As ambições futuras arrojadas da Anglian Water no domínio da gestão do desempenho dos activos
"A água é o nosso negócio. Lidamos com ela com cuidado e não lhe custamos dinheiro." É esta a missão da empresa britânica de abastecimento de água Anglian Water. Localizada no leste de Inglaterra, a Anglian Water abastece diariamente quase sete milhões de clientes com acesso a água potável e serviços de reciclagem de água. Com um forte compromisso para com a prosperidade ambiental e social da região, a Anglian Water é o primeiro fornecedor de serviços públicos a integrar este objetivo nos estatutos da empresa. Este facto coloca o interesse público no centro das operações da Anglian Water, garantindo que as prioridades ambientais e sociais serão tidas em conta para as gerações vindouras.
Os mesmos princípios orientam os objectivos da Anglian Water na gestão do desempenho dos activos. Para se certificar de que pode fornecer água potável limpa e reciclá-la em segurança, hoje e no futuro, com um impacto mínimo no ambiente, a Anglian Water está empenhada em manter e melhorar a saúde e o desempenho dos seus activos operacionais. Para isso, a empresa investe em vários projectos, incluindo em novas tecnologias inovadoras para monitorizar os seus activos remotos, tanto de água como de reciclagem de água. As informações fornecidas, por sua vez, ajudam a empresa a passar de inspecções manuais baseadas no tempo para uma estratégia de manutenção mais proactiva - beneficiando os clientes, o ambiente e os resultados.
Como parte desta estratégia de manutenção melhorada, a Anglian Water estabeleceu uma parceria com a empresa tecnológica Samotics, sediada nos Países Baixos, um fornecedor líder de informações acionáveis em tempo real para otimizar o desempenho e a eficiência energética dos motores CA e do equipamento rotativo. Através de algoritmos alimentados por IA e de uma técnica denominada análise da assinatura eléctrica (ESA), o Samotics oferece à Anglian Water uma tecnologia de deteção de avarias robusta e de alta qualidade, associada a informações sobre o desempenho e a energia, para ajudar a empresa a eliminar os períodos de inatividade não planeados, reduzir os riscos, diminuir os custos e poupar energia.
Estamos sempre a esforçar-nos por aumentar a fiabilidade e a eficiência das nossas instalações e activos críticos. Para o fazer de forma sustentável, estamos a avançar para uma abordagem de manutenção mais pró-ativa, em que as informações baseadas em dados e acionáveis são cruciais para tomar decisões comerciais positivas.
Annesley Crisp, Gestor de Projectos e Envolvimento de Montras, Anglian Water
Implementação de análises preditivas numa vasta gama de activos, tanto no domínio da água como da reciclagem de água
A Anglian Water opera mais de 1.000 centros de reciclagem de água e mais de 140 estações de tratamento de água espalhadas por uma grande área geográfica, com muitos dos seus activos operacionais críticos em locais muito remotos e de difícil acesso. Antes da implementação, a Anglian Water reuniu-se com a equipa do Samotics para uma avaliação aprofundada, a fim de determinar onde a tecnologia preditiva proporcionaria o maior valor nas condições específicas dos locais da sua rede.
Foi rapidamente determinado que o sistema de monitorização do estado dos activos SAM4 baseado em IA da Samotics poderia ajudar a Anglian Water a enfrentar desafios únicos na monitorização da sua frota de equipamento submerso. Como o SAM4 usa um conjunto de técnicas para analisar a assinatura elétrica de um motor, seus sensores são instalados dentro do gabinete de controle do motor (MCC) por design. Isto permite à empresa de abastecimento de água captar dados fiáveis e acionáveis sobre o estado e o desempenho dos activos à distância, sem estar perto do ativo submerso. Estas capacidades remotas eliminam a necessidade de visitar regularmente o equipamento submerso para inspecções, permitindo à equipa da Anglian Water passar de uma manutenção baseada no tempo para uma abordagem mais proactiva.
Como resultado, uma vasta gama de activos, incluindo bombas de furo, parafusos de entrada e rotores de aeração, espalhados por mais de 25 locais, estão agora sob monitorização 24 horas por dia, 7 dias por semana, dos algoritmos alimentados por IA da Samotics, que podem detetar e classificar falhas em desenvolvimento numa fase muito precoce.
Com os nossos equipamentos submersos que não conseguíamos monitorizar de forma fiável anteriormente, dependíamos de inspecções de rotina baseadas no tempo ou de manutenção reactiva, equipamento de reserva e mitigação. Graças ao SAM4, podemos agora monitorizar de forma fiável e remota não só o estado, mas também as caraterísticas de funcionamento para compreender se os activos ainda estão a funcionar de forma eficiente. Ser eficiente prolonga a vida útil do ativo, poupa energia e reduz o risco operacional.
Tom RustDiretor de Desenvolvimento Tecnológico, Anglian Water
Como a deteção precoce do desenvolvimento de falhas no rotor de arejamento evita consequências catastróficas
A Anglian Water fornece mais de 1 bilião de litros de água todos os dias a mais de 2 milhões de lares e 110 000 empresas. Para fornecer água limpa, a empresa baseia-se em processos biológicos de tratamento de água que removem a matéria orgânica solúvel e o amoníaco. Para facilitar estes processos biológicos, é necessária uma grande quantidade de oxigénio para que os micróbios possam remover os poluentes. É aqui que os sistemas de arejamento entram em ação e desempenham um papel importante.
Os rotores de arejamento são componentes críticos dentro destes sistemas de arejamento; as suas lâminas desencadeiam a mistura da água e as turbulências trazem o ar para as camadas inferiores do fluxo de água. Os rotores de arejamento são activos essenciais nos processos contínuos de reciclagem de águas residuais, o que os torna activos de elevada criticidade. Assim, a ocorrência de um período de inatividade em qualquer rotor de arejamento reduziria instantaneamente a capacidade do local. Isto pode resultar numa perda de serviço para os clientes e em grandes riscos ambientais devido a incidentes de poluição.
Devido aos pontos acima mencionados, a receção de avisos precoces sobre falhas em desenvolvimento tem um impacto significativo nas operações da Anglian Water, que são ilustradas pelos dois estudos de caso SAM4 seguintes.
Estudo de caso de deteção de falhas 1
O alerta precoce de um desequilíbrio mecânico num rotor de arejamento permitiu planear a manutenção num momento ótimo
Em julho de 2021, os algoritmos orientados por IA do SAM4 começaram a sinalizar o rotor em um dos locais da Anglian Water para sinais de desequilíbrio mecânico e / ou folga. O sistema notificou a Anglian Water da falha em desenvolvimento (Figura 1), mas como o SAM4 foi capaz de a detetar numa fase inicial, não foi necessária qualquer ação imediata. Duas semanas mais tarde, uma medição de vibração confirmou o alerta enviado pelo SAM4.
Durante os 3 meses seguintes, a SAM4 continuou a monitorizar o estado do rotor, que apresentava aumentos de energia esporádicos. Em dezembro, surgiu uma boa oportunidade para efetuar uma manutenção, durante a qual a equipa da Anglian Water substituiu o motor, o acoplamento e a caixa de velocidades do rotor. Quando a Anglian Water inspeccionou o conjunto retirado, encontrou um desequilíbrio evidente no rotor, o que confirmou mais uma vez a notificação inicial da SAM4. Após estas substituições, o rotor voltou ao seu funcionamento normal (Figura 2).
Com base nos dados em tempo real do SAM4 sobre o estado dos activos, a equipa da Anglian Water pôde tomar medidas atempadas, evitando uma falha catastrófica, que poderia ter conduzido a um grande tempo de inatividade, a elevados custos de manutenção e a um potencial evento de poluição.
Estudo de caso de deteção de falhas 2
O conhecimento contínuo e em tempo real do estado do rotor de arejamento permitiu à equipa tomar medidas para reduzir os riscos
Em outubro de 2021, o SAM4 emitiu um alerta de alta prioridade para o rotor de um dos locais, indicando um aumento súbito de energia em torno da frequência de rotação e apontando para sinais de desequilíbrio mecânico e/ou folga (Figura 3). Na altura, o SAM4 só tinha sido instalado no rotor há duas semanas. Devido à gravidade do problema que se estava a desenvolver, o sistema instou imediatamente a equipa da Anglian Water a inspecionar o equipamento na primeira oportunidade e aconselhou a preparação de substituições de componentes. Vários dias depois, uma medição de vibrações confirmou que havia uma folga no conjunto do motor e da caixa de velocidades.
Com base nos dados e recomendações do SAM4, a equipa da Anglian Water planeou trabalhos de correção imediatos para garantir que o ativo continuava a funcionar. Após as medidas de intervenção, o estado do ativo melhorou ligeiramente, o que era visível nos dados do SAM4 (Figura 3). No entanto, a falha subjacente não foi corrigida. Assim, durante os 1,5 meses seguintes, o SAM4 continuou a monitorizar o estado do rotor, o que mostrou que a intensidade energética continuava a aumentar gradualmente.
Em 10 de dezembro, o SAM4 detectou outro aumento acentuado, indicando que a falha tinha progredido para a fase seguinte (Figura 4). O sistema notificou a Anglian Water e colocou o ativo em alerta vermelho. Durante os dias seguintes, os valores mantiveram-se elevados, o que levou o sistema a enviar um alerta de seguimento, desta vez apontando para um aumento de energia em torno das frequências relacionadas com os rolamentos. Em 14 de dezembro, a equipa da Anglian Water recebeu uma notificação de que o rotor iria falhar em breve.
No entanto, uma vez que o rotor tinha de continuar a funcionar para garantir que o local de reciclagem de água permanecia em plena capacidade, não foi possível retirar imediatamente o ativo para manutenção. Infelizmente, isto resultou na avaria do ativo em 15 de dezembro, antes de surgir uma oportunidade para efetuar reparações. Enquanto o rotor não estava operacional, a SAM4 monitorizou de perto outros activos no local para dar confiança às equipas da Anglian Water nos processos de mitigação e temporários implementados.
Em 11 de março, a equipa da Anglian Water encontrou um momento oportuno para instalar um novo conjunto de rotor. Assim que o ativo voltou a funcionar, ficou imediatamente visível nos dados SAM4 (Figura 5).
O Samotics acertou em cheio com a falha do rotor num dos nossos locais do WRC. A causa raiz foi exatamente como SAM4 previu. Com base nos conhecimentos do SAM4, pudemos efetuar trabalhos de correção e manter a unidade a funcionar para conformidade. Apesar de ter falhado no final, o SAM4 estava 100% correto e permitiu-nos tomar medidas para mitigar os riscos.
Tom RustDiretor de Desenvolvimento Tecnológico, Anglian Water
A Anglian Water evitou custos elevados utilizando a tecnologia de análise preditiva da Samotics
Ao sinalizar com precisão o desenvolvimento de falhas no rotor de aeração, o Samotics ajudou a Anglian Water a tomar medidas oportunas para evitar falhas catastróficas e preparar ações para reduzir os riscos. Por sua vez, isso ajudou a concessionária de água a aumentar a eficiência e a confiabilidade de seus locais de reciclagem de água, para que pudesse continuar a reciclar a água de forma eficaz e devolvê-la com segurança ao meio ambiente.
Além disso, a equipa da Anglian Water conseguiu poupar muitos custos adicionais. Uma vez que a equipa sabia, com meses de antecedência, de uma falha iminente, a manutenção podia ser planeada na altura ideal, evitando muitos custos não planeados relacionados com a manutenção. Por exemplo, uma substituição completa do rotor teria sido muito mais dispendiosa do que apenas a substituição de um componente específico em falha. E se o rotor falhasse e não houvesse peças sobresselentes disponíveis, a equipa teria de alugar equipamento de emergência, aumentando ainda mais os custos.
Finalmente, com os conhecimentos do Samotics, a equipa da Anglian Water minimizou com sucesso o risco de potenciais incidentes de poluição, salvaguardando a qualidade e a disponibilidade do abastecimento de água aos clientes. Isso também ajudou a empresa a evitar os impactos financeiros associados.
Implementar com êxito uma estratégia de manutenção proactiva para a eficiência e fiabilidade a longo prazo da água e da reciclagem de água
Para continuar a fornecer serviços sustentáveis de água e reciclagem de água a uma área em crescimento crescente, a Anglian Water está empenhada em explorar novas abordagens digitais para melhorar todas as partes da sua atividade. Isso também inclui objectivos arrojados no que diz respeito à manutenção da saúde e do desempenho dos activos operacionais. Uma grande iniciativa atualmente em curso é a passagem para uma estratégia de manutenção mais proactiva que permitirá à empresa alcançar a fiabilidade e eficiência a longo prazo da sua água e reciclagem de água para beneficiar os clientes, o ambiente e a linha de lucro.
Ao implementar a tecnologia preditiva do Samotics, a Anglian Water obtém informações em tempo real que ajudam a empresa a implementar com sucesso uma estratégia de manutenção proactiva e a trabalhar de uma forma mais orientada para os dados. Como resultado, a Anglian Water elimina o tempo de inatividade não planejado, reduz o risco, diminui os custos e economiza energia, garantindo que possa continuar atendendo às necessidades atuais e futuras de água da região, minimizando seu impacto no meio ambiente.
O nível de informação que recebemos do Samotics sobre a saúde e o desempenho dos nossos activos críticos permite-nos avançar com sucesso para uma estratégia de manutenção mais proactiva.
Tom Swain, Diretor de entrega de otimização, Anglian Water
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