COMO AUMENTAR SUA CONFIABILIDADE E DISPONIBILIDADE

ANALISADORES EM LINHA:

COMO AUMENTAR SUA CONFIABILIDADE E DISPONIBILIDADE

Carlos Flório, sócio da Sindus

Enio Basualdo, metrologia - Sindus

         Luís Binotto, sócio e presidente da Sindus

INTRODUÇÃO

Existem muitos tipos de analisadores industriais relativamente simples e robustos, mas geralmente não são eles que vem à mente das pessoas quando elas ouvem a palavra “analisador”. Elas pensam é nos sistemas de análise complexos, que são os mais excitantes para técnicos apaixonados, embora também sejam os que mais causam problemas. Neste artigo estaremos relatando um pouco da nossa experiência com milhares de analisadores, instalados em diversas empresas por todo o Brasil, com foco maior nestes “sistemas excitantes”.

ANALISADORES SÃO MESMO NECESSÁRIOS?

São usados cada vez mais, apesar das dores de cabeça que provocam, porque trazem ganhos. Mesmo tendo um custo tão elevado de aquisição, instalação e manutenção, ainda assim eles poupam muito dinheiro quando usados em controle e otimização de processos. Podem ser usados também para controle da qualidade final do produto e neste caso podem mesmo ser indispensáveis. Muitos são utilizados para monitoramento ambiental, por exigência do governo ou por consciência da empresa.  Eles permitem que se faça um melhor controle, o que resulta em bem menos poluentes despejados na atmosfera ou nos cursos d’água – já presenciamos casos em que a melhora foi dramática. Ou seja, existem ganhos financeiros, ganhos de qualidade de produto e ganhos de qualidade de vida para a população. As dores de cabeça provocadas por eles tendem a diminuir com o avanço tecnológico. É assim com qualquer tecnologia (basta lembrar o ocorrido com os automóveis).

ALGUMAS DEFINIÇÕES Este artigo não pretende ser um tratado de manutenção, portanto os conceitos serão utilizados num plano mais intuitivo (para definições precisas consultar NBR 5462). Chamaremos aqui de analisador ao equipamento que se constitui de um ou mais sensores com a eletrônica e mecânica associada. Condicionamento de amostra é todo o sistema de filtragem, desumidificação, movimentação e preparação de amostra para o analisador. Geralmente são necessários o analisador e o seu condicionamento de amostra associado para a operação correta. Ao conjunto destes dois chamaremos sistema de análise.  A função de um analisador é medir uma variável analítica de processo (variáveis outras que não as físicas mais usuais, como: temperatura, pressão, vazão, nível, massa, etc.) dentro do limite de erro tolerado pelo cliente, enviando o sinal correspondente (4 a 20mA, ou sinal digital) ao painel de controle. Sendo assim, qualquer problema que venha a impedi-lo de realizar tais atividades será classificado como falha e contará para o decréscimo da disponibilidade do analisador. Existem alterações que às vezes são interpretadas como falha ou defeito, mas não são. Um técnico pode ficar muito preocupado porque julga que a vazão no analisador está “baixa”, e que isto é um defeito. Mas em que critério ele está se baseando? Será que isto influi em algo, impede que o analisador cumpra a sua função? Por outro lado, podem ocorrer defeitos, que por definição não afetam de maneira imediata a função do analisador e portanto não comprometem em si a disponibilidade. Exemplo dessa situação seria uma falha no sistema de sopragem reversa de uma sonda. É um defeito no sistema que por si não afeta a função do analisador, mas se não corrigido a tempo, através de uma preventiva, certamente levará a uma falha, por obstrução da sonda. Mantenabilidade será entendida como a “facilidade” de se manter um sistema de análise cumprindo sua função, ou de se devolver ele ao correto funcionamento. A disponibilidade normalmente é o indicador mais utilizado para avaliar analisadores em linha. Podemos entendê-la como a relação (%) entre o tempo que o analisador esteve disponível (cumprindo sua função) e o tempo total em que ele deveria estar. Se em média um instrumento ficar indisponível 2,4  h por dia, sua disponibilidade será de 90%. A confiabilidade é um índice atribuído ao sistema de análise que procura exprimir numericamente a probabilidade dele falhar em um determinado período.  Ele será função principalmente do MTBF (tempo médio entre falhas). Um obstáculo a ser vencido caso se queira adotar a disponibilidade como um indicador de controle é a dificuldade de se medir corretamente esse indicador. Conforme pode ser visto no gráfico abaixo, o momento exato em que ocorre a falha muitas vezes só é percebido pela operação horas depois, quando então avisa a manutenção. Essa, por sua vez tem um tempo típico para início do atendimento, e que também não é computado para indisponibilidade do analisador, mas deveria ser. Resumindo, a partir das informações das O.S. (ordem de serviço) dispomos apenas do tempo da manutenção corretiva em si, e não de todo tempo de indisponibilidade do analisador. Solução para isso? De maneira prática ou assume-se o erro como inerente ao processo de medição da disponibilidade ou  adota-se alguma sistemática de monitoramento on-line disponível. [pic 1]

CONFIABILIDADE METROLÓGICA DOS ANALISADORES Quando se afirma que um analisador deve medir dentro de um limite de erro permissível, implicitamente está-se valorizando sua exatidão, ou seja, o quão próximo sua indicação está do valor verdadeiro da variável. É importante levar em conta que em variáveis de etapas intermediárias do processo produtivo podem ser mais valorizados outros atributos metrológicos. A precisão (ou repetitividade) do analisador combinada à sua estabilidade, ao longo do tempo podem ser mais decisivos que sua exatidão. Isto acontece, por exemplo, quando o que interessa é acompanhar a tendência da variável ao longo do tempo, não importando muito seu valor absoluto. É possível que aqui seja mais valorizado um instrumento que tenha mais robustez, que opere sem parar. Não basta ele ser super correto... quando funciona! Na medida em que se medem variáveis finais do produto ou processo, a exatidão passa a ser mais valorizada, porque é preciso assegurar que a indicação esteja realmente dentro de uma faixa de especificação, que pode estar associada a uma importante característica final do produto ou a uma variável ambiental. Quando a necessidade de exatidão é mais importante e exigente, a calibração do analisador passa a assumir um papel fundamental. Vale lembrar que se a calibração resultar em erros de indicação muito elevados, o limite de erro permissível poderá ser violado, o que afetará a disponibilidade do analisador, conforme foi definida. Na calibração é preciso comparar a indicação do analisador com uma referência que tenha uma incerteza adequada. Desta forma haverá estimativas confiáveis para os erros de indicação. Assim como não se pode esperar do analisador uma exatidão melhor que aquela especificada pelo seu fabricante, a exatidão também não poderá ser melhor que a incerteza da referência usada para calibrar. Para definir uma referência confiável, o mais recomendável é usar os chamados materiais de referência certificados (MRC), que apresentam um certificado, expressando os valores de suas propriedades, condições em que são válidos e sua incerteza. Infelizmente, o uso de MRCs nem sempre é possível. Muitos analisadores são calibrados por comparação com análises laboratoriais, o que eventualmente pode trazer alguns aspectos que podem comprometer a calibração: Freqüentemente, os métodos de análise laboratorial não são validados e a sua respectiva incerteza não é quantificada; O ponto de coleta da amostra analisada no laboratório pode não ser adequado, o que leva a uma amostra não representativa e resultados incompatíveis; O tempo transcorrido entre a amostragem e a análise laboratorial é importante em alguns casos, porque a reação química pode continuar após a coleta; São muito comuns as influências dos analistas nos resultados, por falha humana e até mesmo por falta de capacitação. Para os casos em que a referência é uma análise laboratorial, algumas sugestões: Verificar cuidadosamente a adequação dos pontos e métodos de coleta de amostra para comparação laboratorial. Cuidado especial com amostras não homogêneas: análise de particulado, consistência (em celulose), ou com amostras envolvendo reações químicas. Procurar trabalhar sempre com curvas de tendência “analisador x laboratório”. Além de ajudar a comprovar a indicação dos analisadores, evita que na primeira discrepância já haja pressão para que se faça o ajuste do analisador; No caso de se utilizar análise laboratorial para a calibração e ajuste do analisador, solicitar sempre três análises, descartar a discrepante (se houver) e utilizar a média das válidas para o ajuste.

POR QUE ELES DÃO TANTO PROBLEMA?

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