamento. Este foi provavelmente, o incio do desenvolvimento de metodologias para a implementao de ferramentas de auxlio tomada de deciso na manuteno.

A atividade de manuteno, em consonncia com o mercado, possui grande necessidade de racionalizao de custos operacionais. A gesto efetiva de mo de obra, suprimentos de estoque de manuteno e equipamentos de emergncia um exemplo claro de controle que permite a reduo dos custos.

A necessidade de organizao na distribuio de equipes de manuteno em pontos estratgicos ao longo da rea de concesso uma realidade, objetivando atendimentos de emergncia em menor tempo, com o menor custo, tendo em vista as penalidades impostas pelas regras de concesso por indisponibilidade ou incapacidade plena.

A falta de uma planta fsica protegida, condio tpica da infraestrutura de uma linha de transmisso, torna o sistema vulnervel a todo tipo de defeito, causado pelos mais variados agentes internos ou externos, de causa eltrica, meteorolgica, vandalismo e ambiental.

A necessidade de se estabelecer padres de elevada qualidade no fornecimento, exigidos pelo consumidor e fiscalizados atravs de rgo regulador, com multas que podem chegar a 25% da renda anual da concesso, obriga cada vez mais que as empresas disponham de mecanismos de defesa e contingncia.

Como exemplo, podemos citar a adoo de sistemas computacionais de auxilio a tomada de deciso nas atividades de manuteno, com foco na confiabilidade e previsibilidade.

Com uma quantidade enorme de equipamentos cadastrados e dados de manuteno a serem vinculados, um sistema tabular informatizado passou a ser insuficiente como ferramenta de anlise dos ndices e critrios estipulados pela gesto da manuteno e exigidos pelo poder concedente, que j trata dados geogrficos e sociais como influncias para o desempenho do sistema.

Alm disso, por iniciativa do rgo regulador, a gesto fsica e contbil dos ativos patrimoniais passou a ser focada com maior rigor, onde estes devem ser informados anualmente sobre suas depreciaes, manutenes, revitalizaes e baixas, seguindo o Manual de Controle Patrimonial do Setor Eltrico (MCPSE).

2. CENRIO ATUAL

Segundo Lourival Tavares (2001), As exigncias de confiabilidade e disponibilidade do mundo moderno, face a globalizao, so de tal ordem que exigem dos Gerentes de Manuteno e Operao responsabilidades que s podem ser realizadas com processos adequados de gesto..

Como mencionado anteriormente, o sistema de linhas de transmisso extremamente complexo e composto de diversos equipamentos e componentes em srie que, caso apenas um incorra em falha, pode acarretar no colapso do sistema em efeito cascata impactando diversas regies do pas, simultaneamente.

Um bom exemplo desta sensibilidade a sequencia de eventos de blecaute ocorridos no Brasil. Todos causados por danos aos sistemas de gerao ou transmisso. O blecaute ocorrido em 10 de novembro de 2009 onde, segundo o governo, foi causado pela associao de descargas atmosfricas e chuva intensa que levaram trs linhas de transmisso de 765 kV a falha.

Ao todo, quase 90 milhes de pessoas ficaram sem energia, quatro Estados do Brasil ficaram completamente sem fornecimento e outros 14 Estados ficaram parcialmente afetados. Alm disso, o Paraguai teve 90% de seu territrio afetado pelo problema.

Figura x Mapa de extenso do blecaute de 2009

O desenvolvimento de um sistema SIG, apoiado em conceitos de manuteno centrada em confiabilidade, gesto de custos, pessoas e materiais traz novas possibilidades para o auxilio na tomada de deciso por parte da engenharia de manuteno que atua nesta rea.Neste sentido, a proposta do presente trabalho consiste em aplicar conceitos multidisciplinares de vrias reas da engenharia no desenvolvimento de uma ferramenta CMMS GIS, em ambiente web, a fim de obter auxilio computacional nas tomadas de deciso gerencial da atividade de manuteno de linhas de transmisso de energia atravs da anlise de falhas e defeitos, custos operacionais e controle de cadastro dos ativos patrimoniais.

Este sistema trar como outro benefcio operacional, a visualizao, manipulao de atributos e consultas gerenciais do cadastro dos equipamentos, em ambiente cartogrfico.

A fim de aproveitar o sistema computacional nas atividades de implantao de novas linhas, um mdulo de gerenciamento de projetos desenvolvido em cdigo aberto foi adaptado realidade da aplicao e integrado ao conjunto de utilitrios.

O sistema, no futuro, ser integrado a sensores de descargas atmosfricas com o objetivo de relacionar causas de falhas por condies climticas, especialmente com respeito a descargas atmosfricas.No obstante, o sistema tem o objetivo principal de integrar os dados coletados nas atividades de manuteno detectiva, preventiva, preditiva e corretiva, de origem tcnica, administrativa e logstica, atravs da alimentao de formulrios de inspeo, defeito e falha, e a consequente gerao de ordem de servio de manuteno, que quantificaro os dados de manuteno referentes a custo de mo de obra aplicada, tempos de execuo e deslocamento, custo de material ou sobressalente, custos de alienao e receita perdida.

Os dados inseridos no sistema sero tratados automaticamente com o auxlio de expresses adotadas nos conceitos de manuteno e modeladas no sistema computacional, visando a gerao de relatrios que traduzam o histrico de manuteno em informaes e permitam a fcil interpretao de ocorrncias para a tomada de deciso gerencial, alm da nfase em resultados crticos.

O presente trabalho torna-se relevante na medida em que procurar trazer contribuies tericas e prticas no desenvolvimento do sistema para a administrao da manuteno da LT 525 kV Curitiba - Bateias. O mesmo poder ser tambm utilizado como referencial para trabalhos em outras concessionrias.

A atividade de manuteno em linhas de transmisso, em suas diversas modalidades eltrica, mecnica e eletromecnica, geralmente so administradas e executadas pela mesma equipe tcnica, a qual possui conhecimento multidisciplinar para a realizao dos reparos, muitas vezes nas piores condies ambientais possveis.

Entretanto, pelos motivos j expostos neste trabalho, a atividade tem sido reestruturada para as manutenes preditiva e preventiva.

A denominao de manuteno corretiva para o setor eltrico tida como a atividade de manuteno na qual existe uma falha com parada de equipamento, ou seja, perda de carga e condio inoperante. A manuteno preventiva reconhecida como atividade na qual existe um ou mais defeitos a serem corrigidos, porm no ocorre a falha, no havendo, portanto, a parada do equipamento.

Historicamente, a maioria dos defeitos apontados em linhas de transmisso so originados por problemas de projeto, geralmente relacionados proteo contra descargas atmosfricas e subdimensionamento estrutural para cargas de vento, o que evidencia problemas de coordenao de isolamento e drsticas alteraes climticas.

Outros problemas esto diretamente relacionados a carncias sociais. As linhas de transmisso, por sua natureza, so projetadas para ficarem distantes dos grandes centros urbanos, por motivos de segurana operacional, espao fsico demandado e esttica.

Figura x Atividade de retirada de balo em Linha de Transmisso

Defeitos causados por disparos de arma de fogo so muito comuns e podem causar a falha da linha pelo rompimento dos cabos condutores ou cadeias de isoladores.

Outros defeitos comuns so apontados pelo envelhecimento e corroso de componentes como eletroferragens e acessrios, geralmente ocasionados pela localizao em reas de grande poluio, corredores salinos e idade avanada do equipamento.

3. COMPONENTES BSICOS DA LINHA DE TRANSMISSO AREA

Neste subitem, trataremos dos componentes dos equipamentos de linhas de transmisso, relevantes gerao do cadastro tcnico de identificao de causas de defeitos e falhas em linhas de transmisso. So eles:

Cabos

Conduzem a energia eltrica propriamente dita ou podem pertencer ao sistema de aterramento da linha. Podem ser constitudos de alumnio, cobre, ligas compostas ou ao carbono zincado. Para linhas de alta tenso, os cabos CAA (alumnio com alma de ao), e variantes, so economicamente viveis e necessrios para vencer grandes distncias entre estruturas (vos de cabo).

Em linhas areas, so utilizados cabos nus (sem isolamento), de forma a maximizar a ampacidade.

Figura x Cabo condutor em alumnio

Estruturas

Para linhas areas, necessrio erguer os cabos a uma distncia segura do solo, de forma a evitar contato eltrico com pessoas, vegetao e veculos que eventualmente atravessem a regio. As torres e postes devem suportar os cabos em condies extremas, determinadas basicamente pelo tipo de cabo, regime de ventos da regio, terremotos, entre outros eventos, o que caracteriza seu tipo como atributo.

Figura x Tipos de torre e postes aplicados em LTIsoladores

Os cabos devem ser suportados pelas torres atravs de isoladores, evitando a dissipao da energia atravs da estrutura. Estes suportes devem garantir a rigidez dieltrica e suportar o peso dos cabos. Em geral so constitudos de cermica, vidro ou polmeros.

Para linhas de transmisso com nvel de tenso de 525 kV, utiliza-se uma sequncia de vinte isoladores conectados em srie, para estruturas configuradas em suspenso, os quais mantm os cabos elevados nos pontos intermedirios de trechos e vinte e dois isoladores conectados em srie para estruturas configuradas em ancoragem, as quais suportam a trao dos cabos em suas extremidades de trecho.

Figura x Disco isolador de porcelana tipo concha-bola

Figura x Disco isolador de vidro temperado tipo concha-bola

Figura x Isolador polimrico em silicone

4. MANUTENO CENTRADA NA CONFIABILIDADE - MCC

Manuteno Centrada na Confiabilidade (RCM Reliability Centred Maintenance) a aplicao de um mtodo estruturado para estabelecer a melhor estratgia de manuteno para um dado sistema ou equipamento.

Esta comea identificando a funcionalidade ou desempenho requerido pelo equipamento no seu contexto operacional, identifica os modos de falha e as causas provveis e ento detalha os efeitos e consequncias da falha.

Isto permite avaliar a criticidade das falhas e onde podemos identificar consequncias significantes que afetam a segurana, a disponibilidade ou custo.

A metodologia permite selecionar as tarefas adequadas de manuteno direcionadas para os modos de falha identificados.

As estratgias de manuteno em vez de serem aplicadas independentemente, so integradas para tirarmos vantagens de seus pontos fortes de modo a otimizar a operacionalidade e eficincia da instalao e dos equipamentos, enquanto minimizamos o custo do ciclo de vida.

MANUTENO CENTRADA NA CONFIABILIDADE Estabelecendo a Poltica de Manuteno com Base nos Mecanismos de Falha dos Equipamentos.Eduardo de Santana Seixas

A anlise das polticas de manuteno na indstria da aviao civil na dcada de 60 e no incio dos anos 70 conduziu ao desenvolvimento dos conceitos da Manuteno Centrada na Confiabilidade.

O trabalho demonstrou que a forte correlao entre idade (tempo) e falha no existia e a premissa bsica da manuteno com base no tempo (manuteno preventiva sistemtica) era falsa para a grande maioria dos equipamentos.

Basicamente, as seguintes ferramentas e reas de conhecimento so empregadas para desempenhar a anlise da RCM.

FMEA / FMECA (Modos de Falha e Anlise dos Efeitos / Modos de Falha, Efeito e Anlise da Criticidade).

Fluxo do Diagrama de Deciso da RCM.

Projeto, engenharia e conhecimento operacional do equipamento.

Tcnicas de monitoramento da condio.

Tomada de deciso com base no risco, isto : a frequncia e consequncia de uma falha em termos do impacto sobre a segurana, ambiente e operaes.

Figura x Processo de implementao de manuteno centrada na confiabilidade

5. A ATE IV SO MATEUS TRANSMISSORA DE ENERGIA

A ATE IV So Mateus Transmissora de Energia uma empresa concessionria de transmisso de energia, iniciada em 2006, a partir da vitria no 3 leilo Aneel do mesmo ano.

A concessionria ofereceu receita anual permitida com desgio de 42,35% em relao a RAP Mxima definida pela Aneel para este empreendimento.

A ATE IV composta pela concesso de duas linhas de transmisso de energia.

A LT 525 kV Curitiba - Bateias interliga os municpios de Curitiba e Bateias e possui comprimento total de 37 quilmetros em circuito simples.

A LT 230 kV Canoinhas So Mateus do Sul, interliga os municpios de So Mateus do Sul, no Estado do Paran e Canoinhas, no Estado de Santa Catarina, com comprimento total de 48 quilmetros em circuito simples.

Este trabalho foi desenvolvido e testado com os dados de manuteno da LT 525 kV Curitiba Bateias, em virtude de sua simplicidade, j que o modelo e as frmulas utilizadas na aplicao so clssicas na funo manuteno e no variam com a complexidade do empreendimento.

Figura x Diretriz da LT 525 kV Curitiba Bateias10