| Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 95 – Agosto de 2004 |
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Artigos Técnicos
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| Novas Tecnologias Patenteadas Combinando Placa de Orifício e Retificador de Fluxo |
| Joel Lemke Gerente, Aplicações de Vazão por DP Emerson Process Management |
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O Problema de Trecho Reto |
| Integração da Inteligência
preditiva com o controle de processo |
| Paulo Henrique Reis Wancelotti Gerente de Negócios Emerson Process Management |
| A Emerson aumentou a capacidade da sua arquitetura
digital PlantWeb para mover seus clientes da prática corrente
de “Gerenciamento da Situação Anormal” para
a “Prevenção de Situação Anormal”
(Abnormal Situation Prevention – ASP) através da integração
da Inteligência Preditiva com o Controle de Processo. Essa integração
possibilita aos usuários que se antecipem aos problemas operacionais
não apenas com equipamentos de processo, mas também
com equipamentos mecânicos evitando situações
anormais. Essa nova característica reforça a singularidade da Emerson em automação, fornecendo informações de operação e desempenho de todas as áreas da planta em tempo real. Isso permite ao usuário minimizar ou evitar as paradas ao implementar ações corretivas antes que os problemas ocorram; não apenas para os instrumentos de campo e válvulas, mas agora também para os equipamentos mecânicos e de processo tanto estáticos quanto dinâmicos. |
| Sistema Acústico de Detecção
e Localização de Vazamento (ALDS)* |
| Júlio Alonso Diretor da Aselco Automação |
| Todo vazamento de produtos, gases, líquidos
ou multifásicos provocam desastres ambientais e em alguns casos
mortes de pessoas, plantas e animais que se transformam em altos custos. O vazamento de 55 mil barris de óleo de um duto na Bolívia, no ano passado é um exemplo disto. Como vemos na figura ao lado, o furo, do tamanho de uma moeda Boliviana (aproximadamente 1" de diâmetro), originou-se através da corrosão da tubulação. A companhia proprietária do duto se viu obrigada a realizar a contratação de uma empresa especializada em controle de desastres, para limpar o rio onde ocorrera o derramamento. Essa empresa, situada em Passadena, EUA enviou à Bolívia 82 técnicos e engenheiros americanos, caminhões, barcos e equipamentos de contenção e limpeza. Foram contratados ainda mais de quatro mil bolivianos para concluir a operação. O custo desta mega operação foi de U$ 8 milhões, sem levarmos em conta as perdas de produção e as pesadas multas aplicadas pelo governo boliviano. Pesquisadores têm trabalhado incansavelmente na busca de soluções para prevenir este tipo de acidentes. Neste artigo estaremos apresentando uma das mais avançadas tecnologias disponível. Estaremos descrevendo o ALDS (Acoustic Leak Detection System), sistema de detecção e localização de vazamentos que utiliza tecnologia baseada em emissões acústicas. Este sistema pode ser aplicado a fluidos em qualquer estado, sejam líquidos, gases ou multifásicos, podendo detectar a ocorrência e localizar vazamentos em dutos aéreos, subterrâneos ou submarinos. |
| Viabilizando a tecnologia GPRS
para seu uso na Telemetria |
| Aldo J. G. Rosa – C&P Instrumentação
e Controle SC Ltda Augusto César Medeiros Moraes – Petrobras Distribuidora AS |
| A concessionária de distribuição
de gás natural do Estado do Espírito Santo, Petrobras
Distribuidora, está realizando a implantação
da automação do sistema de distribuição
de gás natural no estado utilizando transmissão de dados
por meio da tecnologia GPRS (General Packet Radio Service), integrando
todas as informações sobre as operações
de sua malha de distribuição, visando maior controle,
confiabilidade e segurança em suas atividades. O sistema de distribuição de gás através do gasoduto Lagoa Parda-Vitória e Gasvit, atende hoje a região metropolitana de Vitória fornecendo gás para 22 indústrias, 16 postos de combustível, 1187 residências e 28 instalações comerciais. Embora a telemetria seja amplamente conhecida e utilizada nos meios industriais, seja utilizando linhas discadas (LD), linhas privativas (LP), rádio enlace e até mesmo a comunicação por satélite, sua aplicação no setor de medição fiscal tem sido inovada através da utilização das mais modernas tecnologias disponíveis. |
| Equipamentos elétricos para a indústria do petróleo: a certificação completa |
| Estellito Rangel Junior Representante brasileiro no TC 31 da IEC - International Electrotechnical Commission |
| Os requisitos legais Todos os equipamentos elétricos e eletrônicos – inclusive digitais - para uso em atmosferas potencialmente explosivas (as quais estão comumente presentes na indústria do petróleo), necessitam ser certificados (isto é: testados e aprovados) em organismos credenciados pelo Inmetro. Esta exigência de cunho legal, está amparada pela Portaria Inmetro 176/00. A certificação compulsória para estes equipamentos foi instituída pela Portaria Inmetro 164 em 1991 – há treze anos portanto – porém ainda hoje notamos certa desinformação no mercado. A compulsoriedade foi a solução encontrada para defender os consumidores, de produtos de má qualidade e que não cumpriam com os requisitos de norma, comercializados à época. Hoje, os equipamentos elétricos destinados ao uso em atmosferas potencialmente explosivas, necessitam ostentar o respectivo “Certificado de Conformidade”. Porém como a norma possibilita em certos casos a emissão de um certificado “de invólucro vazio”, vamos neste artigo esclarecer o que é e porque é necessária uma certificação completa nestes equipamentos. |
| Chaveamento Inteligente & Seguro |
| Rogério Gimenes ConsultorTécnico |
| Este artigo destaca a importância do Chaveamento
dentro do território industrial e refere-se principalmente
às características necessárias, para o funcionamento
de um sistema instrumentado de segurança (SIS). A utilização de chaves inteligentes com Certificação SIL é uma condição fundamental em sistemas de Intertravamento de Segurança e desligamentos de emergência, uma vez que a Certificação não pode estar apenas nos CLP´s, mas no sistema como um todo, desde a chave sensora de pressão ou temperatura no campo, até o último comando do CLP de segurança. Assim, essas chaves com Certificação SIL aplicadas em sistemas de controle convencionais promovem uma maior eficácia no processo. Essa certificação garante a funcionalidade das chaves sem manutenção por um período de tempo mais longo. Sua utilização evita gastos desnecessários com substituição das mesmas como também de equipamentos danificados, além de aumentar o valor agregado de qualquer equipamento industrial, seja ele um compressor ou mesmo uma torre de destilação petroquímica. |
| FISCO: Fieldbus Intrinsically Safe Concept |
| César Cassiolato - Gerente de Produtos Smar Equipamentos Industriais Ltda. |
| Com a demanda por uma quantidade maior de equipamentos
em um barramento fieldbus intrisecamente seguro, o PTB(Physikalisch
Technische Bundesanstalt, instituto alemão de ciência
e tecnologia) executou testes rigorosos e chegou a um modelo que atende
às altas demandas de consumo, o FISCO, Fieldbus Intrinsically
Safe Concept. Veremos a seguir mais detalhes deste conceito e sua importância no uso da tecnologia fieldbus em áreas perigosas e explosivas. |
| Posicionadores Inteligentes em
Sistemas de Desligamento de Emergência (Emergency Shutdown) |
| Eric Soleki – Engº Aplicação
Válvulas Darci Rocha – Gerente Vendas Válvulas Emerson Process Management Ltda. |
| A operação da maioria dos processos
industriais, especialmente nas indústrias quimicas e petroquímicas
envolve um grande risco de vazamentos de fluídos químicos,
incêndios e até explosões. A instrumentação
de segurança (Safety Instrumented Systens - SIS) foi especificamente
desenvolvida para a proteção do pessoal de operação,
do equipamento e do meio ambiente através da redução
da probabilidade ou da severidade desses acidentes. Estes sistemas
de segurança são basicamente formados por 3 elementos,
os sensores, que na sua maioria são ligados a transmissores
de pressão ou temperatura, os sistemas lógicos de controle
e os elementos finais de controle como válvulas de acionamento
emergencial, válvulas de ventilação de emergência,
válvulas de isolação, válvulas discretas
(on/off) críticas, etc. Estas válvulas não estão sempre se movendo como uma válvula de controle proporcional, mas sim, permanecem a grande maioria do seu tempo de operação em uma unica posição, sendo solicitadas somente nas situações de emergência. Válvulas que permanecem na mesma posição por longos períodos estão sujeitas a travar nessa posição e no momento em que forem solicitadas, não irão atuar. Isso pode trazer grandes riscos para a planta, podendo provocar condições favoráveis a uma explosão, incêndio, vazamento de produto perigoso ou outra situação de risco. Para garantir o funcionamento deste sistema de segurança, ele precisa ser testado periodicamente, porém, os métodos tradicionais de teste destas válvulas necessitam de uma parada na produção da planta ou, para manter a planta funcionando, estes sistemas de segurança ficam desabilitados durante os testes. Estas opções são evidentemente muito caras (parada de produção) ou ao menos indesejáveis (período com o sistema de segurança inapto). |
| Como (e por que) determinar o SIL
de um Sistema Instrumentado de Segurança? |
| Luciana Pacheco - engenheira Química Felipe Pereira - gerente de Projetos Denise Lopes Cardoso - gerente Sênior Chemtech - A Siemens Company |
| Tipicamente, em indústrias de processamento
há pelo menos dois tipos de sistemas de controle automático:
sistemas de controle regulatório e sistemas de segurança.
A diferença entre os dois está na função
que suas lógicas exercem. O primeiro está dedicado a
manter as variáveis de processo controladas com o objetivo
de otimizar a performance do processo, enquanto o segundo está
voltado para os sistemas de segurança de forma a garantir que
estas mesmas variáveis estejam dentro de limites considerados
seguros para a operação da unidade. Na década de 90, empresas e grupos industriais desenvolveram normas para projetar, construir e manter um SIS (Sistema Instrumentado de Segurança). Um dado de entrada chave para as ferramentas e técnicas necessárias para implementar estas normas era a probabilidade de falha exigida para cada SIF (Função Instrumentada de Segurança). Em 1996, a ISA (Instrument Society of America) publicou uma norma para guiar a classificação de SIS para indústrias de processo dos Estados Unidos, a norma ANSI/ISA-S84.01, que introduziu o conceito de SIL (Nível de Integridade de Segurança). Subseqüentemente, a IEC (International Electrotechnical Comission) publicou a norma IEC 61508, para ajudar a quantificar o grau de disponibilidade em sistemas elétricos, eletrônicos e eletrônico-programáveis. Em ambos os casos, as normas sugerem metodologias para a definição do SIL requerido pelo sistema de segurança, que se traduz no nível de robustez necessário a ser implementado de forma a minimizar os riscos do processo a níveis aceitáveis. Algumas questões práticas são imediatamente levantadas ao se iniciar um estudo de seleção de SIL como, por exemplo: · Quais as metodologias disponíveis para um projeto de determinação de SIL? Quais as vantagens e desvantagens de cada uma? · Quais são os fatores que, na prática, influenciam a seleção do SIL? Mas o que é SIL ? Um Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) é um dos dispositivos críticos para a prevenção de acidentes. Um SIS realiza várias SIFs e é tipicamente composto por sensores, executores lógicos e elementos finais de controle. Probabilidades de falha na demanda (PFD) aceitáveis para cada SIF precisam ser determinadas para o projeto e posterior verificação. SIL é a representação estatística da disponibilidade de uma SIF quando uma demanda de processo ocorre, sendo utilizada em ambas as normas ANSI/ISA-S84.01 e IEC 61508. Quanto maior a criticidade do processo em relação à segurança, maior deve ser a disponibilidade da função de segurança e, portanto, maior será o SIL. A Tabela 1 apresenta a correlação entre SIL, PFD, disponibilidade da SIF e o fator de redução de risco. |
| A Medição das Variáveis Analíticas no Gás Natural |
| Pedro E. Cohn I.M.E. – Engenharia de Aplicação |
| A ANP (Agência Nacional do Petróleo),
em sua portaria Nº 104 de 8 de julho de 2002, estabeleceu a especificação
do gás natural a ser comercializado em nosso país. Neste trabalho descreveremos os resultados de um projeto que foi realizado com o intuito de desenvolver um “pacote” que permitisse a determinação de todas estas variáveis, apresentando o melhor custo benefício, consideradas as despesas de aquisição, implantação e manutenção. As variáveis a serem determinadas são o poder calorífico superior, o índice de Wobbe, o teor dos componentes citados no “Quadro 1” da portaria 104, e a umidade. |
| Termômetro de Alta Temperatura (0-400oC) baseado em Redes de Bragg em Fibra Ótica para Aplicação no Setor de Petróleo* |
| Jean Carlos Cardozo da Silva, Cicero Martelli,
Bárbara Winiarski Diesel, José Luís Fabris, Hypolito
José Kalinowski - Centro Federal de Educação
Tecnológica do Paraná – Laboratório de Inovação
em Tecnologia de Sensores / Curitiba Nathaniel Goothoff e John Canning - Optical Fibre Technology Centre, University of Sydney - Autralian Technology Park |
| Descreve-se a utilização de redes de Bragg em fibra ótica, estáveis na faixa de 200 – 400ºC, como transdutores para termômetro aplicável em colunas de craqueamento. |
| Fidelidade na transmissão e totalização de pulsos para medidores de líquidos com enfoque para petróleo e derivados |
| Engo Rogério Souza da Mata Departamento de Desenvolvimento Eletrônico Smar Equipamentos Industriais Ltda |
| Este artigo analisa as técnicas mais usadas para transmissão e totalização de pulsos transmitidos por medidores de volume, de acordo com as normas MPMS API 5.5 e ISO 6551. São descritos os principais tipos de medidores com saída pulsada, com especial enfoque para turbinas e medidores de deslocamento positivo com dupla saída de pulsos. Analisam-se possíveis formas de implementar o nível A de fidelidade para transmissão e totalização, conforme definição nas normas citadas acima. Diversos problemas no conjunto medidor-fiação-totalizador também podem ser diagnosticados, levando a ações preventivas necessárias antes que ocorra alguma falha paralisando o processo de medição. |
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