A revolução digital está transformando radicalmente o cenário industrial. Com a crescente adoção da automação de processos, as plantas industriais modernas dependem cada vez mais de redes de comunicação robustas e confiáveis. Neste contexto, a tecnologia Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) emerge como um divisor de águas, permitindo a conexão Ethernet de dois fios direta de dispositivos e sensores, mesmo em zonas classificadas com risco de explosão.
Esta nova infraestrutura de comunicação possibilita a utilização universal de Ethernet na indústria de processos, criando o que muitos especialistas chamam de “Ethernet no campo”. A capacidade de transmitir dados a 10 Mbit/s por distâncias de até 1000 metros representa um avanço significativo para aplicações industriais que exigem comunicação em tempo real.
No entanto, com grandes avanços tecnológicos surgem novos desafios. As redes APL, apesar de suas inúmeras vantagens, são particularmente vulneráveis a um inimigo silencioso que pode comprometer toda a operação: os surtos elétricos. Estes fenômenos, quando não adequadamente controlados, podem causar paradas não planejadas, danificar equipamentos caros e gerar prejuízos substanciais.
É neste cenário que surge uma solução inovadora: a nova geração de dispositivos de proteção contra surtos especificamente projetados para aplicações APL. Desenvolvidos pela Phoenix Contact, esses dispositivos representam um avanço significativo na proteção de redes industriais, garantindo maior segurança, eficiência operacional e, consequentemente, redução de custos a longo prazo.
O que são surtos elétricos e por que são tão perigosos em redes APL?
Os surtos elétricos são aumentos repentinos e significativos na tensão elétrica que podem durar de microssegundos a milissegundos. Embora breves, estes eventos podem gerar picos de energia capazes de danificar permanentemente equipamentos eletrônicos sensíveis, interromper comunicações e comprometer a integridade dos dados transmitidos.
É importante distinguir entre dois tipos principais de distúrbios elétricos que afetam as redes industriais:
Surtos transitórios: São impulsos de alta energia e curta duração, geralmente causados por descargas atmosféricas, chaveamentos de cargas indutivas ou falhas na rede elétrica. Podem atingir amplitudes de milhares de volts em questão de microssegundos, representando uma ameaça imediata aos equipamentos conectados.
Picos de tensão: São elevações menos intensas, mas mais prolongadas na tensão nominal. Geralmente resultam de variações na carga da rede ou problemas no sistema de distribuição de energia. Embora menos dramáticos que os surtos transitórios, os picos de tensão podem causar degradação gradual dos componentes eletrônicos, reduzindo sua vida útil.
As redes APL são particularmente vulneráveis a estes fenômenos por várias razões:
Primeiramente, a camada física avançada (APL) utiliza tecnologia de dois fios para transmitir simultaneamente dados e energia, o que significa que qualquer distúrbio elétrico pode afetar tanto a alimentação quanto a comunicação dos dispositivos.
Além disso, as redes APL frequentemente se estendem por grandes distâncias em ambientes industriais, aumentando a exposição a interferências eletromagnéticas e descargas atmosféricas. Com cabos que podem alcançar até 1000 metros, estas redes funcionam como verdadeiras “antenas” para surtos elétricos.
Por fim, os componentes eletrônicos que compõem os dispositivos APL operam com níveis de tensão e corrente precisamente controlados. Qualquer variação significativa nestes parâmetros pode comprometer seu funcionamento ou até mesmo causar danos permanentes.
Conheça o novo dispositivo de proteção
A Phoenix Contact acaba de expandir sua renomada família TERMITRAB completa com dois novos dispositivos de proteção contra surtos especificamente projetados para atender aos requisitos dos sistemas Ethernet de dois fios e Advanced Physical Layer (APL) na tecnologia de processos.
Estes dispositivos inovadores foram desenvolvidos em conformidade com as especificações elaboradas conjuntamente pela organização de usuários Profibus, a ODVA, o FieldCom Group e a OPC Foundation, garantindo total interoperabilidade e compatibilidade com os padrões da indústria.
Características técnicas que fazem a diferença:
Conformidade com normas rigorosas: Os novos dispositivos já cumprem os futuros requisitos da norma internacional IEC 61643-21, além de possuírem certificações ATEX e IECEx, permitindo sua utilização segura em áreas classificadas com risco de explosão.
Certificação 2-WISE: Um dos modelos possui certificação como dispositivo 2-WISE (2-Wire Intrinsically Safe Ethernet), facilitando a integração em circuitos APL intrinsecamente seguros – um diferencial crucial para indústrias com ambientes potencialmente explosivos.
Instalação fácil e compacta: Com apenas 6mm de largura, estes dispositivos economizam espaço valioso nos painéis de controle e são ideais para instalação em caixas de distribuição em áreas externas. A proteção contra surto plugável pode ser substituída facilmente em caso de sobrecarga, sem necessidade de desmontar toda a instalação.
Compatibilidade total com Ethernet-APL: Suportam taxa de dados de 10 MBit/s, garantindo que a proteção contra surtos não comprometa o desempenho da rede.
Proteção simultânea de sinal e alimentação: Como as redes APL transmitem tanto dados quanto energia pelo mesmo par de fios, os dispositivos oferecem proteção abrangente para ambas as funções.
Integração da malha de blindagem: Os produtos oferecem a opção de integrar a malha de blindagem do cabo em um terceiro nível de borne existente, aumentando a eficácia da proteção contra interferências eletromagnéticas.
Monitoramento de estado integrado: Uma indicação de estado no próprio dispositivo permite o monitoramento direto da condição de proteção no local. Mediante solicitação, este estado pode ser transmitido para a sala de controle através de módulos de sinalização remota opcional, proporcionando visibilidade completa sobre a integridade do sistema de proteção.
Esta combinação única de características técnicas avançadas, facilidade de instalação e conformidade com os mais rigorosos padrões internacionais faz destes dispositivos a solução ideal para proteger investimentos em redes APL contra os efeitos devastadores dos surtos elétricos.
Aplicações práticas e onde o dispositivo faz a diferença
A tecnologia Ethernet-APL está revolucionando diversos setores industriais, e com ela, a necessidade de proteção adequada contra surtos se torna ainda mais crítica. Vejamos como os novos dispositivos de proteção da Phoenix Contact estão fazendo a diferença em setores-chave:
Indústria química
No setor químico, onde processos contínuos e precisos são essenciais, as redes APL permitem monitoramento em tempo real de variáveis críticas como temperatura, pressão e composição química. Os dispositivos de proteção contra surto garantem que estas comunicações permaneçam ininterruptas mesmo em condições adversas.
Óleo e gás
Plataformas offshore e refinarias frequentemente operam em condições extremas, com equipamentos distribuídos por grandes áreas e expostos a intempéries. A proteção contra surtos para APL é particularmente valiosa nestes ambientes, onde a manutenção é complexa e custosa.
Indústria farmacêutica
No setor farmacêutico, onde a precisão e a documentação são requisitos regulatórios, as redes APL oferecem conectividade confiável para equipamentos de processo e análise. A proteção contra surtos garante a integridade dos dados coletados, essencial para a validação dos processos.
Tratamento de água e efluentes
Estações de tratamento frequentemente possuem equipamentos distribuídos por grandes áreas, muitas vezes expostos a condições climáticas adversas. A proteção contra surtos para APL garante a operação contínua dos sistemas de monitoramento e controle.
Por que investir em proteção agora é mais barato que consertar depois?
A decisão de investir em proteção contra surtos para redes APL frequentemente enfrenta o desafio comum a muitas medidas preventivas: o custo imediato versus benefícios futuros. No entanto, uma análise mais aprofundada revela que este investimento representa uma das melhores relações custo-benefício disponíveis para operadores industriais.
O verdadeiro custo das paradas não planejadas
Quando uma rede APL falha devido a um surto elétrico, o impacto vai muito além do custo de substituição dos componentes danificados. Considere os seguintes fatores:
– Perda de produção: Dependendo do setor, cada hora de parada não planejada pode custar de dezenas a centenas de milhares de reais em produção perdida.
– Custos de mão de obra: Técnicos e engenheiros desviados de suas atividades regulares para solucionar problemas emergenciais representam um custo adicional significativo.
– Impacto na qualidade: Reiniciar processos após paradas abruptas frequentemente resulta em produtos fora de especificação que precisam ser descartados ou reprocessados.
– Prazos comprometidos: Atrasos na produção podem resultar em penalidades contratuais e danos à reputação da empresa junto a clientes.
Um estudo recente da ARC Advisory Group estimou que o custo médio de uma hora de parada não planejada na indústria de processos varia de R$ 100.000 a R$ 500.000, dependendo do setor e da escala da operação.
Prolongando a vida útil dos equipamentos
Os surtos elétricos, mesmo quando não causam falhas imediatas, podem degradar gradualmente os componentes eletrônicos, reduzindo significativamente sua vida útil. Dispositivos de campo, controladores e interfaces de comunicação expostos a surtos repetidos frequentemente falham prematuramente, gerando custos de substituição não previstos.
A proteção adequada contra surtos pode estender a vida útil dos equipamentos conectados à rede APL em 30% a 50%, conforme demonstrado em estudos de campo. Considerando que muitos destes dispositivos representam investimentos significativos, a economia gerada ao longo do tempo é substancial.
Redução da manutenção corretiva
A manutenção corretiva – aquela realizada após a ocorrência de uma falha – é tipicamente 3 a 5 vezes mais cara que a manutenção preventiva. Além disso, frequentemente precisa ser executada em regime de urgência, muitas vezes fora do horário comercial, incorrendo em custos adicionais de horas extras e logística emergencial.
Os dispositivos de proteção contra surto para APL reduzem drasticamente a necessidade de intervenções corretivas, permitindo que as equipes de manutenção se concentrem em atividades planejadas e preventivas, muito mais eficientes em termos de custo.
Conclusão: Proteja seu futuro digital hoje
A revolução digital na indústria de processos está apenas começando. Com a adoção crescente da tecnologia Ethernet-APL, estamos testemunhando uma transformação fundamental na forma como os dados são coletados, transmitidos e utilizados em ambientes industriais. Esta evolução promete maior eficiência, melhor visibilidade dos processos e novas oportunidades para otimização e inovação.
No entanto, como toda revolução tecnológica, esta também traz novos desafios. A vulnerabilidade das redes APL a surtos elétricos representa um risco significativo que não pode ser ignorado por operadores industriais que buscam maximizar o retorno de seus investimentos em digitalização.
Em um mundo onde a conectividade se torna cada vez mais central para a competitividade industrial, a proteção adequada contra surtos não é um luxo – é uma necessidade estratégica. É o alicerce sobre o qual se constrói uma operação verdadeiramente resiliente e preparada para o futuro.
Dê o próximo passo
Não espere que um evento de surto comprometa sua operação para reconhecer a importância da proteção adequada. Entre em contato hoje mesmo com um especialista da Pyrotec para discutir como os novos dispositivos de proteção contra surtos para aplicações APL podem ser integrados à sua infraestrutura existente.
Nossos consultores técnicos estão prontos para avaliar suas necessidades específicas e recomendar a solução ideal para seu ambiente. Proteja seu investimento em tecnologia APL e garanta a continuidade de suas operações, mesmo nas condições mais adversas.
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