South West Water – monitoramento de condição ao longo de todo o ciclo da água
Relatório de aplicação
Como a South West Water utiliza o monitoramento de vibrações para atingir seus objetivos empresariais
A South West Water abastece cerca de 1,7 milhões de habitantes na Cornualha, Devon, Ilhas Scilly e partes de Somerset e Dorset com água potável de maneira confiável, eficiente e com alta qualidade e também é responsável pelo tratamento de águas residuais. Para atender às necessidades de seus clientes, a empresa mantém mais de 20 reservatórios com água e trata essa água em cerca de 40 instalações para transformá-la em água potável.
A South West Water opera mais de 650 plantas para reciclar a água do processo. Entre elas estão as instalações em Marsh Mills, na periferia da grande cidade Plymouth. Cerca de um terço das águas residuais da cidade de 230.000 habitantes é tratada aqui em várias etapas antes de voltar ao ciclo da água. Após um primeiro tratamento mecânico, a South West Water conta com um tratamento biológico empregando o processo de lodo ativado na Marsh Mills. Os microrganismos decompõem as substâncias orgânicas dissolvidas na água. "Como se trata de microrganismos aeróbicos, é crucial que seja permanentemente adicionado oxigênio suficiente à água para que o processo de decomposição possa ocorrer com a qualidade desejada", diz Brendan Teague, gerente de manutenção na South West Water. Esta tarefa é realizada por nove sopradores que bombeiam com uma potência total de 615 kW, até 390 metros cúbicos de ar por minuto nos tanques de lodo ativado.
Soprador: injustamente esquecido
"Anteriormente, o controle de manutenção destes sopradores ocorria aproximadamente uma vez por mês. Ainda podia ocorrer da instalação parar durante esses intervalos de manutenção, pois danos nos mancais não eram percebidos ou esses se desenvolviam entre os intervalos"
Outro "problema": ruídos que podem indicar uma piora da condição do motor não podem ser percebidos pelo lado de fora. "Os motores são à prova de som, de modo que as pessoas podem literalmente passar por eles sem serem perturbadas. Talvez esta seja parte da razão pela qual os sopradores são frequentemente esquecidos, para não dizer que não são ouvidos, no ciclo de tratamento de água e águas residuais. E isso, apesar de realizarem uma tarefa tão crítica quanto, por exemplo, as bombas utilizadas no abastecimento de água potável"
A razão pela qual Brendon Teague decidiu primeiro equipar os sopradores da Marsh Mills com diagnósticos de vibração da ifm é apenas um passo lógico e nenhuma surpresa.
O ar é bombeado para os tanques de lodo ativado através de sopradores potentes, até 390 metros cúbicos por minuto na Marsh Mills.
Monitoramento de condição: a saúde da instalação sob controle
"Trabalho há muito tempo com a ifm para proteger as instalações da South West Water contra paradas imprevistas por meio de monitoramento de condição", diz Brendan Teague. Junto com a sua equipe, ele instalou mais de 200 unidades de unidades de avaliação VSE100 mais os sensores de aceleração conectados, nas instalações de tratamento de água e água residual da South West Water.
O sistema de análise de vibração é constituído por sensores de aceleração e uma unidade de avaliação. A South West Water usa sensores do tipo VSA001 que são instalados nas posições relevantes da instalação e transmitem os dados para a unidade de avaliação, neste caso a VSE100. A unidade de avaliação avalia permanentemente informações de até quatro sensores e se o valor limite for excedido, emite sinais de comutação correspondentes ao controlador. Os dados e alarmes também podem ser transmitidos para uma sala de controle central através de uma interface Ethernet.
Busca de erros simplificada e planejamento de manutenção remoto
O estado de saúde de uma máquina é permanentemente registrado por meio de um diagnóstico de vibração. Graças ao monitoramento das vibrações ocorridas na faixa de tempo e frequência, os danos iminentes são registrados antecipadamente e podem ser analisados em tempo real pelo próprio software da ifm em uma análise FFT (Fast Fourier Transformation) profundada. Uma vez que é possível atribuir uma frequência exata à cada componente da instalação ou aos tipos de danos, não é mais necessário buscar pelos erros no local e assim os trabalhos de manutenção podem ser preparados de maneira eficiente e também remota. Com isso, a complexidade de trabalho e os tempos de parada diminuem drasticamente.
Sensores ajudam a alcançar os objetivos da empresa
"É um benefício real poder ter uma visão central da condição de todas as máquinas relevantes através do software e ser notificado assim que um valor excede um limite crítico", diz Brendan Teague. O gerente de manutenção pode rapidamente obter uma visão da situação, avaliar a necessidade de ação e em caso de emergência, informar a equipe de manutenção no local.
"O monitoramento de condição desta forma já está nos ajudando a alcançar os objetivos da empresa em relação ao uso ambientalmente correto de água e águas residuais. Detectando os danos antecipadamente, muitas vezes conseguimos reagir a tempo e assim evitar paradas e reparos de alto custo.Com a implementação do monitoramento de condição, esperamos reduzir os custos de manutenção e substituição de instalações danificadas em média entre £100.000 a £150.000 por ano.”
Monitoramento de condição: padrão nas novas máquinas instaladas
A fim de se beneficiar ainda mais das vantagens do monitoramento de condição no futuro, a South West Water definiu como padrão técnico o monitoramento de condições em bombas e sopradores. "Toda instalação nova que for integrada à nossa estrutura existente deve estar equipada com sensores e tecnologia de avaliação. Isto não só nos dá mais segurança em instalações grandes e relevantes, mas também nos ajuda a manter eficiente, efetiva e em perfeitas condições a qualidade de instalações de tratamento menores em zonas rurais"
O futuro: colaboração via plataforma IoT
Em uma outra etapa de desenvolvimento, Brendon Teague pode muito bem imaginar a mudança para a nova plataforma IoT ifm moneo. Por um lado, com o moneo é possível administrar facilmente até mesmo infraestruturas de sensores complexas e por outro lado, o módulo opcional moneo RTM oferece amplas possibilidades para uma análise de vibração ainda mais abrangente. "Em combinação com o novo edgeGateway da ifm e a possibilidade de disponibilizar dados em um ambiente de nuvem, eu poderia compartilhar os dados relevantes de maneira ainda mais eficiente com os meus colegas de manutenção da área de abastecimento, de modo que a qualidade da manutenção e a velocidade de reação em caso de alarme aumentaria novamente de forma significativa."
Os sensores de vibração nos motores dos sopradores detectam defeitos iminentes antecipadamente antes que danos maiores possam ocorrer.
A South West Water utiliza cerca de 200 unidades de avaliação VSE100 para monitorar as máquinas em suas estações de tratamento de água e águas residuais.
Conclusão
Com monitoramento de condições abrangente, a South West Water pôde prevenir efetivamente falhas graves de instalações críticas de abastecimento de água e tratamento de águas residuais, tais como bombas, centrífugas e sopradores. Com isso a empresa economiza custos significativos de reparo ou substituição de instalações. Ao mesmo tempo, o monitoramento da instalação apoia os objetivos da empresa no que diz respeito ao uso responsável do recurso água.