Uma nova vida para elevadores hidráulicos

A tecnologia de teste de óleo aumenta a vida útil dos componentes e reduz os custos para as empresas de manutenção.

Com a introdução do elevador de tração sem casa de máquinas (MRL), surgiram previsões sobre o fim do elevador hidráulico, mas essas previsões ainda não se concretizaram. Na verdade, o elevador hidráulico está voltando a prosperar no mercado americano. Os elevadores hidráulicos ainda são vistos por muitos no setor como a melhor opção para muitos edifícios e, na maioria das aplicações que exigem deslocamentos de até 50 metros, o elevador hidráulico terá um desempenho tão bom quanto um elevador de tração.

Com novos projetos de cilindros e poços, espera-se que os elevadores hidráulicos atuais tenham uma vida útil maior do que nunca. Os riscos e preocupações ambientais são reduzidos com o encapsulamento do cilindro e o uso de um revestimento e anteparo. O custo inicial de construção é menor do que o de uma alternativa MRL, e os custos operacionais são mais baixos do que o esperado.

Os desenvolvedores cujos projetos sejam candidatos a elevadores hidráulicos devem considerar diversos fatores de custo ao avaliar se devem usar equipamentos de tração ou hidráulicos:

• Custo inicial: a instalação de um elevador hidráulico convencional custa cerca de 35% menos do que o elevador de tração MRL, seu concorrente.
• Consumo de energia: o motor da bomba em um elevador hidráulico só é energizado quando a cabine está subindo. Quando a cabine está descendo, apenas a válvula solenoide de baixa tensão é energizada, consumindo muito pouca energia.
• Manutenção preventiva: os elevadores hidráulicos geralmente têm um custo de manutenção menor. Um elevador hidráulico típico de quatro paradas custa cerca de 25 a 30% menos por ano, em comparação com um elevador de tração, para um serviço de manutenção completa.

A Perspectiva do Contratado de Serviços

Um programa de manutenção preventiva para elevadores hidráulicos pode não parecer tão vantajoso do ponto de vista do prestador de serviços. Mesmo que o preço do serviço aumente anualmente, o envelhecimento do equipamento, a deterioração do óleo e a necessidade de substituição frequente de peças resultam em um aumento no número de chamadas de assistência técnica e no tempo de reparo. Esse ciclo começa a corroer a margem de lucro do prestador, sem mencionar o nível de confiança e satisfação do cliente.

Sejam elevadores hidráulicos ou de tração, a manutenção de retorno tornou-se uma fonte de receita adicional para a empresa contratada, caso esses retornos não estejam cobertos pelo contrato de serviço ou sejam cobrados do cliente. Para algumas empresas, o aumento do tempo de retorno não programado não representa um custo adicional de mão de obra, pois espera-se que o mecânico de rota conclua o serviço da rota juntamente com os retornos atendidos durante o mês. Para atender à demanda de chamadas de serviço na rota, a empresa contratada precisa reservar tempo suficiente para a manutenção do elevador. Esse conceito resulta em mecânicos frustrados e receita adicional para a empresa, pois ela ainda recebe o pagamento do cliente. No entanto, existem aspectos negativos ocultos na forma de custos de oportunidade para o proprietário e para a empresa contratada. Qual o impacto disso na reputação geral da empresa contratada? E a degradação do equipamento? Esses são custos reais.

• Custo de litígios: no âmbito do programa de serviço de retorno de chamadas mencionado acima, quantas ações judiciais por responsabilidade civil o contratado será obrigado a defender em relação à operação inadequada do elevador? A metodologia de manutenção por retorno de chamadas resultou em aumento dos custos com litígios e seguros de responsabilidade civil para o contratado e para o setor.
• Plano de Controle de Manutenção (PCM): este é um programa modelado a partir dos padrões de serviço automotivo e aeronáutico. Existem muitas ideias inovadoras em tecnologia de serviço para manter um elevador em ótimas condições de funcionamento, então como podemos disponibilizá-las ao cliente? A questão é garantir tempo de serviço adequado para executar os protocolos de manutenção corretos. O código referente aos PCMs na norma ASME A.17.1-2013 está se consolidando como o novo padrão para a manutenção preventiva de elevadores. O programa inclui os detalhes de cada tarefa de serviço a ser realizada e está disponível tanto para o proprietário quanto para o contratado.
• Pontos a considerar: quão mais eficaz um técnico poderia ser ao atender clientes com menos interrupções por chamadas de retorno? Quão melhor seria o serviço prestado ao cliente durante uma visita de manutenção? Como seria a percepção pública da empresa prestadora de serviços com sua frota de elevadores operando de forma eficiente, sem ruídos, problemas de nivelamento e confiabilidade? Quão previsível seria a substituição de peças? Previsões precisas resultariam em maior eficiência e confiabilidade. A confiabilidade justificaria um preço premium pelo serviço na maioria dos mercados de elevadores hidráulicos e de tração? O programa MCP pode gerar um nível mais alto de satisfação do cliente. As empresas que buscam contratos de 10, 20 anos ou mais — ou contratos “vitalícios” — podem, realisticamente, oferecer este programa de serviço personalizado a clientes premium.
• Novas ideias para elevadores hidráulicos: quando se trata de elevadores hidráulicos, há uma tecnologia de manutenção que está começando a ser aceita pelo setor: a preservação do óleo hidráulico por meio de testes, análises e filtrações periódicas. É importante entender que o envelhecimento e a degradação do óleo hidráulico causam sérios problemas no sistema hidráulico. Controlar a qualidade do óleo ajuda a controlar diversas variáveis ​​que afetam o custo total do sistema hidráulico.

O maior consumidor de petróleo tem sido o motor de combustão interna, e é nele que se concentram a maior parte dos esforços de conservação de petróleo. Esses esforços resultaram em uma economia significativa de petróleo, além do benefício adicional de um ar mais limpo para o meio ambiente.

Após a indústria petrolífera e a ciência terem abordado a indústria automotiva, surgiram aplicações mais desafiadoras. Os setores da aviação, marítimo, industrial, de transmissão de energia e de turbinas foram submetidos a análises minuciosas. Um a um, os padrões e usos para esses setores foram examinados e aprimorados.

Ao analisarmos o uso comum de óleo nas aplicações acima mencionadas, chegamos a alguns entendimentos básicos e funções do óleo:

• Lubrificação: redução do atrito em peças móveis, prolongando assim a vida útil dessas peças.
• Transferência de calor, mantendo as peças móveis frias.
• Transmissão de força, como a utilizada em um sistema hidráulico para equipamentos mecânicos com assistência de energia.
• Proporciona rigidez dielétrica: normalmente usado em equipamentos de transmissão de energia elétrica.
• Prevenção da corrosão: exemplo: limpeza e lubrificação de armas durante o serviço militar.

A redução do volume de óleo em um sistema tem um efeito mínimo em todos esses aspectos, exceto na “transferência de calor” e na “transmissão de força”. Desde o início da década de 1960, a maioria dos equipamentos de transporte, industriais, marítimos, aeronáuticos, de transmissão de energia e de turbinas tem se beneficiado da operação com projetos de sistemas hidráulicos mais eficientes, que utilizam menos óleo e pressões mais elevadas.

Proprietários e gerentes foram compelidos a aprimorar a qualidade dos programas de manutenção para manter os equipamentos operando com eficiência e proteger o investimento de capital. Programas de teste e análise de óleo foram desenvolvidos para determinar a relação entre o desgaste do equipamento e a degradação do óleo.

A pesquisa revelou que o óleo, na verdade, não se desgasta. Ele oxida e se contamina com impurezas, criando compostos orgânicos — principalmente ácidos e resíduos. Os ácidos formados são, mais comumente, o acético, o fórmico e outros ácidos de cadeia longa. Essa contaminação no óleo ataca o funcionamento interno do sistema hidráulico. Os resíduos reduzem a capacidade de dissipação de calor do sistema e aceleram ainda mais a reação ácida no óleo. Uma estimativa da degradação do sistema em questão pode ser obtida examinando-se as impurezas e os subprodutos da oxidação. Além disso, a análise do óleo ajuda a identificar a degradação dos componentes do sistema e outros desgastes resultantes da contaminação. Uma vez concluída a análise, as impurezas do sistema podem ser filtradas e removidas, os aditivos e inibidores de oxidação usados ​​podem ser reintroduzidos e pronto! Um novo lote de óleo está pronto para ser utilizado em outro ciclo de vida e, o mais importante, os resultados dos testes fornecem um diagnóstico inicial da condição do equipamento para referência futura.

A indústria de elevadores

A tecnologia de teste de óleo finalmente chegou ao setor de elevadores. Nesse setor conservador, a tecnologia normalmente fica de 10 a 15 anos atrás de outros setores. Dada a confiabilidade necessária para garantir a segurança dos usuários, novas tecnologias só são introduzidas após serem exaustivamente estudadas.

Para controlar custos e reduzir espaço, os fabricantes de elevadores começaram a projetar unidades hidráulicas que operam em altas pressões com quantidades reduzidas de óleo. O resultado desses projetos é que o sistema hidráulico precisa trabalhar mais para remover o calor, transmitir força e lubrificar os componentes do sistema. Com esses três fatores em jogo, os sistemas hidráulicos frequentemente apresentam sinais prematuros de envelhecimento, contaminação e degradação do óleo.

 Manter a temperatura ideal de operação do óleo é crucial, pois o principal catalisador que inicia e acelera o processo de envelhecimento é a temperatura elevada de operação. Um fabricante elaborou um gráfico demonstrando que a temperatura de operação de sua unidade hidráulica não deve exceder 85°C (185°F). A umidade proveniente da condensação atmosférica representa outro problema para elevadores hidráulicos, não apenas por acelerar o envelhecimento do óleo, mas também por outros motivos. Contudo, nada deteriora o óleo hidráulico mais rapidamente do que a combinação de oxigênio com calor excessivo no sistema.

Com o tempo, o óleo hidráulico se mistura com o oxigênio da atmosfera e começa a formar ácidos orgânicos. Em equipamentos de transmissão de energia elétrica, o processo de degradação pelo oxigênio é retardado pela pressurização dos tanques de óleo com uma camada de nitrogênio seco. Os reservatórios de óleo de elevadores, no entanto, não são selados pressurizadamente, permitindo que o oxigênio se misture com o óleo hidráulico. Isso causa a oxidação do óleo, que cria ácidos que atacam as vedações flexíveis do sistema hidráulico. Sejam de borracha sintética ou natural, as vedações expostas a esses ácidos perdem sua flexibilidade e se tornam quebradiças.

Os ácidos também causam ferrugem nos componentes metálicos do sistema, e o lodo atua como isolante, reduzindo assim a dissipação de calor do reservatório. A contaminação corrói os componentes da bomba e da válvula, o que leva à formação de micropitting nas superfícies metálicas fresadas e polidas e, consequentemente, à redução das propriedades lubrificantes do óleo.

A presença de lodo retém água em suspensão no óleo, o que também degrada o mesmo. Essa água não é visível como água livre no sistema; em vez disso, está dissolvida em uma suspensão coloidal dentro do próprio óleo. Essa água pode causar problemas na qualidade da condução, como sensação de "esponjoso" ou oscilação do veículo.

A contaminação do óleo hidráulico pode ser composta por partículas de borracha, ácido, ferrugem, lodo, verniz, água e oxigênio. Mas, com que frequência esses problemas de contaminação resultam em frequentes dificuldades de nivelamento e operação? Com ​​que frequência a culpa é erroneamente atribuída à válvula de operação? Quantas vezes um prestador de serviços substitui a válvula ou faz repetidas chamadas de retorno tentando ajustá-la, sem saber que a verdadeira causa é o verniz e as partículas contaminadas no corpo da válvula? E, finalmente, o que dizer da substituição das gaxetas dos cilindros e do excesso de óleo nos poços?

Os sistemas hidráulicos, se devidamente mantidos, monitorados e revisados, e operando a uma temperatura moderada (por exemplo, 95°C) e com proteção do motor, devem funcionar de forma confiável por 30 a 50 anos sem que componentes importantes precisem ser substituídos.

Gestão de Óleo

Um bom programa de testes e recuperação de óleo hidráulico pode prolongar a vida útil do equipamento e aumentar sua eficiência. Isso, por sua vez, ajudará a controlar os custos de mão de obra e peças do prestador de serviços de manutenção, mantendo o equipamento em boas condições de funcionamento. 

Quando um sistema de elevador hidráulico recebe manutenção adequada e o óleo é conservado corretamente, teoricamente ele deve permanecer intacto, exceto por pequenos reparos. Em um elevador hidráulico típico instalado hoje, podemos substituir o controlador e componentes menores em 15 a 25 anos. O motor da bomba, quando protegido com um soft starter eletrônico, deve durar de 15 a 25 anos ou mais sem incidentes graves, dependendo do uso. O uso de óleo limpo, filtrado e não contaminado deve permitir que a válvula principal de controle hidráulico suporte 25 anos e inúmeros ciclos de uso. Cilindros hidráulicos enterrados, envoltos em uma capa protetora de PVC e isolados da corrosão, eletrólise, oxidação e contaminação da água subterrânea também contribuem para a longevidade do sistema.

O sistema hidráulico pode fornecer um serviço confiável por muito mais de 25 anos. Podemos ir além e perguntar: quanto tempo duraria um elevador hidráulico se o sistema de portas também recebesse manutenção e reparos adequados, juntamente com o sistema hidráulico e o controlador? Poderia durar 25, 50 ou até 75 anos? Por que não?

Visitas regulares de um técnico, seguindo um Plano de Manutenção Preventiva (que, na verdade, é um plano de gestão de ativos), devem permitir que o prestador de serviços calcule uma taxa de falha previsível dos componentes e planos de substituição programados que reduzam operações defeituosas e possíveis litígios. Maior confiabilidade e previsibilidade também proporcionarão mais consistência e margens de lucro. Em resumo, um programa de serviços ao longo da vida útil do produto que seja mutuamente vantajoso para o comprador e o vendedor.

Conclusão

Em resumo, um programa agressivo de testes e recuperação de óleo para a reforma de elevadores hidráulicos está destinado a se tornar o padrão da indústria em um futuro próximo. Os fatores de custo apresentados aqui, combinados com a melhoria da reputação do contratante, tornam essa metodologia atraente. A relação custo-benefício dessa tecnologia na indústria de elevadores será mais aceita à medida que a educação do setor e a aceitação pelos profissionais da área aumentarem.

 A economia de energia e a necessidade mínima de espaço são frequentemente os principais motivos para a compra de um elevador de tração. Muitas vezes, esses fatores são considerados sem a devida comparação com os custos iniciais de construção e os custos contínuos de manutenção, que devem ser levados em conta. O benefício financeiro geral do elevador hidráulico pode representar uma quantia significativa a longo prazo. Parece que o fim do elevador hidráulico foi bastante exagerado.

Referências
[1] “Armadilhas dos óleos lubrificantes e fluidos hidráulicos em sistemas de transferência de calor”, (Paratherm.com).
[2] William Stofey. “Recuperação de óleo hidráulico elimina problemas de descarte”, Hidráulica e Pneumática.
[3] SD Meyers Inc., Consultores de Transformadores
[4] SD Myers, JJ Kelly, RH Parrish, EL Raab Um guia para manutenção de transformadores.
[5] Michael Johnson, The Gorman Co.
[6] Roy Kennedy, Linden Elevator Specialties, Inc.