MANUTENÇÃO EM SISTEMAS DE TRANSMISSÃO: dos Conceitos às Estratégias Adotadas no Brasil

FABIANO DOS SANTOS PETRILLO

MANUTENÇÃO EM SISTEMAS DE TRANSMISSÃO Dos Conceitos às Estratégias Adotadas no Brasil

FLORIANÓPOLIS 2007

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

MANUTENÇÃO EM SISTEMAS DE TRANSMISSÃO Dos Conceitos às Estratégias Adotadas no Brasil

Monografia submetida à Universidade Federal de Santa Catarina como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Especialista em Engenharia Elétrica.

FABIANO DOS SANTOS PETRILLO

Florianópolis, setembro de 2007.

À minha mãe, pelo apoio incondicional. . .

iii

AGRADECIMENTOS À Eletrosul Centrais Elétricas S.A., empresa que patrocinou minha participação nesta especialização. Em especial gostaria de agradecer aos colegas Eng. Eduardo Nicolazzi, por seu empenho para que eu realizasse o curso, Eng. Altair C. de Azevedo Jr. e Eng. Hamilton Luiz Sell, meus superiores hierárquicos na Eletrosul, pelo apoio e compreensão, bem como ao colega Klaus Heinrich Schulze, pelo apoio na elaboração do abstract. À minha família, que a tudo me apóia e se orgulha de minhas conquistas. Aos professores por sua dedicação e competência, e em especial ao Prof. Raimundo Teive, meu orientador. Aos colegas Eng. Jorge Santelli da Silva (Furnas), Eng. Luiz Fernando Pisa (Itaipu), Eng. Gilberto Morais Pessoa (Chesf), Eng. Geraldo Magela Gontijo (Cemig), Eng. Anton Dvorsak (Eletronorte), Eng. Eduardo Mathias Curcio Cardoso (CEEE), Eng. Cassio Corazza Silva (CTEEP), Eng. Carlos Augusto do Amaral Fontanella (Copel) e Eng. Julio Cesar Alves de Aguiar (Eletrobrás), pela generosidade de colaborar na pesquisa realizada. E aos meus incríveis colegas de curso e amigos Adinã, Gobara, Celso, Eduardo, Fábio, Fernando, Jânio, Leandro, Maico e Rafael, que fizeram deste curso uma experiência de vida inesquecível.

iv

Resumo da Monografia apresentada à UFSC como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Especialista em Engenharia Elétrica.

MANUTENÇÃO EM SISTEMAS DE TRANSMISSÃO Dos Conceitos às Estratégias Adotadas no Brasil Fabiano dos Santos Petrillo Setembro/2007

Orientador: Raimundo C. Ghizoni Teive, Dr. Eng. Área de Concentração: Sistemas de Energia Palavras-chave: Manutenção, Transmissão de Energia, Gestão de Ativos Número de Páginas: xiii + 65

Esta monografia discute as questões envolvendo a manutenção de sistemas de transmissão. Para isto inicialmente é realizado estudo sobre a história e os conceitos básicos, bem como modelagens do problema, para fundamentação dos estudos posteriores. As principais filosofias para a organização da manutenção de sistemas de transmissão são apresentadas, onde já se percebe a necessidade de uma visão ampla das diversas abordagens, valendo-se das qualidades que cada uma delas possui. Dado o suporte conceitual, é apresentado o problema manutenção de sistemas de transmissão, onde os principais componentes, os requisitos necessários e dificuldades de organização são discutidos. Por fim são apresentados os resultados da pesquisa realizada com os principais agentes brasileiros (via entrevistas) e com empresas do exterior (baseada em publicações internacionais). Verifica-se como resultado que as empresas entrevistadas possuem sistemas de manutenção seguindo, de modo geral, as melhores práticas, sendo equivalentes (e por vezes superiores) aos mais importantes agentes internacionais. Como conclusão, vê-se que apesar a excelência das empresas brasileiras, elas em muito podem evoluir no caminho do aperfeiçoamento dos planos de manutenção para os sistemas de transmissão, campo de pesquisa aberto, onde a sistematização de procedimentos que aliam a visão de planejamento estratégico e otimização do compromisso disponibilidade/custo é um desafio posto para a Engenharia de Manutenção. v

Abstract of the Monograph submitted to the UFSC as part of the requirements necessary to obtain the degree of Specialist in Electric Engineering.

MAINTENANCE OF TRANSMISSION SYSTEMS From the Concepts to the Strategies Adopted in Brazil Fabiano dos Santos Petrillo September/2007

Advisor: Raimundo C. Ghizoni Teive, Dr. Eng. Area of Concentration: Energy Systems Key words: Maintenance, Power Transmission, Asset Management Number of Pages: xiii + 65 This monograph discusses questions involving the maintenance of transmission systems. To do so, initially a study on its history and on its basic concepts is realized, as well as models of the problem, in order to serve as foundations for the later studies. The main philosophies concerning the organization of the maintenance of transmission systems are presented, through which one can already perceive the necessity of a broad vision of different approaches, the qualities of each of these being evaluated. Given the conceptual support, the problem maintenance of transmission systems is presented, where the main components, the requirements necessary and the difficulty of organization are being discussed. Finally the results of the study are being presented, based on the research realized (through interviews) with the main Brazilian companies and (based on international publications) with foreign companies. It is shown that the interviewed companies (national) use maintenance systems, in a general way, that apply the very best practical methods, being comparable (and at times superior) to those applied by the most important international companies. The conclusion is that, in spite of the very high standard of the Brazilian companies, much can be improved on the path to perfect the maintenance of transmission systems - an open field of research - where the systematization of the procedures, which, together, form the strategic planning and the optimization of the compromise availability/costs, is a demanding challenge for the Maintenance Engineering. vi

Sumário

1 Introdução

1

1.1

Motivação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1.2

Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2.1

Objetivo Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2.2

Objetivos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.3

Delimitações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.4

Estrutura da Monografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2 Manutenção: História e Conceitos

4

2.1

Evolução Histórica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

2.2

Conceitos Básicos de Manutenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.2.1

Manutenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2.2.2

Manutenabilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

2.2.3

Defeito e Falha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.2.4

Disponibilidade e Confiabilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

2.2.5

Manutenção Preventiva e Manutenção Corretiva . . . . . . . . . . . . . . . .

13

Modelo de Estados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

2.3.1

Apresentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

2.3.2

Arranjo e Transições . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

2.3.3

Dificuldades Práticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

2.3

vii

2.3.4 2.4

2.5

Uso e Extensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

O Problema Manutenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

2.4.1

Manutenção Preventiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.4.2

Manutenção Corretiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.4.3

Abordagens Utilizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

2.4.4

A Busca pela Otimização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

Considerações Finais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

3 Filosofias de Manutenção

22

3.1

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

3.2

Manutenção Centrada na Confiabilidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

3.3

Manutenção Produtiva Total . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

3.4

Manutenção Baseada no Risco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

3.5

Gestão de Ativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

3.6

Consideração Finais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

4 Manutenção em Sistemas de Transmissão

28

4.1

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

4.2

Subsistema Linha de Transmissão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

4.3

Subsistema Subestação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

4.3.1

Transformador de Força . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

4.3.2

Módulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

4.3.3

Proteção e Controle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

4.3.4

Serviços Essenciais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

4.3.5

Controle de Reativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

4.4

O Problema Manutenção de Sistemas de Transmissão . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

4.5

Arcabouço Regulatório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

viii

4.6

4.5.1

Licitações para Novas Concessões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

4.5.2

Revisões Tarifárias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

4.5.3

Parcela Variável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

Considerações Finais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

5 Manutenção nas Empresas de Transmissão do Brasil e do Exterior

39

5.1

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

5.2

Manutenção na Eletrosul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

5.2.1

A Empresa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

5.2.2

Estratégias e Métodos Utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

Pesquisa com os Principais Agentes Brasileiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

5.3.1

População Entrevistada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

5.3.2

Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

5.3.3

Respostas Obtidas nas Entrevistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

5.4

Manutenção Realizada no Exterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

5.5

Considerações Finais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

5.3

6 Conclusões

58

6.1

Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58

6.2

Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

59

A Roteiro de Entrevista

60

ix

Lista de Figuras 2.1

Posicionamento da manutenção no início do século XX (Tavares, 1998). . . . . . . .

5

2.2

Posicionamento da Manutenção nas décadas de 1930 e 1940 (Tavares, 1998). . . . .

5

2.3

Desmembramento organizacional da Manutenção (Tavares, 1998). . . . . . . . . . .

6

2.4

Evolução da Manutenção (adaptado de Alkaim (2003)). . . . . . . . . . . . . . . . .

7

2.5

Curva P-F (adaptado de Moubray (2000)). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.6

Incerteza na classificação de Defeito ou Falha. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

2.7

Modelo de Estados de um Sistema (adaptado de Siqueira (2003)). . . . . . . . . . .

14

2.8

Organização Básica do Problema Manutenção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

2.9

Metas da Manutenção (adaptado de Osztermayer (2002)). . . . . . . . . . . . . . . .

19

2.10 Objetivos conflitantes das funções f 1 e f 2 (Bardanachvili, 2006). . . . . . . . . . .

20

4.1

Linha de transmissão aérea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

4.2

Transformador de Potência, capacidade de 224 MVA (Teodoro, 2004). . . . . . . . .

31

4.3

Módulo de Entrada de Linha. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

5.1

Sistema de Transmissão da Eletrosul. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

5.2

Distribuição de Pessoal na ELETROSUL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

5.3

Organograma Simplificado, com foco no DMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

5.4

Alocação dos Setores de Manutenção. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

5.5

Participação da ABRATE no Parque de LTs da Rede Básica1 (junho/2006). . . . . .

44

x

Lista de Tabelas 3.1

Pilares das atividades de TPM (Takahashi, 1993). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

5.1

Disponibilidade da Rede Básica da ELETROSUL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

5.2

LTs (Rede Básica), SEs e Capacidade de Transformação2 (junho/2006). . . . . . . .

44

5.3

Respostas dos agentes para a Questão 1.1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

5.4

Respostas dos agentes para a Questão 1.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

5.5

Respostas dos agentes para a Questão 1.3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

5.6

Respostas dos agentes para a Questão 1.4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

5.7

Respostas dos agentes para a Questão 1.5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

5.8

Respostas dos agentes para a Questão 1.6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

5.9

Respostas dos agentes para a Questão 1.7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

5.10 Respostas dos agentes para a Questão 1.8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

53

xi

Lista de Abreviações ABNT

Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABRATE

Associação Brasileira das Grandes Empresas Transmissoras de Energia

AFNOR

Association Française de Normalisation

ANEEL

Agência Nacional de Energia Elétrica

BF

Falha de Disjuntor (Break Failure)

BS

British Standard

CA

Corrente Alternada

CBM

Manutenção sob Condição (Condition Based Maintenance)

CC

Corrente Contínua

CEEE

Companhia Estadual de Energia Elétrica

CEMIG

Companhia Energética de Minas Gerais

CHESF

Companhia Hidro Elétrica do São Francisco

CMMS

Sistema de Administração de Manutenção Computadorizado (Computerized Maintenance Management System)

COPEL

Companhia Paranaense de Energia

CTEEP

Companhia de Transmissão de Energia Elétrica Paulista

DJ

Disjuntor

ELETROBRÁS

Centrais Elétricas Brasileiras

ELETRONORTE

Centrais Elétricas do Norte do Brasil

ELETROSUL

Eletrosul Centrais Elétricas

EPRI

Eletric Power Research Institute

FT

Função Transmissão

FURNAS

Furnas Centrais Elétricas

Hh

Homem-hora

LT

Linha de Transmissão

MCC

Manutenção Centrada na Confiabilidade

MTBF

Tempo Médio entre Falhas (Mean Time Between Failure)

MTTR

Tempo Médio de Reparo (Mean Time To Repair)

OCDE

Organização de Cooperação e Desenvolvimento Econômico (Organisation de Coopération et de Développement Économiques) xii

OEE

Efetividade Global dos Equipamento (Overall Equipment Effectiveness)

ONS

Operador Nacional do Sistema

OS

Ordem de Serviço

RAP

Receita Anual Permitida

RBM

Manutenção Baseada no Risco (Risk-Based Maintenance)

RCM

Manutenção Centrada na Confiabilidade (Reliability-Centered Maintenance)

RB

Rede Básica

SAP

Sistema para Aplicação e Processamento de Dados de Produtos (Systems Applications and Products in Data Processing)

SCADA

Supervisório de Controle e Aquisição de Dados (Supervisory Control And Data Acquisition)

SE

Subestação

SIN

Sistema Interligado Nacional

TPM

Manutenção Produtiva Total (Total Productive Maintenance)

xiii

Capítulo 1

Introdução 1.1 Motivação A atual lógica econômica mundial é de acirramento da competição em todos os segmentos. Este paradigma impõe a busca de processos cada vez mais otimizados, maximizando os resultados e minimizando o emprego de recursos. O setor elétrico em geral tem se enquadrado nessa nova organização. Ele vem migrando de um padrão monopolista vertical para um sistema desverticalizado1 e competitivo. E as empresas de transmissão de energia também estão integradas nessas mudanças, sendo diretamente afetadas por essa reestruturação2 . A transmissão é a espinha dorsal dos sistemas de potência (Mohapatra, 2006), sendo agente fundamental para a efetivação da competição no segmento geração. Silva (2001) reforça este conceito quanto afirma que sem as restrições na transmissão, a geração atenderia o mercado a um único preço (preço de equilíbrio), tendo-se então intensa competição entre os agentes de geração, caracterizando um mercado de concorrência perfeita. O agente regulador, atento à importância estratégica da transmissão, tem imposto regulamentos para direcionar as empresas para o melhor desempenho desse segmento (ANEEL, 2007). Além das questões concorrenciais e regulatórias observa-se, segundo Alkaim (2003), que o ambiente de sistemas elétricos é complexo, englobando diversas tecnologias, equipamentos e sistemas de diferentes fabricantes e fornecedores. Como conseqüência, as soluções de gerência também são complexas, mas na atualidade um grande número de plantas elétricas enfrentam o desafio da obsolescência tecnológica e gerencial. É de suma importância para a sobrevivência econômica admitir 1 Separação

das atividade de geração, transmissão, distribuição e comercialização de energia elétrica (Silva, 2001). da característica do negócio transmissão ser essencialmente um monopólio natural, a competição neste segmento tem-se dado nos leilões de novas concessões (Ver seção 4.5.1). 2 Apesar

2

que mudanças de estruturas e do modo de gerenciar ativos físicos são necessárias para refletir o atual ambiente de negócios. E a complexidade do ambiente exige que as soluções gerenciais empreguem conhecimentos advindos do uso de diferentes tecnologias, paradigmas e campos da ciência, tais como: engenharia de software, sistemas especialistas, teoria de falhas, tecnologia de materiais, etc. Desverticalização, leilões para concessão de novas linhas de transmissão, penalizações por indisponibilidade, aumento da complexidade das redes, evolução das formas de gestão, entre outras mudanças, fazem com que os agentes de transmissão repensem a forma de administrar seus negócios. Portanto, a necessidade de enfrentar os desafios competitivos que se apresentam às empresas de transmissão de energia, buscando o caminho de otimização dos requisitos (em conjunto) de máxima disponibilidade e mínimo custo3 , é a motivação principal deste trabalho.

1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo Geral O objetivo geral desta monografia é realizar um estudo sobre manutenção, seus conceitos e estratégias, focando especialmente na manutenção de sistemas de transmissão, no contexto do estado da arte da teoria de manutenção aplicada ao setor elétrico.

1.2.2 Objetivos Específicos Os objetivos específicos deste estudo são: • identificar como se deu a evolução da manutenção, pesquisando sobre sua história; • propor com clareza as definições dos principais termos usados na manutenção; • organizar o problema manutenção em sistemas de transmissão, apresentando seus requisitos, particularidades e dificuldades, bem como as estratégias para sua abordagem; • conhecer as estratégias de manutenção dos grandes agentes de transmissão, posicionando a empresa Eletrosul Centrais Elétricas S.A. (ELETROSUL) neste contexto; • captar a percepção dos agentes sobre a atual abordagem empregada na manutenção em sistemas de transmissão e quais os caminhos evolutivos que ela tende a seguir. 3 A palavra custo aqui é empregada no seu sentido amplo, abrangendo tanto requisitos econômicos como sociais, ambiente, de segurança, etc.

3

1.3 Delimitações Apesar de muitos dos conceitos apresentados nesta monografia serem genéricos e válidos para os mais variados segmentos produtivos, o estudo tem sua visão focada na manutenção de sistemas de transmissão de energia elétrica de grande porte e grande extensão geográfica, direcionando para estruturas que compõem a Rede Básica (RB) do Sistema Interligado Nacional (SIN).

1.4 Estrutura da Monografia Para alcançar os objetivos propostos, a monografia está dividida em seis capítulos, incluindo esta introdução, da seguinte forma: • o capítulo 2 apresenta um breve histórico da evolução, os conceitos básicos e modelos para a manutenção; • o capítulo 3 descreve as principais filosofias para a organização da manutenção, com foco para os sistemas de transmissão. • o capítulo 4 discute o problema manutenção em sistemas de transmissão, onde seus principais requisitos são discutidos; • o capítulo 5 busca captar o perfil das empresas de transmissão, onde pesquisas tanto por entrevistas (para as companhias brasileiras) como pela bibliografia (para os agentes internacionais), foram realizadas; • finalmente, no capítulo 6, são apresentadas as conclusões e recomendações para trabalhos futuros.

Capítulo 2

Manutenção: História e Conceitos 2.1 Evolução Histórica A história da manutenção acompanha o desenvolvimento técnico-industrial da humanidade (Tavares, 1987). Quando se quebrou o primeiro cabo de machado do homem pré-histórico, ele preparou outro cabo para restaurar a função do seu equipamento (Ulysséa, 2002). Consertar objetos que tenham se “quebrado”, restabelecendo sua função, é uma atividade intuitivamente natural, pois imagina-se que restaurar algo seja menos dispendioso que adquiri-lo novamente. Portanto, manter o que se possui tende a ser uma atividade racional, tanto em âmbito econômico como ambiental. Por ser natural, a idéia de manter e garantir o bom funcionamento dos objetos é antiga. Um registro encontrado em uma tábua de argila no Egito, datada de 429 a.C., possui os seguintes dizeres: “Em relação ao anel de ouro com esmeralda, nós garantimos que por 20 anos a esmeralda não cairá do anel. Se a esmeralda cair antes do fim dos 20 anos, nós pagaremos para BelNadin-Shumu a indenização de 10 mana de prata1 ”. Conforme Pascoli apud Silva (2004), foram encontrados registros de manutenção que datam do século X, mostrando como os vikings dependiam fortemente da manutenção para manter seus navios em perfeitas condições para as batalhas. Na Idade Média, num processo produtivo chamado manufatura, artesãos elaboravam seus produtos manualmente. Valiam-se de ferramentas e máquinas rudimentares que eram projetadas, construídas e mantidas por eles. Elas possuíam um número relativamente pequeno de peças, geralmente superdimensionadas. 1 Fonte:

http://web.utk.edu/%7Eleon/rel/overview/reliability.html, consultada em 23 de julho de 2007.

5

Com a Revolução Industrial, iniciada na Inglaterra em meados do século XVIII, a lógica de produção se modifica, com a utilização primeiramente das máquinas a vapor e posteriormente acionadas por eletricidade, estas já no final do século XIX. Os trabalhadores, organizados em fábricas, não mais construíam as máquinas, mas continuavam a zelar pelo estado dos equipamentos aos quais operavam, realizando ajustes e reparos. Neste contexto começa a se evidenciar a necessidade de manter de forma adequada as máquinas que garantiam a produção da fábrica, e assim organizaram-se equipes específicas para tal fim. Até 1914, a manutenção tinha importância secundária (Tavares, 1987), subordinada às equipes de produção, como apresentada pela Figura 2.1.

Figura 2.1: Posicionamento da manutenção no início do século XX (Tavares, 1998). Esta situação perdurou até década de 30 do século passado, quando, a partir do conceito de produção em série e das exigências decorrentes da Primeira Guerra Mundial, foram criadas equipes específicas para consertar as máquinas quando estas apresentavam algum defeito ou falha (Tavares, 1998), cuja organização é apresentada pela Figura 2.2.

Figura 2.2: Posicionamento da Manutenção nas décadas de 1930 e 1940 (Tavares, 1998). Naquele tempo a indústria não se apresentava altamente mecanizada, portanto, os períodos de paralisação à espera de recuperação de falhas não eram muito importantes, e conseqüentemente não se fazia necessária uma manutenção sistemática de qualquer tipo além de limpeza, assistência e lubrificação (Moubray, 2000). A situação se alterou dramaticamente com a Segunda Guerra Mundial, onde a necessidade de aumento da produção tornava cada vez mais importante não apenas consertar rapidamente os equipamentos que apresentavam falhas, mas preveni-las, impedindo que a produção parasse de forma inesperada.

6

Segundo Moubray (2000), as pressões do período de guerra aumentaram a demanda por bens de todos os tipos, enquanto que o suprimento de mão-de-obra industrial diminuía drasticamente, levando ao aumento da mecanização. Por volta da década de 1950 máquinas de todos os tipos eram numerosas e complexas, sendo que a indústria dependia cada vez mais delas, de tal forma que o tempo de paralisação tornou-se importante, levando a idéia de que as falhas dos equipamentos poderiam e deveriam ser evitadas, resultando no conceito de manutenção preventiva (Moubray, 2000). Também nessa época, com o desenvolvimento da indústria para atender aos esforços do pósguerra, a evolução da aviação comercial e da indústria eletrônica, os gerentes de manutenção observaram que, em muitos casos, o tempo gasto para diagnosticar as falhas era maior do que o despendido na execução do reparo, e selecionaram equipes de especialistas para compor órgão de assessoramento que chamou-se de Engenharia de Manutenção, recebendo os encargos de planejar e controlar a manutenção preventiva e analisar causas e efeitos das avarias (Tavares, 1998). Há então uma divisão da manutenção em equipes de engenharia e executivas (Figura 2.3).

Figura 2.3: Desmembramento organizacional da Manutenção (Tavares, 1998). Nos anos 1960 os custos com manutenção começam a se elevar muito em comparação com os outros custos operacionais, conduzindo ao crescimento de sistemas de planejamento e controle de manutenção (Moubray, 2000). Nesta época, com a sofisticação dos instrumentos de proteção e medição, a Engenharia de Manutenção passou a desenvolver critérios de predição de falhas visando a otimização da atuação das equipes de execução de manutenção (Tavares, 1998). Com o acirramento da competição mundial (acarretando na busca de melhoria na qualidade dos produtos), o aumento da complexidade dos sistemas produtivos e do valor dos ativos empregados nestes sistemas, houve a necessidade de desenvolver técnicas de manutenção que aumentassem a vida útil dos equipamentos e garantissem que eles operassem o maior tempo possível dentro dos parâmetros

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especificados. Ao mesmo tempo a competição fez com que esses objetivos fossem atingido a custos reduzidos. Neste contexto foram desenvolvidos os primeiros sistemas específicos para gestão da manutenção, destacando-se em 1968 com a criação da Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC), de origem norte-americana, e em 1971 a Manutenção Produtiva Total (TPM), ligada a conceitos de qualidade da indústria japonesa, duas abordagens amplamente usadas nos dias de hoje. No século XXI a Manutenção passa definitivamente a ser requisito estratégico das organização, tendo seu escopo bastante ampliado para um conceito de Gestão de Ativos, onde questões como aquisição dos equipamentos, logística das equipes e dos sobressalentes, sistemas de informação, análise de risco, política de substituição, entre outras, estão sendo incorporadas às atividade de manutenção. De forma resumida a Figura 2.4 ilustra a evolução da Manutenção, a partir da Segunda Guerra Mundial.

Figura 2.4: Evolução da Manutenção (adaptado de Alkaim (2003)).

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2.2 Conceitos Básicos de Manutenção Esta seção tem o propósito de definir e de desmistificar os conceitos básicos sobre manutenção, muitas vezes usados de forma confusa e imprecisa.

2.2.1 Manutenção A definição de manutenção, apesar de intuitiva, é muito diversificada. Wyder (1977) comenta: “Pergunte a dez engenheiros de manutenção para que definam manutenção, e você provavelmente receberá dez diferentes conceitos”. Assim, esta seção apresenta as principais definições encontradas na revisão bibliográfica. • ABNT (1994): “Combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em estado no qual possa desempenhar uma função requerida.” • Branco Filho (2004): “Conjunto de ações para detectar, prevenir ou corrigir falhas e defeitos, falhas funcionais e potenciais, com o objetivo de manter as condições operacionais e de segurança dos itens, sistemas ou ativos.” • Moubray (2000): “Assegurar que os ativos físicos continuem a fazer o que os seus usuários querem que eles façam.” • Pinto (2001): “Garantir a disponibilidade da função dos equipamentos e instalações de modo a atender a um processo de produção ou de serviço, com confiabilidade, segurança, preservação do meio ambiente e custo adequados.” • Tavares (1998): “Todas as ações necessárias para que um item seja conservado ou restaurado de modo a poder permanecer de acordo com uma condição especificada.”

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• AFNOR NF X 60-010 apud Monchy (1989): “Conjunto de ações que permitem manter ou restabelecer um bem dentro de um estado específico ou na medida para assegurar um serviço determinado.” • Larousse apud Branco Filho (2004): “Conjunto de medidas ou ações que permitem conservar ou restabelecer um sistema em seu estado de funcionamento.” • BS 3811 apud Branco Filho (2004): “Combinação de técnicas e medidas administrativas com a finalidade de conservar um item em seu estado, ou restabelecer este estado, no qual ele possa realizar uma determinada função.” • OCDE 1963 apud Branco Filho (2004): “Medidas necessárias para a conservação ou a permanência de alguma coisa ou de uma situação; os cuidados técnicos indispensáveis ao funcionamento regular e permanente de motores e máquinas.” • Ferreira (1986): “Manutenção. [Do lat. medieval manutentione, ‘ação de segurar com a mão’.] S.f. 1. Ato ou efeito de manter(-se). 2. As medidas necessárias para a conservação ou a permanência de alguma coisa ou de uma situação.” • Gits apudAlkaim (2003): “É o total de atividades requeridas para manter os sistemas, ou restaurá-los ao estado necessário para executar a função de produção.” • Geraghety apud Nuñez (2004): “A visão moderna da manutenção é que ela está totalmente voltada para preservar as funções dos bens físicos, ou seja, promovendo procedimentos que permitam assegurar que os equipamentos sejam capazes de realizar as tarefas no momento desejado. Na verdade, isto significa que se deve, dentro de um conjunto de políticas de manutenção possíveis, identificar a combinação que melhor se ajuste aos objetivos da organização.”

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Independente da definição que venha a ser adotada, algumas palavras se repetem, mostrando um espírito comum entre todas, como ‘ações’, ‘assegurar’, ‘manter’ e ‘função’. Neste sentido verifica-se que a idéia de manutenção está ligada às atividades e ações com o propósito de manter a função de um sistema dentro de parâmetros estabelecidos. Quando a manutenção começa? Apesar de normalmente o plano de manutenção iniciar com a entrada do sistema em operação, afirma Monchy (1989) que: “A manutenção começa muito antes do dia da primeira pane (parada de emergência) de uma máquina. De fato, ela começa desde a sua concepção. É na concepção que a sua manutenabilidade (aptidão de ser conservada), a sua confiabilidade e a sua disponibilidade (aptidão de ser ‘operacional’) e a sua durabilidade (duração de vida prevista) serão predeterminadas”. Vê-se claramente a importância do trabalho que antecede a entrada em operação do sistema, em especial pelos requisitos de manutenabilidade.

2.2.2 Manutenabilidade O mesmo que Mantenabilidade2 . Duas definições são apresentadas: • ONS (2002b): “Capacidade de um equipamento, instalação ou sistema de ser mantido ou recolocado em condições de uso especificadas, quando a manutenção é executada sob determinadas condições, obedecendo aos procedimentos e meios prescritos.” • Branco Filho (2004): “Probabilidade de que um item avariado possa ser colocado novamente em seu estado operacional, em um período de tempo predefinido, quando a manutenção é realizada em condições determinadas, e é efetuada com os meios e procedimentos estabelecidos. Facilidade com que pode realizar-se uma intervenção de manutenção.” Um índice importante de manutenabilidade é o Tempo Médio de Reparo (MTTR - Mean Time To Repair). Pelas definições de manutenabilidade pode-se identificar a importância da atuação da Engenharia de Manutenção, que apoiará os projetistas a conceber sistemas com a visão de que eles necessitam ser mantidos da forma menos dispendiosa possível. 2 Segundo Branco Filho (2004), a palavra mantenabilidade é uma adaptação do termo ‘maintenability’ para uso imediato.

O correto seria usar a forma da língua portuguesa, ou seja, ‘manutenabilidade’.

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2.2.3 Defeito e Falha Dois termos dos mais importantes para a manutenção e por vezes usados erroneamente como sinônimos.

Defeito (adaptado3 de ONS (2002b)): Qualquer anormalidade em um sistema que não o impossibilite de permanecer em funcionamento ou disponível para a operação, mas que afete o grau de confiabilidade e/ou desempenho especificado ou esperado para esse sistema.

Falha (ONS, 2002b): Efeito ou conseqüência de uma ocorrência acidental em uma instalação ou equipamento que acarreta sua indisponibilidade operativa em condições não programadas, impedindoo de funcionar, e, portanto, de desempenhar suas funções em caráter permanente ou em caráter temporário. A idéia central consiste em mostrar que a falha impede o sistema de realizar sua função enquanto que o defeito não. Também é interessante destacar que a falha tem sempre um caráter corretivo, enquanto que o defeito, quando detectado e realizada a manutenção, possui um caráter preventivo. Um conceito importante, defendido por Moubray (2000) via Curva P-F4 (Figura 2.5), é que o(s) defeito(s) antecede(m) à(s) falhas.

Figura 2.5: Curva P-F (adaptado de Moubray (2000)). 3 Na definição original está ‘Qualquer anormalidade detectada em uma instalação/equipamento que...’. A palavra detectada foi suprimida em função de trazer restrições conceituais indesejadas, visto que um sistema pode possuir uma anormalidade e esta não ter sido detectada. 4 Moubray (2000) usa o conceito de Falha Potencial (P), que equivale à definição de defeito, e Falha Funcional (F), que corresponde à idéia de falha, daí a expressão Curva P-F.

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Outra consideração relevante é de ser difícil, em alguns casos, classificar uma ocorrência como defeito ou falha, apesar das definições serem aparentemente bem distintas: falha causa a indisponibilidade da função e defeito não. Entretanto a classificação precisa de quando um sistema está indisponível para a função ao qual foi concebido (ou seja, em condição de falha) depende estritamente da definição dessa função, havendo regiões de incerteza em termos dessa classificação (Figura 2.6). O tamanho desta incerteza depende do quão clara é a definição da função do sistema.

Figura 2.6: Incerteza na classificação de Defeito ou Falha. Por exemplo, pode-se definir a função de um transformador elevador de duas formas: 1. elevar a tensão de 13,8 kV para 230 kV com potência máxima de 300 MVA; 2. elevar a tensão de 13,8 kV para 230 kV com potência máxima de 300 MVA e temperatura interna do óleo isolante menor ou igual a 80o C. Pela primeira definição, se o transformador estiver convertendo 300 MVA e o sistema de refrigeração encontrar-se inoperante, fazendo com que o óleo isolante superaqueça (81o C, por suposição), o transformador estará num estado de defeito, pois ele continua realizando sua função de elevar a tensão na potência de 300 MVA, estando portanto disponível e operando dentro das suas especificações. Já se a mesma situação apresentar-se para a segunda definição, o equipamento estará em falha, pois a temperatura interna ultrapassou o limite especificado, não mais realizando a função então definida. Naturalmente, na prática, não se definirá detalhadamente cada função de um sistema. Assim, nos casos que a inconformidade encontra-se na região nebulosa da Figura 2.6, um tratamento pormenorizado pode ser usado para a correta classificação. Frente às dificuldades de interpretação, não é de causar espanto que o uso dos conceito de defeito e falha sejam controversos, inclusive no meio especializado.

2.2.4 Disponibilidade e Confiabilidade Confiabilidade (Borges, 2005): Probabilidade de um componente, sistema ou equipamento cumprir suas funções pré-fixadas, dentro de um período de tempo desejado e debaixo de certas condições operativas. Um índice para a Confiabilidade é o Tempo Médio entre Falhas (MTBF - Mean Time Between Failures).

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Disponibilidade (Monchy, 1989): Probabilidade do dispositivo estar em estado de funcionamento, isto é, que ele não esteja nem em pane, nem em revisão. A disponibilidade depende da confiabilidade e da manutenabilidade, dada pela a Equação (2.1): D=

MT BF MT BF + MT T R

(2.1)

Segundo Monchy (1989), aumentar a disponibilidade é um objetivo clássico da manutenção. Isso implica no crescimento da confiabilidade dos equipamentos e a diminuição das durações das intervenções. Em sistemas contínuos (como o serviço de transmissão de energia) a expressão para a disponibilidade pode ser descrita pela Equação (2.2): D=

Tdisp Tdisp + Tindisp

(2.2)

onde Tdisp é o tempo em que o sistema está disponível e Tindisp é o tempo em que o sistemas ficou indisponível para a operação. É comum, para efeitos de comparação e controle, o valor de Tdisp + Tindisp ser um intervalo de tempo comercial, normalmente o anual, e Tdisp medido dentro do período determinado. Este é o principal indicador de qualidade dos sistemas de transmissão.

2.2.5 Manutenção Preventiva e Manutenção Corretiva Manutenção Preventiva (ONS, 2002b): Todo serviço de manutenção programado para controle, conservação e restauração dos equipamentos, obras ou instalações, a fim de mantê-los em condições satisfatórias de operação e evitar ocorrências que acarretem a sua indisponibilidade.

Manutenção Corretiva (ONS, 2002b): Toda manutenção realizada para corrigir falhas em equipamentos, componentes, módulos ou sistemas, que visa a restabelecer sua função. A idéia central consiste em classificar as ações de manutenção realizadas antes da falha como preventivas e as atividades executadas após a falhas como corretivas.

2.3 Modelo de Estados 2.3.1 Apresentação Baseado nos conceitos da seção 2.2 é apresentado um modelo de estados para um sistema (físico) qualquer (Figura 2.7). Nele pode-se identificar cinco estados possíveis:

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1. NORMAL

→ o sistema está disponível e sem defeitos

2. PREVENTIVA → o sistema encontra-se em intervenção preventiva5 3. DEFEITO

→ o sistema encontra-se com defeito(s)

4. FALHA

→ o sistema encontra-se em falha

5. CORRETIVA

→ o sistema encontra-se em manutenção corretiva

Figura 2.7: Modelo de Estados de um Sistema (adaptado de Siqueira (2003)).

2.3.2 Arranjo e Transições Apesar de simples e intuitiva, a Figura 2.7 guarda vários conceitos importantes em função do arranjo dos estados e das transições propostos. Quando o sistema está na condição NORMAL, há duas possibilidade de transição: ir para o estado PREVENTIVA ou DEFEITO. É importante observar que em NORMAL o sistema não transita diretamente para FALHA, pois um sistema somente entra em falha pela existência de defeito(s)6 . Numa ação preventiva as equipes de manutenção podem retirar o sistema do estado NORMAL para PREVENTIVA. Não verificando defeitos, entregam-no à operação. O ideal é que a intervenção resulte, após sua conclusão, na transição para NORMAL, estado antes da PREVENTIVA. Entretanto há 5É

importante diferenciar o sentido das expressões intervenção preventiva e manutenção preventiva. A manutenção preventiva não necessariamente modifica as condições normais de operação de um sistema (por exemplo, o uso de técnicas preditivas com o termovionamento é considerada manutenção preventiva), enquanto a intervenção preventiva é uma ação que retira o sistema de sua condição normal de operação. 6 Isto é consistente pois nessa modelagem o sistema é analisado apenas considerando a operação nominal, de tal forma que indisponibilidades causadas por uma situação anormal são desconsideradas, e assim a definição da falha somente ocorrer se há um defeito no sistema torna-se robusta. Essa restrição é adequada, pois faz o modelo compacto e conceitualmente rigoroso, diminuindo as confusões comuns da conceituação de defeito e falha.

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a possibilidade de, ao intervir no sistema, esta introduzir nele um defeito que não havia anteriormente, levando-o para o estado DEFEITO. Dado que está no estado DEFEITO (advindo da condição NORMAL, PREVENTIVA ou CORRETIVA), ou alguma ação é realizada preventivamente, de tal forma que o sistema volte ao NORMAL, ou

ele pode transitar para o estado de FALHA. Neste caso, é necessária7 a atuação de equipe de manutenção, passando o sistema para a condição CORRETIVA. Desta posição, ou o sistema volta ao NORMAL ou retorna ao estado de DEFEITO. Deve-se salientar que toda a intervenção em um sistema pode inserir defeitos ao mesmo. Portanto, sempre que se encontra nos estados PREVENTIVA ou CORRETIVA, ele pode transitar para a condição DEFEITO.

2.3.3 Dificuldades Práticas Um questionamento se apresenta natural, em função do aparente paradoxo: por que intervir em um sistema se este encontra-se NORMAL? Isto sem dúvida é um contra-senso por três motivos evidentes: primeiro, a manutenção estará indisponibilizando um ativo sem necessidade alguma; segundo, os recursos utilizados para a execução desta intervenção estarão sendo desperdiçados; terceiro, a manutenção poderá incluir defeitos que não existiam. Mas se é um contra-senso intervir em um equipamento que se encontra no estado NORMAL, por que as equipes de manutenção assim procedem sistematicamente? A resposta é óbvia: elas desconhecem a verdadeira condição do sistema, não sabendo exatamente se ele está na condição NORMAL ou DEFEITO.

Para evitar o “erro” de intervir num sistema que encontra-se NORMAL, as equipes de manutenção necessitam conhecer a estado do mesmo, somente atuando se houver pelo menos um defeito. Indubitavelmente esta prática seria a ideal, entretanto tem sua aplicação restrita. A correta estimação da condição de um sistema, sem intervenções (e mesmo com elas), é uma tarefa por vezes difícil (e não raro impossível) de ser realizada. Portanto, não sendo conhecido o real estado do sistema, opta-se, no intuito de diminuir a probabilidade de falha, por intervir preventivamente nele, mesmo incorrendo no risco de estar atuando em um ativo desnecessariamente. Uma discussão sobre as tentativas de atacar adequadamente o complexo problema manutenção é apresenta na seção 2.4.

2.3.4 Uso e Extensão Além do uso didático, o modelo proposto pela Figura 2.7 tem aplicação imediata em abordagens markovianas do problema. 7 Apesar de pouco intuitiva, há a possibilidade de existirem sistemas auto-regeneráveis, de tal forma que eles pudessem migrar de uma condição pior (FALHA ou DEFEITO) para uma melhor (DEFEITO ou NORMAL) sem intervenção. Esta possibilidade foi considerada nula nesta modelagem.

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Por simplicidade o modelo não faz direta referência aos diferentes defeitos e às diferentes intervenções possíveis. Entretanto ele pode ser facilmente estendido. Diferentes estados de FALHA/DEFEITO podem necessitar de diferentes intervenções (corretivas/preventivas mais/menos amplas), possuindo por sua vez probabilidades diferentes em termos de inclusão de defeitos no sistema, admitindo assim diferentes estados de CORRETIVA/PREVENTIVA. Pode-se também definir diferentes estados DEFEITO, com suas respectivas probabilidades de migrar para FALHA. Ainda é possível modelar a transição de um nível de defeito para outro, representando a degradação dos componentes. O uso passa evidentemente por uma dificuldade inerente à modelagem markoviana: a determinação da probabilidade de transição de um estado para outro. A correta definição depende de inúmeros fatores como o processo produtivo em questão; a cultura organizacional para a adequada aquisição e o correto tratamento dos dados de monitoramento, defeitos e falhas; nível de recursos investido; entre outros. Como ilustração dessa dificuldade pode-se comparar dois processos produtivos: a indústria de componentes eletrônicos e o segmento de transmissão de energia. Na primeira, milhões de componentes são testados e têm seu perfil de falha amplamente determinado, decorrente de milhares de falhas registradas (inclusive via ensaios destrutivos). Já na indústria de transmissão, um transformador de força de grande porte, por exemplo, tem um número muito reduzido de falhas, e normalmente passar por toda a sua vida útil sem ocorrer uma única se quer.

2.4 O Problema Manutenção Para apoio às discussões desta seção é apresentada a Figura 2.8, que estrutura o problema Manutenção em um diagrama em árvore, onde no primeiro nível é feita uma divisão básica (em dois ramos), no segundo nível são apresentadas as principais abordagens para cada ramo, e no terceiro nível os possíveis meios para definir as abrangências de cada abordagem do nível anterior. Um dos principais intuitos desta proposição de organização é de simplificação das definições para Manutenção, de forma que no primeiro nível a árvore apresenta somente dois ramos: Manutenção Corretiva e Manutenção Preventiva, evitando outras classificações8 que podem gerar confusões conceituais. A Figura 2.8 apresenta as formas de organizar as atividades, buscando estruturar o quando/quanto atuar (no caso preventivo) e como lidar com as falhas (no caso corretivo). Esta organização é inspirada nos estudos de Endrenyi (2001). 8 Como

manutenção preditiva, manutenção paliativa, manutenção pró-ativa, manutenção reativa, manutenção corretiva programada, entre outras.

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Figura 2.8: Organização Básica do Problema Manutenção.

2.4.1 Manutenção Preventiva Conforme a definição apresentada na seção 2.2.5, a Manutenção Preventiva consiste nas ações que antecedem as falhas. Foram divididas em três abordagens: periódica, condição ou risco.

Baseada na Periodicidade Esta abordagem se vale do conceito de que os componentes de um sistema se degradam progressivamente com o tempo e deve-se realizar intervenções dentro de intervalos pré-determinados (normalmente iguais) com a intenção de restabelecer uma condição anterior de menor degradação, antecipando à falha.

Baseada na Condição Esta abordagem vale-se da idéia de que conhecendo-se determinados parâmetros e grandezas do sistema pode-se estimar sua condição, intervindo apenas quando diagnósticos indicarem da necessidade, antecipando-se à falha. Para isto usa-se técnicas preditivas, como ensaios, inspeções e/ou monitoramento, normalmente sem indisponibilizar o sistema.

Baseada no Risco Esta abordagem busca estimar o risco de falha (probabilidade e conseqüências) com o intuito de planejar o programa de manutenção (número e abrangência das ações preventivas), mantendo assim esse risco em nível previamente estabelecido e considerado aceitável.

2.4.2 Manutenção Corretiva Dada a ocorrência de falha é necessário restabelecer a função que encontra-se indisponível. Três formas de abordar e minimizar suas conseqüências são discutidas.

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Ações Corretivas São as ações corretivas propriamente ditas. Normalmente não possuem uma metodologia pré-definida, esta dependendo do tipo e da extensão da falha.

Planos de Contingência Determinados sistemas, em função de sua criticidade9 , podem exigir um planejamento específico para algumas falhas, onde são previamente definidos os métodos e alocados recursos logísticos e técnicos para o atendimento da indisponibilidade, minimizando suas conseqüências.

Contratação de Seguros Uma alternativa para realizar uma gestão de risco do negócio, nos casos em que a falha tenha a possibilidade incorrer em prejuízos econômicos consideráveis, é a contratação de seguros. Pode-se segurar os ativos propriamente ditos, danos pessoais, entre outras10 conseqüências das falhas.

2.4.3 Abordagens Utilizadas Afora as Ações Corretivas, todas as alternativas propostas pela Figura 2.8 possuem três formas genéricas para suas concepções e modelagens: • Métodos Determinísticos Expressões e funções matemáticas que determinam os valores dos parâmetros desejados como periodicidade de intervenções, estado dos equipamentos via resultado de ensaios, determinação da quantidade de reservas ou cálculo do prêmio máximo do seguro; • Métodos Probabilísticos Uso de estatísticas e métodos baseados na teoria da probabilidade para estimar a condição dos equipamentos e o risco de falha; • Experiência/Heurística Uso do conhecimento, de algoritmos e/ou da experiência para determinar os parâmetros relevantes para cada abordagem, como periodicidade, risco máximo aceitável, condição do equipamento que exige intervenção, etc.

2.4.4 A Busca pela Otimização Como apresentado na seção 2.1, inicialmente a manutenção era quase que exclusivamente corretiva. Entretanto com a criação e o desenvolvimento da Engenharia de Manutenção estabeleceram-se 9 Em

especial, os sistemas de transmissão no Brasil devem possuir planos de contingência, para atendimento em emergência, no que se refere a reatores, transformadores de potência e linhas de transmissão em condição de falha da função, para as instalações da Rede Básica classificadas com o nível de criticidade máxima (C1). (ONS, 2002a) 10 Para os sistemas de transmissão da Rede Básica, com a aprovação da Resolução Normativa N.o 270/2007 (ANEEL, 2007), há a tendência de se contratar seguros para evitar a perda de receita por penalizações e multas.

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os conceitos de manutenção preventiva, colocando a execução de manutenções corretivas como indicativo de ineficiência das equipes de manutenção. Isto, entretanto, não é necessariamente uma verdade. Quando o processo produtivo, por exemplo, é o de dar aulas em uma universidade, a manutenção corretiva deve, evidentemente, ser preponderante, pois falhas nos equipamentos geram inconvenientes, mas normalmente não são catastróficas, não justificando portanto o uso de metodologias sofisticadas (geralmente dispendiosas). Já em sistemas como aeronaves ou equipamentos de suporte a vida em hospitais, as falhas são invariavelmente catastróficas. Nesses casos, programas sofisticados de manutenção preventiva, monitoramento em tempo real e redundâncias são fundamentais, e por conseqüência são sistemas de alto custo de aquisição e manutenção. Portanto, a primeira questão que se apresenta no sentido de otimizar a manutenção é determinar a proporção adequada entre manutenção preventiva e corretiva (primeiro nível na Figura 2.8). Esta proporção está intrinsecamente ligada à atividade produtiva em questão, em geral, e dos sistemas que realizam as funções do negócio, em particular. A análise passa pela criticidade de cada função produtiva da empresa, como estas funções são executadas e por quais sistemas físicos, levando-se em conta fatores técnicos e estratégicos. A segunda questão é encontrar a proporção entre a manutenção preventiva periódica, preventiva baseada na condição e baseada no risco. Novamente esta definição depende do perfil produtivo e das características de cada função, além dos aspectos ligados à missão da empresa. Mas como encontrar estas proporções? Como definir o que fazer? E quando fazer? Diversas abordagem tem sido estudadas para responder estas (e muitas outras) questões de manutenção. O Capítulo 3 trata de filosofias e estratégias para o planejamento da manutenção, enquanto o Capítulo 4 discute especificamente a manutenção para o segmento produtivo transmissão de energia. Podese comentar, genericamente, que a meta básica da manutenção é a máxima disponibilidade com o mínimo custo. Percebe-se, então, que as equipes de Engenharia de Manutenção se deparam com um problema de otimização com objetivos conflitantes (Figura 2.9).

Figura 2.9: Metas da Manutenção (adaptado de Osztermayer (2002)).

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Num problema de otimização multiobjetivo, no caso geral em que pode haver objetivos conflitantes, uma solução pode ser a melhor do ponto de vista de um objetivo, mas não em relação aos demais objetivos. Na Figura 2.10, é mostrada uma região de objetivos conflitantes, situada entre os pontos de mínimo de cada função. Portanto, não se conseguirá uma única solução e sim um conjunto de soluções viáveis ótimas. Desse modo, para se adotar uma determinada solução ótima viável, será necessário recorrer a informações adicionais que irão contribuir para caracterizar a escolha da solução de compromisso. Essas informações são denominadas de informações de mais alto nível ou subjetivas, podendo ser, inclusive, informações puramente qualitativas ou baseadas na experiência (Bardanachvili, 2006).

Figura 2.10: Objetivos conflitantes das funções f 1 e f 2 (Bardanachvili, 2006). Além dessa característica de objetivos conflitantes, verifica-se ser necessário um abordagem estocástica, visto que a falha de um sistema possui uma probabilidade de ocorrer (muitas vezes de difícil determinação). Associado a estas duas características, o problema manutenção, dependendo do segmento produtivo, pode necessitar também de uma abordagem multicritério, onde requisitos de segurança, impacto ambiental, social e de imagem de empresa, entre outros, necessitem ser levados em conta. Em resumo, o problema de otimização da manutenção pode então ser classificado como multicritério, com objetivos conflitantes e estocástico, e sua subestimação pode-se configurar em grave risco à sobrevivência de uma empresa que assim proceder. A solução evidentemente não é trivial. Uma abordagem clássica, buscando um ótimo via métodos numéricos tradicionais, apresenta inconvenientes para o tratamento desse tipo de problema. Assim, deve-se buscar uma visão de planejamento da manutenção que foque em estratégias conjuntas no intuito de encontrar um ótimo de Pareto11 , não interessando-se propriamente pelo ótimo global. Um abordagem mais adequada àquela pode ser a utilização de métodos de otimização com algoritmos evolutivos (Ngatchou, 2005) (Bardanachvili, 2006). 11 Uma solução é dita um ótimo de Pareto se e somente se não existem outras soluções que a dominem. Em outras palavras, a solução não pode ser melhorada em um dos objetivos sem afetar negativamente pelo menos um outro objetivo. (Ngatchou, 2005).

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2.5 Considerações Finais Este capítulo apresentou conceitos básicos sobre manutenção com o intuito de embasar os estudos subseqüentes da monografia. Primeiramente mostrou a evolução histórica da manutenção, onde podese verificar que ela acompanha o desenvolvimento dos modos produtivos, sendo que o acirramento da competição a partir da década de 1960 até os dias de hoje obrigou as empresas a repensarem a forma de manter seus bens. Na seção 2.2 estudaram-se os principais conceitos sobre manutenção, buscando definições simples que facilitassem o entendimento sobre o tema, conceitos estes usados em todo o trabalho. Especial esforço é feito para a correta compreensão das idéias de defeito e falha (seção 2.2.3). Para um melhor entendimento desses conceitos é apresentada a seção 2.3, onde um modelo de estados para a condição de um sistema é proposto. Pode-se destacar especialmente que toda a intervenção (preventiva ou corretiva) pode incluir um defeito no sistema e que este somente atinge o estado de falha dado que ele possua um defeito. Dos conceitos anteriores foi apresentado um modelo de organização para o problema manutenção. Definiu-se, com o objetivo de simplificar o entendimento, apenas duas classificações para as ações da manutenção: as que antecedem as falhas (preventivas) e as que tratam de restabelecer a função dada a ocorrência de falha (corretivas). Mostra que sua abordagem depende das características do processo produtivo que se quer manter e que é um problema essencialmente de otimização com compromissos conflitantes.

Capítulo 3

Filosofias de Manutenção 3.1 Introdução Na seção 2.1 foi apresentado um breve histórico da evolução da Manutenção. Nela verifica-se que no final da década de 1960 foram propostas as primeiras iniciativas de sistematizá-la. Várias filosofias foram elaboradas desde então, buscando atender as diversas exigências da competitividade. Em destaque serão discutidas a Manutenção Centrada na Confiabilidade (MCC) (seção 3.2), a Manutenção Produtiva Total (TPM) (seção 3.2), a Manutenção Baseada no Risco (RBM) (seção 3.4) e a Gestão de Ativos (seção 3.5). Conhecê-las pode dar indicativos para a adequada organização de um sistema de manutenção para a transmissão de energia.

3.2 Manutenção Centrada na Confiabilidade É a mais referenciada filosofia de manutenção, tendo sido estudada e aplicada em diversos segmentos produtivos. Tem sua origem na indústria de aviação civil norte-americana, onde estudos consolidados sobre manutenção e confiabilidade foram apresentados em 1968. Em 1978, Staley Nowlan e Howard Head, da United Airlines, produziram o documento referência inicial de MCC, sob contrato com o Departamento de Defesa Americano (Alkaim, 2003). Desde então várias formas de utilização e de adaptações foram propostas. Segundo Moubray (2000), a definição formal de Manutenção Centrada na Confiabilidade é: “Um processo usado para determinar o que deve ser feito para assegurar que qualquer ativo físico continue a fazer o que os seus usuários querem que ele faça no seu contexto operacional presente.”

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O ponto central da MCC está no estabelecimento de prioridades e abrangências das ações de manutenção, ao focar-se especificamente na função produtiva que se pretende manter, e não necessariamente no equipamento propriamente dito, estudando as principais falhas que podem ocorrer, suas conseqüências e como evitá-las. O processo da MCC é fundamentado em sete questões básica (Moubray, 2000): • Quais são as funções e os padrões de desempenho associados de um ativo no seu contexto operacional atual? • De que forma ele falha em cumprir suas funções? • O que causa cada falha? • O que acontece quando ocorre cada falha (efeitos de falha)? • De que forma cada falha tem importância (conseqüência das falhas)? • O que pode ser feito para predizer ou prevenir cada falha? • O que deve ser feito se não for encontrada uma tarefa (preventiva) apropriada? Buscando de forma sistematizada a resposta destas questões para cada função produtiva, a MCC se propõem, via planilhas de informação dos ativos (com suas funções e falhas) e diagramas de decisão, maximizar os resultados da manutenção em uma organização. Em contraponto Biasotto (2006) apresenta um interessante resumo bibliográfico sobre as dificuldades na aplicação da MCC: “De acordo com Bloch apud Chang (1998), o RCM nem sempre é a melhor opção, destacando que, na indústria americana, em torno de 60% daqueles que implantaram esta metodologia a abandonaram após 1 a 2 anos. O autor considera que a implantação do RCM consome muitos recursos e que existem alternativas mais simples e econômicas a serem primeiramente usadas na solução da maioria dos problemas de manutenção. Myers apud Chang (1998) aponta que a principal razão para fracassos na implantação do RCM é a falta de envolvimento e participação efetiva dos usuários finais (manutenção e operação) na concepção e desenvolvimento do projeto, o que resulta na falta de comprometimento com o programa como um todo. Sherwin (2000) aponta inúmeros erros conceituais na proposta do RCM e afirma que o sistema é incompleto sob ponto de vista de um sistema de manutenção.” Como último comentário, segundo Alkaim (2003) a MCC em sistemas de potência foi utilizada a partir de 1984 pelo Eletric Power Research Institute (EPRI), em usinas nucleares americanas. Já

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Nunes (2001), tratando especificamente do setor elétrico brasileiro comenta que “são conhecidas aplicações da MCC na área de subestações, em FURNAS (Vizzoni, 1998); na área de geração hidráulica e transmissão, na COPEL, como apresentam Souza e Márquez (1998); e na área de geração hidrelétrica na CEMIG, conforme Sarmento (2001)”.

3.3 Manutenção Produtiva Total A Manutenção Produtiva Total (TPM - Total Productive Maintenance) é uma linha metodológica desenvolvida no Japão por Yoshikazu Takahashi e Takashi Osada, na segunda metade da década de 1980. É baseada essencialmente nos princípios da qualidade e da participação integral de todos nas questões de manutenção. Segundo Takahashi (1993) “a TPM - atividade de manutenção produtiva com a participação de todos os funcionários da empresa - está entre os métodos mais eficazes para transformar uma fábrica em uma operação com gerenciamento orientado para o equipamento, coerente com as mudanças da sociedade contemporânea”. A primeira exigência para a transformação é que todos (inclusive a alta gerência, os supervisores e os operários) voltem sua atenção a todos os componentes da fábrica - matrizes, dispositivos, ferramentas, instrumentos industriais e sensores - reconhecendo a importância e o valor do gerenciamento orientado para o equipamento, pois a confiabilidade, a segurança, a manutenção e as características operacionais da fábrica são os elementos decisivos para a qualidade, quantidade e custo (Takahashi, 1993). Como resumo, a Tabela 3.1 apresenta os seis pilares das atividades da TPM. Tabela 3.1: Pilares das atividades de TPM (Takahashi, 1993). Pilar

Meta

1. 5S1 e manutenção voluntária

Organização de condições básicas e criação de um ambiente de trabalho disciplinado. Produção de um contingente de operários versados no know-how de instalações de manufatura e versáteis em diferentes aptidões. Manutenção planejada e melhorias das tecnologias de manutenção.

2. Desenvolvimentos de recursos humanos (treinamento de aptidões) 3. Manutenção especializada (planejamento e gerenciamento) 4. Manutenção da qualidade (qualidade pelas instalações) 5. Melhoria na eficiência da produção e melhorias individuais 6. Tecnologias do equipamento

Eliminação de ocorrências crônicas de defeitos e criação de linhas com 100% de qualidade assegurada. Visualização das perdas, avaliação da eficiência e elevação do nível de avanços tecnológicos. Inovação da produção e ascensão vertical.

1 Organização (Seiri), arrumação (Seiton), limpeza (Seiso), padronização (Seiketsu), disciplina (Shitsuke) (Takahashi, 1993).

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Segundo Biasotto (2006) a TPM é considerada como um programa de gestão de equipamentos, implementado no nível de toda corporação, que enfatiza o envolvimento dos operadores com a manutenção dos equipamentos e a melhoria contínua, combinando técnicas de manutenção preventiva com conceitos da qualidade total. Sua implantação exige uma grande mudança cultural em que os operadores são encorajados a participar das atividades de manutenção, a partir do envolvimento no desenvolvimento e execução dos planos de manutenção. Uma das chaves do sucesso é o desenvolvimento do senso de propriedade. Cabe destacar que a TMP tem uma visão eminentemente fabril, perfil diferente da atividade de transmissão de energia, sendo necessário o entendimento dessas diferenças para sua adequada aplicação2 .

3.4 Manutenção Baseada no Risco Segundo Biasotto (2006) a Manutenção Baseada no Risco (RBM - Risk-Based Maintenance), é um método quantitativo para avaliar as necessidades de manutenção. É freqüentemente usado como ferramenta de decisão para paradas de manutenção. Avalia-se o retorno financeiro, a probabilidade da falha e a severidade da conseqüência se a falha ocorrer, para então tomar a decisão. Num interessante relatório McCalley (2003) apresenta um amplo estudo sobre a RBM para sistemas de transmissão. Afirma poder ser considerada uma abordagem como uma forma de MCC, com os seguintes atributos específicos: • As informações sobre a condição são usadas para estimar a probabilidade de falha de um equipamento. • A conseqüência das falhas são estimadas e utilizadas na priorização das ações de manutenção. • Probabilidade de falha do equipamento e conseqüências são combinadas em um indicar chamado risco. • O risco de um equipamento pode ser acumulado ao longo de um intervalo de tempo (por exemplo, um ano ou alguns anos) em uma base horária para fornecer um risco acumulado associado a cada peça do equipamento. • a priorização (e assim a seleção) das ações da manutenção é baseada na magnitude da redução do risco acumulado que é alcançado por cada tarefa. 2 Por exemplo, em uma fábrica os operadores encontram-se próximos às máquinas que operam e por isto o conceito de propriedade que a TPM tenta passar é mais natural. Já em uma subestação os operadores ficam distantes (por vezes centenas de quilômetros) dos equipamentos, de tal forma que a aplicação direta desse conceito tem sua eficácia prejudicada, necessitando portanto de adaptações.

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• A programação e seleção das ações de manutenção são planejadas do mesmo modo (usando algoritmos de otimização) pois a magnitude da redução do risco acumulado depende desse planejamento. O principal objetivo desta análise é determinar um plano de manutenção que visa minimizar o nível do risco resultante de uma falha do sistema. Realizando a avaliação do risco, mediante o uso de técnicas apropriadas para esse tipo de análise, determina-se o valor do nível de risco aceitável. Usando o valor da probabilidade da falha do evento topo, avalia-se uma árvore de falha reversa para determinar a probabilidade requerida dos eventos raízes. A probabilidade da falha do evento raiz é usada para estimar o intervalo de tempo entre tarefas consecutivas de inspeção ou de manutenção (Fuentes, 2006).

3.5 Gestão de Ativos A expressão Gestão de Ativos é derivada do mercado financeiro (Brown, 2005). Ela pode ser definida como o processo de maximização do retorno do investimento em equipamentos pela maximização do desempenho e minimização do custo no decorrer do ciclo de vida desses equipamentos (Shahidehpour, 2005). Seu ponto central é a visão estratégica sobre a importância que os ativos têm nos resultados de uma empresa, onde o ciclo completo de aquisição, manutenção e descarte estão integrados para gerar o máximo resultado do investimento realizado. E coloca a função manutenção como central e estratégica para que a organização possa atingir seus objetivos. Um interessante conceito, retratando o espírito da Gestão de Ativos, é apresentado por Shahidehpour (2005): “O desafio para as empresas, num ambiente competitivo, não é a compra de equipamentos mais baratos, e sim de gerenciamento de seus ativos de tal forma a obter o máximo retorno possível, enquanto minimiza os riscos físicos e financeiros”. Segundo Mohapatra (2006) o princípio fundamental da Gestão de Ativos é assegurar que a condição dos ativos é monitorada efetivamente, e estes são mantidos para prover níveis apropriados de serviço para satisfazer necessidades e expectativas dos clientes. Para determinar a estratégia de manutenção apropriada, o desempenho dos ativos precisa ser considerado durante um certo tempo. Também deve haver um compromisso entre manter ou substituir um recurso para assegurar o nível de serviço adequado. Outro ponto central é a idéia de que a manutenção deve estar diretamente alinhada à missão da empresa, de tal forma que, integrada ao planejamento estratégico, ela seja instrumento para a organização atingir suas metas e cumprir então sua missão.

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Para Shahidehpour (2005) “a Gestão de Ativos não é uma ação única; é um conjunto de diferentes atividades que são executadas para obter globalmente o ótimo compromisso entre certos objetivos, como receita, confiabilidade e custo”. Apesar do aparente consenso em relação ao uso das idéias da Gestão de Ativos, Mohseni (2003) lembra das dificuldades de sua implementação: “Os desafios para administração de recurso realmente são formidáveis. Eles incluem: gestão tanto estratégica como tática, administração dos investimento e dos programas de manutenção, aprimoramento da gestão de risco e da análise de decisão, e, ao mesmo tempo, gerando valor a partir dos ativos. Não existe hoje nenhum software único ou outra ferramenta de administração que reúna todas estas considerações adequadamente”.

3.6 Consideração Finais Todas as filosofias de manutenção apresentadas são consagradas nas referências sobre o tema, mas, conforme afirma Fuentes (2006): “A organização da manutenção é um sistema onde as variadas partes devem funcionar em total harmonia para alcançar o objetivo de fornecer a máxima contribuição para atingir as metas da empresa. Tal harmonia não pode ser conseguida mediante a implementação de soluções altamente sofisticadas e localizadas para problemas experimentados em sub-partes da organização. A única solução é um aproveitamento holístico que considera todas as partes críticas da organização da manutenção ao mesmo tempo. Como cada empresa tem condições particulares, a aplicação das metodologias tal como é descrita na literatura, não dá respostas totais para todos os problemas na gestão. As empresas necessitam customizar os conceitos aplicados trazendo idéias de outras concepções teóricas e adaptando-as para seus espaços e assim criar a sua própria e flexível concepção da manutenção.” Portanto, a aplicação de uma única filosofia de manutenção pode levar a resultados de pouca expressão. Já a adequação das diversas linhas em um programa de manutenção integrado, englobando os pontos positivos de cada uma, como: • a visão estratégica alinhada à missão da empresa, da Gestão de Ativos; • a visão de conhecimento e priorização, obtida com a MCC; • a visão de qualidade a da participação integrada de todos no processo manutenção, da TPM; • a busca pela otimização usando princípios de gestão do risco, encontrada na RBM; podem trazer resultados significativos, pois abordam o problema por seus diversos aspectos.

Capítulo 4

Manutenção em Sistemas de Transmissão 4.1 Introdução Esta monografia trata da manutenção em sistemas de transmissão de energia elétrica. Mas o que é um sistema de transmissão? Qual a sua função? Silva (2001) esclarece especialmente este conceito: “A função transporte da energia é desempenhada pelos agentes de transmissão e distribuição, sendo necessário que estes ofereçam o livre acesso a todos os agentes de mercado de forma não discriminatória. Embora fisicamente o papel fundamental da transmissão e distribuição seja o de conectar os produtores aos seus consumidores, num ambiente de livre competição na produção, a transmissão e distribuição cumprem o importante papel de promover a eficiência econômica da indústria como um todo, permitindo que os geradores mais eficientes possam escoar toda a sua produção sem qualquer tipo de restrição. Deste modo, o consumidor dispõe de um produto ao menor custo possível.” Esta conceituação apresenta dois aspectos interessantes. Primeiro, diferentemente dos agentes de geração que são definidos pelo produto que vendem, o segmento de transmissão caracteriza-se pelo serviço de transporte da energia produzida. Segundo, é uma atividade de grande relevância estratégica no atual contexto de concorrência, visto que a competição entre geradores passa necessariamente por um adequado serviço de transmissão. Os órgãos reguladores estão atentos a essas questões. Um dos princípios é de que os agentes realizem suas atividades dentro dos parâmetros de qualidade previamente definidos. Assim, segundo ANEEL (2005) a qualidade do serviço transmissão é avaliada por meio da disponibilidade das Funções de Transmissão1 (FT) da Rede Básica (RB). 1 Função de Transmissão:

conjunto de instalações funcionalmente dependentes, considerado de forma solidária para fins de apuração da prestação de serviços de transmissão (ANEEL, 2007).

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Para atingir os parâmetros de qualidade exigidos pela ANEEL os agentes devem maximizar a disponibilidade das FT. Assim necessitam realizar programas de manutenção específicos para este segmento econômico. Como referido na seção 2.4.4, a definição dos programas de manutenção dependem fundamentalmente das características do processo produtivo. Neste sentido, a organização da manutenção de um sistema de transmissão de grande porte é especialmente complexa. Um sistema de transmissão possui um grande número de componentes (invariavelmente de tipos, fabricantes e modelos dos mais diversos), necessitando de ações de manutenção específicas para cada um deles. A falha em um desses componentes pode ter diversos níveis de conseqüências, desde irrelevantes até catastróficas, dependo das diversas condições2 do sistema no momento da falha, dificultando a gestão de risco e exigindo planos de manutenção sofisticados. Além disso, pela característica dos agentes de possuir concessões que cobrem amplas extensões geográficas, mostra-se fundamental um plano logístico que possibilite o rápido atendimento às emergências. Entretanto, além do quesito disponibilidade, o órgão regulador tem buscado a modicidade tarifária, impondo leilões para novas concessões e aplicando revisões às tarifas já praticadas. Portanto, para que suas concessões sejam rentáveis, agentes devem possuir planos de manutenção e logística que minimizem os custos do empreendimentos. Nesse contexto este capítulo busca discutir a manutenção em sistemas de transmissão. Para isto, inicialmente, apresenta seus componentes básicos, dividido em dois subsistemas: subestações (seção 4.3) e linhas de transmissão (seção 4.2). Depois mostra as características do problema manutenção nesse segmento (seção 4.4) e o contexto regulatório que se apresenta (seção 4.5).

4.2 Subsistema Linha de Transmissão As Linhas de Transmissão (LT) são os ativos que fisicamente interligam os diversos pontos do sistema (normalmente um gerador a uma subestação ou uma subestação à outra). São efetivamente os ativos mais caros de um sistema, sendo necessário para sua construção significativas somas de recursos (e conseqüentemente apresentam as maiores receitas). São formadas basicamente de condutores elétricos suspensos por torres no caso aéreo (ilustrado pela Figura 4.1), ou por cabos recobertos por material isolante, no caso de linhas subterrâneas ou submersas. 2 Como

outras.

carregamento, localização da falha, nível de confiabilidade, resposta dinâmica do sistema frente a falha, entre

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Figura 4.1: Linha de transmissão aérea.

4.3 Subsistema Subestação Segundo Galvani (2003), uma subestação (SE) nada mais é que um entreposto de distribuição onde o produto (energia) é recebido em grandes blocos, há um tratamento do tipo regulação e/ou transformação de tensão para diferentes níveis, para atender o mercado com a qualidade desejada e, só então a energia elétrica é distribuída para os centros de consumo. Nela estão também os “nós” do sistema elétrico, chamadas de barras, onde estão conectadas as linhas de transmissão3 , os transformadores de força4 e os equipamentos de controle de reativos5 , via módulos6 .

4.3.1 Transformador de Força O transformador de força (TF) é um dos principais componentes de uma subestação, sendo o equipamento de maior valor. Ele é composto basicamente por (Teodoro, 2004):

Núcleo É um circuito magnético fechado, geralmente formado por chapas de aço-silício de cristais orientados com espessura da ordem de 0,3 a 0,5 mm, montadas em pacote. Estas chapas são isoladas 3 vide

seção 4.2 seção 4.3.1 5 vide seção 4.3.5 6 vide seção 4.3.2 4 vide

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entre si por camadas de papel ou verniz ou por superfícies fosfatadas com o propósito de reduzir as perdas geradas por histerese e por correntes de Foucault (correntes parasitas).

Enrolamentos São dois ou mais circuitos elétricos constituídos por bobinas de condutores de cobre ou alumínio isolados com esmalte sintético, algodão ou papel especial enrolados em redor do núcleo. Estes circuitos devem estar próximos uns dos outros e se constituem normalmente de sete hélices coaxiais de mesma altura, separadas do núcleo e entre si por cilindros de material isolante.

Acessórios São os componentes que completam o transformador, tais como: buchas, tanque principal, tanque de expansão, comutador de derivações sem carga (em vazio), comutador de derivações em carga, óleo isolante, etc. A Figura 4.2 mostra um transformador de potência e seus acessórios7 .

Figura 4.2: Transformador de Potência, capacidade de 224 MVA (Teodoro, 2004).

4.3.2 Módulo É o conjunto de equipamentos que tem a função de conectar uma LT ou um TF ao barramento da subestação. A Figura 4.3 ilustra a disposição dos equipamentos em um módulo de entrada de LT, 7 (1) Tanque; (2) Tanque de expansão; (3) Buchas de alta tensão; (4) Buchas de baixa tensão; (5) Ligações das derivações;

(6) Sensor de Gás Dissolvido; (7) Radiadores; (8) Ventiladores; (9) Acionamento motorizado do comutador sob carga

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onde pode-se observar:

Figura 4.3: Módulo de Entrada de Linha.

[1] Pára-raio (PR) Tem a função de proteger a FT a qual está associado de sobretensões fora da faixa especificada.

[2] Transformador de Potencial (TP) Tem a função de transdutor de tensão, transformando o nível de tensão nominal (primário) em um sinal (secundário) utilizável pelo sistema de proteção e controle.

[3] Transformador de Corrente (TC) Tem a função de transdutor de corrente, transformando o nível de corrente nominal (primário) em um sinal (secundário) utilizável pelo sistema de proteção e controle.

[4] Secionador (CS) Tem a função de possibilitar manobras com linhas, componentes reativos e transformadores, modificando o arranjo topológico de uma subestação. Além disto, permite a visualização dos trechos abertos, garantindo às equipes de manutenção que o equipamento ao qual vão atuar esteja realmente isolado8 . 8 Teoricamente o disjuntor atenderia essa função, mas como a câmara onde estão os contatos elétricos é fechada, impossibilitando a visualização dos mesmos, não se pode garantir que ao abrir, o disjuntor tenha realmente isolado o equipamento. Assim o secionador cumpre este papel.

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[5] Disjuntor (DJ) Tem a função de conectar ou desconectar um circuito, permitindo ou interrompendo a passagem de corrente elétrica, tanto nominal (em uma manobra) como por atuação da proteção (no caso de uma abertura sob falta). Na abertura sob falta há a necessidade de extinguir correntes de curto-circuito, muitas vezes de grande intensidade. Para realizar esta função os disjuntores possuem mecanismos sofisticados, pois enquanto separam rapidamente os contatos a realizam extinção do arco elétrico e a isolação dos mesmos na câmara de extinção. A não abertura de um disjuntor, quando solicitada pelo sistema de proteção, provoca a atuação de uma lógica especial, chamada falha de disjuntor (BF - Break Failure). Ela aciona a abertura de todos os disjuntores em volta do DJ em BF, desligando a barra ou a subestação no intuito de isolar a falha que o primeiro não conseguiu. A atuação do esquema BF pode causar grandes pertubações ao sistema, assim há cuidados especiais das equipes de manutenção e redundância nos componentes de acionamento para reduzir as chances de ocorrência deste tipo de falha. Por suas características, depois dos transformadores e dos reatores, são os equipamentos mais caros de uma SE.

4.3.3 Proteção e Controle Tem a função de supervisão, manobra e proteção dos equipamentos e linhas. O sistema supervisório acompanha os sinais adquiridos dos TPs e TCs e dado que os limites pré-estabelecidos são atingidos, faz atuar o sistema de proteção, enviando comando de abertura para o(s) DJ(s), isolando a falha. A função principal de um sistema de proteção é provocar o desligamento automático do equipamento protegido, através do relé de proteção que envia um comando de abertura para o disjuntor, com o objetivo de reduzir danos àquele equipamento e evitar que afete a operação normal do restante do sistema de transmissão (Anderson apud Ulysséa (2002)). Falhas em sistemas de proteção podem ser graves, colocando em risco a integridade de pessoas e do sistema de potência. Por sua especial importância, os sistemas de proteção normalmente são redundantes.

4.3.4 Serviços Essenciais São os equipamentos destinados a alimentação de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC) para todos os equipamentos da subestação. Seus principais componentes consistem de circuitos de alimentação em CA (normalmente duas fontes independentes em nível de distribuição), transformadores auxiliares (geralmente rebaixando de 23kV ou 13,8kV para a tensão de consumo), conjunto

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de baterias e retificados para a alimentação CC (normalmente são duas baterias e dois retificadores, para efeito de redundância) e grupo moto-gerador para atendimento de emergências, na falha das outras fontes. Pode-se constatar sua importância pelo nível de redundância que há. A falha nele pode acarretar a indisponibilidade completa de uma subestação, causando conseqüentemente a indisponibilidade de linhas, transformadores e reatores nela conectados. Portanto, mesmo não sendo um componente diretamente ligado à transmissão, possui atenção especial das equipes de manutenção.

4.3.5 Controle de Reativos Além da conexão e da transformação, uma subestação pode realizar a função de regulação de tensão via a inclusão ou retirada de reativos do sistema (reatores, capacitores ou compensadores síncronos).

4.4 O Problema Manutenção de Sistemas de Transmissão Na seção 2.4 foi proposta uma estrutura básica de organização do problema manutenção. Esta lógica pode ser aplicada diretamente à manutenção de sistemas de transmissão. Neste caso, porém, deve-se ampliar a visão em relação a um simples equipamento, conforme comenta Harker (1998): “O ponto inicial talvez seja reconhecer que os sistemas de potência não são coleções de itens individuais de equipamentos ou máquinas, mas um sistema inter-conectado”. Naturalmente a garantia da confiabilidade sistêmica é função do Operador Nacional do Sistema (ONS) e que as equipes de manutenção somente podem atuar em nível dos equipamentos e estruturas físicas, mas essa característica de interdependência coloca o planejamento das ações de manutenção num patamar de complexidade superior ao de outros segmentos produtivos. Outro ponto fundamental é a especificidade de lidar com alta e extra-alta tensão elétrica. Isto implica em duas questão relevantes. Em primeiro lugar essa característica torna a atividade de manutenção perigosa em termos da segurança dos trabalhadores, exigindo elevado nível de planejamento das intervenções, treinamentos específicos, ferramentas e equipamentos próprios, etc. Segundo, os equipamentos estão sujeitos a interações eletromagnéticas muitas vezes de grandes magnitudes, com conseqüências de difícil previsão, e portanto o nível de incerteza sobre a ocorrência de falhas é especialmente complexo de se quantificar. Além das questões técnicas, evidentemente os requisitos econômicos influenciam na elaboração do plano de ação, pois estão envolvidos equipamentos de valores muito altos (alguns valendo milhões de dólares), e uma falha que venha a acarretar a perda de algum deles impõe prejuízos consideráveis

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à transmissora. Soma-se a isto as mudanças nos regulamentos dos setor (seção 4.5), onde o regulador determinou padrões de qualidade ao serviço que, se não seguidos, podem infringir aos agentes consideráveis perdas de receita. Frente a todas essas questões, as empresas devem elaborar cuidadosamente seus planos de manutenção. Em geral sistemas de potência de alta e extra-alta tensão tendem na direção de realizar predominantemente a manutenção preventiva (Harker, 1998). Mas segundo Lamy apud Alkaim (2003): “Sabe-se que por herança, ou simples cópia dos sistemas de planejamento e programação americano e europeu, desde a década de setenta, ocorreu durante muitos anos, e ainda ocorre na maioria das empresas do setor elétrico, um excesso indiscriminado de manutenções preventivas, o que tem inferido por todos estes anos, aproximadamente três décadas, uma necessidade de intervenções corretivas devido a problemas onde não havia.” Alternativas na linha das técnicas preditivas têm tentado ajudar no problema, diminuindo o número de intervenções. Entretanto elas carecem de maior consolidação em termos de diagnóstico, além de seus custos por vezes as tornarem inviáveis, sendo ainda necessário o uso de intervenções preventivas para tentar reduzir a probabilidade de falha.

4.5 Arcabouço Regulatório Segundo Nuñez (2004) “a separação das atividades econômicas do setor elétrico em muitos países e a chegada de investidores privados às empresas de transmissão de energia elétrica levou os reguladores a gerar um novo marco regulatório que estimule a maximização da disponibilidade do serviço de transmissão, mediante sinais técnicos e econômicos orientados à gestão do serviço de transporte de energia”. Este também é atualmente o contexto vivido pelo Brasil, onde atividades antes exclusivamente administradas por agentes estatais agora convivem com a concorrência de entes privados. A ANEEL, como órgão regulador do sistema elétrico brasileiro, vem realizando esforços consideráveis no sentido de normatizar o segmento de transmissão. Não é escopo deste trabalho discutir amplamente a regulamentação do setor de energia elétrica, mas três pontos em especial são destacados, por influenciarem de forma direta o modo de como os programas de manutenção serão concebidos: as licitações para novas concessões de transmissão, os mecanismos periódicos de revisão tarifária e a Resolução Normativa No 270 de 26 de junho de 2006, mais conhecida como Parcela Variável (PV).

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4.5.1 Licitações para Novas Concessões Antes do atual modelo do setor elétrico, as concessões para o serviço de transmissão eram outorgadas exclusivamente a agentes estatais, segundo a área geográfica ao qual a nova linha/subestação se localizava, com sua receita estabelecida pelo órgão regulador. Com o intuito de atingir a modicidade tarifária via concorrência entre os agentes e abrir o mercado a investidores privados, a ANEEL vem realizando licitações para a concessão de linhas e subestações do sistema de transmissão. Nestes certames faz jus a exploração da nova concessão (geralmente por um período de trinta anos) o agente que admitir receber a menor Receita Anual Permitida (RAP) para o ativo em questão, tendo o dever de construí-lo, operá-lo e mantê-lo com os recursos advindos da RAP ofertada no leilão. Assim, necessariamente, as tradicionais empresas atuantes no segmento transmissão vêm reavaliando sua gestão e seus custos para que possam concorrer com os novos players que se apresentam. Este mecanismo exerce influência decisiva nas empresas que desejam participar dessas licitações, pois para viabilizar uma oferta vencedora o empreendedor deve possuir custos de implantação, operação e manutenção mínimos. Assim, a gestão dos ativos (aquisição, implantação, operação, manutenção e descarte) torna-se estratégica para as organizações, pois suas condições de competir dependerão diretamente dessa administração.

4.5.2 Revisões Tarifárias Para os ativos não licitados o valor da RAP é definido pela ANEEL. Buscando a modicidade tarifária para os consumidores e a garantia da saúde econômico-financeira das concessões, ela aplica periodicamente revisões nos valores das RAPs pagas, segundo critérios definidos pelo regulador. A sinalização que a ANEEL apresenta é no sentido de reduzir os valores atualmente pagos às concessionárias. A manutenção passa, novamente, a ser atividade estratégica, visto que a lucratividade dessas concessões está diretamente ligada à adequada gestão dos ativos.

4.5.3 Parcela Variável Além dos esforços da ANEEL na direção de reduzir as tarifas pagas ao serviço de transmissão (Seções 4.5.1 e 4.5.2), ela força as concessionárias a prestar o serviço dentro dos padrões de qualidade. Para isto homologou a Resolução Normativa No 270 de 26 de junho de 2007 (ANEEL, 2007) “estabelecendo as disposições relativas à qualidade do serviço público de transmissão de energia elétrica, associada à disponibilidade das instalações integrantes da Rede Básica, e dá outras providências”. Antes de sua publicação, os agentes tinham seus desligamentos para a realização das manutenções apenas limitados pelo ONS por questões sistêmicas. Dado que ele aprovasse o desligamento, o agente

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poderia intervir sem qualquer tipo de prejuízo. E mesmo desligamentos por falhas normalmente não geravam punições aos agentes, a não ser que essa indisponibilidade acarretassem em grandes pertubações ao sistema. Com as primeiras licitações para novas concessões, os novos contratos já estabeleciam requisitos de qualidade mais rigorosos. Para isto foi definido que toda a indisponibilidade9 do ativo concedido (provocada direta ou indiretamente pelo concessionário) acarretaria em descontos na receita mensal da função de transmissão onde houve a falha. Desligamentos programados para intervenções de manutenção gerariam descontos de 10 vezes o valor da receita horária do ativo, multiplicado pelo número de horas que o mesmo ficou indisponível. Já se a função de transmissão ficasse indisponível por uma falha, o agente pagaria 150 vezes o valor de sua receita horária, vezes o tempo de indisponibilidade. Assim o regulador atrela diretamente a receita do agente ao desempenho do mesmo. Com a promulgação da PV, todos os ativos (licitados ou não) passam a ter penalizações por indisponibilidade. Os licitados continuam com a regra estabelecida por seus contratos de concessão e os ativos não licitados (mais antigos) recebem um limite máximo (em horas) para desligamentos (chamado Padrão de Desligamento e conhecido no setor por “franquia”). Dado que a FT atingiu o limite da franquia, todo o desligamento subseqüente é penalizado da mesma forma descrita para os ativos licitados10 . Esta regra tende a provocar importantes mudanças nas concepções dos planos de manutenção11 . Agora as empresas têm suas receitas diretamente atreladas ao nível de disponibilidade dos ativos. Mais uma vez a máxima disponibilidade dos ativos com a mínimo custo torna-se requisito básico para a competitividade e a sobrevivência no segmento de transporte de energia.

4.6 Considerações Finais Ao relacionar os diversos requisitos que envolvem a manutenção de sistemas de transmissão, como a multiplicidade e complexidade dos componentes, as interações sistêmicas, o atendimento a grandes extensões geográficas, as incertezas associadas à probabilidade de falha, o cumprimento das normas, entre outros, impõem-se aos agentes de transmissão a necessidade de um planejamento adequado da manutenção, desafio em aberto às equipes de Engenharia de Manutenção das concessionárias de transmissão. É relevante destacar a transformação que a PV provocará no segmento, pois agora o facilidade de poder requisitar intervenções, indisponibilizando os ativos sem penalizações, foi eliminada. Em troca, os tempos de cada indisponibilidade programada para intervenções preventivas deverão ser 9 Somente

indisponibilidades com tempo de duração maior que 1 min sofrem penalizações.

10 Esta é uma visão genérica, com o único intuito de mostrar o espírito da PV. Detalhes podem ser consultado na referência

ANEEL (2007). 11 Duas interessantes abordagens sobre o tema são apresentadas por Toledo (2006) e por Tondello (2001)

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cuidadosamente planejados. As falhas deverão ser evitadas ao máximo, e dada sua ocorrência, serão necessários sistemas de mitigação de suas conseqüências. Naturalmente sistemas de alta confiabilidade são dispendiosos, portanto é necessário que haja um compromisso entre a disponibilidade que atenda os requisitos mínimos do órgão regulador e os recursos demandados para o tal atendimento.

Capítulo 5

Manutenção nas Empresas de Transmissão do Brasil e do Exterior 5.1 Introdução Na busca de atender aos objetivos do trabalho, um caminho natural é a investigação de como os pares da ELETROSUL têm enfrentado o desafio moderno da manutenção de sistemas de transmissão de grande porte. Para isto foram usadas duas estratégias. A primeira abordagem foi feita via pesquisa com principais agentes de transmissão brasileiros, usando a técnica de entrevistas estruturadas, apresentada na seção 5.3. A segunda abordagem deu-se pela investigação de referências bibliográficas específicas de empresas1 internacionais do setor de transmissão que mostrem as filosofias utilizadas e pesquisas para a área de manutenção, buscando obter informações sobre a manutenção realizada no exterior e suas tendências. Os resultados obtidos são apresentados na seção 5.4. Antes, contudo, a seção 5.2 faz uma breve apresentação da ELETROSUL.

5.2 Manutenção na Eletrosul 5.2.1 A Empresa A ELETROSUL foi criada em 23 de dezembro de 1968. É uma sociedade anônima de capital fechado, subsidiária da Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (ELETROBRÁS) e vinculada ao Ministério de Minas e Energia. Atua no segmentos de geração e transmissão de energia elétrica2 . 1 Ou

em conjunto com universidades. http://www.eletrosul.gov.br, consultada em 10 de agosto de 2007.

2 Fonte:

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Sendo um dos maiores agentes de transmissão do país, tem seu sistema localizado nos três estados da Região Sul e no estado de Mato Grosso do Sul, área que abriga um contingente populacional da ordem de 30 milhões de habitantes e cerca de 18% do Produto Interno Bruto brasileiro3 , sendo composto por 41 subestações4 , com 10.220 km de linhas com 21.160 torres. A Figura 5.1 ilustra a disposição geográfica das subestações e linhas de transmissão da empresa.

Figura 5.1: Sistema de Transmissão da Eletrosul. Em relação ao Quadro de Pessoal, a empresa possui 1.484 funcionários ativos, distribuídos em duas Diretorias: Técnica (DT - 1.137 funcionários) e de Gestão Administrativa e Financeira (DG 3 Fonte: 4 Nas

http://www.ibge.com.br, consultado em 10 de agosto de 2007. classes de tensão de 69 kV, 138 kV, 230 kV e 525 kV.

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- 270 funcionários), e a Presidência (PRE - 77 funcionários). Especificamente, o Departamento de Manutenção de Sistemas (DMS) conta com 571 funcionários, sendo 494 da área técnica e 77 da área administrativa. As Figuras 5.3 e 5.2 ilustram estes dados.

Figura 5.2: Distribuição de Pessoal na ELETROSUL. Ligado diretamente à DT, o DMS é composto por oito Divisões: duas de Engenharia, cinco Executivas e uma de Coordenação, conforme mostra a Figura 5.3.

Figura 5.3: Organograma Simplificado, com foco no DMS.

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5.2.2 Estratégias e Métodos Utilizados Além dos milhares de quilômetros de linhas, com seus cabos e torres, a ELETROSUL possui em suas 41 subestações mais de 16.000 equipamentos em operação (desde transformadores de transmissão a hubs, passando por disjuntores e baterias), e outros milhares em almoxarifados, todos cadastrados individualmente e passíveis de intervenções das equipes de manutenção. Para atender ao plano de manutenção, a ELETROSUL possui equipes de manutenção descentralizada, com cinco Regionais de Manutenção (Figura 5.4), que executam operacionalmente as ações de manutenção e a gerência em nível tático. A estratégia básica de manutenção da Eletrosul é a preventiva periódica, onde são executadas inspeções, limpeza, ensaios, ajustes ou a troca completa do equipamento. Técnicas preditivas são amplamente usadas, como análise de óleo, termovisão, entre outras. A periodicidade dessas ações é definida pelo conhecimento tácito e experiência de seus técnicos, determinando para cada família a freqüência e a abrangência das intervenções. Em relação a filosofias de manutenção, estudos para a MCC estão sendo realizados nas Divisões Regionais, encontrando-se em fase de avaliação pelas Divisões de Engenharia. Como resultado, a ELETROSUL vem apresentando bons níveis de disponibilidade em seu sistemas, como mostra a Tabela 5.1. Tabela 5.1: Disponibilidade da Rede Básica da ELETROSUL. Ano 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Disponibilidade (%) 99,40 99,72 99,81 99,70 99,70 99,73

43

Figura 5.4: Alocação dos Setores de Manutenção.

44

5.3 Pesquisa com os Principais Agentes Brasileiros 5.3.1 População Entrevistada O Brasil possui atualmente 44 concessionárias5 atuando no segmento de transmissão de energia. Entretanto, com o objetivo de obter informações de comparação de outros agentes frente à ELETROSUL, em relação a suas estratégias de manutenção, o universo de pesquisa foi limitado às transmissoras associadas à Associação Brasileira das Grandes Empresas Transmissoras de Energia6 (ABRATE), empresas essas com o perfil operacional similar àquela. A delimitação mostra-se coerente, conforme dados apresentados na Figura 5.5 e pela Tabela 5.2. A Figura 5.5 mostra que, levando-se em conta somente os ativos com tensão maior ou igual a 230 kV, as empresas selecionadas para a pesquisa possuem perto de 70.000 km de linhas de transmissão, representando cerca de 84% da extensão total de LTs nessas classes de tensão.

Figura 5.5: Participação da ABRATE no Parque de LTs da Rede Básica7 (junho/2006). A Tabela 5.2 apresenta os valores das empresas associadas à ABRATE em termos de quantidade de ativos. Verifica-se que todas possuem um grande números de estruturas/equipamentos a manter, necessitando assim de estratégias específicas para tal, tendo perfil similar ao da ELETROSUL. Tabela 5.2: LTs (Rede Básica), SEs e Capacidade de Transformação8 (junho/2006). LTs (km) No . Subestações Transformação (MVA)

5 Fonte:

CEEE

CEMIG

CHESF

COPEL

CTEEP

ELETRONORTE

ELETROSUL

FURNAS

4.792 57 7.148

4.858 33 15.392

17.614 96 40.282

1.599 27 10.000

8.261 102 39.081

8.594 53 23.399

7.224 37 16.953

16.864 44 92.978

http://www.ons.org.br/institucional/agentes_transmissao.aspx, consultado em 18 de agosto de 2007. feita a empresa Itaipu Binacional, integrada à pesquisa, por ser um agente de vanguarda nas tecnologias de manutenção de sistemas de potência, de tal forma que usa visão se apresenta relevante para os objetivos do trabalho. 7 Fonte: http://www.abrate.org.br/download/associacoes.pdf, consultada em 11 de agosto de 2007. 8 Fonte: http://www.abrate.org.br/download/associacoes.pdf, consultada em 11 de agosto de 2007. 6 Exceção

45

Além desses números, é de notório conhecimento que as empresas associadas à ABRATE atuam em grandes extensão geográficas, possuindo a mesma problemática em termos de logística da ELETROSUL. Portanto foi definida como população desta pesquisa as empresas CHESF, CEMIG, ELETRONORTE, FURNAS, CTEEP, COPEL e CEEE, todas da ABRATE, e Itaipu Binacional. Estabelecida a população, buscou-se definir o perfil do profissional a ser contactado, sendo requisito básico o amplo conhecimento dos sistemas e métodos de manutenção em suas companhias. Para tanto, foram entrevistados os responsáveis pela Engenharia de Manutenção, todos representantes de suas organizações nos fóruns de discussão sobre manutenção na ABRATE e/ou nos Grupos de Trabalho da ELETROBRÁS.

5.3.2 Metodologia Dado que, pela definição da população apresentada na seção 5.3.1, esta é de 8 indivíduos, optouse pela realização de entrevistas com cada elemento, apoiadas por um roteiro de entrevista (Apêndice A). Por valer-se de entrevistas, optou-se pelo uso de questões abertas, sendo que durante os questionamentos o pesquisador explicava e esclarecia ao respondente os objetivos de cada pergunta. A sistemática para abordagem aos respondentes teve os seguintes passos: 1. obtenção da nominata dos potenciais participantes; 2. contato telefônico para • apresentação da proposta da pesquisa, • autorização para envio do roteiro por meio de correio eletrônico, • agendamento da entrevista; 3. envio do roteiro para preparação do respondente às questão da pesquisa; 4. execução propriamente dita da entrevista, com duração média estimada de 45 minutos. Houve sucesso com a adoção dessa metodologia, visto que obteve-se a totalidade das entrevistas previstas.

5.3.3 Respostas Obtidas nas Entrevistas Para efeito de comparação, a ELETROSUL é uma das nove empresas relacionadas nas tabelas de respostas. O nome das empresas foi mantido em sigilo, conforme acertado com os respondentes no momento das entrevistas. Seguindo o roteiro, a entrevista foi dividida em duas partes, uma de caráter qualitativo (seção 5.3.3.1) e outra numa linha quantitativa (seção 5.3.3.2).

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5.3.3.1 Questões Qualitativas Questão 1.1 Qual(is) o(s) método(s)/estratégia(s) que sua empresa adota para planejar a manutenção de seu sistema de transmissão? Esta questão visa conhecer as filosofias e os métodos que a empresa usa para o planejamentos das ações de manutenção. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.3. Tabela 5.3: Respostas dos agentes para a Questão 1.1. Empresa Empresa 1

Empresa 2 Empresa 3 Empresa 4

Empresa 5

Empresa 6 Empresa 7

Empresa 8

Empresa 9

Qual(is) o(s) método(s)/estratégia(s) que sua empresa adota para planejar a manutenção de seu sistema de transmissão? A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento. Usa MCC desde 200X9 . A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento. Uso de programa de manutenção preventiva periódica e enfático uso de técnicas preditivas, podendo-se afirmar que há um equilíbrio entre as duas abordagens. A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento. Filosofia baseada no método XXXX e conceitos da MCC. A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento. Projeto para a adoção da TPM foi iniciado. A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento. A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento. Atualmente está sendo revisto o plano de manutenção para adequação à MCC, a ser implantado até 200X. A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento, sendo que o planejamento das ações advém diretamente do uso intensivo e sistematizado da MCC. A filosofia se baseia fundamentalmente em preventivas periódicas, e também praticam intervenções em função do estado do equipamento via inspeções, ensaios e/ou monitoramento. O uso da MCC em fase de avaliação.

Pelas respostas verifica-se que a totalidade das empresas baseia suas ações nas manutenções preventivas, normalmente com atividades periódicas de limpeza, lubrificação, inspeções e ensaios; e via resultados das inspeções/dos ensaios, são realizadas intervenções para eliminação de defeitos verificados. Duas empresas relataram que usam a MCC para definir a periodicidade das intervenções, outras duas iniciaram a revisão do seus planos com base nessa filosofia, e uma empresa referiu ter iniciado o uso da TPM, mas atualmente sua adoção está suspensa. 9 Quando

nomes ou informações forem muito específicas, facilitando a identificação do respondente, optou-se por substituir o termo por X.

47

Questão 1.2 Qual(is) o(s) índice(s) que sua empresa usa para gerenciar/controlar o desempenho do sistema de transmissão? Esta questão tem o intuito de conhecer os indicadores que as gerências acompanham para verificar o desempenho do plano de manutenção realizado. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.4.

Empresa

Tabela 5.4: Respostas dos agentes para a Questão 1.2. Qual(is) o(s) índice(s) que sua empresa usa para gerenciar/controlar o desempenho do sistema de transmissão?

Empresa 1 Empresa 2 Empresa 3 Empresa 4 Empresa 5 Empresa 6 Empresa 7 Empresa 8 Empresa 9

Índices básicos de confiabilidade dos equipamentos e disponibilidade dos sistemas. Índice de disponibilidade dos sistemas. Índices básicos de confiabilidade dos equipamentos e disponibilidade dos sistemas. Índices básicos de confiabilidade dos equipamentos e disponibilidade dos sistemas. Índice de satisfação do cliente externo; disponibilidade em LTs e equipamentos. Índices básicos de confiabilidade dos equipamentos e disponibilidade dos sistemas. Índices básicos de confiabilidade dos equipamentos e disponibilidade dos sistemas. Índices básicos de confiabilidade dos equipamentos e disponibilidade dos sistemas. Índice de disponibilidade dos sistemas.

O principal indicador é a disponibilidade do sistema de sua responsabilidade, que é usado por todas as empresas. Além desse, índices como taxa de falha e tempos de reparo (entre outros parâmetros de confiabilidade) são usados pela maioria, em níveis maiores ou menores10 .

10 Percebe-se

que o uso mais intenso de indicadores de confiabilidade está vinculado a quão estruturados são os sistemas de informação para a manutenção.

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Questão 1.3 Qual(is) o(s) índice(s) que sua empresa usa para gerenciar/controlar as atividades realizadas pelas equipes de manutenção? Esta questão tem o objetivo de conhecer os indicadores usados para acompanhar o desempenho das equipes de manutenção em relação às atividades do planejamento proposto. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.5.

Empresa Empresa 1 Empresa 2

Empresa 3 Empresa 4 Empresa 5 Empresa 6 Empresa 7 Empresa 8 Empresa 9

Tabela 5.5: Respostas dos agentes para a Questão 1.3. Qual(is) o(s) índice(s) que sua empresa usa para gerenciar/controlar as atividades realizadas pelas equipes de manutenção? Usa diversos indicadores técnicos, em especial o Hh/OS11 ; indicadores de custos das atividades de manutenção. Usa Hh/(N.o de Elementos Envolvidos); custo da manutenção realizada (Hh + Material de Consumo + Ferramental + Dispositivos Especiais); índice de realização das manutenções programadas. Índice de realização do programa (anual) de manutenção. Índice de realização do programa de manutenção, baseado no número de OS programadas. Não é levado em conta a quantidade de Hh utilizada em cada OS. Índice de realização do programa (mensal) de manutenção, baseada no número de OS; índice de atendimento às recomendações do órgão regulador. Índice de realização de ensaios. Índice de realização do programa de manutenção. Índice de realização do programa de manutenção (acompanhamento por família de equipamentos). Número de OS em atraso em relação ao programado. Não é levado em conta a quantidade de Hh utilizada em cada OS.

Verifica-se fundamentalmente o uso de três linhas de indicadores: a proporção do realizado contra o planejado, a quantidade de Hh por serviço realizado e a quantidade de OS executadas. Apesar de sua conhecida importância, apenas duas empresas relataram explicitamente o uso de indicadores de custos na gestão da manutenção12 .

11 Homem-hora

por Ordem de Serviço. como na Questão 1.2, que o uso intensivo do indicador custo passa necessariamente pela organização dos sistemas de informação. 12 Identificou-se,

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Questão 1.4 Como é a organização dos sistemas de informação para a manutenção? Quais atividades abrangem? Sendo a informação fator fundamental para o planejamento e a gestão de qualquer atividade, esta questão busca conhecer como as empresas organizam seus sistemas de informação para a gestão da manutenção. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.6. Tabela 5.6: Respostas dos agentes para a Questão 1.4. Empresa Empresa 1

Empresa 2

Empresa 3 Empresa 4

Empresa 5 Empresa 6

Empresa 7

Empresa 8 Empresa 9

Como é a organização dos sistemas de informação para a manutenção? Quais atividades abrangem? Desenvolvido pela própria empresa; amigável ao usuário final; apóia o planejamento das atividade; possui bons indicadores técnicos e excelente sistema para apropriação dos custos da manutenção. Sistema próprio que abrange banco de dados de equipamentos; as periodicidades de manutenção para cada unidade de manutenção e seus equipamentos associados, as instruções, planilhas e folhas de medição para cada manutenção aperiódica. Armazenam todo o histórico das manutenções realizadas. Possui sistema próprio, amigável, desenvolvido em plataforma Oracle; integra atividades de manutenção, operação e suprimentos. Gestão de custos é feito junto ao sistema financeiro. Sistema próprio de gerenciamento de registros dos resultados das manutenções preventivas (ensaios e medições) com base de dados e guias por modelo e ponto operativo para acompanhamento histórico do desempenho. O controle de OS e Hh gasto é feito através do SAP e os sistemas ainda estão sendo integrados. Sistema SAP com gestão de OS. Módulo de manutenção ainda não integrado. Sistemas de ensaios em óleo e monitoramento/diagnósticos separados do SAP. Atualmente possui um sistema para gestão de preventivas (intervenções, ensaios e inspeções) em subestações. A programação das atividades para linhas de transmissão é feita em planilhas eletrônicas. Está sendo desenvolvido um novo sistema, completo e amigável, com entrada em funcionamento previsto para 2008. Usa sistema comercial XXXXXX, onde é feita a gestão de todas as atividades a serem executadas. Registro de ensaios e análise de óleo em sistema independente. Estará migrando para sistema SAP. Sistema próprio, amigável e funcional, considerado bastante completo e atendendo às necessidades dos gestores. Sistema próprio, em ambiente mainframe, muito pouco amigável. Bastante completo, com controles sobre as OS, funcionalidades de programação periódica automática via periodicidade pré-estabelecida, roteiros de ensaios, apropriação de Hh e insumos utilizados. Iniciou-se em 2007 a elaboração de sistema em plataforma Oracle, integrando diversos aplicativos, com interface amigável, com implantação em 2009.

Do conjunto da respostas, duas constatações interessantes podem ser feitas. Primeiro, dado que há diferentes níveis de organização nos sistemas de informação das empresas, vê-se claramente a influência que estes sistemas têm na qualidade de gestão das mesmas. Todos os respondentes mostraram claramente a consciência de suas empresas quanto a necessidade e a importância de possuírem sistemas bem estruturados. Segundo, o uso de sistemas próprios, desenvolvidos especificamente para a área, mostra-se mais adequado do que pacotes fechados ou adaptações do SAP com sub-módulos de manutenção.

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Questão 1.5 Como é a distribuição espacial das equipes de manutenção? Esta questão visa conhecer com as empresas alocam suas equipes de manutenção em sua área de concessão, sendo relevante esse parâmetro logístico pois são empresas que atuam em grandes extensões geográficas. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.7.

Empresa Empresa 1

Empresa 2 Empresa 3 Empresa 4 Empresa 5

Empresa 6 Empresa 7 Empresa 8 Empresa 9

Tabela 5.7: Respostas dos agentes para a Questão 1.5. Como é a distribuição espacial das equipes de manutenção? É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. Instalações de alta importância possuem equipes próprias para atender exclusivamente estas unidades. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. Instalações de alta importância possuem equipes próprias para atender exclusivamente estas unidades. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência. É feita sem um método formal, baseada no conhecimento das necessidades e experiência.

Verificou-se que a alocação das equipes é feita pelo conhecimento do sistema de transmissão da empresa e da experiência no atendimento às manutenções. Nenhuma empresa relatou o uso de algum algoritmo ou método específico para essa distribuição na área geográfica.

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Questão 1.6 Como é a atuação dos operadores nas questões de manutenção? Na linha filosófica empregada na TPM, a participação das equipes de operação em atividades de manutenção é considerada relevante para a maximização do desempenho organizacional. Neste sentido, esta questão tem por objetivo conhecer a postura das empresas sobre o tema. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.8.

Respondente Empresa 1

Empresa 2 Empresa 3

Empresa 4

Empresa 5 Empresa 6 Empresa 7 Empresa 8 Empresa 9

Tabela 5.8: Respostas dos agentes para a Questão 1.6. Como é a atuação dos operadores nas questões de manutenção? É uma política da empresa a participação de operadores, que executam inspeções visuais diárias, fazem inspeções termográficas e realizam o primeira atendimento em caso de ocorrência. Operadores realizam apenas inspeções visuais. Executam atividades de inspeção visual e pequenas ações padronizadas, após credenciamento do operador pelas equipes de manutenção. Tendência de paulatinamente as equipes de operação executarem atividades de termovisão. A prática tem sido a atuação do operador na inspeção visual e a realização da inspeção preditiva por termografia, sendo que esta atividade é quase que exclusivamente executada pelas equipes de operação, com bons resultados. Pequenas intervenções previamente discutidas com a gerência e aval da área de manutenção são executadas pela operação local. Executam atividades de inspeção visual. Outras ações sem uma definição formal da empresa. Executam atividades de inspeção visual. Outras ações sem uma definição formal da empresa, estando em elaboração instrução específica sobre o tema. Executam atividades de inspeção visual. Estão sendo transferidas atividades como termografia, supervisão de sistemas anti-incêndio, entre outras. Executam apenas atividades de inspeção visual. Executam apenas atividades de inspeção visual. Por iniciativa do profissional, alguns operadores executam pequenas manutenções, mas sem uma política formal para tal.

Identificou-se que apenas 3 empresas têm suas equipes de operação integradas às questões de manutenção; nas outras 6 os operadores realizam apenas inspeções visuais. Entretanto, todos os respondentes vêem com bons olhos a participação desses profissionais em atividades de termovisão e manutenções de menor nível de mobilização/complexidade.

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Questão 1.7 Qual é o posicionamento de sua empresa sobre o monitoramento dos equipamentos? Atualmente a busca por um maior conhecimento sobre o estado dos equipamentos é premente. Entretanto, sistemas de monitoramento ainda passam por restrições econômicas e tecnológicas. Essa questão visa, portanto, conhecer a percepção dos agentes sobre o uso de sistemas desse tipo. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.9. Tabela 5.9: Respostas dos agentes para a Questão 1.7. Empresa

Qual é o posicionamento de sua empresa sobre o monitoramento dos equipamentos?

Empresa 1

É a favor de implantação de monitoramento, mas verificou problemas de funcionamento em todos os sistemas instalados, questionando portanto a atual confiabilidade deles. Tem investido fortemente no monitoramento de transformadores com histórico de falha. Política de uso apenas em condições especiais e somente após a comprovação da necessidade frente a estudos de custo/benefício ou quando associada a alguma deficiência operacional de equipamentos/família de equipamentos. Está implantado em algumas instalações, tendo apresentado muitas falhas. Para transformadores mostra uma boa relação custo benefício, porém não é aplicado de forma generalizada. Para disjuntores já há a indicação de que atualmente não é viável sua aplicação, exceção feita a pontos grande importância sistêmica. Uma tecnologia em que está sendo investida e com expectativas de bom retorno é o monitoramento de buchas e monitores digitais de temperatura de transformadores, este último aplicado a todos os transformadores. O grande problema associado aos sistemas de monitoramento é que eles são ofertados na forma de “caixas pretas”, com código fechado e não sendo possível sua integração com outros sistemas de automação e supervisão. Todos os transformadores/reatores de grande porte possuem sistemas de monitoramento online. A implantação em outros equipamentos está em avaliação. Possui um transformador com sistema de monitoramento em um projeto de pesquisa. Existe a idéia de acompanhar outros transformadores que tenham maior criticidade, após resultados da pesquisa. Foram instalados alguns sistemas para avaliação e concluiu-se que ainda não é compensador sua utilização. O uso é mínimo, para efeito de avaliação e acompanhamento tecnológico, sem um plano definido ainda. Possui alguns sistemas instalados em transformadores e disjuntores para avaliação, sem uma política definida, com reservas ao uso extensivo em função da baixa confiabilidade, falta de diagnósticos adequados, problemas com a obsolescência (sistemas descontinuados pelos fabricantes), elevados custos e dificuldades com os protocolos de comunicação.

Empresa 2 Empresa 3

Empresa 4

Empresa 5 Empresa 6

Empresa 7 Empresa 8 Empresa 9

A percepção que verificou-se do conjunto dos respondentes é do uso restrito de monitoramento, em função do desconhecimento dos benefícios frente aos custo dos mesmos. Nenhuma empresa colocou como política o uso massivo de monitoramento, sendo a tendência atual a instalação somente em equipamentos de alto custo, com indicativos de falha ou grande importância sistêmica.

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Questão 1.8 Qual é a visão sua (ou de sua empresa) sobre os rumos/as tendências para o futuro da manutenção de sistemas de transmissão? Em função do cenário de mudanças que se apresenta, esta questão busca identificar a opinião das empresas sobre as perspectivas de evolução da manutenção em sistemas de transmissão. As respostas colhidas são apresentadas pela Tabela 5.10.

Empresa Empresa 1 Empresa 2 Empresa 3

Empresa 4

Empresa 5

Empresa 6

Empresa 7 Empresa 8

Empresa 9

Tabela 5.10: Respostas dos agentes para a Questão 1.8. Qual é a visão sua (ou de sua empresa) sobre os rumos/tendências para o futuro da manutenção de sistemas de transmissão? “Caminhará na direção que a PV apontar; incremento da manutenção preventiva baseada no estado do equipamento.” “Otimização da metodologia adotada atualmente (preventiva periódica), associada ao acompanhamento/diagnóstico on-line provido pelos sistemas de monitoramento.” “A manutenção deverá sofrer uma forte influência da implantação da PV, tornando-se área estratégica, pois influenciará diretamente no caixa da empresa. A manutenção terá ótima oportunidade de melhorar seus procedimentos. Aperfeiçoamentos dos planos para atendimento aos desligamentos forçados.” “A nossa visão é investir em monitoramento customizado, com a parte de inteligência computacional incorporando à experiência da própria da empresa. Uso de técnicas preditivas, principalmente a termovisão e estudos de engenharia atuando por familias e atento a vida útil dos equipamentos. A questão de maior peso no momento e que vai nortear as ações de manutenção é a PV.” “Necessidade de desenvolvimento contínuo: buscando a otimização da manutenção; implantar a MCC e uni-la com os pontos fortes da TPM; acompanhar a evolução tecnológica.” “Mudança radical tanto na empresa como na Engenharia de Manutenção com a implantação da PV. Aumento do trabalho ao potencial tanto em linhas como em subestações, sendo que estas devem estar preparadas para tal atividade.” “A informação é a base, individualizando as ações e intervindo sob condição.” “Otimização dos desligamentos, minimizando o número e o tempo das intervenções. Monitoramento em transformadores quando a relação custo/benefício for adequada. Adoção maior das intervenções sob condição.” “A implantação da PV será uma revolução na manutenção. A tendência é de busca pela otimização dos processos, sendo fundamental para tal o conhecimento intensivo da condição dos equipamentos, para, ao estimar seu estado, intervir quando realmente necessário. Também serão realizados estudo técnico-econômico dos desligamentos, onde se buscará o ponto ótimo para o número de desligamentos preventivos e a quantidade de recursos empregada nos desligamentos.”

A percepção das empresas é clara: a PV irá impor a elas (e conseqüentemente às equipes de manutenção) processos otimizados, maximizando a disponibilidade (minimizando os desligamentos preventivos e a possibilidade de falhas), via aperfeiçoamento dos sistemas de conhecimento do estado dos equipamentos e da gestão da informação para a manutenção.

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5.3.3.2 Questões Quantitativas Questão 2.1 Quais são os valores dos parâmetros para cálculo de confiabilidade para os equipamentos13 ? Nesta questão buscou-se os valores para Quantidade, Idade Média, Vida Útil, Taxa de Falha e Tempo Médio de Reparo para os principais equipamentos de uma subestação. Verificou-se ao longo da pesquisa que os dados coletados não possuíam validade estatística14 , portanto eles não são aqui apresentados. Entretanto, uma observação relevante pode ser comentada. Todas as empresas possuem de alguma foram indicadores de confiabilidade, mas ao dialogar com os respondentes, observou-se que a facilidade de tratar com estes valores estava intimamente ligada à organização dos sistemas de informação e o uso da MCC. Quanto mais bem estruturado era o sistema de informação, mais facilidades o respondente tinha de conversar sobre esses valores. O mesmo vale para a MCC.

Questão 2.2 Quais são as rotinas/os procedimentos de manutenção para os equipamentos15 ? Esta questão busca identificar a forma de atendimento de rotinas básicas de manutenção preventiva, captando padrões e diferenças. Essencialmente todas as empresas pesquisadas têm como base as ações preventivas periódicas, focando em inspeções visuais, ensaios elétricos e de óleo isolante, além da termovisão, métodos consagrados em vários fóruns da área, mostrado que todas procuram acompanhar as melhores práticas preditivas. Sobre as periodicidades, apenas duas empresas referiram que utilizaram a MCC para determinar os prazos. As outras usam a experiência para tal especificação. Identificaram-se disparidades nos períodos relatados, mas orbitam em 4, 5 ou 6 anos. Exceção faz-se à rotina de inspeções termográficas, onde 8 empresas têm uma periodicidade semestral e apenas uma utiliza periodicidade mensal.

Questão 2.3 Qual(is) o(s) sistemas(s) de monitoramento e a(s) grandeza(s) monitorada(s) os para equipamentos16 ? O equipamento onde há os maiores esforços em termos de sistemas de monitoramento são os transformadores e reatores, em função de grande valor econômico e do histórico de sinistros desse tipo de ativo. O monitoramento é feito via sistemas comerciais. As principais grandezas monitoradas são a temperatura (óleo e enrolamentos), concentração de umidade e gases no óleo isolante, e 13 Tabela

do roteiro apresentada no Apêndice A. necessário para tal uma estratificação bem maior, o que fugiria do escopo inicial da pesquisa. 15 Tabela do roteiro apresentada no Apêndice A. 16 Tabela do roteiro apresentada no Apêndice A. 14 Seria

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a condição das buchas. O uso dos dados adquiridos são normalmente tratados diretamente pelo especialista, em caso de alarmes. Foi relatado por algumas empresas que já iniciaram estudos para o desenvolvimento de sistemas de informação inteligentes para o tratamento dos dados dos sistemas de monitoramento de transformadores. Em função da pouca experiência em relação ao diagnóstico dado por esses programas, o uso ainda é restrito e muitas vezes encontra-se em nível de avaliação. Algumas iniciativas estão em estudo e/ou avaliação para outros equipamentos, em especial para disjuntores, mas são consideradas pelas empresas, atualmente, de benefícios pequenos em relação aos custos. Os principais parâmetros monitorados são as formas de onda das grandezas elétricas relacionadas com a manobra do equipamento, buscando inferir sobre a condição do mecanismo de abertura/fechamento. Uma empresa relatou estar estudando o monitoramento do perfil da curva do motor de acionamento de seccionadores e outra usa a variação e a disparidade de medições da tensão em TPs para dar indicativos de anormalidades, ambas as iniciativas em avaliação.

5.4 Manutenção Realizada no Exterior Para obter conhecimento sobre os métodos, técnicas e perspectivas para a manutenção de sistemas de transmissão, realizou-se investigação bibliográfica em artigos internacionais defendidos por empresas em fóruns específicos sobre o tema. Foram dois critérios utilizados na seleção das publicações apresentadas: ser especificamente sobre manutenção em sistemas de transmissão e haver a participação de empresa da área de transmissão como patrocinadora ou autora do artigo.

Austrália Kingsmill (2003) mostra avanços num projeto de pesquisa sobre novas tecnologias para o monitoramento para a indústria da transmissão, feitos para empresa TransGrid em conjunto com a University of Technology, Sidney.

Canadá Segundo Endrenyi (2001), mesmo com o limitado alcance da pesquisa feita por ele sobre as práticas de manutenção no setor elétrico, torna-se evidente que muitas da empresas norte-americanas e de outros países ainda não adotaram práticas além da manutenção preventiva periódica ou formas empíricas da aplicação das técnicas preditivas, baseada em inspeções periódicas. Modelos matemáticos, determinísticos ou probabilísticos, são ainda pouco usados.

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Korczynski (2004) apresenta o uso da MCC na British Columbia Transmission Corporation, com o intuito de discutir a criação de um plano de manutenção usando esta abordagem. Com o mesmo intuito Rajotte (2000) apresenta o trabalho da TransÉnergie. Já Hathout (2006) da Hydro One Networks Inc. propõem metodologia de otimização via priorização de ações em LT usando um indicador de risco chamado Priority Risk Indices, onde diversos parâmetros (técnicos e sistêmicos) da linha são tratados em uma abordagem fuzzy.

China Num estudo onde aborda a situação da manutenção em transformadores, Liu (2002) da State Power Corp. of China, mostra que a metodologia padrão de manutenção na China é a manutenção preventiva periódica, mas que algumas unidades estão avançando no sentido da utilização da manutenção baseada na condição. Num interessante estudo sobre manutenção baseada na condição, apoiada pela Shaanxi Provincial Power Company, Pengxiang (2005) mostra uma pesquisa sobre o uso desta abordagem nas províncias chinesas, onde várias iniciativas foram tomadas, ainda em fase de avaliação. Neste artigo, ainda, um estudo sobre a implementação dessa abordagem em companhias internacionais antes do fim de 1999 é apresentado. Das 53 empresas consultadas, 11 utilizam predominantemente as intervenções preventivas periódicas, 36 estão atualizando seus planos de manutenções preventivas periódicas e apenas 6 utilizam técnicas preditivas de forma sistemática.

Eslovênia Na Slovenian Transmission Company foi realizada pesquisa que trata do uso da MCC em sistemas de transmissão dessa empresa, onde Jamsek (2006) comenta que os resultados são bons, apesar de estar em fase de avaliação.

Estados Unidos Sweetser (2002) apresenta metodologia para a seleção de monitoramento de disjuntores, onde fatores como idade, modos de falha, usos do equipamento, considerações sobre risco e fatores econômicos, entre outros, são combinados para definir a aplicação de monitoramento. Em Kezunovic (2005) são apresentados estudos feitos pela empresa CenterPoint Energy e a Texas University´s Electric Power and Power Electronics Institute sobre monitoramento e diagnóstico do estado de disjuntores via aquisição das formas de onda de diversas grandezas elétricas associadas ao mecanismo de abertura/fechamento do equipamento, propondo a utilização de um sistemas especialista para o diagnóstico automático.

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França Um interessante artigo mostra a experiência da Electricité de France em testes do uso da MCC (Carer, 2004). Ele destaca em suas conclusões a dificuldade de aplicação da MCC em função da falta de dados precisos sobre a confiabilidade dos sistemas.

Índia Segundo Mohapatra (2006) “na Índia, com poucas exceções, a maioria das companhias têm como estratégia a manutenção preventiva periódica. Infelizmente a maior parte das empresas nem mesmo é completamente equipada para realizar ensaios normais de rotina. A idéia de manutenção baseada em condição está entrando lentamente no sistema indiano, mas conceitos de MCC ainda estão por ser implantados”.

Reino Unido A empresa Scottish Power EnergyNetworks em conjunto com a Strathclyde University estudaram a condição de disjuntores via perfil da forma de onda na bobina de trip (Strachan, 2007). Também Moore (2004) trabalha na linha das técnicas preditivas para disjuntores, mas utiliza a medição por antenas dos impulsos na faixa de rádio-freqüência emitidos pela manobra dos equipamentos. O trabalho foi realizado na University of Bath com apoio da National Grid Company. A National Grid Transco, apoiada por Spurgeon (2004), realizou interessante estudo sobre o diagnóstico do estado de transformadores via Método de Análise Hierárquica (AHP - Analytic Hierarchy Process), usando esta técnica de apoio à decisão multicritério para compor os diversos parâmetros advindos de ensaios e inspeções que retratam o estado do equipamento.

5.5 Considerações Finais Além dos pontos já referidos no corpo do capítulo, pode-se constatar, de forma ampla pelos resultados das pesquisas, que a ELETROSUL está em patamar simular às outras empresas brasileiras de transmissão, e como todas, possui pontos importantes a desenvolver. Verifica-se ainda que as empresas brasileiras encontram-se em estágio compatível (ou superior) às empresas estrangeiras, visto que muitas das recentes pesquisas apresentadas por estas nos fóruns internacionais são equivalentes aos estudos já realizados no Brasil.

Capítulo 6

Conclusões 6.1 Conclusões A primeira conclusão deste trabalho, obtida de forma natural após os estudos e pesquisas, é que a sistematização de um programa de manutenção para sistemas de potência em geral (e para sistemas de transmissão em particular) é uma atividade de grande complexidade, pois sua adequada concepção passa inevitavelmente pela otimização do atendimento, em conjunto, dos requisitos de máxima disponibilidade e mínimo custo. Indubitavelmente, o desafio da Engenharia de Manutenção no que tange os sistemas de transmissão está entre os maiores aos quais ela se depara. Sendo assim, as empresas não devem subestimá-lo, envolvendo toda a organização e colocando a gestão dos ativos como atividade estratégica básica para sua sobrevivência. Para o correto tratamento desse desafio, faz-se necessária a organização do mesmo por conceitos e modelos simples e robustos, formando a base para uma abordagem estruturada. Neste sentido, definições e modelos foram propostos e podem colaborar para que novos planos de manutenção, mais adequados às exigências atuais, sejam desenvolvidos. O modelo de estados proposto na seção 2.3 mostra que há uma probabilidade relevante de incluirse um defeito em um sistema com a realização de uma intervenção no mesmo. Neste sentido, concluise que, apesar do conceito de manutenção preventiva periódica ser uma abordagem adequada para os sistemas de transmissão, é necessário caminhar na direção de intervir o mínimo necessário. Isto se dá, evidentemente, pelo aperfeiçoamento das técnicas de estimação da condição do sistema. Assim, vê-se que a maximização da disponibilidade a custos adequados passa pela determinação da correta proporção entre a manutenção corretiva e a manutenção preventiva, e desta, a proporção entre a manutenção preventiva periódica e a manutenção preventiva baseada na condição. A meta de alcançar o ótimo global para o problema (multicritério, objetivos conflitantes, estocástico) que é a manutenção de sistemas de transmissão tende à utopia. Entretanto, diversos esforços

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têm sido realizados, com relativo sucesso, no sentido a apresentar alternativas de organização e sistematização para esses sistemas. Porém, estas ações normalmente abordam requisitos específicos do problema, sem propor uma metodologia integrada que atenda de forma conjunta todos os principais pontos para a otimização da manutenção nesse segmento produtivo. É portanto necessário o desenvolvimento de planos que cumpram esse papel. O motor propulsor que impelirá os agentes brasileiros na direção da otimização será a Parcela Variável (seção 4.5.3), com seus requisitos de disponibilidade. Uma revolução se apresenta e para atender às novas exigências as empresas necessitam repensar suas estratégias para a gestão de seus ativos. Por fim, verifica-se pelas pesquisas realizadas que as grandes empresas brasileiras estão, de um modo geral, dentro das melhores práticas mundiais (e por vezes as superando). Evidentemente há um longo espaço para aperfeiçoamentos, mas se elas ainda estão longe do ótimo compromisso entre disponibilidade e custo, pode-se afirmar que as ações hoje praticadas estão dentro de padrões de excelência que garantem elevados níveis de disponibilidade da Rede Básica.

6.2 Trabalhos Futuros Sendo um campo em franco desenvolvimento, muitas atividades de pesquisa necessitam ser realizadas nesta área. Algumas em especial podem ser elencadas: 1. Necessidade de desenvolvimento e padronização de indicadores de desempenho para a manutenção da transmissão, em nível nacional e internacional, para adequada gestão da empresas e avaliação da eficiência das práticas adotadas por cada uma. 2. Estudos aprofundados sobre o impacto da PV. 3. Estudo baseado na Teoria dos Jogos no intuito de estimar requisitos de aumento o desempenho das equipes de manutenção, frente às regras determinadas pelo agente regulador e pelos empregadores, buscando conhecer a eficácia de conceder recompensas a elas em função do desempenho das FTs. 4. Desenvolvimento de metodologia integrada de manutenção, onde os pontos fortes das principais filosofias são associados a técnicas de otimização multiobjetivo e de apoio a decisão multicritério, baseadas em métodos inteligentes (algoritmos genéticos e nebulosos, sistemas especialistas, entre outros).

Apêndice A

Roteiro de Entrevista

Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Elétrica Curso de Especialização em Sistema de Energia

Estratégias de Manutenção Equipamentos de Subestações da Rede Básica Roteiro para Entrevista Apresentação O setor elétrico brasileiro vem passando por profundas mudanças, e a atividade de manutenção, requisito estratégico para as empresas de transmissão, também estão sendo desafiadas a dar respostas a estas mudanças. Desverticalização, privatizações, leilões de concessões de novas instalações, parcela variável, etc., têm levando as empresas a repensar suas estratégias de negócio e de manutenção. Neste sentido, esta pesquisa, em formato de entrevista, visa obter os conceitos dos responsáveis sobre o planejamento da manutenção de sistemas de transmissões, as estratégias adotadas pelas empresas e alguns parâmetros técnicos. Esta pesquisa fará parte de estudos que resultarão em Monografia com o título “Manutenção em Sistema de Transmissão – Análise das Estratégias Adotadas no Brasil”, para efeito de obtenção de grau de Especialização em Sistemas de Energia, junto ao Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Catarina. O formulário abaixo tem apenas a finalidade de preparar e orientar o entrevistado em relação às questões que serão abordadas na entrevista. Cada questão, ao posicionar no campo e pressionar a tecla F1, apresentará uma breve explicação sobre as intenções da pergunta. Em momento oportuno será feito contato telefônico para agendar a entrevista e para esclarecimentos. Cabe ressaltar o sigilo absoluto em relação às estratégias e aos dados aqui apresentados, jamais se referindo o nome das empresas ou pessoas. Qualquer dúvida, entrar em contato com Fabiano Petrillo pelo telefone (48) 3231-7396 ou pelos e-mails [email protected] ou [email protected]. Desde já agradecemos à atenção e pelo apoio.

Eng. Fabiano Petrillo (Eletrosul) Responsável pela Pesquisa Dr. Raimundo Teive (UFSC) Orientador

1

1. Questões Estratégicas (Qualitativas) 1.1 Qual(is) o(s) método(s)/estratégia(s) que sua empresa adota para planejar a manutenção de seu sistema de transmissão?

1.2 Qual(is) o(s) índice(s) que sua empresa usa para gerenciar/controlar o desempenho do sistema de transmissão?

1.3 Qual(is) o(s) índice(s) que sua empresa usa para gerenciar/controlar as atividades realizadas pelas equipes de manutenção?

1.4 Como é a organização dos sistemas de informação para a manutenção? Quais atividades abrangem?

1.5 Como é a distribuição espacial das equipes de manutenção?

1.6 Como é a atuação dos operadores nas questões de manutenção?

1.7 Qual é o posicionamento de sua empresa sobre o monitoramento dos equipamentos?

1.8 Qual é a visão sua (ou de sua empresa) sobre os rumos/as tendências para o futuro da manutenção de sistemas de transmissão?

2

2. Questões Operacionais (Quantitativas)

2.1 Quais são os valores dos parâmetros para cálculo de confiabilidade para os Equipamento

Quantidade (Unidades)

Idade Média (anos)

Vida Útil (anos)

Taxa de Falha (falhas/ano)

Tempo Médio de Reparo (horas/interv)

Transformadores/Reatores? Disjuntores? Seccionadores? Transformadores de Potencial? Transformadores de Corrente? Pára-raios?

3

2.2 Quais são as rotinas/os procedimentos de manutenção para os (sucintamente) Equipamento

Rotina/Procedimentos de Manutenção

Transformadores/Reatores?

Disjuntores?

Seccionadores?

Transformadores de Potencial?

Transformadores de Corrente?

Pára-raios?

4

2.3 Qual(is) o(s) sistemas(s) de monitoramento e a(s) grandeza(s) monitorada(s) para Equipamento

Uso de Técnicas de Monitoramento/Parâmetros Monitorados

Transformadores/Reatores?

Disjuntores?

Seccionadores?

Transformadores de Potencial?

Transformadores de Corrente?

Pára-raios?

5

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