A demanda por novas tecnologias em produtos e processos vem crescendo, a cada ano, diante das transformações do mercado, da busca por mais eficiência, produtividade e por diferenciais competitivos. Acompanhando essa tendência, o Lactec tem diversificado suas linhas de pesquisa, desenvolvimento e inovação, bem como seu portfólio de serviços tecnológicos para atender às necessidades do mercado. Em 2019, a empresa conclui 18 projetos de PD&I, que oferecem soluções aplicáveis e que promovem melhorias nas rotinas operacionais, de manutenção e de gestão de ativos de empresas dos setores elétrico, de petróleo e gás e automotivo.

“O Lactec é um centro de referência em projetos de PD&I, reconhecido em âmbito nacional e com um histórico de mais de seis décadas de atuação. Nem por isso nos acomodamos. Estamos em constante evolução, aprimorando nossas competências para nos adaptar aos novos desafios tecnológicos e agregar valor ao nosso portfólio e aos projetos entregues aos clientes”, afirmou o diretor de Operações Tecnológicas, Lauro Elias Neto.

O executivo lembra que o Lactec reúne um acervo de aproximadamente 400 projetos de PD&I finalizados com êxito. São pesquisas que geraram produtos e tecnologias inovadoras, contribuindo para o desempenho das empresas, a segurança de trabalhadores e para a melhoria da qualidade ambiental e da qualidade de vida das pessoas.

Eficiência operacional

Entre os projetos finalizados em 2019, estão pesquisas que resultaram no desenvolvimento de técnicas de emissão acústica para o monitoramento da integridade estrutural de equipamentos e da dinâmica de combustão de usinas térmicas de ciclo combinado (gás e vapor). Essas técnicas permitem melhorar a eficiência operacional das plantas, além de prolongar a vida útil dos equipamentos e reduzir as emissões.

Um dos produtos gerados a partir dessas pesquisas foi o protótipo de um sistema computacional capaz de buscar um modelo, que expresse o ponto de operação com melhor eficiência dentro dos limites técnicos e ambientais, fornecendo recomendações para a tomada de decisão quanto à eficientização operacional da usina.

Outro projeto na área de geração termelétrica resultou no desenvolvimento de um equipamento nacional para inspeção e diagnóstico automático de danos em tubulações de pequeno diâmetro de caldeiras de usinas. Com a disponibilização da tecnologia para as rotinas das térmicas, é possível ampliar a frequência das inspeções e reduzir custos com manutenção corretiva.

As refinarias de petróleo também empregam a geração térmica para abastecer suas plantas de produção, usando como combustível o gás resultante do processo de refino. O problema é que esse gás contém catalisadores e enxofre residual que, ao longo do tempo, causam a erosão e corrosão de componentes do equipamento que faz o aproveitamento do gás para gerar energia. Para melhorar a eficiência do equipamento, conhecido como Hot Gas Expander, pesquisadores do Lactec desenvolveram um estudo, propondo a aplicação de revestimentos nos componentes da turbina, por processo de aspersão térmica e deposição física de vapor (PVD, na sigla em inglês). O projeto comprovou melhorias na resistência e, por consequência, do desempenho operacional.

Monitoramento de ativos

Ainda nessa vertente de criar técnicas e metodologias, que viabilizem a manutenção preditiva de equipamentos, pesquisadores do Lactec desenvolveram uma técnica que possibilita a medição e monitoramento de correntes elétricas de transformadores de potência energizados. Pelos métodos tradicionais é preciso desligar os equipamentos. A proposta é antever possíveis falhas no transformador, evitando faltas no fornecimento de energia, que afetam os consumidores e impactam financeiramente a concessionária.

Para o setor de petróleo e gás, o Lactec desenvolveu um simulador digital e um projeto conceitual para a construção de um laboratório de testes em bombas ESP. Esses equipamentos são usados em plataformas de exploração de petróleo e, por conta das condições rigorosas de operação, estão sujeitos a falhas mecânicas e elétricas. A simulação digital permite identificar preventivamente a ocorrência de defeitos. Isso evitaria os elevados custos de retirada e reparo dessas bombas, além do prejuízo financeiro com a interrupção na produção para manutenção.

Outro projeto, também no setor de petróleo e gás, propõe a aplicação de sensores intrínsecos de fibras ópticas para identificação de problemas de instabilidade em obras lineares instaladas no entorno de encostas de serras. Os dados obtidos a partir do monitoramento com fibras ópticas permitem a interação com um modelo computacional, idealizando uma forma de gerenciar riscos de rupturas, bem como de aprimorar e calibrar permanentemente o modelo.

Modernização do controle e operação

As concessionárias do setor elétrico têm ampliado seus investimentos na adoção de tecnologias de redes inteligentes em busca de melhor desempenho operacional. O Lactec tem tido uma contribuição expressiva nessas soluções. Um exemplo disso foi o projeto de desenvolvimento de uma plataforma experimental de um sistema inteligente de controle e supervisão para operação de alimentadores urbanos, por meio da aquisição de dados remotos, em tempo real, visando à modernização de sistemas de distribuição de energia.

Um dos diferenciais desse projeto é a utilização de técnicas de inteligência artificial para o desenvolvimento de uma nova metodologia, que visa o tratamento das informações provenientes das chaves e religadores com ações de indicação mais precisas do local das ocorrências de faltas de energia para o rápido restabelecimento no fornecimento aos consumidores.

Ainda no campo de tecnologias de redes inteligentes, o Lactec desenvolveu uma metodologia de compressão de dados, que aproveita as características dos sinais oscilográficos (tensão e corrente), visando a sua armazenagem de forma contínua, nos medidores de qualidade de energia. Isso possibilita às concessionárias dispor de dados mais precisos sobre o desempenho das redes elétricas e eventuais falhas no suprimento de energia.

Eficiência energética

Na área de geração hidrelétrica, um dos projetos concluídos pelo Lactec teve como objetivo principal testar e verificar um novo conceito de projeto de usinas para aumentar a eficiência energética a partir da utilização das cheias excedentes, comumente descarregadas pelo vertedouro. O projeto proposto, caracterizado pela associação de descarregadores de fundo à casa de força para gerar queda adicional, mostrou-se capaz de induzir ganhos de queda expressivos para usina. No piloto avaliado, os ganhos foram de até 7% de queda adicional em relação à estrutura convencional.

Os resultados dos ensaios em modelo físico permitiram a verificação e aprimoramento das metodologias disponíveis para estimar o efeito ejetor analiticamente, avaliar a viabilidade econômica de aplicação do conceito proposto para UHEs e calibrar modelos computacionais para auxílio da estimativa do efeito ejetor.

Capacitação e segurança ocupacional

Entre as pesquisas concluídas pelo Lactec, em 2019, estão também iniciativas voltadas à capacitação e à segurança de profissionais do setor elétrico. Em um dos projetos, foi desenvolvido um ambiente virtual, que reproduz de forma fiel uma subestação, para treinamento em manutenção de linhas de transmissão energizadas (linha viva). A tecnologia de realidade virtual é aplicada como uma ferramenta complementar de capacitação com as vantagens da segurança, ludicidade e imersão no processo de aprendizagem, cujos resultados são avaliados por inteligência artificial.

Já na área de segurança ocupacional, um dos projetos finalizados foi focado no desenvolvimento de um arranjo de ensaio para verificar as propriedades mecânicas de equipamentos de proteção individual (EPIs) e coletivas (EPCs) usados em atividades em redes energizadas. A regulamentação atual não prevê ensaios mecânicos periódicos, que testam a resistência de materiais, por conta de seu caráter destrutivo. Os arranjos desenvolvidos por meio dessa pesquisa se mostraram eficientes para realizar os ensaios em luvas, mangas e lençóis isolantes, cobertura de condutores e varas de manobra, sem inutilizar os materiais.

Análise de emissões

Uma das contribuições do Lactec para o setor automotivo se deu com o projeto de P&D, concluído em 2019, que avaliou os efeitos do aumento do teor de biodiesel no óleo diesel, em porcentagens acima dos 7% praticados, em 2017, tanto nas emissões como no desempenho dos motores e veículos que usam esse tipo de combustível. Além do levantamento de dados a respeito dessas influências, o projeto buscou desenvolver uma metodologia inovadora de análise de emissão de material particulado, utilizando-se técnicas de microscopia eletrônica e tratamento de imagens.

Controle ambiental

A infestação de bromélias aéreas (Tillandsia spp) nos cabos de redes de distribuição de energia é um problema comum às concessionárias em várias regiões do país e representam custo adicional de manutenção. Um estudo finalizado pelo Lactec, no ano passado, resultou no desenvolvimento de um protótipo de ferramenta inovadora para a remoção dessas plantas em redes energizadas. A pesquisa também se dedicou a desenvolver uma metodologia para o controle da infestação de bromélias, avaliando as condições ambientais favoráveis à proliferação, como a qualidade do ar.