Telemetria e Monitorização Remota de Tanques para Distribuidores de Gases

A telemetria de tanques criogénicos é uma unidade de monitorização remota instalada no tanque de uma estação de cliente que lê o nível de líquido e a pressão de vapor, por vezes a temperatura, e envia os valores ao distribuidor. Permite planear entregas a partir de existências medidas e não de um calendário fixo.

Para um distribuidor de gases, o valor é operacional e não teórico. A partir do momento em que consegue ver todas as manhãs o nível de cada tanque de cliente, o planeamento de rotas deixa de ser uma adivinha, as descargas parciais desaparecem e as deslocações de emergência que consomem margem passam a ser a exceção em vez de parte normal da semana.

Este guia explica o que uma unidade de telemetria mede, como funciona na prática o encaminhamento baseado na procura, o que muda no dia a dia da operação e quais as verificações técnicas que determinam se um tanque existente pode ser adaptado sem passagem pela oficina.

O que é a telemetria de tanques criogénicos?

A telemetria de tanques criogénicos é um pequeno conjunto de instrumentos montado junto ao tanque que converte as medições de processo já existentes num sinal digital e o transmite para um servidor que o distribuidor pode consultar. Nada é acrescentado no interior do vaso e nada atravessa a camisa de vácuo. A unidade liga-se às mesmas tomadas de líquido e de vapor que já alimentam os manómetros mecânicos.

Uma instalação típica tem quatro partes:

• Um transmissor de pressão diferencial ligado entre a perna de líquido e a perna de vapor do vaso interior, que dá o nível de líquido a partir da altura hidrostática da coluna
• Um transmissor de pressão no espaço de vapor, que lê a mesma pressão que o operador vê no manómetro do tanque
• Um controlador ou registador de dados que amostra os transmissores num intervalo definido e guarda as leituras
• Um módulo de comunicação, normalmente celular, recorrendo a satélite onde não existe cobertura móvel

A leitura é um nível em percentagem ou em unidades de volume de líquido, mais uma pressão. Ambas são as mesmas grandezas que um operador leria no local. A telemetria não cria informação nova, elimina a necessidade de alguém se deslocar ao tanque para a registar.

O que mede efetivamente uma unidade de telemetria?

Manter a lista de medições curta e honesta é importante, porque o caso de negócio assenta naquilo que os dados podem e não podem dizer-lhe.

Nível de líquido

O nível resulta de uma pressão diferencial. O transmissor compara a pressão na base da coluna de líquido com a pressão no espaço de vapor, e a diferença é proporcional à altura de líquido. A conversão em volume depende da densidade do produto, pelo que a unidade tem de ser configurada para o serviço, seja azoto líquido, oxigénio, árgon, LNG ou LCO2. Uma unidade configurada para o produto errado apresenta um valor plausível mas incorreto.

Pressão no espaço de vapor

A pressão é a segunda leitura essencial e é muitas vezes mais reveladora do que o nível. Um tanque que se mantém a uma pressão de serviço estável está a comportar-se normalmente. Um tanque cuja pressão sobe de forma continuada entre entregas está a dizer-lhe algo sobre a entrada de calor, a regulação do circuito de aumento de pressão ou o comportamento do economizador.

Temperatura e entradas secundárias

Algumas unidades acrescentam a temperatura ambiente, a tensão da bateria interna ou entradas digitais para um alarme de vaporizador ou um contacto de portão. A temperatura ambiente é um contexto útil, porque tanto o desempenho do vaporizador como o comportamento da pressão variam com o tempo atmosférico. Trate estes dados como apoio e não como a razão para adquirir o sistema.

Como é que a monitorização remota altera o encaminhamento das entregas?

A maioria dos distribuidores começa com calendários fixos. Cada cliente é visitado a cada tantos dias, com base numa estimativa feita quando o tanque foi instalado. O calendário é seguro porque é conservador, e ser conservador significa que a cisterna chega muitas vezes a um tanque que ainda está mais de meio cheio.

Com o nível medido, o encaminhamento muda de forma concreta:

• As entregas são despoletadas por um limiar de nível e por uma tendência de consumo, e não por uma data no calendário
• As descargas parciais diminuem, porque pode esperar até o tanque ter espaço para um volume comercialmente razoável
• As cargas são planeadas em função dos tanques que atingirão o limiar dentro da janela da rota, pelo que uma cisterna cheia pode ser esvaziada em menos paragens
• Os clientes cujo consumo mudou tornam-se imediatamente visíveis, em vez de serem detetados depois de uma rutura
• A sequência da rota pode ser construída em torno dos tanques com menos dias de existências restantes e não apenas em torno da geografia

O efeito prático é que a cisterna leva o mesmo produto a menos descargas, mas mais cheias. Quanto isso vale depende da sua frota, das distâncias e da gama de produtos, pelo que deve ser modelado a partir dos seus próprios registos de entrega e não presumido a partir de um valor genérico.

Como é que a telemetria reduz as ruturas e as entregas de emergência?

Uma rutura de stock é dispendiosa duas vezes, uma na entrega de emergência e outra na relação com o cliente. A telemetria ataca o problema no ponto em que as ruturas realmente começam, que é uma alteração de consumo que ninguém notou.

Os dias de existências restantes são calculados a partir do nível atual e da taxa de consumo recente. Quando um cliente arranca uma nova linha de produção e duplica o consumo, o valor de dias de existências cai em um ou dois dias e a conta sobe na lista de prioridades antes de o nível se tornar crítico. Com um calendário fixo, a mesma alteração só é descoberta quando o cliente telefona.

Os dados de pressão acrescentam uma segunda camada de aviso antecipado. Um tanque que começa a ganhar pressão mais depressa do que o habitual entre entregas, ou cuja pressão já não desce durante a extração, merece uma visita ao local. O mesmo padrão é um indicador precoce clássico de problemas de isolamento, tratado em maior detalhe no nosso artigo sobre porque sobe a pressão num tanque criogénico.

Que mais pode fazer com o histórico de níveis?

Depois de reunir vários meses de leituras por tanque, os dados sustentam decisões que vão além do encaminhamento.

• Dimensionamento adequado do tanque: um tanque de cliente que nunca desce de um nível alto está sobredimensionado para o local, enquanto um que atinge repetidamente um nível baixo entre visitas precisa de um vaso maior ou de um ciclo mais curto
• Revisão de contratos: o consumo anual medido por local substitui volumes estimados nas conversas comerciais
• Verificação da capacidade do vaporizador: a velocidade de descida do nível face à temperatura ambiente mostra se o vaporizador acompanha as condições de inverno
• Investigação de perdas: um nível que desce quando o cliente não está a consumir aponta para ventilação, uma válvula que passa ou uma fuga
• Gestão de ativos: um tanque pouco utilizado pode ser mais bem aproveitado noutro cliente do que deixado no local

O dimensionamento adequado é o ponto que a maioria dos distribuidores subestima. Se está a rever o dimensionamento das estações na sua carteira de clientes, o nosso guia sobre dimensionamento de tanques de estação de cliente explica o cálculo, e a telemetria fornece o consumo real de que ele precisa.

O que verificar antes de instalar telemetria num tanque existente?

As adaptações são frequentes e habitualmente simples, mas um levantamento curto antes de encomendar equipamento evita uma deslocação inútil. Percorra a lista seguinte para cada tanque.

Verificações mecânicas e de processo

• Ligações de instrumentação: existe uma tomada livre na perna de líquido e na perna de vapor, ou o coletor do manómetro diferencial existente vai ser partilhado ou substituído
• Válvulas de seccionamento: cada transmissor precisa de válvulas de seccionamento para poder ser substituído sem esvaziar o tanque
• Nunca furar nem soldar na camisa exterior. Qualquer penetração da camisa de vácuo destrói o isolamento e a certificação do vaso
• Dados da chapa de características: a MAWP e a classe de pressão têm de ser conhecidas para que as gamas dos transmissores sejam corretamente especificadas
• Serviço do produto: as unidades em serviço de oxigénio têm de ser limpas para serviço de oxigénio, sem óleos nem massas de hidrocarbonetos em qualquer peça em contacto

Verificações da instalação e do local

• Classificação de área perigosa: as instalações de LNG e LPG exigem equipamento certificado para a zona, pelo que deve confirmar a zona antes de escolher a caixa
• Cobertura da rede móvel na posição do tanque e não no portão da instalação, já que os tanques ficam muitas vezes atrás de edifícios ou dentro de bacias de retenção
• Alimentação: rede elétrica, painel solar ou bateria de longa duração, e quem é responsável pela substituição da bateria
• Fixação: um suporte na estrutura das tubagens ou num poste próximo, protegido do movimento da mangueira de descarga e da queda de gelo do vaporizador
• Acordo com o cliente: acesso para instalação e manutenção e uma definição clara de quem é dono dos dados

Verificações de dados e integração

• Intervalo de comunicação e quantas leituras por dia o orçamento da bateria permite
• Se a plataforma exporta para o seu ERP ou sistema de planeamento de rotas, ou apenas para um painel web
• Regras de alarme para nível baixo, pressão alta e perda de sinal, e quem as recebe
• Como é apresentada uma leitura perdida ou atrasada, para que um valor desatualizado não seja tomado por atual

Onde se enquadra a telemetria face à monitorização do estado do tanque?

A telemetria é uma ferramenta de existências e de pressão. Não substitui a inspeção física e não lê o vácuo no espaço anular. O vácuo deve continuar a ser verificado a cada 6 a 12 meses no âmbito de uma rotina de manutenção planeada, e a envolvente exterior deve continuar a ser inspecionada quanto a manchas de gelo ou condensação, que são os sintomas visíveis da perda de vácuo.

O que a telemetria acrescenta é evidência de tendência. Os tanques criogénicos estacionários modernos têm uma taxa de evaporação estática de aproximadamente 0,2 a 0,6 por cento por dia, consoante a dimensão e o isolamento. Um tanque cuja perda de nível em repouso se desvia acima do valor que apresentava há um ano, em condições ambientes semelhantes, é candidato a uma verificação do vácuo antes de se tornar um problema de perda de produto. Use as leituras para agendar a inspeção e confirme depois com instrumentos no local.

O tanque tem de ser novo para suportar telemetria?

Não. Qualquer tanque isolado por vácuo com as ligações normais de instrumentação de líquido e de vapor pode receber uma unidade de telemetria, incluindo vasos em segunda mão certificados. O que importa é o estado das tubagens de instrumentação, a existência de válvulas de seccionamento e a documentação correta da classificação de pressão do vaso.

A KAF Cryogenics fornece tanques de armazenamento e vasos MicroBulk, tanto como unidades novas construídas conforme especificação como equipamento em segunda mão certificado que passou por inspeção, ensaios não destrutivos e ensaios de vácuo e de pressão, e que é vendido com dossiê documental e garantia escrita. Quando um distribuidor está a expandir uma rede de estações de cliente, as unidades em segunda mão podem ser entregues a partir de stock em semanas, face aos meses de fabrico que um equipamento novo exige, o que é muitas vezes a diferença entre ganhar e perder um cliente.

As instalações MicroBulk beneficiam particularmente da monitorização remota, porque servem clientes cujo consumo é suficientemente pequeno para que uma visita desperdiçada destrua a economia da rota.

Perguntas frequentes

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