Em instalações elétricas industriais não há margens para falhas. Problemas como o superaquecimento de condutores ou uma descarga elétrica decorrente de falha no isolamento em um componente podem levar a um desligamento inesperado ou incêndio, com consequências negativas de grandes proporções.

Os procedimentos de monitoramento utilizados para evitar esses problemas, porém, são trabalhosos, dispendiosos e nem sempre eficazes. Para resolver o problema, a Brax, uma startup sediada em Rio Claro (SP), desenvolveu um inovador sistema de monitoramento ativo que dispensa as inspeções manuais, tornando o diagnóstico das instalações elétricas mais rápido e exato, além de aumentar a precisão dos serviços de manutenção e reduzir custos.

A empresa, fundada em 2014, teve apoio do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) para o desenvolvimento do método de monitoramento e do dispositivo nele empregado. A inovação pode ser aplicada em painéis elétricos, subestações elétricas, disjuntores, comutadores, barramentos e cabos, isoladores e transformadores em instalações industriais.

Segundo o engenheiro André Luiz Casimiro, fundador da Brax, o monitoramento convencional desse tipo de instalação é feito por meio de inspeções manuais periódicas in loco.

"Para monitorar a temperatura, os inspetores vão ao local e utilizam câmeras termográficas para produzir imagens de alguns pontos da instalação e identificar pontos de aquecimento. Eles também empregam equipamentos ultrassônicos para detectar ruídos que possam identificar descargas parciais", explica Casimiro.

A descarga parcial – ou arco elétrico –, segundo ele, ocorre quando a isolação do equipamento começa a diminuir e, assim como o aquecimento, pode produzir desligamentos inesperados e incêndios.

"Em uma subestação de energia, por exemplo, os equipamentos ficam expostos às intempéries e, com o passar do tempo, a isolação começa a diminuir, produzindo as descargas parciais no interior dos transformadores, painéis elétricos e disjuntores", diz.

Por conta da alta tensão, porém, os inspetores não podem se aproximar dos equipamentos e realizam o monitoramento na parte externa. Em subestações de energia é preciso desligar e desmontar tudo periodicamente por precaução, gerando altos custos e riscos.

"As instalações elétricas industriais de grande porte possuem equipamentos robustos que não podem falhar. Com a nossa solução, é possível otimizar o trabalhoso processo de prevenção, trocando as inspeções periódicas por um monitoramento remoto em tempo real", afirma Casimiro.

De acordo com o engenheiro, o sistema da Brax é voltado para a indústria e também para o setor elétrico de distribuição de energia. "Quanto maior a potência da instalação, mais interessante é o uso do nosso equipamento. Por isso ele é muito adequado para o monitoramento de subestações de concessionárias de energia", sugere.

Segundo ele, o projeto PIPE-Fapesp permitiu o desenvolvimento de dois sensores: um para monitorar a temperatura dos equipamentos por contato e outro para monitorar as descargas parciais.

"Os sensores, sem fios, ficam fixados nos barramentos, em pontos que consideramos essenciais para o monitoramento. Eles não possuem baterias, evitando assim a necessidade de desligar a instalação elétrica para trocá-las. Os dados são enviados diretamente para o gateway que desenvolvemos e, por meio da nossa plataforma, conseguimos visualizar todas as informações em tempo real, além do histórico de funcionamento", diz Casimiro.

O método garante o aumento da precisão do diagnóstico e a redução dos custos, por dispensar os inspetores e equipamentos suplementares. "O sistema previne acidentes, porque nosso sensor consegue detectar um possível problema com muita precisão. Além disso, o processo é rápido. Quando o inspetor passa no local, o aquecimento já poderia estar ocorrendo há vários meses. Com a nossa solução, o cliente é avisado de três a quatro horas após o início de um aquecimento ou de uma descarga parcial."

Na fase 1 do projeto PIPE-Fapesp, aprovado em 2016, foram desenvolvidos os sensores de detecção de arco elétrico por meio de ultrassom. Na fase 2, iniciada em 2018, o foco foi o monitoramento de temperatura, que é detectada por contato direto dos dispositivos com os barramentos.

"A descarga parcial, quando ocorre, emite energia em forma de luz, calor e som. O sensor consegue captar as ondas ultrassônicas, processar o sinal e identificar a descarga. Ele também monitora a temperatura ambiente e a umidade", afirma Casimiro.

O software, segundo o engenheiro, é programado para monitorar constantemente os dados que chegam da instalação elétrica e emite o aviso automaticamente. Um e-mail é disparado para o responsável pela indústria imediatamente quando há alguma ocorrência.

"Um dashboard permite que o cliente visualize os gráficos de tendência de temperatura e de descargas. Isso permite um monitoramento sistemático, que pode ser realizado pela própria empresa, ou pela Brax, de acordo com a conveniência do cliente", diz Casimiro.

Diminuição de riscos

A empresa está atualmente na fase de transição entre o projeto-piloto e a aplicação comercial, segundo Casimiro. "Estamos em fase inicial, mas já temos alguns clientes. Antes, foi preciso apresentar provas de conceito para que alguns clientes adotassem a solução, mas agora já estamos caminhando para um modelo de negócios sustentável", afirma.

O modelo adotado pela empresa prevê um custo de instalação do hardware no local e a prestação de serviço de monitoramento. O impacto da solução pode ser crucial para evitar enormes transtornos decorrentes dos desligamentos inesperados e incêndios produzidos por superaquecimento ou arco elétrico.

O incêndio em uma subestação do Amapá, no fim de 2020, que deixou todo o Estado sem luz por 20 dias, é um exemplo de como esses acidentes podem ter consequências dramáticas. "Na época houve alegação de que o incêndio teria sido produzido por um raio, mas sabe-se que a subestação ficou sem manutenção correta e é mais provável que tenha sido causado por superaquecimento", diz.

Os impactos podem até mesmo atingir escala mundial. Também no fim de 2020, um problema de superaquecimento de data centers da IBM derrubou a conexão de milhões de usuários no Brasil que tentam acessar sites, serviços e jogos de empresas e bancos como Caixa, Itaú, Nubank, Correios e WhatsApp, entre outros.

"Houve também o caso do superaquecimento de um dos barramentos no servidor do Facebook, que derrubou a rede por várias horas. Nos Estados Unidos, um aeroporto ficou seis horas sem energia por conta de um problema em instalações elétricas. Esse tipo de problema não acontece com tanta frequência, mas quando ocorre as consequências podem ser muito graves, afetando serviços, produzindo prejuízos materiais, mas também colocando em risco os trabalhadores expostos a essas instalações", conclui.

Fonte: Boletim Fapesp Pesquisa para Inovação (https://pesquisaparainovacao.fapesp.br/) / Texto: Fábio de Castro