Na geração de eletricidade em usinas hidroelétricas tudo é gigantesco, inclusive os problemas. Um dos que mais causam perda de faturamento é o desgaste das turbinas, pela chamada erosão por cavitação (formação de bolhas de vapor ou de gás em líquido por efeito de forças de natureza mecânica). Ela é provocada pela passagem de água pelas pás das turbinas. As paradas para este tipo de manutenção costumam durar um mês. A troca de turbinas é, na maior parte das vezes, economicamente inviável. A maneira de resolver o problema, ao menos parcialmente, é manter o processo de erosão sob controle, o que é feito através da reposição do material arrancado, utilizando processos de soldagem. Em outras palavras, anexa-se material às pás para tentar devolver-lhes o formato original, enchendo buracos e reconstituindo contornos. São necessárias quantidades muito grandes de ligas especiais de aço inoxidável para a recuperação de uma turbina. Essa quantidade pode chegar a uma tonelada. A operação envolve a retirada total de água do setor, construção de andaimes e contratação de numerosas equipes.
A Gerasul, empresa que atua em geração de energia na Região Sul, sofre com paradas de 15 a 30 dias para este tipo de manutenção em suas usinas maiores. Para minimizar este trabalho, procurou a Universidade Federal de Santa Catarina e chegou ao LABSOLDA / Instituto de Mecatrônica, do Departamento de Engenharia Mecânica. Lá foi desenvolvido um novo processo e um equipamento de soldagem que garantiu redução de defeitos, melhor qualidade da solda e um sensível aumento de produtividade. No desenvolvimento foram criados softwares e equipamentos de soldagem, pois os equipamentos industriais não ofereciam as condições necessárias à pesquisa, que começou em 1994. A experiência durou um ano. A implantação industrial se deu em 1996, e em 1998 a inovação começou a ser vendida. A Gerasul comprou quatro máquinas de soldagem. Todo o projeto envolveu gastos de 110 mil reais. A equipe incluiu um doutor, quatro mestrandos, dois técnicos de nível médio e oito bolsistas. A soldagem de turbinas é um processo naturalmente complicado porque a erosão ocorre em posições desfavoráveis, tanto do ponto de vista do conforto do soldador, quanto de adesão do material fundido. Além disso, o desgaste é muito irregular. O tempo, obviamente, tem trazido evoluções. Antigamente, a soldagem era feita com o processo eletrodo revestido. Hoje, há processos bem mais eficientes, como o chamado arame tubular. Apesar do custo mais alto, o seu uso resulta, tanto em melhor acabamento, quanto em resistência à cavitação superior. Mas, há poucas informações sobre a melhor forma de depositá-lo nas turbinas. Assim, a qualificação do procedimento de soldagem torna-se um ponto crítico do trabalho. Em alguns casos, a resistência à cavitação do material reposto pode ficar muito abaixo das especificações. Os problemas são surgimento de porosidades e deficiências de homogeneidade. O processo desenvolvido no Labsolda, que foi chamado de pulsação térmica, uniu as principais características de dois tipos de soldagem.
O nome pulsação térmica procede do fato que a poça metálica fundida é submetida a uma intensa influência térmica causada por uma variação da potência do arco numa frequência bastante baixa (0,5 a 2 Hz). A pulsação com efeito sobre a transferência metálica ocorre em frequências mais altas. Se esta última for realizada ciclicamente com correntes médias/ eficazes diferentes, obtém-se o efeito da dupla pulsação, conforme figura. A velocidade do arame-eletrodo é proporcional as correntes no pulso térmico e base térmica. Nesta versão podem-se ajustar três fases de trabalho comandadas pelo gatilho da tocha. Ao se apertar o gatilho, mantendo-o nesta posição, atuarão as variáveis selecionadas para uma fase denominada de início, onde existirá somente a pulsação normal do MIG pulsado. Ao se soltar o gatilho, passarão a atuar as variáveis correspondentes à soldagem propriamente dita, funcionando o pulso térmico e a base térmica. Ao se apertar novamente o gatilho, passará a atuar um novo conjunto de variáveis correspondente a uma fase denominada de fim, onde a pulsação é a convencional. O processo para totalmente quando o soldador soltar o gatilho. Do processo chamado MIG/MAG veio à capacidade de controle de transferência metálica. Este controle propicia minimização de salpicagem e depósito com melhor molhabilidade, garantindo melhor acabamento e diminuindo a falta de fusão. Do processo chamado TIG Pulsado, buscou-se uma melhor sustentação do banho em soldagens fora da posição plana. A operação é realizada através de controle remoto micro processado com teclado e display de cristal líquido. Para a Gerasul, o sistema representou menos dias parados para a manutenção, já que o processo é mais rápido, e as paradas tendem a se tornar menos constantes, pois a qualidade da solda melhorou. “Aliando o fato da utilização de material com altíssima resistência à erosão por cavitação lançado no mercado no início da década de 1990, calcula-se que o intervalo entre reparos aumente em mais de 30%, mas em alguns casos pode chegar a 50%”, diz o engenheiro Fernando Ribas, da Gerasul.
Criada pelo Laboratório de Soldagem da UFSC (Labsolda), ligado ao Instituto de Mecatrônica do Departamento de engenharia Mecânica, para comercializar o equipamento de soldagem utilizado para recuperar turbinas de usinas hidrelétricas, a IMC brilhou no 2º Prêmio Finep. O resultado obtido foi à redução em 50% o tempo de manutenção das turbinas das hidrelétricas, com maior qualidade. Entre os clientes da parceira entre Labsolda e IMC incluem-se a Gerasul, a White Martins e a Cesa, além de uma usina na Venezuela. Em um ano, a IMC faturou R$ 500 mil, tendo parte desses recursos retornado à UFSC/Labsolda para melhorias em infraestrutura.
Por meio de uma produtiva parceria com o Labsolda, da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), a IMC foi uma das empresas vencedoras do Prêmio Finep/Troféu Expressão de 2001. Desde 1993 que a atuação conjunta da IMC e do Labsolda constitui-se na única empresa genuinamente brasileira que produz fontes e acessórios para soldagem. Os equipamentos produzidos estão servindo a centros de pesquisa como o Centro Técnico Aeroespacial de São José dos Campos (SP), universidades como a Unicamp, de Campinas (SP) e centros do Senai de todo o país. Com a parceria, a IMC viabiliza juridicamente o desenvolvimento e a venda de equipamentos produzidos, enquanto o Labsolda cede sua estrutura e contribui na formação de pesquisadores qualificados. Os processos desenvolvidos têm solda de maior durabilidade, facilidade para aplicação, conforto e menor insalubridade para o operador, com aumento de qualidade e economia de material.
Fonte:
http://www.labsolda.ufsc.br/finep.html
http://www.labsolda.ufsc.br/reportagens%20e%20premios/finep%202001.htm
http://www.expressao.com.br/finep/premio_finep_venc.htm
Acesso em março de 2002
Tecnologia & Inovação para a indústria, Sebrae, 1999, página 214
