ROMACAST 13 - CONTROLADORES, TEMPORIZADORES, CONTADORES E O FAMOSO CLP

EPISÓDIO 13 - Controladores, temporizadores, contadores e o famoso CLP

Olá pessoal! Neste episódio vamos falar um pouco do nosso dia a dia em consertos de CLP, temporizadores, contadores, controladores em geral e equipamentos relacionados. O que são? Onde são mais utilizados? Falamos também um pouco sobre sua estrutura e funcionamento.

ROMACAST 12 - A ELETRÔNICA NA INDÚSTRIA AUTOMOBILÍSTICA

EPISÓDIO 12 - A eletrônica na indústria automobilística

Olá pessoal! Hoje temos a ilustre presença do nosso amigo Izonir Cardoso para nos dar uma aula sobre eletrônica automobilística e nos levar pelas décadas da evolução dos carros até os dias atuais, no final ainda temos algumas projeções do que nos espera pela frente. Escute e confira. Dúvidas, comentários, sugestões de tema é só enviar em nossas redes:

https://www.instagram.com/romatecmanutencao/

https://romatec-rs.blogspot.com/

https://romatec-rs.com.br/

QUANTO CUSTA UM SERVIÇO MAU FEITO?

Diariamente recebemos inúmeros equipamentos para reparo, do mais fácil ao mais difícil, no entanto, alguns serviços são verdadeiros desafios. Mas tem algo que é comum entre os reparos, a pregunta que muitos clientes fazem e esperam uma resposta pronta: Quanto custa para consertar? Esta é uma pergunta bem interessante...

O valor de um serviço pode ser mensurado de forma fácil, quando tempos conhecimento de todas as variáveis envolvidas, do contrário, não é uma tarefa simples "prever" a situação em que um equipamento se encontra.

Nesta semana recebemos para conserto um motor eletrônico da marca Quick Rotan, modelo P321ED, que ao abrir e verificar o estado geral do equipamento tivemos a certeza de que não seria uma missão fácil, pelo contrário, pareceu não haver muita esperança. Depois de alguns minutos de observação intensa, percebemos que seria possível reparar e que o maior desafio seria desfazer o "serviço" realizado por alguém sem muito preparo técnico.

Entendemos que em alguns casos é preciso usar de muita criatividade para poder apresentar uma solução adequada, mas dependendo da solução o problema inicial volta a ocorrer e favorece o surgimento de novos problemas.

A imagem a seguir ilustra de forma discreta, bem no centro, uma bolha no circuito impresso. Este problema ocorre quando é aplica calor acima do suportado pela placa de circuito impresso (PCI). de modo geral as estações de retrabalho possuem ajuste de temperatura e fluxo de ar. Quando combinados de forma incorreta o resultado por ser irreparável.

Na imagem abaixo temos o lado oposto da placa, no mesmo ponto, onde é possível observar outra bolha na placa.

Muitas vezes é necessário colar alguns componentes que podem soltar em função da vibração da máquina, mas neste caso não bastou colar o componente, foi preciso esparramar cola por cima de muita coisa! Isto é algo completamente desnecessário e não parece ter algo realizado por um técnico.

Outra coisa que pode parecer desnecessário, mas acreditamos que seja extremamente importante é um bom acabamento no serviço. Não interessa quanto tempo leva para consertar, é serviço precisa ser realizado com qualidade, deve oferecer segurança ao cliente, pois o tempo de uma máquina parada é sem dúvida muito mais caro do que o valor de que o cliente pagará pelo serviço.

Observando imagens acima lhe convido a pensar nas seguintes questões:

Quanto custou o serviço realizado?

Quanto tempo a máquina ficou parada?

Qual é a garantia de um bom funcionamento?

Todo trabalho a ser realizado precisa de um determinado tempo para que seja feito, do mais fácil ao mais difícil, tudo ao seu tempo. Há um ditado bastante antigo que diz: "A pressa é inimiga da perfeição!"

Sabemos que o custo para adquirir uma máquina pode ser elevado e nem sempre é possível manter máquinas reserva para substituir outra em caso de pane. Todo equipamento eletrônico, elétrico, mecânico, etc., que está em uso constante corre o risco de falhar ou apresentar defeitos. Para minimizar estes riscos é necessário adotar a cultura da manutenção preventiva, que nos permite programar os serviços de maneira que não venha interferir muito nas atividades do dia a dia.

Por outro lado, trabalhar baseado em manutenção corretiva pode custar muito mais caro, pode favorecer situações com apresentadas nas imagens e certamente os resultados estarão muito aquém do desejado.

Não espere ser pego de surpresa. Entre em contato com a Romatec, agende uma visita para conhecer nosso trabalho, serviços e produtos que temos para lhe oferecer. Trabalhamos de forma transparente, buscando sempre o melhor custo-benefício para nossos clientes. Aguardamos sua ligação!

CONSERTO DE MOTOR ELETRÔNICO i70

Recentemente recebemos a caixa de controle de um motor eletrônico Ho Hsing, modelo i70M. Um motor moderno com vários recursos e configurável conforme a necessidade da aplicação. A Romatec conta com uma equipe especializada para manutenção dos equipamentos Ho Hsing e que não mede esforços para colocar em operação os equipamentos que recebe para conserto.

Na semana passada recebemos este motor para conserto que estava totalmente inoperante. Numa primeira análise foram identificados componentes danificados na fonte de alimentação. No decorrer da pesquisa, constatamos que um dos transformadores da fonte secundária, responsável por gerar a tensão de acionamento dos acessórios, estava danificado. 

Apesar da facilidade para aquisição de componentes originais, comprados diretamente na Ho Hsing, sabíamos que comprar o transformador e aguardar a sua chegada seria um tempo muito logo para nosso cliente esperar. Diante da situação decidimos consertar o próprio transformador para agilizar o conserto.

Transformador sendo preparado para ser desmontado na máquina de rebobinar.

Os transformadores montados com lâminas de ferro silício oferecem certa facilidade para realizar este trabalho. Já os transformadores utilizados em fonte chaveadas, são construído com ferrite, um material extremamente frágil e quebradiço. Mas somos pacientes e cuidadosos, o que nos permitiu abrir a peça sem danificar o ferrite. Na imagem a seguir podemos ver o carretel fixado na máquina de rebobinar.

Transformador sendo desenrolado.

Aos poucos as bobinas são desenroladas e anotadas em detalhes para a segunda etapa do conserto, rebobinar o transformador com fios novos.

Transformador sendo desenrolado.

Antes de abrir o transformador não é possível identificar qualquer sinal de dano e quando não há outro transformador igual para fazer uma comparação através da medição das indutâncias, precisamos contar com a experiência para identificar certos defeitos.

A imagem abaixo já podemos ver o transformador completamente refeito, aguardando apenas a soldagem dos fios aos terminais de conexão com a placa eletrônica.

Transformador pronto, em fase de solda dos terminais.

Outro desafio é fazer com que as bobinas fiquem exatamente com as características originais. Mesmo utilizado fio com a mesma espessura, a construção mecânica do conjunto é de extrema importância. Podemos ver na imagem acima que algumas espiras são constituídas de várias espiras. Neste transformador as bobinas que constituem o secundário são compostas por três conjuntos de bobinas, construídas com sete unidades do mesmo fio sendo enrolados simultaneamente.

Depois de um trabalho minucioso o transformador foi finalizado mantendo-se as características do fabricante, inclusive na cor fita de isolação.

Transformador consertado, pronto para uso.

Transformador remontado na placa do motor.

Depois de um trabalho manual bastante cansativo temos a recompensa. Todo esforço expresso no sucesso do reparo, constatado pelo registro da imagem abaixo. 

Nossa paixão pela manutenção eletrônica vai além dos circuitos. Fazemos o que estiver ao nosso alcance para garantir a operacionalidade dos equipamentos que recebemos para manutenção. No entanto, não basta ter força de vontade, precisamos de parceiros que nos dá condições de realizar certos serviços, como neste caso tivemos um grande apoio dos nossos queridos amigos e parceiros Ademir Resser e Andrea Moraes, da Nisa Eletrônica, que nos cedeu o espaço, máquinas e os materiais para que este reparo fosse realizado.

Se você leu esta publicação e lembrou de algum equipamento eletrônico industrial que precisa de manutenção, entre em contato com a Romatec e solicite um orçamento sem compromisso. Nossa equipe terá o imenso prazer em atendê-lo.

Acesse nosso site, visite nosso blog e acompanhe nosso trabalho e confira os produtos e serviços que a Romatec têm para oferecer. Trabalhamos de forma transparente buscando soluções que visam o melhor custo benefício para nosso cliente.

APOIO:

Nisa Eletrônica | Taquara-RS

Ademir Resser

Tel.: (51) 3542.4479

ROMACAST 11 - A PRIMEIRA LEI DE OHM

Olá! No 11º episódio do Romacast vamos apresentar um dos assuntos mais interessante e com certeza o mais importante no mundo dos sistemas elétricos. Falaremos da primeira lei de Ohm, a primeira equação descrita e, sem dúvida, uma das mais importantes a ser aprendida no âmbito da eletrônica.

O que é a lei de Ohm?

A lei de Ohm é uma equação matemática muito simples, mas extremamente poderosa e aplicável a qualquer circuito em qualquer escala de tempo.

Por que é tão importante?

É aplicável em circuitos de corrente contínua (CC) e corrente alternada (CA), de todos os tipos.

Quais mudanças ela trouxe em relação ao que acreditamos sobre a eletricidade?

Compreender a Lei de Ohm nos permite aplicá-la de forma adequada para obter informações a partir das principais grandezas elétricas. Também nos permite conhecer as diferenças entre os níveis de potência e de energia, bem como compreender como tudo isto afeta a eficiência da operação dos sistemas eletroeletrônicos ou simplesmente saber dimensionar fusíveis e disjuntores.

A lei de Ohm é uma homenagem a Georg Simon Ohm, físico e matemático, nascido em Erlangen na Alemanha (1789-1854) descobriu uma das mais importantes leis relativas a circuitos elétricos. O físico afirmou que, para um condutor mantido à temperatura constante, a razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica é constante, denominada de resistência elétrica. Quando Ohm publicou seus resultados, tais documentos foram considerados incompletos e incoerentes. Somente depois de aproximadamente 22 anos seu trabalho foi reconhecido como importante contribuição na área do conhecimento acerca dos circuitos elétricos.

A primeira lei de Ohm estabelece que, a razão entre a diferença de potencial e a corrente elétrica em um condutor é igual a resistência elétrica desse condutor. Em outras palavras, a corrente elétrica que atravessa um condutor é sempre diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada aos extremos desse condutor.

A equação mais conhecida com a lei de Ohm é dada por:

Onde:

R - Representa a resistência elétrica;

E - Representa a diferença de tensão (potencial elétrico ou d.d.p.);

I - Representa a intensidade da corrente elétrica.

Resistência: medida em Ohm (Ω);

Tensão: medida em Volts (V);

Corrente: medida em Ampère (A).

Observação: Em algumas literaturas a tensão é representada pela letra U.

Com o passar do tempo foi adotada uma figura para representar a equação de uma maneira de fácil memorização, a famosa fórmula do REI.

Modelo de circuito elétrico:

Tensão, corrente e resistência: grandezas elétricas dissociáveis.

Resistência elétrica: é a capacidade que um determinado material oferece de se opor à passagem da corrente elétrica. Sua unidade de medida é o Ohm (Ω).

Tensão elétrica: é a diferença de potencial elétrico entre dois pontos distintos. Também pode ser entendida como a quantidade de energia necessária para movimentar uma carga elétrica, de um ponto ao outro, em um condutor. Sua unidadede medida é o Volt (V).

Corrente elétrica: é o fluxo de cargas elétricas motivadas por uma diferença de potencial elétrico, isto é, o movimento dos elétrons entre dois pontos distintos de um condutor em razão da diferença de potencial elétrico nestes pontos. Sua unidadede medida é o Ampère (A).

O fluxo de elétrons pode ser contínuo (CC), quando se movimenta em apenas um sentido, ou alternado (CA), que hora se movimenta em um sentido e hora se movimenta no sentido inverso.

A partir da equação da primeira lei de Ohm, podemos determinar outras grandezas em um circuito elétrico. Ter este conhecimento e dominar estes conceitos é de extrema necessidade para os profissionais ligados às áreas de elétrica e eletrônica. No entanto, em áreas correlatas tem sido cada vez mais importante conhecer sobre a lei de Ohm.

No âmbito da manutenção industrial este conhecimento pode facilitar muito o dia a dia na identificação de defeitos e identificação das cargas envolvidas nos circuitos elétricos. Conhecer a relação das grandezas elétricas facilita muito o uso de instrumentos de medição como multímetros e amperímetros alicate.

Neste Romacast foi apresentada a lei de Ohm em uma conversa descontraída, que não teve a intensão de esgotar o assunto e convidamos nossos ouvintes e leitores a aprofundar seus conhecimentos acerca do assunto. Neste sentido, a equipe técnica da Romatec está à disposição para esclarecer dúvidas e auxiliar em situações que sejam necessários conhecimentos técnicos especializados.

Visite nosso site, acompanhe nosso trabalho através do Blog e inscreva-se para receber nosso boletim de notícias por e-mail. Assim você será o primeiro a receber as novidades,  informações sobre produtos e serviços que a Romatec oferece.

ITAIPU BIDIRECIONAL - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

Vamos conhecer um pouco sobre a usina hidrelétrica Itaipu? Esta publicação trata-se de um estudo bibliográfico elaborado como atividade realizada para disciplina de Geração, Transmissão e Distribuição de Energia do curso de engenharia elétrica.

RESUMO

Este documento apresenta uma breve análise do princípio de funcionamento de uma usina hidrelétrica; o funcionamento da Itaipu; sistema de geração da Itaipu; e sistema de transmissão da Itaipu. Sobre o sistema de distribuição de energia elétrica é apresentada uma análise do sistema da cidade de Taquara-RS. O estudo foi realizado com base em estudos bibliográficos e não a pretensão de esgotar o assunto, mas sim trazer elementos para compreensão e análise do sistema de geração e de transmissão de energia elétrica gerada pela usina hidrelétrica de Itaipu, bem como o sistema de distribuição de energia na cidade local.

Palavras-chave: Usina hidrelétrica, Geração, Transmissão, Itaipu.

INTRODUÇÃO

A energia elétrica tem sido uma das principais fontes de energia utilizada no mundo. Com o avanço das tecnologias e o aumento da população, o consumo de energia tende a aumentar ainda mais. Por outro lado, a tecnologia traz inovações que permitem criar formas de geração e utilização da energia que visam potencializar o uso das energias renováveis, as quais representam 83% da capacidade instalada de geração da energia elétrica brasileira, segundo relatório do Ministério de Minas e Energia de 2020.

Para construir uma usina hidrelétrica é necessário levar em consideração os impactos sociais e ambientais decorrentes da sua construção. No entanto, por utilizar tecnologia já consolidada, fonte de energia limpa e o baixo custo de operação e manutenção têm sido a melhor opção em termos de geração de energia elétrica.

Este documento tem como objetivo trazer uma breve análise do princípio de funcionamento de uma usina hidrelétrica; funcionamento da Itaipu; sistema de geração da Itaipu; e sistema de transmissão da Itaipu. Para melhorar o entendimento do sistema de distribuição de energia elétrica é apresentada uma análise do sistema são apresentados os resultados de uma análise do sistema de distribuição da cidade de Taquara-RS.

O estudo foi realizado com base em estudos bibliográficos e não tem a pretensão de esgotar o assunto, mas sim trazer elementos relevantes para compreensão e análise do sistema de geração e de transmissão de energia elétrica gerada pela usina hidrelétrica de Itaipu, bem como o sistema de distribuição de energia na cidade local.

OBJETIVO

Trazer uma breve análise do princípio de funcionamento de uma usina hidrelétrica; funcionamento da Itaipu; sistema de geração da Itaipu; e sistema de transmissão da Itaipu.

DESENVOLVIMENTO

A primeira etapa do estudo foi realizar uma análise do princípio de funcionamento de uma usina hidrelétrica, onde são identificados os componentes principais de uma usina. A partir desta análise o estudo foi direcionado ao funcionamento, geração e transmissão da usina de Itaipu. Para melhorar a compreensão sobre os sistemas de distribuição de energia é apresentada uma análise do sistema de distribuição da cidade de Taquara, no Rio Grande do Sul.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM A USINA HIDRELÉTRICA

O princípio de funcionamento de uma usina hidrelétrica é baseado no processo de conversão de energias, mas para realizar este processo é necessário que a água esteja em um nível superior em relação aos demais componentes que compõem os sistemas de conversão utilizados em usinas hidrelétricas. Uma usina hidrelétrica é composta, basicamente, de barragem, sistemas de captação e adução de água, casa de força e vertedouros (TOLMASQUIM, 2016).

Para facilitar o entendimento a figura 1 ilustra um circuito hidráulico de adução e geração.

Figura 1 - Ilustração de uma usina hidrelétrica (PEREIRA, 2015).

A água armazenada no reservatório é conduzida através do conduto forçado até as turbinas que são acopladas aos geradores elétricos. Deste modo a energia potencial da água é convertida em energia cinética por meio das turbinas e a conversão da energia mecânica das turbinas acopladas aos geradores em energia elétrica (GRIGSBY, 2007). O desnível entre os volumes de água do reservatório e do canal de fuga representa um potencial energético aproveitado nas usinas hidrelétricas (TOLMASQUIM, 2016).

As usinas hidrelétricas são construídas de acordo com as características do local de sua construção, levando em consideração a topologia e as condições geológicas, e são classificadas como: usina a fio d’água, usina com reservatório de acumulação e usina reversível.

• Usina a fio d’água: não possui reservatório, utiliza o fluxo disponível para geração;
• Usina com reservatório de acumulação: possui reservatório para acumular água para uso em tempos de estiagem, com fluxo controlado;
• Usina reversível: possui reservatório para acumular água (nível superior) e pode bombear parte da água que fui utilizada (nível inferior) de volta para o reservatório de acumulação, permitindo sua reutilização no processo de geração.

A energia elétrica tem sido uma das principais fontes de energia utilizada no mundo e usinas hidrelétricas possuem uma tecnologia já consolidada, com fonte de energia limpa, com baixo custo de operação e de manutenção, e têm sido a melhor opção em termos de geração de energia elétrica.

Com avanço das tecnologias e o aumento da população, o consumo de energia tende a aumentar ainda mais. Por outro lado, a tecnologia traz inovações que permitem criar formas de geração e utilização da energia que visam potencializar o uso das energias renováveis, as quais representam 83% da capacidade instalada de geração da energia elétrica brasileira (MME, 2020).

Tabela 1 - Fontes renováveis instaladas no Brasil (MME, 2020).

Levando em consideração os impactos socioambientais causados pelas usinas hidrelétricas, novas pesquisas são realizadas para utilizar novas tecnologias que viabilizem o uso de outras fontes de energias renováveis. No entanto, independentemente da fonte de energia utilizada, sempre haverá fatores positivos e negativos diante as novas instalações de uma usina para geração de energia elétrica.

Na década de 80, a Resolução 01/1986 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), ficou critérios básicos e diretrizes gerais para a avaliação de impacto ambiental. Desde então o Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e o Relatório de Impacto Ambiental (RIMA) tornou-se obrigatório para usinas de geração de eletricidade, com capacidade de geração acima de 10MW, de qualquer que seja a fonte de energia primária.

FUNCIONAMENTO DA ITAIPU

A usina de Itaipu é a segunda maior usina hidrelétrica do mundo. É uma empresa binacional, localizada no rio Paraná, construída na fronteira entre Brasil e o Paraguai. O empreendimento teve o início das obras em 1975 e durou até 1982. Sua operação iniciou no dia 05 de maio de 1984 e até dezembro de 2019, segundo o Relatório Anual (2019) produziu o equivalente acumulado à 2.688.207 GWh em energia elétrica. Em 2016 atingiu o recorde por ultrapassar a marca de 103 milhões de MWh em geração de energia (ITAIPU, 2020).

Através da figura 2 podemos ter ideia da dimensão da usina hidrelétrica Itaipu, com uma barragem tem extensão de 7919 metro e altura máxima de 196 metros. A barragem tem um desnível 120 metros e possui 20 comportas por onde é realizada a tomada de água que conduz através dos condutos forçados de 10,5 metros de diâmetro interno e comprimento de 142 metros. A água é conduzida até a caixa espiral que faz a turbina girar (DTIB, 2009).

O vertedouro tem 362 metros largura e 483 metros de comprimento e tem a função de descarregar o excesso de água que o reservatório pode acumular. As 14 comportas podem liberar um volume de água equivalente a 62.200 m³/s que é 40 vezes maior que a vazão média das Cataratas do Iguaçu.

Durante o período de construção da usina, o vertedouro funcionou sem interrupção até a instalação completas das 20 unidades de geração.

Figura 2 - Vista aérea da usina hidrelétrica Itaipu (ITAIPU, 2020).

Figura 3 - Estrutura da barragem (ITAIPU, 2020).

SISTEMA DE GERAÇÃO DA ITAIPU

A usina hidrelétrica de ITAIPU produziu em 2016 mais de 103 milhões de MWh. Possui 20 unidades geradoras instalada, compostas por turbinas do tipo Francis de eixo vertical, com capacidade individual de 700MW de potência, constituem um total de 14.000 MW de potência instalada, sendo 10 unidades para gerar 11,3% da energia consumida no Brasil, com frequência de 60Hz, e 10 unidades para gerar 88,1% da energia consumida no Paraguai, com frequência de 50Hz (ITAIPU, 2020).

Figura 4 - Ilustração da casa de força (ITAIPU, 2020).

Na parte superior da barragem as comportas conduzem o fluxo de água através do contudo forçado até a caixa espiral e através do pré-distribuidor direciona a água na entrada da turbina. A turbina é acoplada ao gerador através de um eixo vertical de 5,5 metros de altura e 3,7 metros de altura (DTIB, 2009).

Na Casa de Força estão alojados as máquinas e equipamentos eletromecânicos responsáveis pela produção de energia, tais como caixa espiral, a turbina, o gerador, o sistema de excitação e o regulador de velocidade. A casa de força é prevista para facilitar a montagem e desmontagem dos equipamentos visando facilitar e simplificar a operação e manutenção de suas partes (SCHREIBER, 1977).

Figura 5 – Registro do pré-distribuidor durante sua fabricação.

Figura 6 - Eixo da turbina, registrado em visita técnica em 2014.

SISTEMA DE TRANSMISSÃO DE ITAIPU

A unidades geradoras da usina geram a energia a uma tensão 18kV que é transformada na casa de força para 500kV. A energia produzida então é transmitida para os pontos de conexão do sistema brasileiro e paraguaio.

No lado brasileiro a transmissão é realiza por quatro linhas de 500kV, em frequência de 60Hz, para subestação de Foz do Iguaçu, localizada na margem esquerda. Partindo de Foz do Iguaçu, três linhas de 765 kV transmitem a energia produzida até a região de São Paulo, na subestação Tijuco Preto (há duas subestações intermediárias, Ivaiporã e Itaberá). No lado paraguaio a transmissão é realizada por quatro linhas de 500kV, em frequência de 50 Hz, para subestação da margem direita. Parte da energia é transmitida ao Paraguai através de quatro linhas de 220kV. A energia excedente é transmitida para subestação de Foz do Iguaçu que converte esta energia para corrente contínua e transmite para região de São Paulo através de duas linhas de 600kV em alta tensão contínua (ITAIPU, 2020).

Figura 7 - Sistema de interligação das subestações de Itaipu.

A partir da subestação de Foz do Iguaçu, as linhas de transmissão de 230kV seguem para diversas regiões do País. Segundo o Mapa Geoelétrico da ONS (2019), na figura 8, é possível observar as linhas de transmissão distribuídas na Região Sul. As linhas passam por várias subestações que interligam os sistemas elétricos dos estados.

Figura 8 - Sistema de transmissão do sul do Brasil (ONS, 2019).

A figura 9 ilustra os sistemas de transmissão de energia do Paraguai. Diferentemente do Brasil, as linhas de maior tensão são transmitidas em 220kV.

Figura 9 - Sistema de transmissão no Paraguai (DTIB, 2009).

SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO NA CIDADE DE TAQUARA-RS

O sistema de distribuição de energia da cidade de Taquara, no Rio Grande do Sul, é proveniente de duas subestações instaladas na cidade. A subestação ilustrada na figura 10 recebe uma linha de transmissão de 230kV, proveniente da subestação CAXIAS II. Na figura 11 temos a subestação que recebe uma linha de transmissão de 138kV, proveniente de três usina hidrelétricas de pequeno porte instaladas na região da Serra Gaúcha.

Figura 10 - Subestação Taquara II de 230kV.

Figura 11 - Subestação Taquara I de 138kV.

Na figura 12 nota-se em detalhe as linhas de transmissão e interconexões das subestações localizadas na Região Metropolitana de Porto Alegre, Vale dos Sinos, Vale do Paranhana e Serra Gaúcha.

Figura 12 - Detalhe do mapa geoeletrico (ONS, 2019).

A partir das subestações Taquara I e Taquara II, interligadas entre si, dois transformadores de 42 MVA rebaixam a tensão para rede de distribuição urbana em Média Tensão (MT) de 13,8kV trifásico. As linhas de MT seguem para os bairros que possuem transformadores que rebaixam a para tensão de rede que é distribuída para as indústrias e consumidores em geral, conforme ilustra a figura 13.

Figura 13 - Transformador rebaixador de tensão.

CONCLUSÃO

A usina hidrelétrica de Itaipu é sem dúvida um dos maiores empreendimentos de engenharia já construído no Brasil. Apesar de estar em operação a mais de 35 anos, sua produção de energia tem sido muito significativa para o sistema energético brasileiro. Sua construção tem sido de suma importância para os estudos de engenharia acerca dos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia.

O estudo foi realizado com base em estudos bibliográficos e não pretende esgotar o assunto, mas sim apresenta elementos relevantes para compreensão e análise do sistema de geração e de transmissão de energia elétrica gerada pela usina hidrelétrica de Itaipu, bem como o sistema de distribuição de energia na cidade de Taquara, no Rio Grande do Sul.

REFERÊNCIAS

TOLMASQUIM, Mauricio Tiomno. Energia Renovável: Hidráulica, Biomassa, Eólica, Solar, Oceânica. EPE: Rio de Janeiro, 2016.

PEREIRA, Geraldo Magela. Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo. São Paulo: Oficina de Textos, 2015.

GRIGSBY, Leonard Lee. Electric power generation, transmission, and distribution. CRC Press: 2007.

Ministério de Minas e Energia. Boletim Mensal de Monitoramento do Sistema Elétrico Brasileiro. MME: Abril, 2020.

Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 1: Critérios básicos e diretrizes gerais para a avaliação de impacto ambiental. CONAMA: Publicada no DOU, de 17 de fevereiro de 1986, Seção 1, páginas 2548-2549.

Diretoria Técnica da Itaipu Binacional. Itaipu: usina hidrelétrica – projeto: aspectos de engenharia. DTIB. Foz do Iguaçu: Itaipu Binacional, 2009.

SCHREIBER, Gerherd Paul. Usinas hidrelétricas. Rio de Janeiro, 1977. Operador Nacional do Sistema Elétrico. Mapa Geoeletrico < http://www.ons.org.br/Mapas/MapaGeoeletrico_RededeOperacao_Brasil_2019.pdf >. Acesso em: 20 jul. 2020.

ITAIPU. Nossa História. Disponível em: < https://www.itaipu.gov.br/nossahistoria>. Acesso

em: 20 jul. 2020.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS SENSORES CAPACITIVOS

Sensores ou transdutores capacitivos são componentes com funcionamento baseado nos princípios básicos do capacitor. A diferença básica está na forma como as placas estão dispostas, tendo o ar como dielétrico. Quando algum objeto é aproximado do sensor ocorre variação de capacitância e o sistema de controle passa atuar em razão desta variação. Sua aplicação está voltada para monitorar objetos não metálicos, podendo ser utilizado nas mais diversas aplicações da área eletroeletrônica.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

Para facilitar o estudo acerca de sensores capacitivos é importante conhecer o conceito básico do capacitor, conhecido também como condensador. O capacitor é um componente capaz de armazenar energia potencial elétrica e carga elétrica. Geralmente composto por placas condutoras separadas por um material isolante chamado dielétrico. O processo de armazenamento da carga elétrica consiste em retirar elétrons de uma placa e transferir para outra. Esta movimentação dos elétrons é igual à energia potencial elétrica armazenada no capacitor devido à diferença de potencial entre as placas.

Figura 1 - Capacitor de placas paralelas (Young, 2009).

A razão entre a diferença de potencial entre as placas do capacitor e a carga armazenada em cada uma das placas determina o valor de capacitância do capacitor. A capacitância é diretamente proporcional à área das placas e da constante dielétrica do material isolante e inversamente proporcional à distância entre as placas. Essa capacitância será constante se a geométrica do sistema não alterar.

A diferença básica entre um sensor capacitivo e um capacitor convencional está na forma como suas placas estão dispostas. Nos capacitores as placas são dispostas uma sobre a outra e nos sensores capacitivos uma ao lado da outra. Nos sensores capacitivos o dielétrico é o ar, que tem constante dielétrica igual a 1. Assim quando algum objeto, com constante dielétrica maior do que 1, é aproximado da zona de atuação do sensor o valor da capacitância sofre alteração.

Figura 2 - Valores da constante dielétrica k para 20ºC.

Fonte: Young e Freedman, Física III – Eletromagnetismo.

O princípio de funcionamento dos sensores capacitivos baseia-se na variação de capacitância de um elemento sensor para determinar a frequência de um oscilador, circuito ressonante, no circuito de controle que processa a variação da frequência acionando um circuito de comutação, suficiente para acionar circuitos externos ao sensor, podendo ser facilmente integrado a controladores lógicos programáveis (CLP) ou até mesmo a pequenos controladores.

Figura 3 - Relação entre posição do objeto e a variação da frequência.

Fonte: Instituto Federal de Santa Catarina.

Estes sensores são fabricados com alta tecnologia e técnicas avançadas, permitindo que todo conjunto eletrônico seja acomodado em um invólucro plástico ou metálico e encapsulado em resina de alta densidade para tornar um sensor resistente às condições mais severas de utilização.

TIPO DE OBJETOS OU MEIO DETECTADO

Sensores capacitivos podem ser utilizados nos mais variados tipos processos, são capazes de monitorar e detectar a presença de pós, concentração de gases, objetos e produtos de natureza orgânica e mineral, metais e não metais, sólidos e líquidos, mesmo quando totalmente submersos no produto.

De modo geral um sensor capacitivo pode ser utilizado para detectar materiais diferentes, por exemplo, um sólido ou um líquido sendo necessária apenas a calibração do sensor de acordo com o material a ser detectado. A calibração é realizada por meio de ajuste no circuito de controle para que possa atuar conforme a frequência determinada na aproximação do objeto ao campo de atuação do sensor.

TIPOS DE APLICAÇÃO

Os sensores capacitivos são bastante dinâmicos, podem ser aplicados em várias situações onde há necessidade de detectar, de forma precisa, objetos ou materiais de natureza não metálica. Veja alguns tipos de aplicações:

• Controle de nível;
• Detectar o conteúdo de caixas em linha de produção;
• Controle do nível de grãos em silos;
• Monitorar a concentração do pó de arroz em silos;
• Contagem de garrafas, cheias ou vazias, em linha de produção;
• Identificar falha no envaze de produtos embalados em frascos de plástico;
• Medidores de posicionamento com alta precisão;
• Medidores de espessura;
• Identificar a composição de materiais com base na permissividade;
• Identificar posicionamento de fim de curso;
• Contadores em linhas de produção;
• Medição de umidade relativa;
• Analise de óleo mineral, de soja, entre outros;
• Sensores de pressão (utilizado na fabricação de microfones) e
• Monitoramento da concentração de gases.

O avanço da tecnologia tem favorecido a utilização das técnicas de sensoriamento capacitivo aumentando ainda mais as possibilidades de aplicações e nos mais variados produtos, como exemplo, telas e painéis táteis facilmente identificados em televisores, monitores de vídeo, computadores, tablets e smartphones.

VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO

Entre as vantagens de utilizar sensores capacitivos, destacam-se as seguintes:

• Detectam objetos e materiais líquidos, sólidos, gasosos, metais e não metais;
• Capazes de detectar materiais ou objetos através de outros;
• Detectam objetos com dimensões reduzidas;
• Possui diversas configurações que facilitam a montagem;
• Alta resolução e precisão na diferenciação dos materiais;
• Acionamento sem contato físico;
• Chaveamento em estado sólido, que aumenta a durabilidade;
• Alta velocidade de resposta; 
• Excelente MTBF.

CONCLUSÃO

Este estudo permitiu rever conceitos sobre sistemas físicos de armazenamento de energia potencial elétrica, os capacitores, que são base no princípio de funcionamento dos sensores capacitivos. A identificação dos tipos de materiais capazes de ser detectados por estes sensores forneceu ampla visão para otimizar processos que necessitam de controle diferenciado. Este estudo teve como objetivo estimular e desenvolver o estudo de sensores capacitivos. Os resultados obtidos este estudo não visam esgotar o assunto, pelo contrário, é necessário ampliar ainda mais o conhecimento no âmbito dos sensores em razão das novas tecnologias e técnicas avançadas utilizadas na área de eletroeletrônica.

REFERÊNCIAS

YOUNG, Hugh D.; Freedman, Roger A. Física III: eletromagnetismo. 12. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009.

NILSON, James W.; Susan A. Riedel. Circuitos elétricos. 10 ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015.

ROSÁRIO, João Maurício; Princípios de mecatrônica. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

HALLIDAY, David.; Walker, Jearl.; Fundamentos de física: eletromagnetismo. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

MIZUGUCHI, Jaime.; Sensores capacitivos por efeito de campo de borda aplicados à quantificação do molhamento foliar e da água presente no solo. Dissertação de Mestrado. Londrina: Universidade Estadual de Londrina, 2014.

QUAL É A MANUTENÇÃO MAIS BARATA?

Qual é a manutenção mais barata?

Este é um assunto que pode gerar muita discussão. Quem sabe a pergunta correta não deveria ser:

Qual é a manutenção mais adequada?

Se iniciarmos uma discussão acerca do que é certo ou errado em termos de manutenção, com intensão de fazer prevalecer uma determinada ideia, poderíamos discutir por horas sem chegar à um consenso.

Mas afinal, de qual manutenção estamos falando mesmo? Neste post queremos apresentar algumas situações reais, mais especificamente um registro de equipamentos que recebemos para manutenção, que poderiam ter sido evitadas com procedimentos e hábitos extremamente simples, barato e que não exige qualquer conhecimento aprofundado em elétrica ou eletrônica.

Motor Jack JK-563A com linha enrolada na polia.

Na imagem acima podemos observar uma situação que pode ocorrer de uma forma não intencional. No entanto, se olharmos com mais atenção é possível perceber que a linha permaneceu enrolada na polia por um longo período. Num primeiro momento isso pode não representar um problema sério, mas neste caso o problema evoluiu de forma irreversível.

Com a linha na polia e o motor em funcionamento a corrente elétrica que circulou nas bobinas do motor, geraram o aquecimento até que as bobinas entraram em curto. Daí em diante houve uma reação em cadeia, isto é, o curto-circuito do motor colocou o circuito de chaveamento do motor numa condição de sobre corrente, sendo danificado também. Da mesma forma, os circuitos de controle do circuito de potência e o circuito de processamento foram danificados por completo. Por fim, levando em conta todos os componentes danificados mais o valor do serviço para realizar o conserto, o valor final do conserto ficou muito elevado quando comparado ao valor de um equipamento novo. A imagem a seguir ilustra os circuitos de chaveamento, controle e processamento do equipamento citado.

Placa eletrônica do motor Jack JK-563A em detalhe.

O caso apresentado acima é um exemplo clássico de um equipamento inutilizado por falta de manutenção. Neste caso, a falta de manutenção ocasionou a perda completa do equipamento. Este e outros exemplos semelhantes, bastante comuns no dia a dia, comprovam que os prejuízos decorrentes da falta de manutenção são muito maiores do que o custo de uma hora de trabalho de um técnico para realizar uma manutenção preventiva.

Há um antigo ditado que diz: "Prevenir é melhor do que remediar!"

Outro exemplo é um pequeno painel de programação que estava danificado de uma forma nada comum. Não é de hoje que os equipamentos elétricos/eletrônicos fazem uso de pequenas chaves de pressão e a forma como o usuário utiliza os equipamentos está diretamente relacionado à vida útil do equipamento. 

Certamente este equipamento começou apresentar falhas no funcionamento das chaves, sintoma que deixa evidente a necessidade de providenciar a manutenção. Este foi outro caso que os danos causados ao circuito eletrônico colocaram o equipamento em uma condição crítica, não sendo possível realizar um reparo de forma adequada a fim de manter as características técnicas e funcionais do equipamento. Para restabelecer o funcionamento do painel foi necessário efetuar a troca completa do conjunto (placa, gabinete e película).

Teclas danificadas ao extremo, painel de acesso à configurações e parâmetros.

Detalhe do circuito eletrônico danificado.

Mas afinal, qual é a relação dos exemplos ilustrados e o preço da manutenção?

Se fizermos uma análise simples e com poucos cálculos vamos percebem que o custo da manutenção corretiva sempre será maior quando comparado com a manutenção preventiva. Muitas vezes a manutenção preventiva é interpretada como um trabalho sem resultado imediato, mas a ideia é justamente esta, que o resultado a longo prazo seja melhor, isto é, uma simples inspeção visual com olhar crítico pode evitar danos e melhorar o desempenho e produtividade máquinas e equipamentos.

Se a manutenção preventiva não fosse a melhor opção, com melhor custo-benefício a longo prazo, não seria necessário fazer a troca do óleo do motor de um carro após determinada quilometragem ou tempo de uso. Você já imaginou usar o motor de um carro até ele trancar por falta de óleo?

De modo semelhante são os circuitos eletrônicos, em especial, equipamentos que utilizam componentes passivos que funcionam por longos períodos durante o dia. Muitas vezes uma simples limpeza de um ventilador de resfriamento forçado pode prolongar a vida útil de um equipamento.

Convidamos você leitor para dar a sua opinião através dos comentários ou ainda através do formulário de contato. Qual é a sua opinião em relação à manutenção? Qual é a metodologia que você ou a sua empresa adota?

Participe, entre em contato conosco para conversarmos sobre o assunto e vamos juntos melhorar os resultados alcançados através de boas práticas no âmbito da manutenção. A Romatec pode lhe auxiliar na elaboração de procedimentos de manutenção através de análise crítica ou baseada nas especificações de fabricantes dos seus equipamentos.

ROMACAST 09 - SENSORES INDUSTRIAIS

Adaptado de http://www.enggcyclopedia.com/

EPISÓDIO 09 - SENSORES INDUSTRIAIS

Olá! No episódio de hoje vamos falar sobre sensores industriais, os tipos de sensores e suas aplicações. De modo descontraído os participantes comentam sobre suas relações com sensores industriais no dia a dia. O objetivo do episódio é compartilhar as experiências vividas nas áreas de atuação dos participantes.

Entre os sensores mais utilizados podemos destacar os termopares. Um termopar é constituído de dois metais diferentes que são unidos em uma das extremidades. Quando há uma diferença de temperatura entre a extremidade unida e as extremidades livres, verifica-se o surgimento de uma diferença de potencial que pode ser medida por um voltímetro (Wikipédia).

Diferentes tipos de termopares possuem diferentes tipos de curva, que relaciona a diferença de potencial em relação a mudança de temperatura. Para facilitar o entendimento, veja na tabela a seguir:

Entre os sensores termo resistivos temos dois tipos básicos: o termistor PTC (Positive Temperature Coeficient), que aumenta sensivelmente a sua resistência elétrica com o aumento da temperatura, e o termistor NTC (Negative Temperature Coeficient), que diminui sensivelmente a sua resistência elétrica com o aumento da temperatura. Outro sensor resistivo muito utilizado na indústria é o PT100. Sua resistência é de 100 ohms à temperatura de 0ºC e de 138,50 ohms à 100ºC.

Com a necessidade de melhorar a eficiência, diminuir os ruídos elétricos provenientes do fechamento dos contatos elétricos das chaves de fim de cursos, novos sensores foram desenvolvidos ao longo do tempo. Os sensores indutivos (introduzidos no mercado na década de 60) possuem a capacidade de detectar objetos metálicos em pequenas distâncias sem a necessidade do contato físico.

Fonte: https://www.citisystems.com.br/

Seu princípio de funcionamento se dá a partir do um campo eletromagnético variável que é gerado por um oscilador em conjunto com a bobina na extremidade do dispositivo. Quando um material metálico é introduzido neste campo são induzidas pequenas correntes parasitas. Com a indução no metal ocorre uma diminuição na energia do campo e, consequentemente, na amplitude do sinal proveniente do oscilador. Quando este sinal se torna muito baixo o circuito de disparo percebe a mudança e altera a tensão de saída. 

Exemplos de aplicação:

• Detecção de presença ou ausência de um material metálico;
• Detecção de passagem de material;
• Detecção de fim de curso;
• Contagem e reconhecimento de pulsos por meio de componente mecânico dentado;
• Identificação de materiais metálicos e
• Leitura de posição (longa distância).

Com aparência muito semelhante aos sensores indutivos, temos os sensores capacitivos. Sensores ou transdutores capacitivos são componentes com funcionamento baseado nos princípios básicos do capacitor. A diferença básica está na forma como as placas estão dispostas, tendo o ar como dielétrico. Quando algum objeto é aproximado do sensor ocorre variação de capacitância e o sistema de controle passa atuar em razão desta variação. Sua aplicação está voltada para monitorar objetos não metálicos, podendo ser utilizado nas mais diversas aplicações da área eletroeletrônica.

O princípio de funcionamento dos sensores capacitivos baseia-se na variação de capacitância de um elemento sensor para determinar a frequência de um oscilador, circuito ressonante, no circuito de controle que processa a variação da frequência acionando um circuito de comutação, suficiente para acionar circuitos externos ao sensor, podendo ser facilmente integrado a controladores lógicos programáveis (CLP) ou até mesmo a pequenos controladores.

Adaptado de: https://www.ifsc.edu.br/

Exemplos de aplicação:

• Controle de nível;
• Detectar o conteúdo de caixas em linha de produção;
• Controle do nível de grãos em silos;
• Monitorar a concentração do pó de arroz em silos;
• Contagem de garrafas, cheias ou vazias, em linha de produção;
• Identificar falha no envaze de produtos embalados em frascos de plástico;
• Medidores de posicionamento com alta precisão;
• Medidores de espessura;
• Identificar a composição de materiais com base na permissividade;
• Identificar posicionamento de fim de curso;
• Contadores em linhas de produção;
• Medição de umidade relativa;
• Analise de óleo mineral, de soja, entre outros;
• Sensores de pressão (utilizado na fabricação de microfones) e
• Monitoramento da concentração de gases.

Os  sensores ultrassônicos são dispositivo que utilizam alta frequência de som para medir a distância entre itens determinados. Estes sensores são também conhecidos como transceptores são capazes de operar de modo semelhante ao sonar. Enquanto o sonar é principalmente utilizado debaixo da água, os transceptores de ultrassom podem ser utilizados no ambiente terrestre, tendo o ar como meio de transmissão.

Sua estrutura inclui um emissor e um receptor de ultrassom. O emissor emite uma onda na frequência do ultrassom (frequência inaudível para o ouvido humano) sendo que parte dessa onda vai refletir no objeto em frente ao sensor e retornar ao receptor. A distância é calculada com base no tempo entre a emissão e a recepção do ultrassom e na velocidade do som no ar (340m/s).

Os sensores de ultrassom possuem larga utilização no âmbito industrial, para as mais variadas aplicações.