MONITORAMENTO DA EFICIÊNCIA ELÉTRICA EM PROCESSOS DE USINAGEM

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1 MONITORAMENTO DA EFICIÊNCIA ELÉTRICA EM PROCESSOS DE USINAGEM Dalberto Dias da Costa - Universidade Federal do Paraná, DEMEC, Av. Cel. Francisco H. dos Santos, 100, CEP , Curitiba, Paraná Brasil. dalberto@ufpr.br Josef Falcon Magalhães - Universidade Federal do Paraná, DEMEC, Av. Cel. Francisco H. dos Santos, 100, CEP , Curitiba, Paraná Brasil. josefmagalhaes@gmail.com Sérgio Fernando Lajarin - Universidade Federal do Paraná, DEMEC, Av. Cel. Francisco H. dos Santos, 100, CEP , Curitiba, Paraná Brasil. fer.espanhol@gmail.com Fred Lacerda Amorim - Pontifícia Universidade Católica do Paraná Dept o de Engenharia Mecânica, R. Imaculada Conceição, 1155 Prado Velho, Curitiba fred.amorim@pucpr.br 1

2 Resumo A formação do parque de máquinas-ferramenta é geralmente orientada em função dos requisitos tecnológicos desejados, tais como a cinemática, volume de trabalho e econômicos como, por exemplo, o investimento inicial e o retorno financeiro esperado. Entretanto, o consumo de energia raramente é levado em consideração, apesar de ser um fator importante na composição dos custos de usinagem. Em parte, isto se deve à ausência de informações sobre o rendimento das máquinas e à dificuldade de acompanhamento, em processo, do desempenho das mesmas. O objetivo deste trabalho é propor e avaliar uma metodologia para o monitoramento da eficiência da energia elétrica consumida em processos de usinagem. Uma vez implementada, tal metodologia será útil ao usuário para fins de comparação do desempenho de máquinas diferentes, como também para orientar na seleção dos parâmetros de corte evitando-se assim a subutilização dos motores elétricos. A metodologia proposta compreende a integração de um wattímetro digital, com o auxílio de um software desenvolvido para um ambiente de rede industrial baseado no protocolo Modbus. Além disso, o sistema proposto foi avaliado quanto à sua capacidade de resposta às mudanças dos parâmetros de corte. Para isto foi realizado um experimento fatorial 2 2, em uma operação de torneamento de ferro fundido cinzento, tendo como fatores a velocidade e a profundidade de corte. A partir dos resultados obtidos foi possível validar a metodologia proposta. Entretanto, ainda se faz necessário maiores estudos para avaliar seus aspectos econômicos, tais como o retorno sobre investimento. 2

3 1 APRESENTAÇÃO A utilização de máquinas-ferramenta para a produção de bens de consumo ou de capital data desde o surgimento de sua primeira versão, ainda no século XVIII, a qual tinha o vapor como fonte primária de energia [1]. Desde essa data, as máquinas têm passado por constantes modificações, dentre as quais se destacam a utilização de motores elétricos e a automação flexível por meio da tecnologia CNC (Comando Numérico Computadorizado). O mercado de máquinas-ferramenta é muito diversificado e conta com a oferta de equipamentos dedicados, como por exemplo, as roscadeiras, e multitarefa tais como os centros de usinagem. Isto tem possibilitado ao usuário uma gama muito ampla de escolha. Escolha esta que, do ponto de vista técnico, geralmente é pautada pelo volume de trabalho; pelo número de graus de liberdade, ou eixos comandados, no caso maquinas CNC; pela capacidade do magazine de ferramentas; velocidades e potência nominal. Os fatores econômicos, tais como a capacidade de investimentos, custo de financiamento e o retorno sobre o investimento finalizam a seleção. O rendimento mínimo dos motores elétricos de indução foi definido por meio do Decreto Federal nº de dezembro de 2002, o qual também fixa as condições gerais para ensaios, dentre as quais se destaca a utilização da potência nominal para fins de cálculo. Como a usinagem é um processo de manufatura discreta com condições variáveis, deve-se observar que raramente os motores operam em plena carga, isto é, na capacidade nominal. É de conhecimento geral [2,3,4] que o rendimento varia em função do carregamento, portanto, seu valor real só pode ser conhecido em tempo de processo. Além dos motores, também ocorrem perdas na transmissão, as quais raramente são conhecidas. Dessa forma, torna-se extremamente difícil para o usuário avaliar, baseando-se apenas no valor do rendimento dos motores em plena carga, a eficiência elétrica em um processo de usinagem. O objetivo deste trabalho é propor e avaliar uma metodologia para o monitoramento da eficiência elétrica em processos de usinagem. A seção seguinte contém uma síntese dos principais aspectos relacionados ao consumo de energia em processos de usinagem com geometria definida. A metodologia foi dividida em duas partes. A primeira trata de uma proposta para instalação de um sistema para o monitoramento da eficiência elétrica em um chão de fábrica. A segunda contém um experimento fatorial 2 2 planejado para avaliar a capacidade do sistema proposto em detectar o efeito das variações das condições de corte sobre a potência elétrica. A apresentação de um protótipo computacional e os resultados de sua implementação são discutidos na quarta seção, a qual é seguida pelas conclusões e referências utilizadas. 2 O CONSUMO DE ENERGIA EM PROCESSOS DE USINAGEM A usinagem por geometria definida a qual compreende os processos de torneamento, furação, fresamento, mandrilamento, serramento e brochamento é realizada com taxas de remoção variáveis em equipamentos de pequeno e grande porte. As máquinas atualmente disponíveis no mercado podem conter um ou mais motores elétricos. Em um equipamento simples, como por exemplo um torno convencional, existe apenas um motor, o qual é responsável pela execução dos movimentos de corte e avanço. Entretanto, em máquinas com maior nível de automação, a quantidade de motores pode ser superior a seis. Nesse caso, além dos servomotores necessários à execução do movimento de avanço, existem outros, geralmente de pequeno porte, para a realização de tarefas auxiliares, tais como: bombeamento do fluido de corte, troca de ferramentas e transporte de cavacos. Durante a usinagem, a maior potência é demandada na realização do movimento de corte, o qual geralmente é executado em velocidades muito superiores àquelas necessárias aos movimentos de avanço. Isto implica na presença de um motor de maior potência para execução desse movimento. Tipicamente, em uma máquina CNC, o motor principal (corte) pode representar mais de 50% da potência instalada [5]. Além disso, durante a usinagem, as maiores variações de potência ocorrem no motor principal, pois as velocidades de avanço são muito pequenas quando comparadas às de corte e os motores auxiliares possuem demanda constante, isto é, não variam com as condições de processo. Dessa forma, torna-se razoável avaliar a eficiência elétrica baseando-se apenas na análise da potência de corte. Alguns autores [1,6] definem a potência de corte (PC), em W, tal como apresentado na Equação 1, onde Fc é a força de corte (N) e Vc é a velocidade de corte (m/min). A força de corte pode ser estimada pelo modelo de Kienzle [6], sendo que sua versão mais atualizada pode ser encontrada nos catálogos dos fornecedores de ferramenta [7]. A Equação 2 é uma das variantes desse modelo, onde K c1 é a pressão 3

4 específica de corte (N/mm 2 ), γ é o ângulo de saída (graus), corrigido conforme o formato do quebra cavacos, κ é o ângulo de posição da ferramenta e m é o fator de correção da influência da espessura de corte sobre a pressão de corte. Pc = F c V c (1) Fc= K 1.f.ap.(1 c γ 100 ) / (f.sen( κ)) m (2) A potência elétrica ativa (P a ) medida na entrada do motor pode ser estimada a partir do conhecimento dos valores da P c e do rendimento global (ηg), o qual engloba os rendimentos do motor e da transmissão, conforme Equação 3. De modo inverso, a P c pode ser determinada, caso o valor de P a possa ser medido, por exemplo, com o auxílio de um wattímetro. Pc Pa = ηg (3) Entretanto, o valor de ηg é função da perda global (D g ) que ocorre desde o motor até o eixo árvore da máquina, tal como definido pela Equação 4. η Pc g = (4) Pc+ Dg A perda global (D g ) é a soma das perdas que ocorrem no motor (D m ) e na transmissão (D t ). De acordo com Kosow [3] as perdas no motor podem ser classificadas em três componentes. O primeiro (D m0 ) contém a parcela que é independente da variação da carga e está relacionado com as perdas mecânicas (mancais e ventilação) mais a energia dissipada no ferro (núcleo) devido à ação de correntes parasitas e histerese. O segundo componente (D mv ) refere-se às perdas por efeito Joule no rotor e no estator e varia com o quadrado da corrente. Existe ainda uma terceira parcela, denominada de perdas suplementares, mas cujo valor é bem pequeno em motores de baixa tensão [4]. Auinger [2] resumiu as perdas em apenas a soma das componentes D m0 e D mv e propôs uma modelagem para a sua determinação, tal como apresentado nas equações 5 a 9. Segundo ele, a parcela de perda que varia com o quadrado da corrente pode ser relacionada com o quadrado do carregamento (ρ), o qual é a razão entre a potência mecânica de saída (P m ) e a potência nominal (P n ). Dessa maneira a perda no motor pode ser determinada conforme Equação 5. Dm= Dm0 Pm 2 Dmv + (5) Dividindo-se todos os termos da Equação 5 por P n pode se obter a perda por unidade de potência, tal como apresentado na Equação 6, a qual denota uma função quadrática para as perdas. dm= dm0 + dmv ( ρ) 2 (6) Dessa forma, o rendimento do motor (η m ) pode ser determinado de forma análoga ao proposto na Equação 4, após substituir P c por P m e D g por D m, tal como exposto na Equação 7. ηm = Pm+ Dm0 Pm 1 d 1 m0 Pm 2 = + + dmvρ + Dmv ρ (7) 4

5 De um modo geral, os fabricantes informam os rendimentos de seus motores apenas para três ou quatro valores de carregamento, como por exemplo: para ρ =1 (de acordo com o Decreto Federal nº 4.508); ρ =0,75; ρ =0,5 e ρ =0,25. Dessa forma, os valores para as perdas variáveis (d mv ) e constantes (d m0 ) por unidade de carga, podem ser calculados após a substituição de dois pontos conhecidos (ρ 1, η m1 ) e (ρ 2, η m2 ) na Equação 7 e cujas soluções gerais [2] são apresentadas nas Equações 8 e ρ 1 1 ρ 2 1 η m1 η m2 dmv= ρ1 2 ρ2 2 (8) dm0 1 = ρ 1 1 dmvρ1 2 ηm1 (9) As perdas na transmissão (D t ) são dependentes dos elementos envolvidos na montagem da mesma. Geralmente em máquinas convencionais empregam-se correias, polias e engrenagens com dentes retos ou helicoidais. A função desse conjunto é, principalmente, proporcionar uma variação discreta das velocidades de corte e avanço. Em máquinas com maior nível de automação é comum a utilização de inversores de freqüência, os quais propiciam a variação das velocidades com pequena dependência de elementos mecânicos. Em alguns casos adota-se, por exemplo, a transmissão direta, na qual o rotor do motor é acoplado diretamente ao eixo árvore. Observa-se, portanto, que a determinação do rendimento da transmissão é tão, ou mais complexa, quanto no caso dos motores elétricos. Além dos aspectos construtivos, o rendimento varia em função dos seguintes fatores: nível de desgaste; ajuste e desbalanceamento de seus componentes; tipo de lubrificante; velocidade e a carga aplicada. A utilização de correias, por exemplo, influencia muito sobre o rendimento da transmissão. Geralmente ele é maior para as correias dentadas e menor para as lisas. Para as correias lisas, as perdas podem ser estimadas em função do escorregamento e aumentam com a carga aplicada. As perdas nas engrenagens também variam, de modo quase linear, com a carga aplicada [8]. Entretanto, essa influência é bem menor quando comparada ao que acontece nos motores, onde a variação é quadrática. Outras variáveis importantes são a velocidade e a viscosidade do óleo, as quais influenciam na energia dissipada em sua agitação. Ao contrário do que acontece com os motores para os quais existem informações sobre seus rendimentos pouco, ou nada, é informado pelo fabricante da máquina a respeito da transmissão. 3 METODOLOGIA A metodologia aqui proposta está dividida em duas partes. Na primeira apresenta-se uma proposta de um sistema para o monitoramento da eficiência elétrica. A segunda contém a descrição de um experimento que foi realizado com o intuito de avaliar a capacidade do sistema proposto em detectar as variações da potência elétrica em função das alterações efetuadas em dois parâmetros de corte. 3.1 Sistema para monitoramento O sistema aqui proposto foi concebido tendo como base a tecnologia de redes para comunicação industrial também denominada Fieldbus. Esse termo é utilizado na designação de uma rede para a conexão de dispositivos de campo, tais como sensores e atuadores [9]. Não obstante aos esforços para a criação de um padrão para o Fieldbus, as aplicações industriais ainda continuam dependentes das tecnologias comercialmente mais atrativas. Em relação ao aspecto físico, uma solução bastante utilizada ainda é o emprego de um par de cabos trançados, o qual propicia a conexão de vários instrumentos com o sistema de controle/supervisão, por meio de interfaces RS232 ou RS485. 5

6 Quanto ao protocolo para transferência de dados existem várias opções, porém são dependentes da escolha prévia do fornecedor do instrumento. Isto é, a aquisição do primeiro instrumento define o protocolo a ser utilizado em futuras expansões da rede [9]. A Figura 1 contém uma representação esquemática de uma suposta rede dedicada ao monitoramento da eficiência elétrica em um chão de fábrica contendo máquinas-ferramenta. Figura 1 Monitoramento da eficiência elétrica em um chão de fábrica Os requerimentos mínimos dessa rede são: um microcomputador, wattímetros, um par de cabos trançados e uma interface RS485. Em cada uma das máquinas deve ser instalado um instrumento (wattímetro) para a medição da potência ativa. O fluxo de informações a ser gerenciado pelo sistema de monitoramento acontece na forma mestre-escravo. A qualquer instante o sistema (mestre) envia pela rede uma mensagem contendo a identificação do transdutor (escravo). A mensagem enviada deve atender ao protocolo de transferência vigente. O transdutor responde com o valor de potência ativa medido. O sistema identifica o respondente, processa a mensagem retornada e determina a eficiência elétrica atual da máquina-ferramenta. Diferente do que estabelece o artigo 3º do Decreto 4.508, a medida da eficiência elétrica aqui proposta refere-se apenas à determinação do carregamento (ρ) medido em um dado instante do processo de usinagem. Caso ele esteja dentro de um faixa predeterminada [ρ min ρ ρ máx ] então se considera que o processo de usinagem esteja operando com uma eficiência elétrica aceitável. O valor de ρ é a razão entre a potência mecânica (P m ) e a potência nominal do motor (P n ), tal como apresentado na Equação 10. A potência elétrica ativa (P a ), medida durante o processo, é a soma de P c com as perdas independentes e dependentes de P c, tal como definido na Equação 11, a qual foi obtida após um rearranjo das equações 3 a 6. O termo Dt representa a perda na transmissão antes da aplicação da força de corte, isto é, sem o contato ferramenta-peça. Tal como exposto na seção 2, o rendimento da mesma varia em função da carga aplicada, ou seja da força de corte. Esta variação é dada por I(F c ). Entretanto, a função I que possibilita calcular essas perdas é de difícil determinação, pois além de não ser uma informação passada pelo fabricante da máquina, ela também varia em função do estado de conservação dos elementos da transmissão. Partindo da premissa que a influência da força de corte sobre o rendimento da transmissão não seja tão grande, vide seção 2, é razoável propor que o termo I(F c ) possa ser desprezado na Equação 11 e que a mesma seja reescrita na forma da Equação 12. Nesta, o termo D z corresponde à medida da potência dissipada quando o sistema (motor e transmissão) está operando em vazio, isto é, sem corte. Para fins de 6

7 2d simplificação, o termo mv Dt que deveria aparecer nesta equação foi suprimido, pois se admite que seu valor, em condições práticas, seja muito baixo. Após o cálculo de d mv, por meio da Equação 8, o valor de P c, que é uma raiz da Equação 12, pode ser obtido pela Equação 13. Obviamente que o valor real de Pc é um pouco inferior ao obtido pela Equação 13. Não obstante, como o propósito é estimar o carregamento (ρ), a potência mecânica demandada ao motor elétrico (P m ) passa ser a soma de P c com Dt e, desta forma, a equação 10 pode ser resolvida. ρ = Pm (10) 2 Dt+ Pc+I( Fc) Pa= Dm0+ Dt+ dmv + Pc + I Fc ( ) (11) dmv Pa = Dz+ Pc 2 + Pc (12) onde, Dz= Dm0 dmv Dt 2 + Dt+ Pc= 4dmv ( ) Pa 2 dmv Dz (13) O experimento delineado a seguir foi concebido com o intuito de, além de avaliar a capacidade de resposta da metodologia proposta diante de alterações nos parâmetros de corte, comparar os resultados estimados para P c com aqueles calculados por meio das equações 1 e Medição da potência elétrica em operações de torneamento As condições de usinagem, tais como a velocidade de corte, o avanço e a profundidade influem diretamente na potência de corte, tal como definido por meio das equações 1 a 2. Em condições reais, seus valores variam, para um mesmo sistema máquina-peça-ferramenta, em função dos objetivos a serem alcançados: menor tempo ou mínimo custo. A partir das equações 1 e 2, pode-se observar que a velocidade e a profundidade exercem maior influência sobre a potência de corte do que o avanço. Diante disso, um experimento fatorial 2 2 dois fatores a dois níveis com três replicações foi executado de acordo com as condições apresentadas na tabela 1. 7

8 Tabela 1 condições adotadas no experimento Parâmetro Valor/descrição Processo Torneamento Máquina Torno mecânico horizontal de pequeno porte. Motor assíncrono, com enrolamento do tipo gaiola de Motor elétrico esquilo, potência nominal (P n ) = 4 KW, 4 pólos e freqüência = 60 Hz. Transmissão para o eixo árvore Cabeçote fixo com 2 pares de engrenagens de dentes retos ligados ao motor por meio de três correias trapezoidais. Material da peça Ferro fundido cinzento GG20 Material da ferramenta Metal duro revestido Sandvik 2015 Geometria da ferramenta WNMG MF com ângulo de saída (γ) no quebracavaco = +6º Avanço (mm/v) 0,18 mm/v (constante) Profundidade de corte (mm) ap- = 0,5 e ap+ = 1,0 Velocidade de corte (m/min) Vc- = 96 e Vc+ = 202 Todos os ensaios foram realizados com ferramentas novas, o que possibilitou eliminar a influência do desgaste, ou de outro tipo de deterioração, sobre os resultados e sem fluido de corte. A potência de corte foi determinada, vide Equação 13, pela média aritmética da potência ativa medida por meio de um wattímetro marca Kron, modelo Mult-K 120, instalado tal como delineado na seção PROTÓTIPO IMPLEMENTADO, RESULTADOS E DISCUSSÕES Um protótipo do sistema proposto foi implementado na linguagem MS Visual Basic e testado em um microcomputador PC (Pentium II 300MHz) equipado com um conversor RS485/RS232. O wattímetro avaliado foi da marca Kron, modelo Mult-K 120, cuja transferência de dados é feita via interface RS485 e protocolo Modbus RTU. Por se tratar de um estudo inicial, e ainda em fase de testes, apenas um instrumento foi instalado. Não obstante, até 247 instrumentos podem ser monitorados em uma distância de até 1000m. O sistema implementado foi adaptado às condições necessárias à execução dos experimentos, tal como pode ser visto na interface apresentada na Figura 2. Obviamente que, para fins de monitoramento da eficiência elétrica em um chão de fábrica composto de um maior número de máquinas, o referido protótipo deve ser ajustado, principalmente nos aspectos relacionados à inclusão dos wattímetros, o tempo de monitoramento e a forma de apresentação dos relatórios. Figura 2 - Interface do protótipo desenvolvido para a realização dos experimentos 8

9 Após a aquisição, um gráfico da potência total em função do tempo pode ser obtido. O exemplo apresentado na Figura 3 contém os resultados superpostos das leituras realizadas nas quatro condições ensaiadas. Por meio desta figura é possível identificar as regiões onde o motor operou em vazio (esquerda e direita) daquela (central) que coincide com o tempo de corte. O transdutor de potência utilizado (Kron Mult-K 120) não é um instrumento desenvolvido especificamente para o monitoramento de motores, porém sua escolha se deveu à facilidade para a integração em uma rede fieldbus Potência ativa [W] Vc = 202 m/min e ap =0,5mm Vc = 202 m/min e ap =1,0mm Vc = 96 m/min e ap =0.5mm Vc = 96 m/min e ap =1,0mm Tempo [s] Figura 3 - Superposição dos resultados da aquisição para as quatro condições de ensaio O torno utilizado nos experimentos possuía um tempo de uso superior a doze anos, porém em bom estado de manutenção. Entretanto, no momento dos testes, não se dispunha dos valores de rendimentos necessários ao cálculo das perdas, tal como proposto na metodologia. Para sanar tal problema foram adotadas informações de um motor equivalente e em seguida ajustadas a partir dos valores de potência medidos em vazio. A Tabela 2 contém os resultados de carregamento (ρ) estimado para cada condição ensaiada. Caso sejam adotados os limites: ρ min = 0,60 e ρ máx = 0,80, tal como proposto por Auinger [2], pode se verificar que o motor do torno, com exceção da condição Vc+ap+ não foi operado de maneira eficiente, ou seja, para as condições ensaiadas ele estava sobredimensionado. Isto conduz a duas ações: aumentar a taxa de remoção ou utilizar um torno de menor porte. Para que a taxa de remoção seja aumentada, deve-se aumentar os valores de ap, f ou Vc. Por se tratar de uma operação de acabamento, promover aumentos nos valores de ap e f não seria aconselhável, restando apenas aumentar a velocidade de corte. Entretanto, o aumento de Vc só pode ser conseguido pelo aumento da rotação, a qual por sua vez é muito limitada em tornos dessa categoria, ou até mesmo em tornos CNC. Em empresas cujos motores são operados com carregamento constante, um estudo sobre o redimensionamento dos mesmos pode ser economicamente justificado, tal como indicam Kaya et al [10]. Porém nos casos de alta diversificação de peças, isto não é tão simples, pois a usinagem de cada componente demanda condições de corte específicas e, geralmente, bem diferentes das adotadas neste trabalho. Não obstante, caso haja disponibilidade de máquinas no chão de fábrica, o carregamento (ρ) pode ser adotado como um critério para seleção das mesmas. 9

10 Tabela 2 Potência ativa (P a ), potência de corte (P c ), Potência mecânica (P m ), perdas independentes (D z ) e o carregamento (ρ) obtidos nas condições ensaiadas Ensaio Pa [W] Dz [W] Pc [W] Pm [W] ρ (%) Vc+ap Vc+ap Vc-ap Vc-ap Os resultados obtidos com a realização do experimento fatorial 2 2 tiveram como propósito avaliar a capacidade do sistema implementado em registrar as diferenças de potência em função das mudanças ocorridas na taxa de remoção. A Tabela 3 contém os resultados do teste de significância para os efeitos, os quais permitem avaliar que, para as condições ensaiadas, o referido instrumento foi capaz de registrar a influência dos parâmetros Vc e ap na potência de corte. A potência de corte (Pc) aumentou, em média, 388 W quando Vc passou de 96 para 202 m/min. Entretanto, seu aumento foi menor (325W) quando a profundidade de corte (ap) aumentou de 0,5 para 1,0 mm. Além disso, observou-se, para as condições ensaiadas, uma interação significativa entre as duas variáveis de teste (VcXap = 97 W, p <3,99E-05), o que já era esperado, tal como previsto pelo modelo da potência (equações 1 e 2). Tabela 3 Efeitos, interação e teste de significância Fonte de Efeito Valor p variação Vc 388 8,87E-10 Ap 325 3,62E-09 VcXap 97 3,99E-05 Os valores medidos e aqueles calculados por meio das equações 1 e 2 podem ser vistos no gráfico da Figura 4. A maior diferença (70 W) foi observada para a taxa de remoção superior (Vc = 202 m/min e ap = 1mm). Deve-se observar, em relação aos valores calculados, que os modelos utilizados são empíricos, isto é, suas constantes (Kc1 e m) foram obtidas experimentalmente e, provavelmente, sob condições distintas das empregadas neste trabalho. Além disso, a Equação 13, utilizada para o cálculo da potência de corte contém algumas simplificações, tal como exposto na seção 3.1, o que impede uma comparação real entre os valores medidos e aqueles calculados Potência de corte [W] Pc [valor medido] Pc [valor calculado] 0 Vc+ap+ Vc+ap- Vc-ap+ Vc-ap- Condições de ensaio Figura 4 - comparação entre a potência de corte medida e calculada 10

11 5 CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS Neste trabalho foi demonstrado que a medição da potência ativa pode ser utilizada para estimar, de forma razoável, o carregamento real do motor principal de uma máquina-ferramenta. Isto propicia ao usuário condições para a identificação de operações realizadas com baixa eficiência elétrica. O instrumento avaliado aqui, apesar de ainda não contemplar todos os requisitos necessários, tal como descrito na metodologia, apresentou resultados satisfatórios dentro das condições ensaiadas. Entretanto, algumas melhorias ainda se fazem necessárias, tais como, uma maior taxa de amostragem, a existência de uma interface mais flexível e memória de maior capacidade. Além disso, uma análise da viabilidade econômica de todo o sistema, bem como sua calibração por meio de um dinamômetro são obrigatórias antes de sua implantação em um chão de fábrica. Nas condições ensaiadas observou-se que o aumento da velocidade como alternativa para aumentar o carregamento e, por conseguinte, melhorar o rendimento fica limitado pela rotação dos motores. A partir disso, levanta-se a seguinte questão: em que faixa de rendimento os motores do setor de usinagem estão sendo operados? AGRADECIMENTOS À empresa Kron Instrumentos Elétricos Ltda pelo apoio dado ao desenvolvimento deste trabalho. REFERÊNCIAS [1] Degarmo PE, Black JT, Kohser A. Materials and processes in manufacturing. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall; [2] Auinger, H. Efficiency of electric motors under practical conditions, Power Engineering Journal 2006;15(3): [3] Kosow, I. Máquinas elétricas e transformadores. Porto Alegre, RS: Globo; [4] Garcia, AGP. Impacto da lei de eficiência energética para motores elétricos no potencial de conservação de energia na indústria. 127 f. Dissertação (Mestrado em Planejamento Energético) COPEE/UFRJ, [5] De Filippi, A, Ippolito, R, Micheletti, GF. NC machine tools as electric energy users, Annals of the CIRP 1981;30(1): [6] Ferraresi, D. Fundamentos da usinagem dos metais. São Paulo, SP: Edgard Blücher; [7] Seco tools - Guída técnica. Catálogo técnico publicado pela Seco tools indústria e comércio Ltda. São Bernardo, SP; 2000 [8] Niemann, G. Elementos de máquinas. São Paulo, SP: Edgard Blücher; [9] Thomesse, JP. A review of the fieldbuses, Annual reviews in control 1998;22: [10] Kaya, D. et al. Energy efficiency in pumps, Energy Conversion & Management 2008;49(6):