Revista Controle & Instrumentação Edição nº 200 2014
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Redes inteligentes – uma nova abordagem para
os desafios do setor de saneamento |
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Selma Parreira Capanema
MSc. Engenheira Eletricista – Analista Master na Copasa |
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Resumo
Os concessionários dos serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário lidam atualmente com muitos desafios relacionados à infraestrutura de saneamento e
a necessidade de utilizar mais eficientemente os recursos necessários para a prestação dos serviços. Muitas comunidades ao redor do mundo enfrentam a escassez, e têm necessidade de promover a conservação da água. A incorporação de novas tecnologias tem se apresentado como uma alternativa para abordar estes desafios. Este trabalho aborda as Redes Inteligentes de Água apresentando uma definição e uma visão geral. Apresenta também os principais motivadores e as principais dificuldades para o uso das Redes Inteligentes de Água e os benefícios que podem ser oferecidos para concessionários dos serviços públicos de abastecimento de água e esgotamento sanitário e consumidores. |
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Esquema de automação e gerenciamento de
energia para redes de canais de água |
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David Dolezilek e Amandeep Kalra
Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. |
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Resumo
A maior parte da ênfase tecnológica em automação de
potência e energia concentra-se em melhorar a segurança
das operações e a eficiência da geração, transmissão e
distribuição de energia. No entanto, danos, desligamentos
não programados e perda de produtividade são também
preocupações que conduzem à urgência na modernização
do consumo de energia como parte dos processos industriais.
Como exemplo, a redução de faltas e defeitos na distribuição
de energia que causam interrupções nos sistemas
de fornecimento de água aumenta significativamente a segurança
pessoal, eficiência do processo e, como resultado,
a produção agrícola.
As soluções de água incluem fluxo diferencial e prevenção
de inundações, similar aos esquemas de sobrecorrente
e diferencial de corrente de linha usados nos sistemas
de potência. Os sistemas de automação do controle
do canal de água têm que monitorar e controlar precisa e
simultaneamente o fluxo tanto da água quanto da energia
necessária para o fornecimento da água. Para atingir este
objetivo, são necessárias soluções de automação mais eficientes
e inteligentes nas aplicações de transporte de água.
Os dispositivos, algoritmos lógicos e as comunicações dos
sistemas de automação já não são mais limitados a escolhas
do processo específico. As soluções modernas combinam
o gerenciamento de energia e do processo para uma utilização
eficiente da energia e os novos dados e serviços que
são entradas inestimáveis para a segurança e eficiência da
automação do processo. Este é um benefício óbvio para
muitas concessionárias que gerenciam sistemas de água e
energia em paralelo. A combinação da proteção e automação
de ambos os processos em um só sistema fornece
melhores informações para a tomada de decisão, facilidade
de operação e custos menores. Ao mesmo tempo, a nova
e revolucionária gestão do processo torna-se disponível
através da integração do conhecimento e do controle do
sistema de distribuição de energia que conduz os processos
industriais. Este processo combinado de automação e
gerenciamento de energia é agora efetuado com a mesma
tecnologia de automação multifuncional inteligente e robusta
que atualmente executa a proteção e automação dos
sistemas de potência industriais e de concessionárias.
Este artigo descreve os benefícios da aplicação da tecnologia
multifuncional nos sistemas de automação de controle
dos canais de água. De forma similar a uma aplicação
David Dolezilek e Amandeep Kalra
Schweitzer Engineering Laboratories, Inc.
de distribuição de energia, protocolos de comunicação, lógicas
padronizadas e dispositivos robustos são usados para
monitorar e controlar o fluxo de água, gerenciando ao mesmo
tempo a energia necessária para o processo. Sistemas
de controle precisos e confiáveis protegem as equipes de
trabalho contra defeitos elétricos e mau funcionamento de
equipamentos. Como resultado, a operação do processo
é mais segura, mais confiável e econômica. Além disso, o
tempo de interrupção do sistema é reduzido significativamente.
O esquema de comunicações seguras mantém a
confidencialidade dos dados, proporcionando ao mesmo
tempo um link confiável entre os locais remotos e o console
de controle centralizado. Os recursos de suprimento
de energia de retaguarda garantem a distribuição contínua
de água e operações seguras à prova de falhas (“fail-safe”)
durante interrupções de energia. A solução também incorpora
a comunicação Bluetooth visando fornecer uma interface
homem-máquina (IHM) de baixo custo e flexível e
uma interface para diagnóstico do operador via aplicações
de laptop portátil e tablet. Este display de operação redundante
é separado tanto da IHM local quanto do sistema
de controle supervisivo e aquisição de dados (“Supervisory
Control And Data Acquisition” – Scada). A solução efetua a
troca das informações para tomada de decisão entre os locais
de monitoramento, controle e operador visando reagir
automática e precisamente às variações dinâmicas do sistema
de água em tempo real. Esta solução representa uma
melhoria substancial em relação aos métodos atualmente
usados com dispositivos isolados e baseados em algoritmos
fixos sem informações dos locais adjacentes. |
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Gestão de perdas |
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Glauco Montagna,
gerente comercial para área de Saneamento da Schneider Electric |
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A disponibilidade de recursos hídricos é um dos maiores
desafios que tem norteado o poder público, empresas
privadas e consumidores residenciais em geral. O avanço
do crescimento desordenado das cidades em taxas altíssimas
associado a poluição de nascentes e mananciais além
de dramáticos fenômenos climáticos demandam cada vez
mais aumento de sistemas de abastecimento de água.
Desta forma, o foco nos últimos anos vem sendo dado em
novas instalações e investimentos de grande monta, o que podemos
de caracterizar como CAPEX (montante de investimento
em aquisições de bens de capital). Contudo, nem sempre é
dada a devida atenção aos sistemas e redes já instalados.
Desta forma, a redução de perdas em sistemas de
abastecimento de água é tão estratégica quanto a ampliação
dos já existentes. Nesse sentido, vale a pena focar os
investimentos do tipo OPEX (investimentos em despesas
operacionais), pois eles representam um volume muito
maior que o incial de implementação de uma planta pois
abrangem todo o ciclo de vida da instalação. Em muitos
casos de algumas concessões privadas, estamos falando de
prazos que podem ser de até 30 anos. |
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ISA99 - Security Standards in water treatment plants* |
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Marcelo Teixeira de Azevedo, Sergio Takeo Kofuji
Polytechnic School of the University of Sao Paulo, POLI-USP
Alaide Barbosa Martins
Odebrecht Ambiental – Foz do Brasil |
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Abstract
Currently, information security is a constant concern for
many institutions and countries that use computer resources
for communication and to deliver services. Protective measures
and countermeasures for traditional networks, such as
firewalls and intrusion detectors, are well-known and widely
used. For Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)
systems, the situation is no different. In the early days, such
systems were based on mainframes and closed-architecture
platforms; in other words, they were dependent on manufacturers
and consequently isolated from other systems.
These days, SCADA systems are converging more and more
onto open-system platforms, with architectures heavily reliant
on connectivity; accordingly, interconnection between
such systems and the corporate network, and in some cases,
the internet itself, is more common. Taking this issue into account,
and based on current technological development in
the information security area, this research proposes a methodology
to implement automation systems in water treatment
plants, with an emphasis on security, and a focus on
industrial systems that employ the ISA99 automation safety
standards. In summary, the purpose of this essay is to study
the safety rules, methods and methodologies for industrial
systems, using the water treatment process as a working example,
and to propose a methodology to minimize inherent
safety hazards. |
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Aperfeiçoamento da medição e controle de
pressão em tratamento de água e esgoto |
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Joana Rodrigues
Gerente de Marketing e Produto – Ashcroft Inc. USA |
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Com a expansão da infraestrutura no Brasil, a Ashcroft
vem trabalhando no desenvolvimento de novas tecnologias e
na introdução de produtos que já são usados em outros países
com amplo sucesso. Em meados dos anos 90, com a expansão
das obras de tratamento de água e esgoto, foi desenvolvido
nos Estados Unidos um selo de diafragma chamado “Isolation
Ring”. Este selo, em formato de anel, é usado para proteger
instrumentos de medição em processos onde o entupimento
nas derivações para instalação desses instrumentos e corrosão
nos seus elementos sensores podem comprometer a leitura
correta da pressão.
Desde então já foram implementadas muitas melhoras
nas obras de saneamento básico. O processo de captação e
distribuição de água passou a contar com métodos de cloração
e fluoração, e enquanto medidores de pressão são usados para
controlar níveis em tanques e pressão em bombas, eles precisam
ser protegidos contra corrosão. A nova linha de selos de
diafragma “Isolation Ring” possui uma variedade de materiais
não metálicos, como a Buna-N, Teflon e Viton, apresentando
ótima resistência à corrosão. |
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Abordagem inovadora ajuda companhia de
distribuição de água a cortar custos |
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Rockwell* |
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Um controle inteligente de motor com comunicação
Ethernet permite que estação de tratamento
no Reino Unido aumente modularidade, flexibilidade
e disponibilidade operacional, superando, ao mesmo
tempo, limitações de espaço.
A Severn Trent Water é a segunda maior distribuidora
de água do Reino Unido, atendendo mais de
3,7 milhões de clientes residenciais e comerciais na
Inglaterra e País de Gales. Fornece quase 2 bilhões
de litros de água todos os dias através de seus 46
mil km de tubulações. Os 91 mil km adicionais de
tubulações levam o esgoto para mais de mil estações
de tratamento.
A empresa tem um grupo consultivo formal, composto
por pessoal interno e externo, cuja função é
avaliar novas abordagens e novas tecnologias, para ver
como elas podem beneficiar a empresa e incrementar os
serviços oferecidos a seus clientes.
Este desejo de inovar e explorar novas tecnologias
levou a empresa e uma de suas empreiteiras de projeto e
construção, a NMC Nomenca, a investigar a viabilidade
dos Centros de Controle de Motores (CCMs) integrados
e avançados da Rockwell Automation. A nova abordagem
também incluiu a implantação de um método de
construção com redução de espaço, bem conhecido em
outros setores. |
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