Reparador Diesel - Gabriela Amaral Santos

Grupos geradores de energia utilizando motores Diesel em edifícios residenciais e comerciais

A necessidade de uso da energia elétrica de forma constante exige uma rede confiável e na falta desta, é preciso utilizar outra fonte geradora para suprir o consumo até o restabelecimento de energia principal

Figura 1

No ano de 1831 um gerador elementar foi inventado na Inglaterra por Michael Faraday, era basicamente constituído por um eletroímã que se movimentava dentro de uma espira, provocando o surgimento da tensão elétrica. Pois bem, com o avanço das tecnologias e demanda do uso de energia elétrica, tornou-se imprescindível que determinadas atividades tivessem uma garantia de funcionamento em caso de queda dessa energia, a partir daí houve uma evolução dos geradores que abriu um leque de possibilidades de utilização.

Um grupo gerador é constituído de um gerador principal acionado de maneira manual ou automática por um motor de combustão que utiliza como alimentação alguns tipos de combustíveis como gás natural, biogás, diesel e gasolina, porém o foco desta matéria serão os geradores ou motores estacionários movidos a diesel.

Basicamente a função de um gerador é suprir, de maneira principal ou secundária (em caso de falha no fornecimento principal), a necessidade de energia em diversos seguimentos – setores industriais, shoppings, hospitais, área comercial ou residencial, área de eventos, etc. – com confiabilidade e segurança para os usuários. Sua principal característica é transformar energia mecânica em energia elétrica com voltagem estável independente da variação de carga e velocidade.

A concepção mecânica e princípios de funcionamento do motor de um gerador são as mesmas usadas em motores de veículos rodoviários diesel. Fig. 1.

A utilização do gerador pode ser tanto de forma paralela com outros geradores, quanto de forma unitária. Enquanto que sua potência é definida com equações com base na aplicação de cada gerador, essa potência indica a quantidade de trabalho que ele é capaz de realizar por unidade de tempo. Especificando a montagem de um grupo gerador, pode-se dizer que, entre outros componentes, ele é composto por: motor diesel, base horizontal, radiador, alternador de energia (gerador solteiro), bateria, painel manual de partida com frequencímetro, voltímetro, disjuntor, horímetro, medidor de temperatura, tanque de combustível, purificador de ar e cabine sonorizada com espuma antichamas. Por ser um elemento chave dentro de um projeto, a instalação, operação e manutenção de um grupo gerador devem ser realizadas por mão de obra especializada. Fig. 2

Figura 2

Agora que já foi possível entender um pouco sobre o que é um grupo gerador, seus princípios de funcionamento e aplicações, é preciso dizer que existem alguns cuidados que devem ser tomados ao se escolher utilizar umas dessas fontes de energia, a começar pelo local da instalação. A NBR10151 de Junho de 2000 – Acústica: Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando ao conforto da comunidade – fixa as condições exigíveis para avaliação da aceitabilidade do ruído em comunidades, independente da existência de reclamações e especifica um método para a medição de ruído, a aplicação de correções nos níveis medidos se o ruído apresentar características especiais e uma comparação dos níveis corrigidos com um critério que leva em conta vários fatores. Ou seja, cada área de uma cidade tem seu limite máximo de emissão de ruído permitido de acordo com as horas do dia.

A instalação de um gerador diesel implica na geração um ruído de funcionamento ou até mesmo um ruído de escape. É importante que haja a cabine de isolamento, visto que o maior ruído produzido virá do motor. Fig. 3

Figura 3

Esta cabine é revestida com material de alta eficiência acústica e também com capacidade de impedir a umidade, poeira, fogo e reduzir os efeitos das vibrações geradas durante o funcionamento do motor e do gerador. Fig. 4

Figura 4

Ainda resta o ruído de escapamento, que para ser reduzido, necessita de uma correta manutenção preventiva. A medição de ruído é realizada por um técnico que utiliza um equipamento chamado decibelímetro, que deve ser aferido e certificado pelos órgãos competentes para garantir confiabilidade nos resultados, bem como a rastreabilidade do laudo. Fig. 5

Figura 5

Os procedimentos de medição seguem os princípios estabelecidos na NBR10151, porém é necessário observar as condicionantes do local como por exemplo:
1. Em que zona da cidade o gerador se encontra;
2. Qual o limite máximo permitido para aquela área em determinado horário;
3. Quais as construções do entorno imediato;
4. A distância dessas construções da fonte emissora (gerador), etc.

Figura 6Por isso, dependendo da ocasião são feitas várias medições em um mesmo gerador para que o laudo seja emitido com os valores corretos. Os medidores de nível sonoro (decibelímetros) utilizados devem atender aos requisitos estabelecidos pela norma NBR-9714 - Ruído Emitido por Veículos Automotores na Condição Parado - Método de Ensaio ou em normas de maior atualização tecnológica.

Como já se sabe um motor a combustão gera a emissão de gases poluentes na atmosfera e isso é outro fator que deve ser observado na utilização de geradores. O diesel emite partículas mais densas de poluentes, algumas delas se acumulam e são visíveis a olho nu como, por exemplo, a fuligem. Visando a um funcionamento sustentável, a análise dessa fumaça emitida é chamada de teste de opacidade e pode ser realizada de duas formas: pelo método de Escala de Ringelmann ou por um equipamento chamado opacímetro.

ESCALA DE RINGELMANN

Essa escala foi desenvolvida por Maximilien Ringelmann na estação de ensaios de máquinas de Paris, em 1888. Trata-se de uma escala gráfica, (uma lâmina de papel) com uma perfuração central, de cinco escalas e ao redor dos quais existem tonalidades cinza progressivamente mais escuras, desde o branco até o preto, e numeradas de 1 a 5, para medir a opacidade (ausência de transparência) da fumaça emitida por motores diesel. Ao mirar na direção da fumaça saindo pelo escapamento, observa-se qual das tonalidades de cinza que melhor representa a fumaça emitida. Fig. 6

Órgãos ambientais como a CETESB fiscalizam a emissão excessiva de fumaça preta, oriunda dos veículos automotores diesel. Durante os meses de inverno (maio a setembro), devido à dificuldade de dispersão de poluentes na atmosfera, essa fiscalização é intensificada pela Operação Inverno e se utilizam da escala de Ringelmann para isso. Fig. 7

Ringelmann é forma oficial (prevista em lei), para a avaliação da fumaça de motores diesel no país e para resolver as limitações da escala, foi desenvolvido o opacímetro.

Figura 7

OPACÍMETRO

O opacímetro também deve ser aferido e certificado por órgãos competentes e realiza a medição de opacidade por parte de um motor diesel, no entanto, por ser um equipamento eletrônico, é de certa forma mais preciso e rigoroso do que a Escala de Ringelmann. Fig. 8

Figura 8

Para realizar a medição de emissões de fumaça com opacímetro, é necessário ter um computador com software compatível ao equipamento. O software conduzirá os procedimentos de medição, iniciando com o preenchimento das informações do veículo como o ano, modelo, fabricante.

Com o motor ligado, inserir a sonda no escapamento, através de uma mangueira que está conectada ao opacímetro, a fumaça passa por ela e o opacímetro analisa a absorção de luz emitida por um feixe luminoso ao atravessar uma coluna de gás de escapamento, que é expressa em porcentagem entre os fluxos de luz emergente e incidente.

O software indica se o resultado final está dentro do padrão para aquele tipo de motor ou não. A única diferença de teste entre um motor rodoviário instalado em veículos e um estacionário montado em geradores é que nos rodoviários existe a necessidade de aceleração. No motor estacionário a medição é realizada em rotação de trabalho.

Evitar a temível fumaça preta assim como o ruído indesejável depende de uma boa manutenção.

A NBR10151 direciona a medição e fixa o limite de emissões de ruído. Existem também parâmetros a serem seguidos no que se refere às emissões de fumaça. Por mais que existam municípios no país com uma legislação específica, ainda não existe uma fiscalização efetiva sobre essas emissões, a não ser em casos de reclamações por parte da vizinhança ou operações com objetivo de orientação.

A maioria dos casos em que há a necessidade de laudos de ruído ou opacidade é por parte de empresas que são auditadas para conseguir certificações como ISO e SASMAC.

Apesar disso é importante ressaltar que ambas as medições – opacidade e ruído – são instrumentos fundamentais para garantir um bom funcionamento de um grupo gerador ou de qualquer fonte estacionária, afinal se os resultados das medições derem fora dos padrões, significa que algo precisa ser corrigido, preservando assim a vida útil do equipamento e garantindo segurança no uso.

A cidade de São Paulo tem legislação específica para a instalação e uso de grupos geradores em edificações públicas e privadas.

DECRETO Nº 52.209, DE 24 DE MARÇO DE 2011

Regulamenta a Lei nº 15.095, de 4 de janeiro de 2010, que acresce o item 9.4.5 ao Anexo I da Lei nº 11.228, de 25 de junho de 1992.

As edificações públicas ou privadas que utilizem grupos motogeradores deverão convertê-los ou utilizar equipamentos movidos a combustível menos poluente que o óleo diesel ou adaptar filtros ou outros acessórios que reduzam a poluição, observado, quando houver, percentual que venha a ser estabelecido pelo órgão ambiental competente.

Para os fins deste decreto, consideram-se grupos motogeradores os equipamentos utilizados para a geração de energia elétrica, movidos a óleo diesel ou qualquer outro tipo de combustível, constituídos por um conjunto composto de motor para a produção de energia mecânica, gerador para a produção de energia elétrica, elementos de transmissão entre o motor e o gerador e elementos de montagem e suporte, normalmente utilizados como fonte de energia de substituição ou de segurança em caso de falha no fornecimento de energia elétrica pela rede de distribuição da concessionária.

Cuidado com o abastecimento de diesel para motores estacionários:

O diesel disponível no mercado passou por melhorias com a redução do enxofre e basicamente temos o diesel S500 e o S10, que recebem a adição de biodiesel, atualmente estabelecido em 8%. Boa parte dos motores utilizados em grupos geradores usa o diesel S500.

Por sua natureza o diesel não se mantém por muito tempo e começa a se deteriorar e pode causar danos aos componentes do sistema de injeção do motor.

A recomendação é para se fazer a substituição mensal do diesel que abastece os motores de grupos geradores, podendo consumir no próprio gerador para efeito de funcionamento periódico ou teste.

Em alguns casos o diesel recebe aditivos que faz a sua durabilidade se estender até seis meses.

Quando esta regra não é respeitada, o diesel sofre degradação e com o tempo surge a contaminação por água e também o biodiesel se separa do diesel formando camadas. Fig. 9

Figura 9

Nesta condição, o ambiente está propício ao surgimento de micro-organismos que consomem o biodiesel e a água, gerando uma borra que no primeiro funcionamento do motor irá danificar todo o sistema de injeção, e a geração de energia ficará comprometida porque o motor não vai funcionar.

Outra preocupação é quanto ao tamanho do tanque de diesel, pois o motor poderá funcionar por alguns minutos ou até durante dias, logo é preciso saber qual é o consumo de diesel por hora em regime de plena carga.

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