Esgotos mais inteligentes: Cortar custos e reduzir as falhas das máquinas com uma manutenção proactiva

Os serviços de abastecimento de água em todo o mundo estão a enfrentar desafios consideráveis, como o envelhecimento das infra-estruturas, fenómenos climáticos extremos e o rápido crescimento da população. Todos estes factores estão a afetar significativamente o desempenho dos sistemas de água existentes, tornando mais prováveis e mais frequentes problemas como bloqueios, transbordos de esgotos, fugas e falhas de activos. Em resposta, muitas organizações estão a melhorar e a otimizar a forma como operam e mantêm o seu equipamento crítico através de uma abordagem de manutenção proactiva. Esta forma mais inteligente de efetuar a manutenção pode ajudar a resolver o problema da falha do equipamento devido à idade e a danos, ao mesmo tempo que oferece benefícios operacionais significativos. Então, o que mais podem as equipas dos serviços de água conseguir com uma abordagem proactiva?

O que é a manutenção proactiva? 

A maioria das estratégias de manutenção proactiva é uma mistura de iniciativas de manutenção preventiva e de manutenção baseada nas condições (CBM). A manutenção preventiva utiliza visitas programadas regularmente para garantir que o equipamento está a funcionar bem, em vez de enviar equipas apenas quando algo já falhou (manutenção reactiva). A CBM vai um pouco mais longe e utiliza técnicas que medem um ou mais parâmetros físicos do estado do equipamento - corrente, tensão, lubrificante, vibração, etc. - para identificar alterações no comportamento de uma máquina que sinalizam uma falha em desenvolvimento. Ao estimar o estado dos activos, as equipas podem programar intervenções de manutenção atempadas e evitar falhas inesperadas.

Com o aumento da inteligência artificial (IA) e da Internet industrial das coisas (IIoT), monitorização do estado podem agora analisar continuamente grandes quantidades de dados de sensores recebidos. Isto traz benefícios adicionais a uma abordagem de manutenção baseada em condições que é alimentada por sistemas de monitorização de condições baseados em IA.

Os alertas em tempo real sobre o estado dos activos permitem que as reparações sejam programadas conforme necessário, eliminando os elevados custos e riscos de segurança das chamadas de emergência e das reparações - e os custos ainda mais elevados de reputação e regulamentares de um incidente de poluição ou de uma interrupção do abastecimento de água. As empresas podem otimizar a utilização dos escassos recursos de manutenção sem comprometer a fiabilidade. É possível encontrar poupanças de custos em todas as fases, desde problemas inesperados com o equipamento até activos que funcionam em condições não ideais durante um longo período de tempo.

Três formas de reduzir os custos operacionais com uma abordagem de manutenção proactiva 

Nesta publicação do blogue, destacaremos três benefícios da manutenção proactiva que ajudam a reduzir os custos operacionais e a otimizar os recursos de manutenção. Para tal, utilizaremos exemplos reais de empresas de águas residuais que utilizam a nossa tecnologia de monitorização de condições, SAM4 Health. 

Benefício 1: Reduzir o número de consultas de controlo

Com as estações de bombagem e as estações de tratamento das empresas de abastecimento de água espalhadas por todo o país - por vezes em zonas extremamente remotas - as visitas de controlo são demoradas. Também raramente são eficazes. Pode surgir uma avaria na semana ou mesmo no dia seguinte a uma inspeção sem que tenha havido qualquer sinal de aviso durante a visita anterior. Este tempo gasto em inspecções regulares de estações remotas seria um custo operacional elevado em qualquer clima, mas é especialmente dispendioso face à escassez de mão de obra qualificada.

Por exemplo, um dos nossos clientes do sector das águas residuais agendava tradicionalmente cerca de 70 000 visitas de manutenção por ano. Como é frequentemente o caso, têm muitas estações de bombagem de águas residuais em áreas remotas. Verificavam frequentemente estas estações para evitar o risco de um evento de poluição devido a bloqueios das bombas. Essas muitas visitas geralmente constatam que as estações estão em boas condições de funcionamento. A implementação do SAM4 Health deu à empresa de serviços públicos uma visão fiável e contínua do estado dos activos em cada estação de bombagem. Isto, por sua vez, permitiu-lhes reduzir as visitas sem valor acrescentado, dar prioridade à manutenção e otimizar a programação do pessoal.  

Num caso específico, a empresa de abastecimento de água tinha uma estação de bombagem remota com duas bombas localizadas a funcionar num regime alternado de serviço e espera. Uma noite, o SAM4 Health detectou sinais de desenvolvimento de entupimento numa das bombas. A análise dos dados sugeriu um bloqueio parcial que não exigiu uma resposta de emergência, uma vez que a outra bomba ainda era capaz de cumprir as funções da estação. A situação foi monitorizada e, 48 horas depois, um alerta laranja informou o cliente de que o incidente estava a decorrer, mas que a situação poderia ser resolvida no prazo de uma semana.

Cerca de uma semana mais tarde, o SAM4 detectou sinais de um bloqueio em desenvolvimento na segunda bomba, o que levou a um alerta vermelho urgente. Uma equipa de manutenção deslocou-se imediatamente à estação de bombagem, levantou as duas bombas e descobriu dois bloqueios parciais. Estas foram desbloqueadas e as bombas foram rapidamente recolocadas em funcionamento. 

A monitorização exacta do estado e as informações sobre a gravidade do problema permitiram à empresa de água otimizar o planeamento da manutenção, evitando o risco de danos na bomba e um potencial evento de poluição, que pode implicar uma coima de até 150 000 euros por incidente. 

Benefício 2: Reduzir os trabalhos de manutenção reactiva

Do aluguer de equipamento às horas extraordinárias do pessoal e aos custos de fornecimento, é incrivelmente dispendioso esperar para fazer reparações até haver um problema. Na melhor das hipóteses, as reparações reactivas podem significar uma dispendiosa mitigação de emergência. Na pior das hipóteses, esperar até que haja um problema, como uma falha de um ativo, pode resultar num incidente de poluição, que tem elevados custos ambientais e de reputação, para além de multas avultadas. Por outro lado, com a manutenção baseada nas condições, as equipas podem planear antecipadamente as reparações e substituições de um único ativo.

Considere o seguinte caso. O SAM4 Health foi instalado numa configuração de quatro bombas de parafuso de entrada de águas residuais que elevam e filtram o fluxo que chega a uma grande estação de tratamento. Num caso particular, o SAM4 Health detectou um aumento da energia espetral em duas frequências relacionadas com as correias. O SAM4 aconselhou o cliente que, para além de inspecionar as correias, deveria inspecionar todo o sistema de transmissão para garantir que os problemas com as correias não causavam tensões numa outra parte do sistema que pudessem levar a uma avaria no futuro.

O engenheiro do cliente determinou que as correias estavam incorretamente tensionadas e, quando inspeccionou toda a transmissão, reparou que havia alguns parafusos soltos, bem como um problema de rolamento na entrada da caixa de velocidades. O cliente criou uma ordem de trabalho planeada para efetuar a manutenção necessária nas correias e na caixa de velocidades. Depois de efectuada a manutenção, o SAM4 Health confirmou que a bomba de parafuso tinha voltado a funcionar corretamente.

O cliente não tinha conhecimento de quaisquer problemas com os parafusos de Arquimedes e notou que este alerta precoce lhe poupou 360 000 euros em custos de mitigação de emergência e 120 000 euros em reparações pós-falha. Também valorizou a capacidade de planear a manutenção necessária numa altura conveniente, quando os outros parafusos de entrada eram capazes de lidar com todo o fluxo de entrada, evitando um potencial risco de poluição.

Benefício 3: Custos de reparação e substituição mais baixos

Uma avaliação precoce e exacta baseada no estado significa que as empresas podem reduzir drasticamente os custos de reparação e substituição. Em vez de substituir peças de acordo com um período de utilização, as empresas podem esperar até que seja necessária uma substituição com base no estado de um ativo. Mais importante ainda, as reparações podem ser planeadas com antecedência, evitando tempos de inatividade não planeados e minimizando o retrabalho e a escassez de peças.

Como exemplo, outro cliente de água instalou a solução Samotics' SAM4 Health em quatro rotores de aeração numa estação de tratamento de águas residuais. O sistema detectou um aumento da energia espetral na frequência de rotação do motor, o que é um indicador de desequilíbrio mecânico. O cliente também tinha um sistema de monitorização do estado das vibrações instalado no rotor, mas esse sistema ainda não tinha enviado um alerta de anomalia. Após a notificação, o cliente pôde programar a manutenção para que a capacidade do local não fosse interrompida e substituiu a caixa de velocidades que era a fonte do desequilíbrio detectado. Após esta manutenção, o SAM4 confirmou o regresso a um comportamento saudável. 

Graças a este alerta atempado, o cliente pôde programar e efetuar a manutenção necessária sem perturbar a capacidade do local e numa altura em que as reparações podiam ser feitas de forma mais rápida e barata. O cliente estimou que a notificação do SAM4 evitou 54 mil euros em custos de manutenção, 40 mil euros em custos de atenuação de emergência e até 400 mil euros em multas por poluição.

Reduzir os custos de energia

Também vale a pena referir o potencial de otimização energética. Muitos serviços de abastecimento de água estão a reduzir a energia como parte de um plano de zero líquido, mas também é possível encontrar poupanças de custos significativas na redução de energia. Os alertas em tempo real sobre o estado dos activos permitem que as equipas de manutenção resolvam os problemas numa fase inicial, o que mantém as bombas a funcionar de forma eficiente. Ao longo do tempo, estes dados também podem oferecer uma visão significativa dos locais em todo o sistema para reduzir o consumo de energia e aumentar consideravelmente a fiabilidade.