- Superando a imprevisibilidade com manutenção preventiva
- Os benefícios da manutenção preventiva na gestão de ativos da distribuição elétrica
Superando a imprevisibilidade com manutenção preditiva01
A maioria das falhas de ativos não está relacionada com a idade do equipamento ou ao intervalo entre inspeções de manutenção; um estudo da NASA e da Marinha dos EUA descobriu que 82% das falhas de ativos são completamente aleatórias, com apenas 18% sendo o resultado da idade02. Dois ativos idênticos podem ter requisitos de manutenção totalmente diferentes ao longo da sua vida útil, não sabendo, nos modelos tradicionais, como, porque ou quando cada um falhará.
Numa análise da UE, embora se registem valores ligeiramente diferentes entre países, consequência de distintas visões ou abordagens na gestão de ativos, o estudo dos EUA alinham na generalidade com os resultados europeus.
Muitas organizações ainda realizam manutenção preventiva01, no cumprimento de um protocolo estabelecido num calendário, frequência ou em função da idade do equipamento, que se definem como os fatores primários. Isso significa uma estratégia de Manutenção baseada no tempo garantindo apenas um benefício para aqueles 18% dos ativos que falham "no prazo", deixando uma grande maioria das necessidades de manutenção por cumprir. Embora seja possível executar ou proceder às melhores práticas, no seguimento dos calendários, programas e protocolos dos fabricantes (entre outros a família de conjuntos cablados de baixa tensão ABB MNS® 03) estatisticamente um ativo falha de forma imprevisível no intervalo programado de manutenção.
Defende Pedro Rompante, Coordenador Técnico da Especialização em Manutenção Industrial do CENERTEC, que apesar do exposto, para executar tarefas periódicas (como inspeção, limpeza, calibração e de cumprimento de requisitos legais) é inegavelmente útil possuir um plano de manutenção que preveja estas tarefas, de acordo com os intervalos previstos na legislação aplicável, usando tempo de calendário. A elaboração de um plano de manutenção deve ser feita de forma cuidadosa, seguindo as melhores práticas recomendadas pela aplicação dos princípios do RCM04. Acrescentamos como meios de referência os modelos de reporte para a verificação periódica presentes na norma IEC 60364-6, uma das partes base da legislação vigente da especialidade (RTIEBT).
Muitas vezes, temos tendência a dar mais atenção à manutenção de um equipamento relativamente novo, e menos às necessidades desse ativo quando perto do fim do seu ciclo de vida. Pelo que, com uma estratégia de gestão de ativos preditiva01, podemos prever continuamente a probabilidade de falha e vida restante para cada ativo. Esta abordagem, ajuda-nos a alcançar um baixo custo de manutenção em qualquer estratégia, permitindo-nos realizar a manutenção apenas quando necessário, desmontando eventualmente a lógica que raramente ativos novos carecem de intervenção e que no fim de vida do produto são necessárias poucas ações de manutenção.
De acordo com dados da ABB, uma estratégia de gestão preditiva de ativo pode diminuir a manutenção, tempo e frequência, em 30%, ajudando-nos a alcançar uma redução de custos OpEx05 de 40% em comparação com uma estratégia de manutenção baseada no tempo. Além disso, pode ajudar-nos a evitar emergências dispendiosas e perturbadoras da continuidade de serviço, uma vez que as atividades podem ser planeadas antes da falha ocorrer.
Os benefícios da manutenção preditiva na gestão dos ativos da distribuição elétrica
Embora a maioria dos ativos de distribuição elétrica não tenham partes móveis, estes dispositivos são alguns dos ativos mais importantes e mais produtivos numa instalação. Temperaturas extremas, ciclos flutuantes de comutação, vibrações08, exposição a humidade, sal, elementos corrosivos e potencial depósito de poeiras nos seus acionamentos elétricos formando caminhos para correntes rastejantes e as demais condições de influência externa da normalização e legislações nacionais09, podem fazer com que as conexões se soltem, criando um caminho de alta resistência que é responsável por mais de 30% das falhas elétricas. Se um ativo elétrico deixa de funcionar num momento crucial ou impactante de um processo em série, esse pode paralisar toda uma instalação e consequente produção.
Num cenário habitual, as inspeções muitas vezes exigem que o equipamento ou sistema seja desligado, o que pode ser difícil num cronograma ou condições de exploração de uma instalação que funciona 24 horas por dia. Uma inspeção manual do equipamento também pode ser perigosa para os operadores, expostos a uma potencial eletrocussão acidental. E mais, muitas das inspeções manuais envolvem registos de dados em gráficos, processo baseado em papel e que torna demorado o digitalizar dos dados, com potencial para riscos de erro humano, como a escrita ilegível ou entrada manual incorreta de dados numa qualquer tabela de registos, que podem ter consequências negativas na correta gestão de ativos com ações diretas, baseadas em erros, na instalação ou prescindindo das mesmas.
Software de monitorização de condição10, sensores de campo e IoT podem ajudar a automatizar a recolha de dados, fornecendo uma monitorização 24/7 de um equipamento ou sistema. Dados digitais precisos de cada ativo podem ser facilmente recolhidos, armazenados, combinados e analisados sem intervenção humana para nos dar uma visão clara e completa da condição funcional do ativo, ajudando-nos a prever com precisão os requisitos de manutenção. Como complemento que sustente o recurso ao digital normativamente e “conforto” na sua utilização, a NP 4492 relativa aos requisitos para a prestação de serviços de manutenção, entre outras, dá à “ferramenta” digital (5.1.1.1 Aplicações informáticas) reconhecimento legal e normativo.
Os benefícios incluem:
- Conseguir poupanças na manutenção: Evitar inspeções e substituições desnecessárias de componentes ainda úteis e em conformidade, que podem reduzir o tempo gasto por ativo, manutenção de emergência não planeada e despesas operacionais.
- Evitar tempos de paragem inesperados: dispositivos de monitorização e controlo da condição de operação e sensores de campo podem mitigar até 70% das causas de falhas mais comuns, como conexões ou juntas soltas, condições de influência externa09 distintas das condições do dimensionamento ou projeto, ruturas nos isolamentos07 elétricos e mecanismos defeituosos.
- Melhorar a segurança: monitorização remota das condições de operação, de um processo ou sistema, permitirá que a equipa operacional de manutenção avalie a arquitetura elétrica, unidades funcionais ou sistema a uma distância segura. Ajudando a evitar os incidentes e acidentes elétricos com consequências financeiras, desde despesas médicas e indemnizatórias até às perdas de produção e equipamentos, e acima de tudo as consequências para as pessoas, ferimentos graves ou fatais, lamentavelmente comuns deixando marcas físicas e emocionais irreparáveis. Este argumento dispensaria, por si só, qualquer dúvida sobre a abordagem assertiva à manutenção preditiva.
- Prolongar a vida útil dos ativos: a maioria dos equipamentos elétricos tem uma curva de taxa de falhas em forma de banheira11, com a probabilidade da falha aumentar à medida que se aproxima do final do tempo da sua vida útil. A monitorização da condição e análise preditiva ajuda a detetar possíveis desgastes e anormais condições com antecedência suficiente para que a mitigação possa ocorrer antes que aconteça a falha, prolongando-se assim a vida útil do ativo.
De complemento, Pedro Rompante acrescenta a importância dos sistemas de manutenção preditiva01 requererem alguma atenção. Os sensores devem ser sujeitos a calibração12 para garantir que estão a ler os parâmetros dentro da tolerância aceitável; os vários constituintes destes sistemas devem ser sujeitos a manutenção preventiva, de modo a maximizar o seu tempo de disponibilidade13. Sendo igualmente relevante avaliar o alcance a que queremos levar a manutenção preditiva01. Para tal, é essencial realizar uma avaliação económica, para podermos perceber o return-on-investment14.
Bibliografia e Webgrafia
01 NP 13306:2016 (EN 13306:2017) Maintenance. Maintenance terminology
03 MNS® low voltage switchgear Installation and maintenance manual
04 RCM: Reliability Centred Maintenance. Metodologia de Manutenção que define um plano de manutenção de um bem, tendo em conta as suas condições operacionais e as funções que deve desempenhar. Trata-se de uma metodologia que permite a avaliação das tarefas conforme a sua criticidade, assim como garante objetividade nas tarefas de manutenção, definido apenas as que contribuem para eliminar e/ou detetar modos de falha. A Elaboração de Planos de Manutenção é um tema abordado num curso de 12 horas, no Cenertec, ministrado por Pedro Rompante
05 Designam as duas categorias de despesas empresariais relativas à forma de contratar e adquirir produtos e serviços. Fundamentais para o controlo e gestão dos gastos duma organização. CapEX - O capital expenditure, ou despesas de capital, representa investimentos ou desembolsos em bens de capital, que são aqueles utilizados na produção de outros itens, como equipamentos, materiais de construção, entre outros. OpEX - O operational expenditure refere-se às despesas operacionais, que são pagamentos relativos à atividade de gestão empresariais, operação de ativos e venda de produtos e serviços.
07 Descarga parcial (DP), pode-se definir como descargas elétricas localizadas que de modo parcial, fazem conduzir um isolante elétrico, provocando a usa rotura dielétrica eventual, e podem ou não acontecer perto de um conduto, transformador, gerador, motor, parte duma canalização elétrica.
08 ABB Ability™ Condition Monitoring for rotating equipment
09 Influências externas, secção 52 das RTIEBT, Portaria 941-A/2006 e norma IEC 60364-5-51Selection and erection of electrical equipment – Common rules
10 ABB Maintenance: Preventive | Predictive | Life Cycle Assessment | Inspection and Diagnostic | Reconditioning; ABB MySiteCondition; ABB Ability™ Condition Monitoring for switchgear SWICOM - Reliable asset management; Switchgear - SWICOM; ABB AbilityTM EDCS; ABB Ability™ Electrical Distribution Control System; ABB Ability™ Electrical Distribution Control System. The quick panel builder; ABB Ability™ Condition Monitoring for electrical systems (CMES); ABB Ability™ Backup Management for electrical systems - Data Care ‘Account Administrator’ Guidelines
11 A curva da banheira é o nome dado a um gráfico utilizado em análise de equipamentos e seus históricos de manutenção. Esse formato de banheira mostra desde a instalação do equipamento, manutenções e ajustes para a correta operação e exploração até o final de sua vida útil.
12 Um equipamento de medição carece de calibração. A calibração consiste em determinar o erro de medição do dispositivo de medição e a respetiva incerteza. A soma do erro e da incerteza, em valores absolutos, deve ser inferior à tolerância prevista para o processo a ser controlado. A definição desta tolerância pode ser feita recorrendo a dados de normas ou, na falta delas, avaliando a exigência de precisão do sistema. Esta última situação pode ser complexa de definir, exigindo uma análise cuidada do sistema produtivo. Caso a calibração não seja possível – habitualmente requer a desmontagem do equipamento de medição e a sua avaliação num laboratório – podemos fazer uma aferição do dispositivo de medição. Neste caso, comparamos a leitura do equipamento de medição, com a leitura efetuada por outro equipamento, no mesmo local. Desta forma podemos aferir se a diferença está dentro da tolerância aceitável. Este aspeto de controlo é bastante importante, porque os sensores embebidos em sistemas dão valores para algoritmos tomarem decisões. Se as medições estiverem fora da tolerância, podem surgir erros no processo.
13 um sensor pode estar sujeito a falhas ocultas. Estas são as falhas que não são percetíveis ao utilizador do bem em funcionamento normal, mas, quando o equipamento de medição é chamado a funcionar, ele não vai executar a sua função na tolerância prevista, o que pode levar à ocorrência de falhas múltiplas. Este conceito é particularmente importante para sensores de sistemas de segurança, que habitualmente estão em stand-by e, quando são ativados, há o risco de não funcionam. Aqui torna-se clara a necessidade de garantir manutenção aos sistemas de manutenção preditiva, para que não surjam falsos alertas de anomalias, que pode descredibilizar o sistema.
14 o return-on-investment é o termo em inglês para Tempo de Retorno do Investimento. Este tempo é aquele em que a organização recupera o investimento realizado, apenas com as melhorias introduzidas. Trata-se de um indicador económico fundamental para os gestores de Manutenção, na medida em que devemos deixar, progressivamente, de falar em custos de manutenção, para falar em investimento na Manutenção. Esta mudança de pensamento é fundamental para consolidar a perceção de aumento de valor que a Manutenção pode trazer às organizações.
