Eletrocentros: novas tendências no fornecimento de sistemas elétricos pré-montados

fev, 2010

Edição 48, Janeiro de 2010

Por Felipe Mancini

Eletrocentros: novas tendências no fornecimento de sistemas elétricos pré-montados

Apesar de já serem utilizados em alguns setores industriais como também na área de mineração, os eletrocentros e sua tecnologia de aplicação aparecem como novas tendências para a área elétrica e começam a ser aplicados em outros segmentos, como o marítimo e o de construção civil

Surgidos, no Brasil, na década de 1960, os eletrocentros começaram a ser mais utilizados nos últimos anos,,quando passaram a ser aplicados em setores industriais de grande porte que necessitavam da instalação de plantas cada vez maiores e mais rápidas. Isso porque eletrocentros são conjuntos elétricos, eletrônicos, esquematizados em fábrica, com todos os componentes, equipamentos e acessórios montados, interligados, pré-comissionados e entregues na obra, prontos para serem energizados.

Dessa forma, na hora de aplicar um eletrocentro a um determinado projeto são desenvolvidas verdadeiras salas elétricas metálicas, que conseguem eliminar as grandes construções em alvenaria anteriormente necessárias para fazer a instalação elétrica. Assim, é otimizado o tempo de elaboração da instalação para fornecer energia à obra. São instalações ideais para projetos que não permitem ou para os quais seria muito custoso elaborar toda uma instalação em uma construção de alvenaria.

Essa tecnologia é um novo conceito, que pode ser aplicado em diversas áreas, e está cada vez mais presente nos setores industriais, em especial, nas empresas de mineração, de construção civil e em plataformas marítimas.

Para explicar melhor o que vem a ser um eletrocentro, tomemos como exemplo uma planta industrial que deveremos transportar, instalar, interligar, comissionar e dar o start-up em equipamentos elétricos de diversas tensões e funções (entradas, saídas, MT,CCM, CLP), na velocidade em que empreendimentos de grande porte são projetados nos dias de hoje.

 

Aliados a isso, adicionamos a distância destas plantas dos centros urbanos e fornecedores, o grau de dificuldade da armazenagem e mão de obra da instalação no local. Isso sem esquecer-se de considerar possíveis fatores climáticos e outros tipos de interferência que possam acontecer durante as várias etapas do processo de instalação.

 

Para contornar os problemas de instalação em empreendimentos de grande porte e de difícil acesso, aproveitando o desenvolvimento tecnológico dos materiais e componentes, foram desenvolvidos os eletrocentros para fornecer, em um só conjunto, já montados, instalados, interligados e pré-comissionados, os equipamentos elétricos e eletrônicos de todos os níveis de tensão e utilização.

 

Como mencionado, no início da aplicação dessa tecnologia, seu uso estava voltado para plantas de mineração. Assim como as máquinas do processo podiam avançar de acordo com a movimentação da planta, todas as subestações dos eletrocentros metálicos também poderiam acompanhar essa mudança. Foi verificado que esse processo garantia maior eficiência à instalação e que sua utilização poderia ser aplicada a outras áreas comerciais, industriais e marítimas.

 

 

Utilização

Não há limites para emprego dos eletrocentros. Em teoria, pode-se utilizar essa tecnologia em qualquer tipo de instalação, local e a qualquer distancia do centro fornecedor. Os principais segmentos que utilizam esse tipo de conjunto são de mineração, indústrias petroquímicas, siderúrgicas, usinas elétricas indústrias químicas e plantas de gases industriais. Em geral, o eletrocentro é transportado já montado para aproveitar da facilidade de já ter o conjunto pronto para uso.

 

Um exemplo de superação das distâncias e das adversidades é percebido na instalação em plataformas marítimas de campos de exploração de petróleo e gás natural. Para transportar o conjunto metálico até alto mar poderia se pensar, em um primeiro momento, que o meio ideal seria o transporte por cabotagem. Porém, a limitação atual dos equipamentos de içamento das plataformas obriga a subdivisão do eletrocentro a remontá-lo na plataforma. Esse exemplo demonstra que qualquer instalação pode utilizar os eletrocentros.

 

Essa tecnologia chegou ao País por meio de plantas de mineração, além de ser muito usado em plataformas marítimas e em alguns shelters (abrigo) de tamanhos limitados. Atualmente, já existem diversos eletrocentros metálicos instalados no País com significativa participação também na exportação para países da América Latina, como Chile, Peru, Colômbia e Equador, e em áreas de alto nível de abalos sísmicos.

 

 

Composição básica

Um eletrocentro padrão é formado por cubículos de média tensão, painéis de baixa tensão, painéis de Controles Lógicos Programáveis (CLP), transformadores a seco, entre outros equipamentos elétricos. Em uma dessas estruturas metálicas, para garantir a segurança dos trabalhadores da instalação, o eletrocentro tem que contar ainda com portas corta-fogo, com fechadura anti-pânico; flaps laterais, para alívio de pressão em caso de arco interno nos painéis; sistema de climatização; e portas para inspeção de barramento na parte traseira dos painéis (opcional).

 

Para que possa ser instalado em um empreendimento, é necessário que haja um projeto completo com documentação técnica, incluindo cálculo estrutural, que inclua ainda sistemas de iluminação interna, externa e de emergência; de pressurização; barras para aterramento; que todos os equipamentos integrantes do escopo sejam montados; e que aconteçam os testes, o comissionamento e o start-up. O projeto pode incluir ainda, opcionalmente, plataformas e guarda-corpo e sistemas de detecção, alarme e combate a incêndio.

 

 

Projeto e construção

Assim como qualquer outro tipo de projeto elétrico, os elaborados para eletrocentros também devem ser bastante precisos e, por isso, é necessário que os projetistas tenham um cuidado especial com o aspecto construtivo da instalação.

 

Deve-se levar em conta sua rigidez mecânica, pois a sala deverá ser compatível com o seu próprio peso; considerar a carga a ser utilizada porque esta deverá suportar os componentes instalados; a rigidez da estrutura para o içamento, que, às vezes, poderá ser içada a vários metros de altura; e a solidez para o transporte, já que um eletrocentro pode percorrer milhares de quilômetros, chegando a trocar de meios de transporte até quatro vezes.

 

Além destes cuidados iniciais, devemos levar em conta o local em que deverá ser instalado o conjunto metálico, tendo que ser conhecidos, previamente, os aspectos específicos da área, como a velocidade do vento, a altitude, o índice pluviométrico, a temperatura ambiente, os dados sismográficos, etc.

 

Com todos estes dados, o projeto eletromecânico poderá ser detalhado a partir dos cálculos de rigidez da estrutura. Sua construção mecânica é dividida em três elementos básicos, que poderão ser soldados ou parafusados, dependendo do tamanho, transporte e destino final do eletrocentro:

 

• Base (skid)

É o elemento fundamental para o suporte de todo conjunto, assim como para o içamento e para o apoio do momento do transporte.

 

• Colunas

É responsável pela interligação entre a base e o teto, além da ancoragem do revestimento, termo acústico e fechamento interno, externo, lateral e superior.< /p>

 

• Cobertura superior

Importante na rigidez do conjunto, assim como na proteção superior.

 

Como elementos termo-acústicos, os eletrocentros utilizam isolantes térmicos para o revestimento interno das paredes e dos telhados para isolar o ambiente interno e externo. O teto é dividido em dois planos inclinados, mas mantém a isolação (bolsão de ar) entre o telhado e o teto. Essa coordenação implica também uma redução de custos e um melhor aproveitamento do tempo operacional.

 

Cerca de 95% dos eletrocentros são montados sobre pilotis de aço ou pilares de concreto, com alturas médias de 1,5 m a 3,5 m, assim, a área fica com o dobro do espaço da sala. Isto significa que, ao adquirir um eletrocentro, o cliente na verdade receberá o dobro do espaço em metros quadrados. A parte inferior do conjunto poderá abrigar leitos de cabos, transformadores a seco, banco de baterias, bancos de capacitores, serviços auxiliares, etc. O fechamento das laterais poderá ser feito com materiais comuns, como telas e outros elementos metálicos.

 

A construção de um eletrocentro é subdividida em partes e se dá, em geral, como é  mostrado no exemplo a seguir:

 

• Base de fixação

É construída em viga de aço laminado.

 

• Piso interno

É estruturado por vigas transversais e longitudinais em aço carbono soldadas nas longarinas inferiores da estrutura principal. O tipo de piso, em geral, é chapa de aço lisa ou “xadrez” e pode ter como opcional pintura antiderrapante. Pode ter carga permissível de 1.250 Kg/m² e o piso falso removível com altura de 500 mm, para passagem de cabos, dotado de alçapão para acesso. A soleira de porta pode ser em aço inoxidável.

• Estrutura

É composta por colunas laterais, vigas superiores e inferiores de aço com certificado de inspeção e qualidade. A estrutura tem que ter grau de proteção IP 55, com vedação entre chapas de silicone e vedação das portas de borrachas padrão naval.

 

• Revestimento

É feito de dupla chapa de aço carbono, com revestimento externo, em geral, de 2 mm espessura de chapa e de 1,5 mm para o revestimento interno. Recomenda-se que as chapas sejam 100% galvanizadas.

 

• Fechamento do teto

De dupla chapa de aço carbono, com espessura de telha de 50 mm, deixando um colchão de ar entre telha e teto. A chapa da telha e de fechamento também deve ser 100% galvanizada e se recomenda que a espessura seja de 3 mm para teto. A carga suportável no telhado deve ser de 200 Kg/m² e tem que possuir calhas laterais para escoamento de água.

 

• Portas de acesso

Recomenda-se que a porta de acesso de pessoal tenha barra anti-pânico e seja feita com largura de 1 m e altura de 2,1 m; e as portas duplas de acesso de equipamento e pessoal, por sua vez, devem ter largura de 2 m por uma altura de 2,5 m (com barra anti-pânico opcional). A fixação das portas é feita com dobradiças soldadas com pinos em aço inoxidável e o controle de acesso pode ser feito por cartão magnético.

 

• Processo de pintura

De toda a estrutura, tanto externa, quanto interna, deve ter base em primer epóxi e acabamento em poliuretano anti-linfático. Recomenda-se que a pintura do piso seja feita com tinta antiderrapante.

 

• Instalações elétricas

Devem conter iluminação interna projetada conforme densidade luminosa exigida (básico de 500 lux) e iluminação de emergência. Toda a fiação de iluminação deve passar por eletrodutos e conduletes galvanizados a fogo. Recomenda-se a utilização de luminárias especiais.

 

• Automação

Devem-se incluir a instalação de painéis de automação de processo, sistema de supervisão e controle da sala elétrica, operação totalmente automatizada sem necessidade de operador, comunicação em rede de dados ideal para protocolo IEC 61850.

• Ar-condicionado

Deve ser projetado de acordo com as condições de trabalho, sendo proposta a utilização de aparelhos duplos para funcionamento contínuo, sistema automático de rodízio entre aparelhos e que as informações do ambiente sejam disponibilizadas para a automação.

 

Figura 1 – Estrutura interna de um eletrocentro

Figura 2 – Vista externa de um conjunto metálico pré-montado

Figura 3 – Porta de equipamentos

Figura 4 – Içamento duplo com guincho


Figura 5 – Instalação elétrica e sistema de proteção e combate a incêndio

 

 

Para finalizar a construção de um eletrocentro, são realizados alguns testes para garantir que o produto final está pronto para uso. O primeiro, e mais simples, é a inspeção visual e dimensional. Posteriormente, é feita o de estanqueidade da estrutura, utilizando um jato de água (dependendo do tipo e grau de proteção); em seguida é realizado o teste de continuidade elétrica (incluindo o sistema de aterramento); os testes dos equipamentos; e, por fim, é feito o teste funcional do conjunto completo, que inclui os painéis elétricos, a instalação elétrica interna, os sistemas de iluminação, de ar-condicionado e de combate a incêndio, entre outros.

 

Após a instalação e fixação do eletrocentro à base, este estará pronto para as conexões de entradas e saídas, circuitos de comando, testes finais, comissionamento final e o start-up.

 

Acessórios

Os eletrocentros poderão ser transportados com todos os acessórios normais e especiais montados e testados. Os principais são:

 

• Sistema de pressurização;

• Sistema de ar-condicionado;

• Sistema de detecção, alarme e combate a incêndio;

• Sistema de controle de acesso;

• Sistema de circuito interno de tevê;

• Sistema de proteção catódica;

• Sistema de proteção passiva contra incêndio;

• Sistema de comunicação;

• Pintura especial (atenuação de calor externo).

 

É importante ressaltar que todos os elementos de segurança operacional e ergométrica devem estar em concordância com as normas brasileiras.

 

 

Transporte

Uma vez que o eletrocentro estiver concluído em fábrica, testado e pré-comissionado, ele estará pronto para o embarque e para a instalação no destino final. Essas logísticas, previamente estudadas, permitem o transporte e a instalação do eletrocentro para o destino final.

 

Para transportar os conjuntos de eletrocentros, após a construção, os testes e a autorização para instalação no empreendimento, podem ser utilizados a malha rodoviária do Brasil e o sistema de cabotagem. Estes são os elementos b

ásicos que o País dispõe para movimentação de grandes cargas pelo território nacional.

 

Apesar de os conjuntos, mesmo subdivididos, terem grande peso, as empresas de cargas atualmente têm grande experiência e dispõem de equipamentos especiais para içamento e transporte desse tipo de carga. Este elemento tem sido um dos maiores aliados na viabilidade técnica e econômica da utilização dos eletrocentros metálicos para o Brasil e exportação para os países da América Latina.

 

 

Vantagens

As principais vantagens de utilização de eletrocentros, no lugar das instalações em alvenaria tradicional, são o custo, a rapidez e a facilidade de transporte (uma vez que há empreendimentos que o conjunto elétrico tem que se deslocar junto com o andamento da planta, tal qual acontece com as obras de mineração).

 

Quatro elementos básicos são suficientes para que os eletrocentros sejam utilizados em larga escala. São eles:

 

• Custo-benefício final tende a ser menor do que uma instalação tradicional, considerando o custo dos materiais para construção e o tempo gasto nessa tarefa.

• A construção do conjunto é feita em fábrica, portanto, independe de qualquer fator externo, com controle de qualidade e tempos diretos.

• Não é necessário que um grande número de trabalhadores seja deslocado para as obras, tornando-se depois mão de obra ociosa com alto custo social.

• Reaproveitamento total de todo conjunto no caso de expansão, mudança e novas plantas.

 

 

Futuro

Estão sendo viabilizados eletrocentros para o sistema de construção civil direcionados, principalmente, para áreas de aeroportos, arenas de eventos, grandes construções metálicas, mega shoppings, sistema de estações metroviárias, rodo-ferrovias, hangares, indústria naval, entre outros.

 

Paralelamente, projetos de parceria de construção direcionados para a indústria naval também já começam a ser elaborados, a exemplo das utilizações nos barcos de médio e grande portes construídos na Europa e nos Estados Unidos.

 


 

FELIPE ROMEU MANCINI é formado em tecnologia eletromecânica com especializações realizadas na França e na Alemanha. É diretor técnico da MacLux Assessoria Técnica, empresa especializada em eletrocentros.

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