Tecnologia da Coppe ajuda a monitorar geradores de hidrelétricas

Um sistema desenvolvido na Coppe para aplicação em usinas hidrelétricas utiliza sensores de fibra óptica para fazer o monitoramento remoto da temperatura dos geradores, dispensando a presença humana nos ambientes onde aqueles equipamentos costumam ser instalados, que além de serem pequenos, apertados e quentes, são sujeitos a radiações eletromagnéticas. A fibra óptica também é imune às interferências eletromagnéticas que afetam os resultados das medições.

O trabalho, fruto da tese de doutorado de Regina Allil e da dissertação de mestrado de Bessie Ribeiro, ambas alunas do Programa de Engenharia Elétrica da Coppe, foi premiado na 5ª International Conference of Sensing Technology, realizada em novembro na Universidade de Massey, Nova Zelândia. O trabalho recebeu o prêmio de melhor apresentação oral em pôster entre outros 43 inscritos.

O estudo consiste no desenvolvimento, implantação e operação de uma tecnologia de monitoramento remoto da temperatura de geradores de potência de usinas hidrelétricas a partir de sensores a fibra óptica. Instalada há dois anos e meio na usina hidrelétrica de Samuel, no rio Jamari, em Rondônia, a tecnologia tem dado bons resultados, comprovando a eficácia do projeto.

Segundo Regina Allil, que atualmente é pesquisadora do Laboratório de Instrumentação Fotônica (LIF) da Coppe, “acompanhar a temperatura dos hidrogeradores previne danos ao equipamento e garante vida útil mais longa”. Como qualquer máquina, os hidrogeradores esquentam durante o funcionamento, o que pode levar a um sobreaquecimento. Caso exceda a temperatura limite de 110°C, o calor pode provocar problemas como uma pane ou o envelhecimento precoce de peças.

Composto por quatro sensores e apenas um cabo de fibra óptica, o sistema ajuda a acompanhar a oscilação de temperatura de um dos cinco hidrogeradores da usina de Samuel, cada um com uma potência de 42,5 MW. Para regular essa variação, que deve permanecer entre 80ºC e 90°C, um software desenvolvido especialmente para essa função transmite on-line e em tempo real informações sobre o estado do gerador.

Medições remotas e mais precisas

O grande diferencial do projeto da Coppe é a utilização de uma fibra óptica especial, a qual passa por um processo óptico que permite a gravação das chamadas redes de Bragg, que funcionam como sensores. Além de não ser afetada pelas radiações eletromagnéticas, a fibra óptica pesa menos que os fios de cobre e é de fácil instalação.

Outra vantagem dessa tecnologia é permitir que as medições sejam feitas remotamente, evitando a presença humana num ambiente desconfortável e até insalubre. “O mínimo contato garantido pelo acompanhamento remoto propicia mais segurança para os técnicos envolvidos nas medições”, ressalta Bessie Ribeiro, que atualmente é doutoranda da Coppe. Para Regina Allil, o bom funcionamento dos sensores num ambiente tão inóspito para medições quanto o de uma hidrelétrica já é, por si só, uma vitória do projeto.

A utilização da nova tecnologia também melhora o aproveitamento de espaço do local onde ficam as máquinas, pois, em vez de vários cabos de cobre, basta um único cabo de fibra óptica.

O orientador da tese e da dissertação e coordenador do LIF, professor Marcelo Werneck, do Programa de Engenharia Elétrica da Coppe, ressalta que a utilização de sensores a fibra óptica é apenas uma das linhas de pesquisa desenvolvidas no laboratório, que também trabalha com sensores térmicos, de alta tensão, biológicos e outros. “A aplicação da fibra óptica pode propiciar soluções para o setor de óleo e gás até então não atendidas pelos sensores convencionais. Um exemplo é a detecção de bactérias, assim como medidas de pH em lâminas d’água acima de cinco mil metros de profundidade”, ressalta o professor.

Werneck antecipa que já se encontra em negociação um contrato a ser firmado com a Petrobras para medição de gases em campos de exploração do pré-sal, na Bacia de Campos.