Companhia Hidro Elétrica do São Francisco- Chesf

Transcrição

1 Robô Parcela Variável (ROBÔ PV), carro com Controle Remoto para Acessar Áreas Internas dos Bancos Capacitores e Compensadores Estáticos com a finalidade de Inspecionar e Retirar Objetos Estranhos ao Ambiente. Autores David Duarte Nunes Evandro Soares de Macedo Companhia Hidro Elétrica do São Francisco- Chesf

2 RESUMO Objetivou-se com este projeto a construção de um carro robótico (Robô Parcela Variável), com o intuito de cortar, rastelar e pulverizar com herbicidas as plantas de áreas internas aos bancos capacitores e compensadores estáticos de 69 e 230 kv, bem como inspecionar os locais de acesso restrito e a retirada de pequenos animais ou objetos estranhos ao ambiente - ROBÔ PV, podendo ser utilizado em qualquer subestação ou quaisquer outras áreas sob similares condições onde necessite evitar a exposição do homem aos riscos. Com o advento da parcela variável a partir de junho de 2008, onde são descontados até minutos da franquia, ou cobrados a indisponibilidade dos equipamentos em minutos, o carro robótico foi concebido para enfrentar este desafio da nova realidade do Sistema Elétrico de Potência - SEP. Os bancos de capacitores e compensadores estáticos de 69kV, não são penalizados com parcela variável, mas estes, quando desligados para corte e retirada de plantas no seu interior ficam indisponíveis para o sistema. Porém, os bancos capacitores e compensadores estáticos de 230kV trazem diminuição do faturamento das empresas e sofrem com a redução das horas de franquia.

3 INTRODUÇÃO As justificativas para concepção do carro robótico vêm já de algum tempo, ou seja, de aproximadamente sete anos, em 2002, pois já se comentava a chegada da Parcela Variável e os impactos no faturamento da Empresa; Esta somente passando vigorar em 3 de junho de Com intuito de minimizar os custos da empresa, quando da liberação de bancos capacitores de 69 e 230 kv, fim de cortar e pulverizar o mato dentro destes ambientes restritos surgiu a idéia de se construir um robô para realizar este tipo de atividade, sem risco para o homem e nem prejuízo para a empresa. Com a definição da data em que entraria em vigor a Parcela Variável, em janeiro de 2008 começou-se a realizar o projeto que era uma preocupação desde 2002, o carro robótico foi concebido para enfrentar este desafio da nova realidade do Sistema Elétrico de Potência - SEP. Os bancos de capacitores e compensadores estáticos de 69kV, não são penalizados com parcela variável, mas estes, quando desligados para corte e retirada de plantas no seu interior ficam indisponíveis para o sistema. Enquanto os bancos capacitores e compensadores estáticos de 230kV trazem diminuição no faturamento.

4 DESENVOLVIMENTO Inicialmente, buscou-se apoio técnico, e partiu-se para o desenvolvimento do robô, tendo como base um carro de controle remoto um pouco mais robusto, comercializado no mercado local. A opção foi pelo modelo MONSTER da DTC que tinha tração nas quatro rodas. Nele adaptou-se um reservatório para o herbicida juntamente com uma mini bomba do tipo utilizada pela partida a frio de automóveis, montando assim o conjunto responsável pela pulverização do herbicida. Depois, a preocupação foi com a parte que faria o corte das plantas. Neste caso foram testados vários métodos, uns mais eficientes, outros menos. Após erros e acertos, chegou-se ao modelo em se que utiliza um pequeno motor onde estão presas duas lâminas do tipo usadas em estilete, esta montagem foi feita em um suporte que deixa as bambas, para que as mesmas não quebrem num possível choque com as britas ou com as bases das estruturas dos equipamentos, o que aconteceu no modelo anterior do desenvolvimento, onde as lâminas eram fixas. Para o acionamento destas duas novas partes, a exemplo da responsável pelo corte e a responsável pela pulverização, foi necessário modificações da parte eletrônica do pequeno carro, onde foram acrescentados mais canais de radio. Nos primeiros testes, fizemos corte de plantas em tamanhos e tipos diferentes, obtendo um bom resultado, porém, com algumas lâminas quebradas. A modificação para lâminas bambas solucionou este problema. Com o acréscimo destas novas funções ao carro, houve uma maior demanda na capacidade de corrente da bateria, inviabilizando o uso do carro, limitando ao tempo de 15 minutos. Foi então trocada a bateria por uma de 12V e 7Ah, porém com 1,6 kg. Ganhou-se uma autonomia de 50 minutos e também um novo problema, a estrutura do carro de brinquedo era frágil, não suportando tal peso quando em uso mais exigente. Fizeram-se mesmo assim duas limpezas no CE de CGD, com ótimos resultados, mas com a certeza da necessidade de modificar a estrutura do carro robô, pois precisava de mudanças na velocidade, considerada alta para aquelas atividades, bem como, ser

5 mais robusto para suportar a nova bateria e mais outros acessórios que viriam como um rastelo e uma plataforma para a retirada de animais ou objetos. As modificações estruturais começaram pela análise das engrenagens, seguidas de remanejamentos em suas posições e confecções de novas engrenagens. As novas engrenagens foram feitas inicialmente por meios de cópias em acrílicos, porém não resistiram aos esforços causados pelas áreas britadas. Tentamos engrenagens em Nylon, entretanto, a qualidade e os dentes pequenos deixaram o robô com muitos problemas. Resolvemos então substituir os motores por modelos que tivessem redução própria e robustez adequada; a escolha foi pelos utilizados e vidros elétricos de carro, sendo escolha acertada, principalmente, na opção de associar um motor a cada roda do robô, um verdadeiro 4x4 em miniatura, principalmente após a substituição das rodas originais, feitas de EVA, por rodas com câmaras de ar. Apresentando-se robusto, pesado e com tração nas quatro rodas, conjunto ideal para uma das tarefas deste equipamento para a retirada de objetos estranhos ou animais mortos dentro da área restrita. Assim, ganhou novas transmissões, novos motores e novas funções. Foi então obrigado a abandonar a casca de nascimento, obtendo-se uma nova estrutura, inicialmente em nylon, depois em alumínio o que lhe conferiu a robustez necessária ao que se propunha. Nesta nova roupagem teve-se uma preocupação com o centro de gravidade do conjunto, onde deveria necessariamente ser baixo para evitar que tombasse no interior da área com restrição e assim, não podendo sair sem uma liberação desta. Outra preocupação muito importante foi com a autonomia do equipamento, que atingindo certo limite de segurança, alerta o operador do robô para a suspensão dos trabalhos e saída da área de risco antes da falta de controle sobre o robô, evitando assim, que fique preso por falta de bateria. Pensando ainda em segurança, também foi instalado um sensor que vigilante a posição do robô, viesse a suspender o comando sobre a lâmina quando este se encontra em posição de ponta cabeça, posição em que a lâmina fica completamente exposta. Nos primeiros testes no corte e pulverização de plantas no CE de CGD, ficou claro a necessidade do pulverizador para aquelas regiões onde a lâmina não consegue

6 trabalhar. Também surgiu a necessidade de uma câmera que desse uma visão mais detalhada do trabalho que estava sendo realizado. Com estas decisões surgiu a idéia de inspeção através da câmera, como por exemplo, inspeções em equipamentos e em estado de estruturas. A utilização da câmera trouxe uma nova problemática: a transmissão, a recepção e possível gravação das imagens. Acresceu-se também, a necessidade de comando de movimentos desta câmera para que as inspeções fossem verdadeiramente úteis. Com movimentos verticais e horizontais a câmera faz inspeção visual detalha das bases, estruturas e dos equipamentos de forma segura e eficiente, sendo até uma espécie de manutenção preditiva. Para esta tarefa procurou-se no mercado regional modelos de câmeras que transmitiam imagens por Rádio freqüência sem fio. Fizemos um novo controle remoto para o equipamento e este passou a ser constituído por uma pequena tela de LCD, responsável pelas imagens e por comando dos movimentos do robô, da câmera e dos acionamentos das lâminas e pulverizador. A operação do robô é simples, quando o operador, posicionado externamente a área com restrição, comanda todos os recursos do robô PV a uma distancia de até 100 m com confiabilidade e visão detalhada do trabalho que está sendo realizado. Com movimentos completos o robô pode cortar e rastelar as plantas, e, naqueles locais onde as lâminas não alcançam, fazer a pulverização com herbicida, sendo este, próprio e recomendado pelo Ministério da Agricultura. A idéia do robô trouxe inovação, economia e principalmente segurança nas tarefas envolvendo áreas de risco.

7 CONCLUSÃO (ÕES) O projeto foi concebido utilizando-se um carro de controle remoto passando por adaptações com melhorias continuas, sendo testadas periodicamente. Houve ainda incrementos de componentes adaptáveis como: pulverizador com herbicidas para áreas restritas às hélices de corte das plantas, rastelos para remoção das plantas cortadas, plataforma para retirada de objetos ou pequenos animais, monitor de tensão sonoro para os conjuntos de baterias, com a função de alertar o descarregamento das mesmas, com isto evitando-se que o robô permaneça preso no interior do ambiente enquanto a operação está sendo executada. Instalou-se também micro câmera de vídeo, com movimentos horizontais e verticais para melhor visualização e inspeções, sendo possível, inclusive, de serem gravadas em tempo real. Os resultados obtidos pelos testes múltiplos praticados comprovaram que a velocidade de deslocamento, os cortes efetuados, pulverização e inspeção obtiveram êxitos. Os ganhos para o Sistema Elétrico de Potência (SEP) possibilitaram a utilização do carro robótico evitando exposições do ser humano aos riscos impostos em atividades energizadas e os atinentes atos inseguros, garantindo uma maior confiabilidade, disponibilidade e continuidade dos equipamentos mencionados, evitando-se a utilização de horas da franquia dos equipamentos em desligamentos programados e intempestivos.

8 ILUSTRAÇÃO