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Captulo XIV

Manuteno de sistemas de misso crtica

H mais de um ano, iniciamos a publicao deste

fascculo com o objetivo de trazer tona um pouco

mais de informaes sobre condicionamento de

energia e acabamos abrindo o tema para aplicaes

de misso crtica. Falamos no apenas sobre UPSs

estticas e suas aplicaes, mas ampliamos os temas

para refrigerao e monitorao e gerenciamento.

Contamos com a colaborao de grandes

profissionais da rea de misso crtica que

se dispuseram a transferir um pouco de seu

conhecimento e expertise a nossos leitores.

Agradecemos tambm s empresas que permitiram

que seus profissionais e colaboradores participassem

destas publicaes.

Reforamos que o objetivo destes fascculos

foi oferecer uma introduo aos diversos temas e

especialidades que compem aplicaes de misso

crtica, novas tecnologias, entre outros assuntos.

Para fechar nossa publicao, vamos falar um

pouco sobre manuteno e cuidados necessrios a

equipamentos e sites de misso crtica.

Aps a implementao de um sistema de

misso crtica, sua operao tambm um

ponto fundamental. Por isso, o planejamento de

manutenes peridicas de grande importncia

para a operao correta e para prevenir falhas

Por Luis Tossi e Henrique Braga*

inesperadas. Esta rotina envolve diversas

verificaes e testes, baseados no padro de cada

fabricante ou nas solicitaes do prprio cliente.

Com o objetivo de complementar este

planejamento, indicado:

o monitoramento remoto, que permite a

superviso do sistema ou de partes dele, garantindo

seu correto funcionamento;

a obteno/instalao de sobressalentes, em

substituio a componentes com falha e com

vida til expirada ou reduo considervel de sua

capacidade (baterias);

outras melhorias possveis, como atualizao de

softwares, etc.

Contrato e gerenciamento remoto para manuteno

O objetivo de ter um contrato de manuteno

o aumento da disponibilidade (aumento do MTBF

Mean Time Between Failure) e da confiabilidade

do seu sistema, por meio de um acompanhamento

preventivo peridico do sistema de misso crtica,

em que alguns tipos de falhas podem ser detectados

antes de acontecerem, aumentando, dessa forma, a

confiabilidade do sistema. No contrato, colocado

geralmente disposio do cliente um servio de

FimFimFim

23Apoio

planto 24 horas x 7 dias para, em caso de pane, restabelecer

o pleno funcionamento dos sistemas com a maior rapidez

possvel (reduo do MTTR Mean Time To Repair).

Com este foco de manuteno nos sistemas de misso crtica,

a aplicao crtica funciona com a maior disponibilidade,

evitando perdas de produo, financeiras e prejuzos de uma

forma geral.

Este acompanhamento peridico permite que se tenha

um histrico dos equipamentos, por meio do qual podem ser

estudados o seu desempenho e envelhecimento.

Sabe-se que umas das maiores causas de falhas em

equipamentos eletroeletrnicos o acmulo de sujeira

associada umidade, que, alm de ocasionar desligamentos

desnecessrios, tambm pode ocasionar baixa isolao eltrica

(curtos-circuitos), que geram grandes danos aos equipamentos

e at s instalaes.

Em cada manuteno preventiva, so realizadas:

1) leituras da temperatura dos contatos de fora dos

equipamentos (visando a encontrar aquecimentos por mau

contato);

2) checagem de todos os ajustes de superviso, operao

(visando a detectar uma operao errada);

3) acompanhamento, testes e deteco de elementos defeituosos

de todo o banco de baterias e do conjunto de exaustores.

As manutenes preventivas tambm servem para manter

os equipamentos sempre limpos, testados e em perfeito estado

de operao.

Com o objetivo de agregar maior capacidade de

gerenciamento aos contratos de manuteno, implementam-se

as supervises remotas, nas quais podemos incluir:

UPS;

STS;

Banco de bateria;

PDU;

RPP;

Grupos geradores;

ATS;

Etc.

Os sistemas de monitoramento remoto agregam diversas

informaes e auxiliam na identificao, diagnstico e anlise

de problemas que afetam a sua operao. Tais sistemas podem

ter comunicao bidirecional, no ar 24h por dia, e ser uma

interface para o cliente ou para o prprio fabricante. So

desenvolvidos para, remotamente, diagnosticar, monitorar e

gerenciar o status operacional dos equipamentos pela rede

telefnica, rede SNMP, rede MODBUS, etc.

Alguns sistemas fornecem aviso precoce de uma condio

24 Apoio

Figura 1 ndice de falha de componentes eletroeletrnicos (curva em forma de banheira).

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ia de falha futura ou instantnea (alerta vermelho), permitindo uma manuteno efetiva e proativa, alm de uma resposta veloz, proporcionando aos clientes tranquilidade e uma viso

global do sistema. Os ciclos bsicos destes sistemas envolvem:

Monitoramento

Eventos, grandezas, parmetros, etc., so registrados

diariamente. Os dados tambm podem ser acessados

remotamente e em tempo real, alm de possurem diferentes

nveis de segurana de acesso;

Diagnstico

A superviso pode identificar falhas instantneas

remotamente ou determinadas condies que possam

encaminhar para uma falha no futuro;

Suporte

Agregado ao servio pode haver planto tcnico 24h por

dia. O fabricante pode oferecer suporte remoto ou local,

havendo necessidade;

Soluo

O tcnico identifica a soluo pela anlise dos dados

monitorados e, em alguns casos, com o auxlio de um

banco de dados de possveis solues para o problema

detectado. Relatrios mensais ou pontuais podem ser gerados

e encaminhados, indicando o comportamento do sistema

durante eventos, um perodo e as tendncias para o futuro.

Apesar de importante, alguns clientes ainda relutam na

contratao de servios de manuteno preventivas devido

aos custos e indisponibilidade do sistema para manuteno.

Entretanto, importante comparar os custos do contrato com o

real prejuzo (custos diretos e indiretos, como lucros cessantes,

horas extras, dentre outros) de uma possvel falha. Outro fator

importante confrontar os possveis inconvenientes de uma

parada programada com os prejuzos certos de uma parada por

falha, cujo risco aumenta com a ausncia de manutenes.

Com estas duas anlises, voc consegue concluir sobre a

importncia desta contratao e qual a modalidade que melhor

lhe atende.

Outras vantagens a garantia de atendimento personalizado

e preferencial para os clientes, alm de serem disponibilizadas

as ltimas revises de software, garantindo sempre o melhor

desempenho possvel.

Sobressalentes O objetivo de se comprar sobressalentes e substitu-los

prximo ao trmino previsto de suas vidas teis garantem o

bom funcionamento do sistema e a operao contnua das

cargas crticas. No caso de no substitu-los quando sugerido,

alm de precisar troc-los necessariamente mais tarde (ou at

mais componentes, pois a falha pode propagar o defeito), os

gastos finais acabam sendo maiores, pois envolvem lucros

cessantes, horas extras, etc.

Alm disso, fundamental possuir sempre como

sobressalentes um kit completo de fusveis e varistores (ambos

so construdos preparados para queimarem, ou seja, abrirem

o circuito antes que um surto eltrico ou sobrecarga atinja os

componentes subsequentes a eles, e geralmente mais caros,

como semicondutores, etc.) e outros sobressalentes importantes,

como placas de controle do equipamento (normalmente

o crebro da mquina), dentre outros. Dessa maneira, a

atuao no sistema imediata com a troca do componente,

evitando problemas como indisponibilidade de peas, devido

a uma possvel alta demanda momentnea (mesmo para fins

preventivos), ou mesmo aps o sistema j ter sado de linha (

comum tal condio, devido alta vida til dos sistemas UPS).

A fadiga e o desgaste so inerentes a qualquer componente

eletroeletrnico. Seus ndices de falha so regidos pela chamada

curva em forma de banheira, como identificado a seguir:

O trecho inicial corresponde moralidade infantil ou regio

de falhas precoces, em que o (taxa de incidncia de defeito)

mais alto. Depois vem uma regio de constante, que corresponde

vida til do componente. Finalmente, com o envelhecimento do

componente, volta a aumentar.

Se os componentes de um equipamento ou sistema so sujeitos

a manuteno, de modo que venham a ser substitudos antes de

atingir a regio de envelhecimento, pode-se considerar que esse

equipamento ou sistema tem sempre seus componentes na regio

de constante.

Os componentes mais comuns de serem substitudos so os

seguintes (todos esses itens, e muitos outros, so verificados durante

as manutenes preventivas):

Exaustores: a vida til dos exaustores de aproximadamente

35.000h, quando este perodo, em que o constante, termina.

A falha de um exaustor, caso no seja confirmada como precoce,

falhas precoces vida normal

(t)

tempo t

envelhecimento

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ia um indcio de que todos os exaustores devem ser substitudos; Capacitores de filtro: estes capacitores geralmente tm a funo de filtrar o ripple do sinal de sada de retificadores

(variao DC caracterstica da sada deste tipo de circuito) ou o

sinal de PWM (Pulse Width Modulation, Modulao por Largura

de Pulso) do chaveamento de inversores. Tal funo desgasta

os capacitores, os quais devem ser substitudos quando seus

valores comeam a apresentar variaes ou dentro da vida til

indicada pelo fabricante;

Baterias: a vida til das baterias varia de acordo com diversos

fatores externos, como ciclos de descarga, temperatura ambiente,

perodos de armazenagem, etc. A vida til nominal indicada

pelos fabricantes varia com o tipo de bateria, e geralmente

de cinco anos (existem opes de dez e 20 anos). Entretanto,

devido ao nvel de gravidade destes fatores externos, a vida

til pode ser reduzida consideravelmente, ou seja, pode ser

necessrio substituir por completo tal banco antes do trmino da

sua vida til nominal, indicada principalmente pelas constantes

falhas em baterias isoladas.

Na tabela a seguir, podemos verificar a previso de vida til

destes e outros componentes eletroeletrnicos, considerando as

seguintes condies:

Sala condicionada (mdia de 25 C; mximo de 30 C em menos

Tabela 1 Vida Til de componenTes eleTroeleTrnicos

Cada equipamento j possui uma lista padro de sobressalentes,

construda baseado nas caractersticas de cada equipamento. Esta lista

divida em trs kits bsicos, os quais abrangem juntos os componentes

necessrios para a grande maioria dos atendimentos. So eles:

Kit 1: fusveis;

Kit 2: semicondutores, exaustores e capacitores;

Kit 3: placas.

Componentes

Capacitores DC

Capacitores AC

Exaustores

Semicondutores de potncia

Placas eletrnicas (PCB)

Placas microprocessadas (PCB)

Rels

Componentes magnticos

Chaves e cabeamento

Vida til preVista (anos)

5-7

7-8

4

10

10

8

7

20

10

de uma hora por dia;

Umidade controlada;

Carga mdia de sada menor que 80%;

Instalao indoor.

27Apoio

Baterias no so adquiridas como sobressalentes, pois,

alm das dificuldades e restries de armazenamento, a

maioria dos equipamentos pode trabalhar com um ou dois

monoblocos a menos em situaes de emergncia, dando

tempo suficiente para que seja adquirido um banco de

baterias novo.

Manuteno de baterias VRLA Vamos falar um pouco mais sobre os mtodos de

manuteno de baterias VRLA, pois este importante

componente de aplicaes de misso crtica sempre

negligenciado e acaba sendo um dos maiores causadores de

falhas.

A manuteno normal de baterias VRLA geralmente

resume-se a uma srie de testes descrita a seguir:

Medio de tenso em aberto e em flutuao;

Inspeo visual dos terminais e conexes (sinais de

corroso);

Verificao de rachaduras ou vazamentos;

Verificao de integridade das conexes.

Nos anos de 1970, as baterias mais utilizadas eram as

ventiladas, em que os mtodos de manuteno convencional

funcionavam, pois era possvel v-las internamente

(controlando nveis de sedimentao), alm de se poder medir

a densidade e fazer as eventuais correes.

Com a introduo das baterias VRLA (vasos no

transparentes e sem acesso soluo), os mtodos antigos

deixaram de ser teis e novas tecnologias se fizeram

necessrias.

O mtodo mais utilizado e confivel atualmente o de

medio de impedncia. As baterias VRLA comeam sua vida

til com uma impedncia tpica sempre muito similar dentro

do padro do fabricante.

No decorrer de sua vida til, com o processo de corroso

de suas placas ocorrendo, esta impedncia vai crescendo,

mas de forma homognea dentro de um mesmo banco em

uso. Qualquer desvio significativo de um elemento dentro da

mesma amostragem (banco) indica um problema provvel de

corroso excessiva e perda de confiabilidade.

Este problema pode ser ocasionado por perda de eletrlito,

devido a uma trinca no vazo. O mtodo mais comum de

medio circular uma corrente AC pelo elemento a ser

medido, calculando-se ento a impedncia do bloco.

Existem diversos aparelhos de teste, com algumas

particularidades e diferenas entre eles, dependendo do

fabricante, mas em suma, todos levam a resultados similares

aumentando, de forma significativa, a confiabilidade das baterias.

Estes testes devem ser feitos regularmente (no mnimo a

28 Apoio

Figura 2 Sistema de medio por bloco de baterias.

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cada seis meses) e, quanto maior for a regularidade, maior

ser a confiabilidade do sistema. Existem diversos sistemas de

medio por bloco de baterias que fazem esta medio em

tempo integral. Estes sistemas normalmente so bastante caros,

porm agregam muita confiabilidade aos bancos de baterias. A

figura acima mostra um destes sistemas de medio.

Verifica-se que as medies ocorrem em tempo real aos

valores de tenso, corrente, impedncia, alm de permitirem,

em caso de descarga, traar a curva de descarga bloco a

bloco, prevendo eventuais falhas e antecipando necessidades

de substituies.

importante lembrar que as substituies de alguns poucos

blocos dentro de um banco, apesar de no recomendadas, so

comuns. Lembramos ainda que as medies de impedncia

devem ser rotineiras, assim como devem ser mantidos os

registros para acompanhamento das tendncias das baterias e

seu envelhecimento.

Testes de sistemas completos Tambm so recomendados, mas nem sempre possveis

de serem realizados, testes completos de desligamento da

energia comercial e partida dos GMGs, com cargas resistivas

em substituio carga crtica.

Tais testes simulam a real condio de falha e podem

antever uma eventual falha de um ou mais componentes do

sistema em uma condio em que as falhas para a operao

sero nulas.

O grande problema destes testes que os sites de misso

crticas atuais funcionam 24h x 7 dias e no permitem

desligamentos. Mas, mesmo assim, a manuteno e a

simulao sero sempre o melhor mtodo de diagnstico de

falhas.

Tambm recomendamos o investimento em treinamento

das equipes de manuteno para que saibam operar os

equipamentos em caso de falhas e atuar em caso de

emergncia. Alm disso, manter contratos de manuteno

com um nvel de SLA aceitvel sua aplicao tambm

sugerido, pois somente os especialistas possuem prtica e

vivncia para atuar em casos de emergncia com rapidez e

eficincia.

Referncias: www.chlorideonline.com

M. Cocchi Preventive Maintenance Replacement;

AA_0004_1-1

G. Gambirasio The UPS handbook (3rd edition) Peter

Blend/David Bond; Escola Politcnica da Universidade de So

Paulo (Poli/USP).

*LuiS ToSSi engenheiro eletricista e diretor-geral da Chloride Brasil. Atua na rea de condicionamento de energia e aplicaes de misso crtica h 23 anos, com larga experincia em produtos, aplicaes e tecnologias de ponta.

HENRiQuE BRAGA engenheiro eletricista pela Fundao Educacional inaciana Pe. Saboia de Medeiros (FEi) e, desde 2001, atua na rea de sistemas par a cargas de misso crtica.Atualmente, gerente de servios da Masterguard do Brasil.

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