5.3.1 Roda de Falhas
Diante da proposta metodológica da Roda de falhas, procura-se reduzir ao máximo os danos sobre as motobombas em operação, em que para a análise são realizadas inspeções nas instalações elétricas, QCP, e hidráulicas, barrilete, executando as correções necessárias e o reaperto fundamental em conexões elétricas. Nesse âmbito, a Roda de falhas é útil como ferramenta guia para identificação de danos durante a manutenção detectiva. O modelo prevê os mecanismos de danos mais atuantes, a partir da inspeção e investigação dos fenômenos que afetam a operação da máquina, colaborando para a tomada de decisões sobre ações corretivas e preventivas de manutenção, e para a restituição da disponibilidade média dos sistemas.
A motobomba submersa foi classificada como item potencialmente mais crítico nos sistemas dos poços, pois alterações na qualidade da energia e uma série de danos apresentados no capítulo 2 geram reduções na sua performance, tendo um agravante que nem sempre a falha do conjunto é evidente para o operador, o que motiva a realização de inspeções periódicas. A prática de inspeções permite o aprimoramento contínuo da rotina de manutenção da empresa, correlacionando medidas de temperatura e demais parâmetros operacionais com as origens dos modos de falhas, identificados sobre um modelo de Roda de falhas para diferentes equipamentos.
Uma forma de ampliar a aplicabilidade de uma Roda de falhas dedicada a uma motobomba ou qualquer outro equipamento, em que se pretenda analisar falhas, é utilizar softwares de gerenciamento da manutenção, possibilitando extrair informações de forma mais ágil e reuni-las para determinação de tendências de falhas.
5.3.2 Manutenção
A operação contínua de sistemas de bombeamento sem manutenção planejada leva ao crescimento da probabilidade de falhas, o que foi identificado mediante os modos de falhas que atuam nos poços estudados. A presença de um ambiente operacional com variáveis de estresse pode não ser identificada sensivelmente de imediato, sendo necessário utilizar instrumentos de medição de temperatura ambiente, umidade e outros sensores correlatos. Muitos dos problemas surgem de forma silenciosa, na parte submersa do sistema (motobomba), por isso a importância da manutenção detectiva e preditiva.
Como já discutido no capítulo 1 a manutenção corretiva não planejada traz sérios entraves à disponibilidade de equipamentos e aos custos envolvidos na produção, devido a maior frequência de falhas (como as que constam no Anexo E) quando não se acompanham os ativos. Isso acaba limitando investimentos importantes no próprio sistema de abastecimento, em detrimento dos custos com sobressalentes, energia elétrica e despesas extras com pessoal.
A respeito das instalações elétricas das motobombas, é fundamental que toda equipe de manutenção, quando realizar intervenções, esboce um croqui com as modificações dos diagramas multifilares, para anexação nos quadros de comandos, deixando acessível também as especificações das motobombas, bitola de cabos e perfil do poço, para facilitar o acesso e manutenção.
5.3.3 Performance e confiabilidade
Mesmo que uma motobomba tenha sido bem dimensionada, instalada, e esteja operando dentro da performance desejada (como no exemplo do Apêndice C, que simula a confiabilidade de um sistema genérico), este equipamento ficará sujeito a reduções imperceptíveis de vazão e a falhas precoces. Com o passar do tempo, as curvas características de altura versus vazão e rendimento versus vazão dessas bombas, podem afastar-se das referências de desempenho informadas pelos fabricantes. Esse afastamento decorre do desgaste natural do equipamento eletromecânico (conjunto motor-bomba) e da tubulação edutora, ou ainda, de avarias causadas por mecanismos de danos como os identificados no modelo de Roda de falhas, devendo ser verificado caso a caso.
Ocorrendo a queda do rendimento da motobomba pode ser conveniente substituí-la junto com a tubulação danificada, em decorrência do acréscimo do consumo de energia elétrica. Essa substituição será tão necessária quanto maior for o afastamento entre as curvas características observadas, quando comparadas com as curvas características do equipamento novo.
Nos diferentes tipos de acionamentos dos motores submersos percebeu-se que o excesso de calor no circuito de potência (pontos quentes) e a variação no CEE de cada sistema refletem numa menor confiabilidade.
O fato de não existirem registros de falhas sobre as motobombas e equipamentos associados dificultou a obtenção dos MTTF dos equipamentos, tendo em vista que as ordens de serviços de manutenção na unidade da concessionária não apresentam descrição suficiente
para inclusão em banco de dados de sistema gerenciador. Os MTTF para os itens que compõem os quadros de comandos dos poços não foram identificados, em consequência também de serem considerados itens complexos (Modelo F componentes eletroeletrônicos – seção 2.8) e com taxas de falhas aleatórias.
5.3.4 Gargalos nas instalações das motobombas
Percebeu-se um gargalo de produção no sistema ao qual os poços fazem parte. Nele a maioria dos outros poços operam em regimes de trabalho de 24h todos os dias, ou seja, na máxima produção. Os mesmos só param de funcionar para realização de correções necessárias no próprio sistema e em algumas ocorrências de serviços para a retirada de vazamentos nas redes de distribuição. Isso gera uma margem de insegurança para o sistema de distribuição, pois as redes ficam pressurizadas indefinidamente. Por outro lado, esse regime operacional aumenta a dependência sobre os poços, quando da ocorrência de falhas ou da exploração continuada do manancial, gerando riscos de falta d’água generalizada, caso um ou mais poços que já operam no limite falhem.
Uma vez que a pressão na rede de distribuição deixa de ser a mesma, recomenda-se o controle por gravidade, através da aplicação de reservatórios elevados, ou ainda, da utilização de pressostatos em todos os comandos dos poços.
Devido a pressão ser uma grandeza que varia sazonalmente com o período de consumo, seu controle da forma mais eficiente traz muitos benefícios. A exemplo disso, o estudo desenvolvido por Oliveira (2012) mostrou vantagens de sistemas de distribuição sem reservatório, operados com controle inteligente de pressão, obtendo redução da potência requerida pela bomba ao motor, diminuição do desperdício de produto químico e de água.
Fica evidente que o uso de transdutores de pressão, associados a inversores de frequência ou controladores, favorece a redução de perdas de energia elétrica, da saturação das redes de distribuição abastecidas diretamente por poços, e, portanto, reduz vazamentos, com aumento da confiabilidade do SAA.
CAPÍTULO VI
6 CONCLUSÕES
Ao reduzir as intercorrências, causadas por paradas indesejáveis e perdas de produtividade nos poços, desonera-se a elevação dos custos de ordem produtiva e sanitária, com manutenção e energia elétrica, com trocas prematuras de equipamentos, consumo de produtos desinfetantes como Cloro, além dos transtornos gerados aos consumidores. Nesse sentido, a exploração dos recursos hídricos pela CAERN, designada pela UNAP, motivou a realização de um estudo relevante acerca de falhas em motobombas, mediante a pesquisa e o trabalho vivenciado em campo na empresa.
Nos propósitos pelos quais este trabalho se desenvolveu, a identificação dos principais modos de falhas recorrentes, dentre as causas gerais de falhas em poços tubulares, alicerçou a descrição de um modelo de Roda de falhas para as motobombas submersas analisadas. Esse modelo forneceu, como principal vantagem para a manutenção, uma visão abrangente sobre os danos atuantes e suscetíveis aos equipamentos, permitindo seu uso qualitativo como ferramenta para análises preditivas ágeis sobre as causas raízes das falhas dos sistemas abordados em campo, e com isso, colaborando para a tomada de decisão sobre as manutenções. Dentre as maiores vantagens da aplicação da Roda de falhas, está a de tornar eficiente a substituição de componentes em percurso de falha, aliada à inspeção, e baseada nas condições de operação e tempo de uso, servindo, portanto, como indicador decisivo para a execução de planos de manutenção.
O conjunto de dados coletados em campo expressaram de maneira satisfatória um diagnóstico qualitativo sobre as quatro motobombas instaladas nos poços. Baseado nos critérios de análise, em que o prognóstico considerou a conformidade operacional das motobombas para o sistema de abastecimento, os modos de falhas, e as características das chaves de partidas sobre essas máquinas, chegou-se à conclusão. Foi estimado para a motobomba PI o melhor grau de confiabilidade e disponibilidade, seguido dos demais equipamentos PS, PC e PD. Dessa forma, considerando a tipificação das chaves de partidas, reforçou-se à ideia de que a motobomba PI tem vantagem operacional em relação às outras, como visto nos resultados e considerações.
É relevante que as inspeções nas instalações das motobombas submersas satisfaçam uma periodicidade para que as intervenções de manutenção não sejam executadas em intervalos de tempo curtos ou longos de mais, sob o risco de gerar indisponibilidade no fornecimento de água. Do contrário, o custo de produção tende a sair caro pela indisponibilidade provocada por paradas frequentes de manutenção, ou por falhas catastróficas devido à falta de manutenção. Frente a essa discussão, acredita-se que a análise em torno dos modos de falhas das motobombas, a partir do modelo de Roda de falhas, mostra viabilidade como método para predição de falhas prematuras desses conjuntos tão importantes para o cotidiano da população.
A continuidade desse trabalho sistemático permite atingir resultados ainda melhores com a implantação de uma política de manutenção planejada. Para tanto, torna-se importante
criar um banco de dados de relatórios de inspeção e manutenção de poços, integrando a medição da temperatura como parâmetro relevante, tanto quanto os parâmetros operacionais já utilizados. Assim, a perspectiva de implantação dessa metodologia teria como base a manutenção detectiva (inspeções e acompanhamento) e a preditiva (análise de mecanismos de danos em Roda de falhas), para redução da manutenção corretiva não planejada.
Por fim, investir na engenharia de manutenção é um novo caminho que começa a ser trilhado nas empresas brasileiras. O reflexo disso está na necessidade de acompanhar os avanços tecnológicos, de máquinas, equipamentos e processos, e de atender ao crescente número de usuários cada vez mais exigentes. Nesse sentido, manter os equipamentos funcionando pela maior parte do tempo, identificar os modos de falhas para corrigi-las com agilidade, e, evitar falhas catastróficas de itens críticos, como motores e bombas, são premissas alcançadas através da aplicação sistemática dessa proposta.