Automação industrial. Uma perspetiva de terreno!

De que é que falamos quando nos referimos a AUTOMAÇÃO? - Estamos no âmbito da engenharia eletrotécnica, da mecânica, da eletrónica, da programação, das comunicações, da instrumentação, da pneumática, ….? Na realidade referimo-nos a um pouco disto tudo - a automação será possivelmente a área de engenharia mais pluridisciplinar e integradora de tecnologia. Quererá isto dizer que se trata de uma atividade de Engenharia complexa e densa? - Sim e não! - Vejamos; é vasta e densa porque o seu exercício obriga ao conhecimento de um alargado e diversificado leque de tecnologias mas, a sua base teórica, ou se quisermos os seus “algoritmos”, são bastante simples; baseiam-se em lógica e em sequências temporais. Que competências serão então necessárias para se exercer Automação? - Um conhecimento transversal de engenharia, com particular foco na Engenharia Eletrotécnica e uma boa experiência de terreno. Partindo desta constatação este artigo tem a intenção de abordar a automação de um ponto de vista eminentemente prático e aplicado.

Campos elétrico e magnético em linhas de transmissão de energia

Este artigo apresenta uma nova abordagem para o cálculo de campos elétricos e magnéticos de linhas aéreas de transmissão, ao utilizar "O método de simulação da carga ..." [1]. Neste caso, a análise do potencial elétrico no tempo, o cálculo das cargas instantâneas, e a utilização de correntes instantâneas, permitem obter os valores instantâneos dos campos. Os resultados obtidos pelo programa de computador para calcular os perfis do campo elétrico e do campo magnético ao nível do solo da linha aérea de transmissão Batalha - Pego 400 kV são comparados com as medições efetuadas nessa linha [2]. Podemos concluir que a simulação no tempo é mais precisa e dá valores consistentes com a realidade. O programa de cálculo desenvolvido pode ser utilizado com todas as possíveis configurações das linhas de transmissão. A aplicação do programa noutras linhas aéreas de transmissão permite a obtenção de conclusões interessantes sobre a questão da segurança e da saúde das pessoas. As simulações sugerem bons resultados sendo confirmados através das medições efetuadas noutras linhas de energia [2] [3].

Utilização racional de energia eléctrica em instalações industriais. O caso da força motriz

A produção de energia mecânica, através da utilização de motores eléctricos, absorve cerca de metade da energia eléctrica consumida no nosso País, da qual apenas metade é energia útil. Este sector é, pois, um daqueles em que é preciso tentar fazer economias, prioritariamente. O êxito neste domínio depende, em primeiro lugar, da melhor adequação da potência do motor à da máquina que ele acciona. Quando o regime de funcionamento é muito variável para permitir este ajustamento, pode‐se equipar o motor com um conversor electrónico de variação de velocidade. Outra possibilidade é a utilização dos motores “ de perdas reduzidas” ou de “alto rendimento”, que permitem economias consideráveis.

Unidades Ininterruptas de Alimentação (UPS). O que escolher?

As UPS (unidades de alimentação ininterruptas) são sistemas destinados à alimentação de dispositivos elétricos quando existe um corte de energias de rede. As UPS diferenciam-se dos restantes sistemas de emergência na medida em que possibilitam a alimentação instantânea quando ocorre um corte através de baterias e circuitos eletrónicos associados para sistemas de baixa potência ou geradores diesel e sistemas “flywheel*” para sistemas de grande potência. As UPS são normalmente utilizadas para proteger equipamentos que possam conter dados essenciais ou indispensáveis para o funcionamento de um edifício com datacenters, computadores, equipamentos de telecomunicações ou outros equipamentos cuja interrupção de funcionamento possa causar danos irreversíveis em sistemas, dados ou negócios. Para além da capacidade de fornecer energia em caso de interrupção por um período limitado de tempo, as UPS podem corrigir outros eventos de rede como sobretensões, cavas, variações de tensão, ruído, instabilidade de frequência ou distorção harmónica.

Aplicação de motores síncronos de ímanes permanentes e motores de indução em veículos elétricos: comparação e perspetivas de evolução

Os sistemas de propulsão baseados em motores síncronos de ímanes permanentes (MSIP) têm sido considerados como a opção mais promissora para os veículos híbridos (VH) e elétricos (VE). A situação atual relativa às reservas e custos dos elementos de terras-raras poderá trazer algumas alterações nesta tendência; a opção por motores que prescindem destes elementos poderá trazer um novo estímulo à aplicação dos motores de indução neste domínio. Este artigo procura apresentar uma análise comparativa entre MSIP e motores de indução (MI) num espectro alargado de velocidades de funcionamento, com especial destaque para os seus desempenhos energéticos. Começa-se por abordar as características gerais de comportamento exigidas aos VE, que definem os múltiplos cenários de funcionamento que poderão ser impostos aos motores. Em seguida, são focadas as principais características de ambas as máquinas, procurando realçar as vantagens e desvantagens mais relevantes, no contexto dos VE. Com base nos regimes de funcionamento a que serão submetidos, analisam-se as diferenças dos rendimentos naturais de ambos os motores. Para os MI é também abordado o importante tema dos algoritmos de minimização de perdas, com vista ao aumento dos rendimentos em regimes de carga onde o desempenho destas máquinas é inferior.

Legislação de segurança contra incêndio em edifícios. Presente e futuro

A regulamentação de segurança das instalações reveste‐se da maior relevância, não só em consideração à vida humana, como à própria actividade económica. Motivada pela constante evolução da tecnologia, do surgimento de novos materiais e equipamentos e das exigências funcionais dos espaços, a regulamentação de segurança requer uma constante actualização e adaptação a essa novas necessidades e exigências. Cada vez mais a segurança de pessoas e bens é uma directriz fundamental aquando da realização dos projectos e execução dos edifícios, dos mais diversos fins. De forma a precaver situações que possam colocar em risco pessoas e bens, são consideradas medidas activas e passivas de protecção, das quais poderemos destacar os sistemas de detecção automática de incêndio, detecção automática de intrusão, sinalização de saída, etc. Assim, a especial preocupação com a segurança de pessoas e bens justifica a importância ocupada pela segurança, a qual exige a necessidade de se assegurar a forma como são projectadas, executadas, exploradas e conservadas, em geral as instalações e em particular as instalações de segurança dos edifícios. Torna‐se, pois, imperioso garantir‐se o cumprimento, por parte de todos de todos os agentes envolvidos (projectistas, instaladores...), da aplicação dos regulamentos estabelecidos para as instalações de Segurança. Esta tarefa apenas poderá ser conseguida se houver um conhecimento completo e profundo dos diplomas legais que enquadram a área de segurança dos edifícios. O presente trabalho tem, pois, por objectivo, sistematizar e apresentar a presente regulamentação contra incêndios em edifícios, bem como apresentar o futuro Regulamento de Segurança Contra Incêndio em Edifícios, que vem criar um inovador enquadramento nesta área, por forma a serem garantidas as exigências mínimas de protecção de pessoas, instalações e bens.

Infraestruturas de telecomunicações. Grandes projetos

Decorridos três anos após a publicação da 2ª edição das Prescrições e Especificações Técnicas das Infraestruturas de Telecomunicações em Edifícios (Manual ITED), verificou-se uma melhoria substancial não só na oferta de prestação de serviços por parte dos operadores como uma maior flexibilidade de exploração por parte dos utilizadores. Com efeito, a publicação do DL 123/2009, com a respetiva redação conferida pelo DL 258/2009, não sendo uma legislação de rutura face ao anterior DL 59/2000 veio, uma vez mais, elevar os índices de qualidade das instalações e promover o desenvolvimento tecnológico no setor das comunicações eletrónicas.

A Segurança Contra Incêndio em Edifícios (SCIE) e o projeto de instalações elétricas.

Neste artigo referem-se alguns aspetos a considerar no projeto de instalações elétricas relacionados com a SCIE (Segurança Contra Incêndios em Edifícios) e a legislação atualmente em vigor (DL 220/2008 e Portaria 1532/2008). São abordados, entre outros, alguns cuidados a ter em relação a: alimentação elétrica, fontes locais e centrais de energia de emergência (UPS, grupos geradores), quadros elétricos, ascensores, iluminação de segurança, deteção de incêndio, deteção de gases tóxicos e combustíveis, Matriz de Segurança.

Estruturas de fixação de aerogeradores. Instalações offshore

Foi de forma natural que o aproveitamento do recurso eólico evoluiu dos tradicionais parques em terra (onshore) para locais offshore. Se por um lado os melhores locais para instalação em terra começam a escassear, a grande disponibilidade de recurso offshore permite a disponibilidade de áreas muito elevadas para a sua exploração. Os ventos mais fortes, no mar, associados a uma rugosidade de classe zero criam condições ideais para a instalação de geradores eólicos de potência elevada tornando assim possível uma maior produtividade, que pode compensar os inerentes custos de instalação e de operação mais elevados. No entanto existem alguns desafios que necessitam de ser mais investigados e que estão a ser alvo de investimento, tais como as torres, os sistemas de fixação e a instalação da cablagem.

ITED – infra‐estruturas de telecomunicações em edifícios. Novos horizontes alcançados

Ao longo das últimas décadas, o nosso estilo e hábitos de vida tem vindo, paulatinamente, a ser alterados e melhorados, a par do desenvolvimento das economias, e dos progressos tecnológicos, contribuindo, sobremaneira para uma melhoria generalizada das condições sociais. Com desenvolvimento do sector económico tem‐se assistido em Portugal à implementação de ambientes liberalizados em áreas tradicionalmente controladas pelo estado e, assim, sujeitas a um verdadeiro regime de monopólio, como eram os casos do sector energético e das telecomunicações. A publicação do Decreto‐Lei n.º 59/2000, de 19 de Abril e a subsequente publicação das Prescrições Técnicas de Instalações e Especificações Técnicas de Equipamentos e Materiais, projectou Portugal para a vanguarda de um verdadeiro ambiente concorrencial ao nível das telecomunicações. O presente artigo visa, sucintamente, reflectir sobre o novo enquadramento das Infra‐estruturas de Telecomunicações em Edifício (ITED) criado pelo DL n.º 59/2000, de 19 de Abril, assim como, evidenciar os aspectos mais específicos desse mesmo enquadramento.

Mercados de energia elétrica. Estratégias de comercialização de potência em mercado liberalizado

Em ambientes comerciais cada vez mais competitivos, caracterizados pela importância das redes comerciais, hipercompetição e pelo ciclo de vida de produtos e serviços, a inovação e o empreendedorismo são fundamentais para o sucesso das organizações. Cada vez mais as organizações tendem a apostar na inovação com o intuito de se tornarem mais competitivas nos seus mercados. Atualmente, o mercado elétrico, em Portugal, não é uma exceção. Com as recentes mudanças que resultaram na liberalização deste setor, é importantíssimo que os comercializadores de energias se façam distinguir dos restantes. Atualmente, os consumidores de energia elétrica possuem uma limitação no que toca à contratação do valor máximo de potência pretendida para uma instalação. Depois do cliente escolher um dos escalões de potência contratada, deverá pagar o seu respetivo preço mensalmente, mesmo que nunca utilize um valor de potência próximo do escalão que contratou. Este custo representa, em média, 20% do valor total da fatura elétrica e é neste campo que as comercializadoras podem fazer-se distinguir, permitindo aos consumidores alterar o valor de potência contratada de acordo com as suas necessidades.

Como abordar uma instalação de domótica KNX para uma moradia?

A domótica pode ser entendida como o controlo automatizado das instalações técnicas existentes num edifício. No caso concreto de uma habitação, utilizando a tecnologia KNX podemos controlar, por exemplo: - iluminação; - estores e persianas; - sistemas de segurança; - gestão de energia; - sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC); - controlo remoto; - controlo áudio/vídeo; - etc.Como hoje em dia, aspetos como a segurança, eficiência energética, conforto e comunicação são cada vez mais uma exigência dos proprietários/utilizadores dos edifícios, não faz sentido continuar a abordar a execução de instalações elétricas do tipo convencional, sistemas de AVAC, alarmes e outros, sem que estes comuniquem entre si.Assim, justifica-se a apresentação ao cliente das instalações elétricas apoiadas numa solução de domótica KNX, o que possibilitará a integração e comunicação daqueles sistemas.

Forças eletromagnéticas de curtos‐circuitos em circuitos trifásicos simétricos

Este trabalho descreve uma metodologia de cálculo que pretende apresentar um aperfeiçoamento na obtenção das forças electromagnéticas entre condutores de um sistema trifásico simétrico, nas situações mais desfavoráveis de curto‐circuito, nomeadamente no período subtransitório e na ocorrência da corrente de choque de curto‐circuito num dos condutores. Analisa os configurações geométricas mais comuns dos condutores, em esteira ou triângulo. Os programas de cálculo automático foram desenvolvidos com MATLAB que tornou possível a obtenção de resultados de elevada precisão, numa incursão na dualidade espaço‐tempo do campo forças. Os resultados permitem abrir uma reflexão no estabelecido e universalmente aceite sobre as máximas forças de curto‐circuito.

A solução POWERLINE para o sector residencial

Apesar de muito utilizada no sector industrial, a automação ainda não atingiu o mesmo patamar de implementação no sector doméstico. A evolução tecnológica leva a que quase todos os dias apareçam novos produtos que visam a implementação de sistemas domóticos que possibilitem o conforto, a segurança e a eficiência nas habitações. Contudo, quando se pretende instalar um sistema domótico com o objectivo de simplificar os processos numa habitação, a palavra que surge não é “simplicidade”, mas sim “complicação”. Para além de a grande maioria das pessoas não estar familiarizada com as funcionalidades que um sistema domótico permite, existe sempre o pensamento que esses sistemas têm um custo elevado, o que de certa forma não é um pensamento errado. Se quanto ao aspecto do preço, não há muito a fazer, ele depende das leis do mercado e do custo da inovação, quanto à complexidade da instalação e utilização dos sistemas, trata‐se de um pensamento induzido nas pessoas que não conhecem os sistemas domóticos e que facilmente se consegue desmistificar. Os projectos de domótica nas habitações deveriam ser pensados aquando do projecto da habitação. No entanto, a realidade não é essa. A grande maioria das habitações não foi pensada para a instalação desses sistemas e só depois da instalação eléctrica estar efectuada e a habitação habitada é que se percebe que se precisava de ter mais alguma flexibilidade e funcionalidade na instalação. A evolução tecnológica permitiu desenvolver soluções para este tipo de situações. Hoje em dia não é necessário reconstruir a habitação para instalar sistemas domóticos. Existem soluções que usam a rede eléctrica já instalada e que permitem instalar funções domóticas na habitação.

Geradores eólicos. Caraterísticas elétricas

A produção de eletricidade a partir de energia eólica tem vindo a crescer de forma rápida e sustentada desde 1985. Atualmente, existem geradores eólicos localizados em todo o mundo cuja potência já atinge valores superiores a 3000 MW. As principais tecnologias utilizadas na conversão eletromecânica de energia eólica em energia elétrica são baseadas principalmente em três tipos de máquinas elétricas: • A máquina de Corrente Contínua (Máquina DC) • A máquina Síncrona de Corrente Alternada • A máquina Assíncrona de Indução Estas máquinas apresentam um princípio de funcionamento baseado nas leis da indução eletromagnética, assente no princípio das ações e reações eletromagnéticas, devidamente justificadas pelas leis de Faraday, Lenz e Laplace.