20 julho 2013

Caso de Sucesso 3 - Sistema de iluminação de emergência para a praça de máquinas.

Objetivo:
A fim de atender aos requisitos de segurança durante o breve momento de espera entre o blackout e a entrada de operação do gerador de emergência a bordo do Navio Mercante Frotamanaus.

Após a constatação do fim de vida útil devido à deterioração temporal das luminárias originais Remet TGVP modelo 0169 instaladas a bordo da embarcação, com a intenção de recuperar o sistema de iluminação levamos em consideração os seguintes fatos:
- O sistema de iluminação de emergência originalmente instalado na praça de máquinas e adjacências possuía 80 lâmpadas incandescentes Ba15d, 24 Volts, 5 Watts, distribuídas numa configuração “Daisy chain”, isto é, as lâmpadas eram distribuídas em ramais a partir de um único painel alimentador central PLB-2 localizado na própria praça de máquinas;
- O consumo das luzes de emergência somente na praça de máquinas e túneis de passagem era de 400 Watts;
- As lâmpadas incandescentes utilizadas no sistema original possuíam um baixíssimo rendimento lúmens / Watt consumido;
- Grande parte das luminárias originais encontrava-se avariadas e sem condições de reparos;
- As luminárias originais Remet TGVP 0169 não estavam disponíveis no mercado;
- As luminárias originais Remet possuíam um design diferenciado, diferente de qualquer outra similar à venda;
- O alto custo da substituição das luminárias originais por “similares” tornava inviável a consideração desta opção.
- O cumprimento das prerrogativas de segurança exigidas pela Sociedade Classificadora e do PSC também foi um fator determinante para as ações de recuperação do sistema de iluminação.
Cientes de nossa responsabilidade em manter a integridade plena dos sistemas de segurança de bordo, iniciamos estudos que possibilitem a viabilização de um novo projeto para a iluminação de emergência do NM Frota Manaus.

Projeto:

Além de empregar somente materiais de reconhecida qualidade, a fim de otimizar o aspecto de segurança, propomos a instalação de um sistema redundante, “fail-proof”, composto por:
AlimentaçãoAtiva somente na condição de black-out, a alimentação para o sistema de iluminação de emergência provenientes das baterias de uso geral 24 Volts DC foi disponibilizado no painel de distribuição PLB-2 localizado na praça de máquinas.

As baterias de uso geral possem um carregedor próprio  mantendo a tensão do sistema continuamente em 24 Vdc em flutuação.
Conversor DC / DCA função do conversor era baixar a tensão 24 Volts DC disponibilizada no painel PLB-2 para 12 Volts utilizados pelas lâmpadas selecionadas.
O conversor DC/DC possuía saídas isoladas, protegendo as baterias de emergência mesmo no caso de baixa de isolamento, sobrecarga ou curto circuito nas linhas de distribuição para as novas lâmpadas.
O conversor DC/DC foi dimensionado para uma corrente 250% superior à corrente nominal do sistema. Além da segurança, esta característica proporciona a possibilidade de expansão do sistema de iluminação.
LâmpadasTendo em vista as novas tendências das áreas de iluminação e conservação de energia, nossa escolha não poderia diferenciar-se da tecnologia LED (light-emitting diode – diodo emissor de luz).

Lâmpada LED GU5.3 - 12 Vdc - 3 Watts.
Após uma pesquisa de mercado, selecionamos para a utilização no projeto proposto uma lâmpada LED com as seguintes características:
-  Baixíssimo consumo: Apenas 3 Watts DC;
-  Alto fluxo luminoso – 260 lúmens;
-  95% mais eficiente em comparação às lâmpadas incandescentes;
-  Luz branca monocromática 6400K;
-  Resistente a vibrações e impactos;
-  Grau de proteção IP-63;
-  Não emite infravermelho – não desbota objetos;
-  Lente protetora UV;
-  Baixa emissão de calor;
-  Facho de luz dirigido e de longo alcance - 15°;
-  Longa vida útil – dispensa manutenção. MTBF*: 75.000 horas;
-  ISO 9001 / ISO 14000;
-  Ecologicamente correto;
-  Tensão de trabalho: 8,5 a 17 Vac / dc;
-  Imune à inversão de polaridade;
-  Atende à Norma NR-33 do Ministério do Trabalho;
-  Uso industrial;
-  Base: GU5.3 – idêntica às lâmpadas dicroicas;
-  Dimensões: 46mm (comprimento) / 50mm (diâmetro).
* Mean Time Between Failures
LumináriasSpots de sobrepor em alumínio escovado, dimensões 80 x 53 mm, grau de proteção IP-20, deslocamento angular vertical 270°, Rotação 360°, soquete bipino c/ base cerâmica, cabo elétrico 0,5mm2 com isolamento 250 Volts em Teflon®.
Cabeação elétricaPrysmian (Pirelli) P90X, 2x 2,5mm2. 0,6 / 1KV, Condutores com encordoamento classe 2, isolamento em XLPE 90° C, cobertura em composto LSOH, sem malha, corrente máxima 21 Ampères, NBR-6880 / NBR-13249.
OBS: Os cabos P90X possuem características de não propagação e auto-extinção do fogo. Além disso, os cabos elétricos selecionados apresentam propriedades de baixa emissão de fumaça a gases tóxicos e corrosivos (Low Smoke Zero Halogen).
A distribuição da cabeação elétrica obedeceu a um arranjo em loop. Esta característica permitirá o funcionamento pleno do sistema mesmo no caso eventual de ruptura da cabeação (provocado por abalroamento, incêndio, ruptura acidental ou qualquer outro tipo de ocorrência).
PainelDeverá ser instalado na praça de máquinas ao lado do painel de distribuição PLB-2.
Quadro em chapa metálica de sobrepor, flange na parte inferior, fecho fenda, porta removível com borracha de vedação IP-54 e pintura eletrostática epóxi a pó (RAL 7032).
Diversos:
Chave geral e proteções de ramalComposta por disjuntores bifásicos Siemens 5SX2 (NBR NM 60898 e NBR IEC 60947-2), a serem condicionados no interior do painel.
Bornes de interligaçãoConexel SAK EN de 2,5 e 6 mm2 – Isolamento em poliamida. Norma VDE 0110 / Grupo C.
Lâmpada pilotoTelemecanique XB5, Sinalizador a led 12 Vac-dc, 22mm, cor azul.
Prensa-cabosEm material termoplástico auto-extinguível (poliamida 6.6), grau de proteção IP-68, Norma DIN-46320.

Diagrama elétrico do sistema proposto:



Posicionamento dos pontos:
Como o rendimento dos LEDs é significativamente maior do que as lâmpadas incandescentes convencionais, para este projeto consideramos uma quantidade menor de pontos de iluminação – apenas 35 pontos – distribuídos da seguinte forma:
Túnel de passagem BB – 4 pontos de iluminação – 12 Watts;
Túnel de passagem BE – 4 pontos de iluminação – 12 Watts;
Caldeira de recuperação – 1 ponto de iluminação – 3 Watts;
Caldeira auxiliar – 1 ponto de iluminação – 3 Watts;
Máquina do leme – 1 ponto de iluminação – 3 Watts;
Praça dos geradores – 2 pontos de iluminação – 6 Watts;
Compto do ar condicionado – 1 ponto de iluminação – 3 watts;
Compto bba hidráulica – 1 ponto de iluminação – 3 watts;
Oficina elétrica – 1 ponto de iluminação;
Oficina mecânica – 2 pontos de iluminação – 6 Watts;
CCM – 2 pontos de iluminação – 6 Watts;
PM convés principal – 4 pontos de iluminação – 3 Watts – 12 watts;
PM Plataforma intermediária – 4 pontos de iluminação – 12 Watts;
Saída de emergência PM – 1 ponto de iluminação – 3 watts;
Compto dos purificadores - 2 pontos de iluminação – 6 Watts;
PM Plataforma inferior – 4 pontos de iluminação – 12 Watts;
TOTAL: 35 pontos de iluminação – 105 Watts.
A distribuição dos pontos preferencialmente apontou para as rotas de fuga da embarcação.

Autonomia:

O tempo de autonomia do sistema de iluminação de emergência seguiu oa parâmetros descritos no International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS), 1974.
O tempo de autonomia do sistema foi calculado de acordo com a seguinte fórmula:
Como:
Tensão das baterias = 24 Volts DC;
Capacidade = 340 AH (considerando o banco de baterias padrão 4 x 12 Volts x 170 AH);
Potência total das Lâmpadas = 105 Watts (considerando 35 pontos x 3 Watts).
- Teremos uma autonomia mínima de aproximadamente 62 horas de funcionamento contínuo
...
Instalação a bordo:
A instalação do sistema proposto seguiu as prerrogativas descritas na norma da ABNT NBR-5410 / 2004,  NR-10 e NR-33 do MTb.

Garantia:
A garantia básica para o sistema desenvolvido foi de 18 meses a partir da instalação final do sistema.

Prazos:
O prazo para a elaboração do projeto básico, aquisição dos materiais e instalação à bordo não ultrapassou 30 dias.

Testes:
Os testes funcionais foram executados na presença dos representantes da Empresa e Oficiais Responsáveis. Ao projeto final foram adicionados as atualizações aos desenhos e diagramas executivos ("as built").
Todos os diagramas, desenhos construtivos, detalhes de instalação e comentários foram revisados e fornecidos ao Armador em mídia física (papel) e eletrônica em formato pdf.
Ao término de todas as ações, a Sociedade Classificadora foi convocada para os testes finais e aprovação do novo sistema de iluminação.
Observações: O sistema de iluminação de emergência original do navio não sofreu nenhum aproveitamento ou alteração. No futuro, caso seja haja viabilidade técnica / econômica, o sistema original poderá ser restabelecido.

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