50O Setor Elétrico / Julho de 2010
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Por Igor Mateus de Araújo e João Maria Câmara*
Capítulo VII
Sistema de manutenção planejada e em motores elétricos
O Sistema de Manutenção Planejada (SMP) é
formado por instruções, listas e detalhamento de
tarefasederecursosnecessáriosaoseucumprimento,
econstitui-seemumasistemáticadentrodoescopoda
manutençãopreventiva.
Conceitos OsSMPscompreendemváriosprocedimentosque
visammanteramáquinaeosequipamentosemperfeito
estado de funcionamento, ou seja, o SMP consiste,
essencialmente, na consolidação dos procedimentos
demanutençãopreventivadosdiversosequipamentos
esistemasdeváriasorigensexistentesnaorganização,
de forma padronizada e eficiente, e com a máxima
economiademeios.
Éummétodoquetemcomopropósitopermitira
máximadisponibilidade,confiabilidadeedesempenho
dosequipamentosesistemasporeleabrangidos,por
meio da otimização dos recursos disponíveis para a
manutenção.
Desgaste ou deterioração e falhas aleatórias
provocam avarias ou degradações de desempenho
domaterial.Parareduzirefeitosdefalhasdecorrentes
de desgastes ou defeitos progressivos, os sinais de
desgasteoudeterioraçãopodemseridentificadospor
meiodetesteseverificações,realizadosemintervalos
adequadosedemodoapermitirascompetentesações
demanutençãocorretiva.
As falhas aleatórias, por sua própria natureza,
nãopodemserprevistas.Osistema,noentanto,deve
proporcionarasinformaçõesnecessáriasparaoinício
dasatividadesdemanutençãocorretiva.
Características Asatividadesdemanutençãosãoconduzidaspor
meiodeumaestruturaorganizacionalcomváriosníveis
de operação, como departamentos, divisões, seções,
etc.Elassãoplanejadasparacadaníveldeoperação,
considerandoasdemaisatividadesdaorganização.
Aexecuçãodastarefasdemanutençãoédescentralizada,
cabendo a cada indivíduo a responsabilidade pelo
cumprimentodatarefaquelhefoiatribuída.Asatividades
decadaníveldeoperaçãodosistemasãocontroladas,de
formaaassegurararealimentaçãodainformação,sendo
o funcionamento do SMP baseado na existência – em
níveisestabelecidospeloprópriosistema–dosseguintes
requisitosdedocumentação:equipamentoseferramental
deteste,sobressalentesequalificaçãodopessoal.
UmSMPnãoentraemfuncionamentoporsisó,nem
produz resultadosautomaticamente.É indispensávela
existência,emtodososníveisdeoperaçãodosistema,
deumaatitudementalpositiva,decrençaeconfiança
na eficiência do SMP, que deve ter condições para
permitiroinícioimediatodasatividadesdemanutenção
corretivaaoseridentificadaavariaduranteaexecução
derotinasdemanutençãopreventiva.
São obrigatórios para um SMP a existência de
elementosparaumacontínuaavaliaçãodaeficiência
dosistemaedeinstrumentosparaseuaperfeiçoamento.
Organização do SMP
A organização de um SMP pode ser visualizada
por meio da descrição das etapas do sistema e da
documentaçãoenvolvida.
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Asetapasdosistema
Etapas que compõem um SMP:
•Planejamento:distribuiçãodasatividadesdemanutenção(rotinas
demanutenção)aolongodeumperíodoconsideradocomociclo
paraaorganização;
•Programação: programar as tarefas demanutenção a partir do
planejamento realizadoedentrodoperíodobásico estabelecido
paraaorganização;
• Execução: realização propriamente dita das tarefas de
manutençãoprogramadas;
• Registro: consiste no lançamento, em registros próprios, das
informaçõesrelevantesobtidasduranteaexecuçãodasatividades
demanutenção;
• Controle: inclui o acompanhamento das atividades em cada
níveldeoperaçãodosistema,aanálisedosresultadosobtidosea
apresentaçãodasconclusõesdecorrentesdessaanálise;
•Acessórios:sãoosarquivos,caixas,etiquetasedemaismateriais
utilizadosnaoperaçãodoSMP.
O projeto de um SMP
OprojetodeumSMPdeveráseguiraseguintesequência:
•Definiçãodalistadeequipamentosaseremincluídosnosistema;
•Estabelecimentodociclooperativodaorganização;
•EstabelecimentodoperíodobásicooudereferênciadoSMP;
•Definiçãodahierarquiadomaterial;
•DefiniçãodosníveisdeoperaçãodoSMP;
•Caracterizaçãodaperiodicidadedasrotinas;
•Definição da documentação básica (planomestre, programas,
tabelas,quadros,etc.);
•Definiçãodassaídasdosistema;
•Elaboraçãodasinstruçõesparafuncionamento.
A documentação do SMP
Os documentos básicos para a operaçãode umSMP sãoos
seguintes:
•Planomestredemanutenção:contémadistribuiçãodetodasas
rotinasdemanutençãoaolongodociclodeterminado;
• Programas de manutenção: documentos que permitem a
programaçãoparacadadiadoperíodobásicodaorganizaçãoda
manutenção preventiva constante do planejamento estabelecido
paraociclo;
•Tabelasecartõesdemanutenção:sãodocumentosemformato
padronizado, extremamente detalhados, em que constam os
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Manutenção elétrica industrial
instrumentosparaaexecuçãoderotinasdemanutenção;
•Registrosdiversos:permitemregistrarocumprimentoounãodas
rotinasdemanutenção,asinformaçõesrelevantesparaohistóricodos
sistemaseequipamentos,edemaisdadosdeinteresseparaoSMP;
•Quadrosdiversos: têmafinalidadedepermitiraprogramação,
adivulgaçãoeoacompanhamentodamanutençãoplanejadapor
meiodaapresentaçãovisualedofácilacessoaosinteressados;
• Instruções para o funcionamento: estas instruções estabelecemo
ciclodeoperaçãoeoperíodobásicodoSMP,osníveisdeoperação,
acomposiçãohierárquicadasrotinasdemanutenção,descriçãodo
sistemae,finalmente,asinstruçõesefluxogramadefuncionamento.
Manutenção em motores elétricos Osmotores elétricos sãomáquinas que transformamenergia
elétricaemenergiamecânica.Assim,aoligarmosummotoràrede,
eleiráabsorverumadadaquantidadedeeletricidadee,emtroca,
acionaumacarga.Umexemplodissoéobonde.
Esteprocessodeconversãodaformadeenergiaéanálogoao
serverificadoemummotoragasolina.Nestemotor,tambémdito
motoraexplosão,éaproveitadaaenergiaprovenientedaqueima
decombustívelparamovimentaroveículo.Emummotorelétrico,
ocombustíveléaenergiaelétrica.
Osmotoreselétricosemgeral sãocompostosdeduaspartes
principais:orotorqueéapartemóveleoestator,oucarcaça,que
éapartefixa.
Figura 1 – Composição de um motor elétrico
Podemos classificar os motores, quanto à energia elétrica
absorvida,daseguintemaneira:
•Motoreselétricosdecorrentealternada(CA);
•Monofásico;
•Trifásico;
•Motoreselétricosdecorrentecontínua(CC).
Osmotoreselétricosdecorrentealternadafuncionamquando
ligados a uma rede de tensão alternada e são monofásicos ou
trifásicossenecessitamdetensãomonofásicaoudetensãotrifásica.
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Os motores elétricos de corrente contínua funcionam quando
ligadosaumarededetensãocontínua.OsmotoresdeCAsãohoje
os mais utilizados, podendo ser encontrados em refrigeradores
domésticos, máquinas, ferramentas, etc. Os motores de CC são
de empregomais restrito, sendo encontrados na tração elétrica,
grandeslaminadores,etc.
VamosestudarcommaiorprofundidadeosmotoresdeCA.Eles
podemserclassificados,segundoosistemaelétricodealimentação
eoprincípiodefuncionamentoouarranque,em:
•Motorestrifásicosdeinduçãoouassíncrono;
•Derotoremcurtoougaioladeesquilo;
•Derotorbobinado;
•Motorestrifásicosdesíncrono;
•Motoresmonofásicosdeinduçãoouassíncrono;
•Dearranquecapacitativoemarchaindutiva(fasedividida);
•Dearranqueporrepulsãodepolodividido;
•Motoresmonofásicos..
Carregamentoconvenientedosmotores
•ConjugadonominalCn;
•AvelocidadenominalNn.
Istoé,paraumapotêncianominalPn,temos:
Variação do rendimento de motores de 75 CV
Carregamento (%)
70
50
25
Diminuição do rendimento (%)
1
2
7
Pn = Cn x Nn
Asperdaselétricas(ouperdastérmicas)variamcomoquadrado
doconjugadoresistente(carga).Emummotorbemdimensionado,
oconjugadoresistentedevesermenorqueoconjugadonominal.
Seforigualouligeiramentesuperior,oaquecimentoresultanteserá
considerável.Noentanto,ummotor"subcarregado"apresentauma
sensívelreduçãonorendimento.
O carregamento ideal deveria corresponder à carga do
trabalhoaserefetuado,oquenemsempreéfácildedeterminar.
Seotrabalhoexigidodamáquinaacionadaapresentarsobrecargas
temporárias, a potência domotor deve ser ligeiramente superior
àpotêncianecessária.Finalmente,devemoslembrarquemotores
individuaissãogeralmentemaiseconômicosemenergiadoqueas
transmissõesmúltiplas.
Para ilustrar,apresentamos,noquadroaseguir,adiminuição
dorendimentodeummotorassíncronotrifásicode75CVequatro
polosemfunçãodocarregamentoapresentadoemregimenormal
deoperação.
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Manutenção elétrica industrial
*IGOR MATEUS DE ARAÚJO é engenheiro eletricista, atua na área de
manutenção elétrica desde 2003 e é, atualmente, gestor da Unidade
de Manutenção de Subestações e Linhas de Transmissão da Companhia
Energética do Rio Grande do Norte (Cosern).
JOÃO MARIA CÂMARA é técnico em eletrotécnica, engenheiro
eletricista, engenheiro de segurança do trabalho e especialista em
instrumentação. Foi chefe do departamento de manutenção elétrica da
Indústria Têxtil Seridó, professor do departamento de engenharia elétrica
da Universidade Federal do Maranhão e, atualmente, é professor e chefe
do departamento de engenharia elétrica da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte.
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O motor elétrico absorve energia elétrica da linha e
a transforma em energia mecânica disponível no eixo.
O rendimento define a eficiência com que é feita esta
transformação.
Chamando de “potência útil” Pu a potência mecânica
disponível no eixo, e de “potência absorvida” Pa a potência
elétricaqueomotorretiradarede,orendimentoseráarelação
entreasduas,ouseja:
Pu(W)736.P(cv)1000.P(kW)η=———=———————=———————Pa(W)3.U.I.cosϕ3.U.I.cosϕ
ou
736.P(cv)η%=———————.1003.U.Icosϕ
Ventilação adequada
O sistema de ventilação bem projetado, além de ter um
ventiladoreficienteecapazdemovimentarumgrandevolume
dear,devedirigiresseardemodoa“varrer”todaasuperfície
dacarcaçaemqueaconteceatrocadecalor.Denadaadianta
umgrandevolumedearseeleseespalhasemretirarocalordo
motor.
Paraanalisarseosmotorespodemounãotrabalharnestes
ambientes, devem ser informados o tamanho e a quantidade
aproximadadasfibrascontidasnoambiente.Essesfatoressão
importantes,poisumagrandequantidadedepoeiradepositada
sobre as aletas do motor pode funcionar como um isolante
térmico, e fibras de maior tamanho podem provocar, no
decorrerdotempo,aobstruçãodaventilação,prejudicandoo
sistemaderefrigeração.
Quando o conteúdo de fibras for elevado, devem ser
empregadosfiltrosdearouefetuarlimpezanosmotores,além
de:
•Limparcuidadosamenteosorifíciosdeventilação;
•Limparasaletasretirandoapoeiraeosmateriaisfibrosos;
•Cuidarparaqueolocaldeinstalaçãodomotorpermitalivre
circulaçãodear;
•Verificarofuncionamentodosistemadeventilaçãoauxiliare
alivrecirculaçãodoarnosdutosdeventilação.
Controle da temperatura ambiente
Motoresquetrabalhamemtemperaturasinferioresa-20ºC
apresentamosseguintesproblemas:
• Excessiva condensação, exigindo drenagem adicional ou
instalaçãode resistênciadeaquecimento,casoomotor fique
paradoporlongosperíodos;
•Formaçãodegelonosmancais,provocandoendurecimento
dasgraxasou lubrificantesnosmancais, exigindooemprego
delubrificantesespeciaisougraxaanticongelante.
Em motores que trabalham a temperaturas ambientes
constantemente superiores a 40º C, o enrolamento pode
atingir temperaturas prejudiciais à isolação. Este fato tem de
ser compensado por um projeto especial do motor, usando
materiais isolantes especiais ou pela redução da potência
nominaldomotor.
Dependendo da potência e criticidade do motor, é
realizadamanutençãopreditiva(análisetermográficaeanálise
devibração).
Figura 2 – Ilustrações de análises termográficas e de vibração.
Cuidado com as variações de tensão
A queda na tensão limita o fluxo do circuito magnético,
reduzindo as perdas no ferro e a corrente em vazio. Porém,
o conjugadomotor deve superar o conjugado resistente para
impedir o aumento excessivo do escorregamento. Como
o conjugado motor é função do produto entre o fluxo e a
intensidade da corrente absorvida, se o fluxo diminui, a
intensidade da corrente aumenta. Com a corrente em carga
aumentada pela queda de tensão, o motor se aquecerá,
aumentandoasperdas.
Um aumento de tensão de alimentação terá efeitos mais
limitados,umavezqueacorrenteemvazioaumentaenquanto
acorrenteemcargadiminui.