Medições elétricas na Indústria: as suas são confiáveis?

Plantas industriais são ambientes onde sistemas complexos de instrumentação fazem uma série de medições para retroalimentar seus atuadores e controladores. Pode-se dizer que a alma da automação industrial é o sistema de controle e atuação por meio do qual os processos industriais são controlados.

Nesse sentido, duas questões fundamentais merecem atenção especial:

• Por um lado, os sistemas de sensores e medidores são responsáveis por dar um “retrato” do funcionamento dos processos.
• Os atuadores e controladores desempenham seu papel baseados nessas medições.

Medições incorretas são a causa de vários problemas na indústria. Para garantir que todo o sistema de instrumentação e medição esteja calibrado e funcionando corretamente, é fundamental ter um bom programa de manutenção e qualidade em metrologia e equipamentos de medição.

Importância das medições elétricas na indústria

A medição qualificada das variáveis elétricas em um sistema industrial não é uma opção, mas sim uma obrigatoriedade. Não é possível ter uma fábrica operando dentro das normas e das melhores condições de segurança sem um acompanhamento próximo e um programa de medições e monitoramento.

As variáveis elétricas são medidas tanto por questões regulatórias como por necessidade para o bom funcionamento de toda a fábrica.

Muitas indústrias possuem subestações próprias e são responsáveis por grandes manobras de carga, sendo necessário fazer todo um trabalho de coordenação junto às distribuidoras de energia para evitar quedas e surtos de tensão na rede elétrica.

Grandes plantas, como siderúrgicas (devido aos grandes fornos a arco e laminadoras) e mineradoras, consomem uma grande quantidade de energia e influenciam diretamente no funcionamento do sistema de distribuição e transmissão das concessionárias.

Mas mesmo em fábricas pequenas e estruturas mais modestas, as medições elétricas na indústria continuam a ser fundamentais. Os dois tópicos mais importantes nesse sentido são:

• Monitoramento da qualidade da energia (eficiência, consumo, etc);
• Monitoramento do fator de potência da fábrica.

O monitoramento da qualidade da energia está ligado a uma questão de custo e performance. Fábricas bem monitoradas possuem informações transparentes sobre consumo de energia elétrica, inclusive individualmente, por equipamento e setor da fábrica.

Há várias intervenções possíveis para diminuir as perdas elétricas e, consequentemente, aumentar a eficiência energética. Exemplos comuns são:

• Encurtar a distância de barramentos de alimentação,
• Ajustes no nível de tensão do sistema de distribuição da fábrica (níveis mais altos implicam em menos perdas)
• Utilização de motores e transformadores em faixas de operação muito abaixo das regiões de eficiência máxima.

Motores de indução por exemplo, funcionam com maior eficiência energética quando operados a carga nominal, e não acionando cargas muito menores.

Fator de potência: Obrigação de empresas eficientes

O monitoramento do fator de potência da fábrica merece maior atenção.

O fator de potência é a divisão entre a potência ativa e a potência aparente da instalação. Em termos práticos, ele diz quanto da energia consumida pela instalação é transformada em trabalho mecânico de fato (em motores principalmente) e quanto é perdido para energizar elementos reativos da rede (transformadores, as indutâncias dos motores e vários outros).

O fator de potência dos sistemas das fábricas é definido por lei. A maioria das concessionárias estipula um FP mínimo de 0,92 para instalações elétricas industriais.

O melhor fator de potência possível é 1, ou seja, quando toda energia da instalação é convertida em trabalho. (Mas atenção! Aqui também estão incluídas as perdas por efeito joule). Fatores de potência muito menores que 1 indicam sistemas mal dimensionados e muito pouco eficientes.

Além disso, não atender o fator de potência mínimo exigido pelas concessionárias acarreta multas e sanções por parte das distribuidoras e órgãos regulatórios do setor elétrico.

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Riscos associados a medições não confiáveis

Sob qualquer aspecto, as medições elétricas na indústria são fundamentais. Os riscos de não estar medindo a tensão, corrente e potência da rede de forma adequada são muitos e alguns deles são muito graves.

Os principais riscos são:

• Avaliação errada do consumo de energia;
• Dimensionamento incorreto de equipamentos para instalação futura;
• Queima de equipamentos;
• Risco de faltas e curto-circuitos, com possibilidade de incêndio;
• Possibilidade de operar todo o maquinário em condições elétricas inadequadas, ocasionando falhas e diminuição da vida útil dos equipamentos;
• Risco de acidentes e quedas de energia;
• Risco de multas e desligamento de energia por parte da concessionária.

Boas práticas

A primeira boa prática, e a mais importante, é estar atualizado e cumprir as normas técnicas relativas às medidas elétricas na indústrias e às instalações elétricas em geral. Dentre as principais normas, podemos citar:

• NBR 5410;
• NBR 14039;
• NR12;
• ABNT NBR IEC 60079-25:2011(equipamentos elétricos em atmosferas explosivas);
• ABNT NBR ISO/IEC 17025 (Calibração de instrumentos de medição).

Além de seguir as normas e cumprir com as regulamentações, é recomendado ter uma equipe bem qualificada, unindo profissionais novos com mais experientes. Ter um programa de calibração de instrumentos de medições elétricas na indústria e contar com equipamentos adequados também é fundamental, principalmente em grandes fábricas.

No que diz respeito à eficiência energética e à manutenção de um bom fator de potência, uma boa prática é a implementação de um plano de qualidade de energia e eficiência energética, com políticas bem definidas de avaliação e melhorias para minimizar perdas.

Por fim, uma última dica é a contratação de um parceiro especializado para trabalhar toda a parte de automação e medição da fábrica. A Fersiltec é uma empresa especializada e que possui todo know-how necessário para garantir que sua fábrica cumpra com as normas técnicas e tenha um programa de eficiência energética exemplar. Entre em contato com um consultor e saiba mais.