UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
TELEMETRIA APLICADA EM EQUIPAMENTOS REMOTOS
ALEXANDRO XAVIER DE MATOS
CARLOS EDUARDO FONSECA PEREIRA
MÁRCIO LUÍS FERREIRA DA COSTA
MAURO SERGIO ROVETTA
RIO DE JANEIRO
2013
870
ALEXANDRO XAVIER DE MATOS
CARLOS EDUARDO FONSECA PEREIRA
MÁRCIO LUÍS FERREIRA DA COSTA
MAURO SERGIO ROVETTA
TELEMETRIA APLICADA EM EQUIPAMENTOS REMOTOS
Trabalho de conclusão de curso de
especialização apresentado à Universidade Estácio
de Sá como requisito final para a obtenção do grau
de Bacharel em Engenharia Elétrica.
Orientador: Prof. MSc. José Fernando da Cruz Nunes
RIO DE JANEIRO
2013
871
X000x
Matos, Alexandro Xavier.
Telemetria Aplicada em equipamentos remotos /
Carlos Eduardo Fonseca; Mauro Sergio Rovetta.
Márcio Luís Ferreira da Costa; Alexandro Xavier de Matos.
Rio de Janeiro: UNESA, 2013.
xi, 000f. : il.; 31 cm
Orientador: José Fernando da Cruz Nunes
Trabalho de conclusão de curso (Curso de Engenharia Elétrica) –
Universidade Estácio de Sá - UNESA
Referências Bibliográficas: f. 51
1. Telemonitoramento. 2.Gsm.
I. Nunes, José Fernando. II Título.
UNESA / RJ
000:000
CDU -
872
ALEXANDRO XAVIER DE MATOS
CARLOS EDUARDO FONSECA PEREIRA
MÁRCIO LUÍS FERREIRA DA COSTA
MAURO SERGIO ROVETTA
TELEMETRIA APLICADA EM EQUIPAMENTOS REMOTOS
Trabalho de conclusão de curso de
especialização apresentado à Universidade Estácio
de Sá como requisito final para a obtenção do grau
de Bacharel em Engenharia Elétrica.
Aprovado em 25 de maio de 2013.
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________________
Professor Orientador: MSc. José Fernando da Cruz Nunes
Universidade Estácio de Sá
____________________________________________________
Professor da Disciplina: Dr. João Clavio Salari Filho
Universidade Estácio de Sá
873
____________________________________________________
Professor Coordenador: MSc. Jorge Luiz Bitencourt da Rocha
Universidade Estácio de Sá
_____________________________________________________
Professor Convidado: MSc. Newton Norat Siqueira
Universidade Estácio de Sá
_____________________________________________________
Professor Convidado: MSc. Gilberto Rufino de Santana
Universidade Estácio de Sá
874
AGRADECIMENTOS
Agradecimentos do Alexandro
Primeiramente agradeço a Deus, a minha esposa e meus filhos, louvo a Deus por ter
o privilegio de ter ao meu lado três pessoas tão especiais Ilcarla, Mateus e Amanda, pela
compreensão da ausência durante este período, aos meus pais que são um exemplo para os
filhos e netos, aos meus colegas do curso, e aos professores que sempre nos estimularam a ir
mais.
Alexandro Xavier de Matos
Agradecimentos do Carlos
Agradeço primeiramente a Deus, pela graça deste momento, aos meus familiares e
amigos que através do incentivo e compreensão me encorajaram a seguir este caminho, em
especial a melhor mãe, Rosane, que nunca duvidou e sempre acreditou nos meus projetos e
aos meus filhos amados, Yan e Giovana, pelo amor dispensado mesmo na minha ausência e
falta de tempo. Tudo o que passei foi e sempre será por vocês e para vocês. Obrigado pela
confiança e credibilidade de todos, sem isto jamais chegaria até aqui.
Carlos Eduardo Fonseca Pereira
Agradecimentos do Márcio
Agradecimento todo especial a Deus, a minha esposa Carla por não deixar desanimar e
acreditar sempre mesmo nos momentos difíceis, aos meus filhos Caio e Geovanna por
entender os momentos de ausência. Aos meus pais Odail e Alaide, sem eles não estaria aqui,
aos meus irmãos e toda família que sempre acreditaram no meu sonho.
Márcio Luís Ferreira da Costa
Agradecimentos do Mauro
Agradeço primeiramente a Deus que nos permitiu a criação e conclusão deste trabalho.
A minha esposa que amo muito e sempre acreditou em meus projetos como marido e
profissional. Ao meu Pai que criou os alicerces para que pudesse chegar aonde cheguei. A
minha mãe, embora falecida, também teve seu papel de importância na formação de meu
caráter, estando a me proteger e me guiar.
Mauro Sergio Rovetta
875
Agradecimentos dos autores
Os autores desejam expressar seus agradecimentos ao amigo e Professor José
Fernando da Cruz Nunes, orientador desta dissertação, pela experiência e responsabilidade
empenhadas no direcionamento deste trabalho.
Estende os agradecimentos à Universidade Estácio de Sá, exemplo de instituição de
ensino e berço de nossa formação acadêmica, aos demais professores deste curso, pelo
conhecimento transmitido, além dos colegas, pelo convívio agradável neste período.
Finalmente, gostaríamos de demonstrar nossa gratidão a todos àqueles que, direta ou
indiretamente, colaboraram de maneira construtiva no desenvolvimento desta obra que busca
contribuir no engrandecimento do conhecimento técnico.
876
“A tarefa não é tanto ver aquilo que ninguém viu, mas
pensar o que ninguém ainda pensou sobre aquilo que todo
mundo vê.”
(Arthur Schopenhauser)
877
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo utilizar o telemonitoramento para analisar a qualidade
do ar medicinal destinado aos pacientes e o funcionamento de centrais de ar medicinais on site
de operação automática 24 horas por dia, 7 dias por semana, instaladas em diversos hospitais,
em equipamentos instalados distantes da central de atendimento, fazendo com que um
eventual problema o técnico seja avisado antes de comprometer a qualidade do ar e o
fornecimento, empregando os parâmetros determinados pela NBR12.188. Utilizando a rede de
telefonia celular com a tecnologia GSM enviando SMS ao técnico e a central de controle,
permitindo também comandar remotamente os equipamentos com a possibilidade de solução
de defeitos a distancia.
PALAVRAS-CHAVE:
Telemonitoramento,
Telefonia
celular,
Rede
GSM,
SMS,
NBR 12188.
878
ABSTRACT
This work aims to use telemonitoring to analyze the quality of medical air for the
patients and operation of central air medical automatic operation on site 24 hours a day, 7
days a week, working at various hospitals distant of the call center, making in a possible
problem the technician is warned before it affects the air quality and the supply, using the
parameters determined by NBR 12188. Using the cellular network with GSM technology by
sending an SMS to the technician, and the control center, also allowing control devices
remotely with the possibility of resolving defects in the distance.
KEY WORDS: Telemonitoring, NBR 12188, cellular network, GSM, SMS.
879
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 14
2.
OBJETIVO...... ................................................................................................................. 14
3.
ESTRUTURA DO TRABALHO ..................................................................................... 15
4.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................... 15
4.1 Sistemas de Ar Medicinal Hospitalar ....................................................................... 16
4.1.1
Padrão de Qualidade do Ar..................................................................... 16
4.1.2
Sistema de Tratamento de Ar .................................................................. 17
4.1.3 Cálculo de Dimensionamento da Vazão .................................................. 20
4.1.4 Calculo de Dimensionamento Elétrico .................................................... 23
4.1.5 Dispositivos de Segurança de Uma Central de Ar e Suas Funções ......... 24
4.1.6 Secagem com Adsorção .......................................................................... 25
4.2 Aparelhos de Análise Contínua da Qualidade do Ar, Filtros e Equipamentos de
Controle e Acionamento do Sistema ........................................................................................ 28
4.2.1
Central Telecomando GSM .................................................................... 28
4.2.2
Pressostato ............................................................................................... 29
4.2.3 Contador .................................................................................................. 30
4.2.4 Relé de Tempo ......................................................................................... 31
4.2.5 Analisador de Ponto de Orvalho .............................................................. 31
4.2.6 Analisador de CO2 .................................................................................. 32
4.2.7
Fonte de Alimentação ............................................................................. 33
4.2.8
Analisador de CO .................................................................................... 34
4.2.9 Controlador Novus N1100 ...................................................................... 34
4.2.10 Fonte de Alimentação .............................................................................. 35
4.3 Processamento e Transmissão de Dados .................................................................. 37
4.3.1 Tecnologia GSM ...................................................................................... 37
4.3.2 Tecnologia SMS ....................................................................................... 39
4.3.3 Princípio de Funcionamento .................................................................... 41
4.3.4 Análise de Falhas ...................................................................................... 42
5.
IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA............................................................................... 43
5.1 Montagem do Protótipo ............................................................................................ 43
5.2 Instalação e Integração do Sistema ........................................................................... 45
5.3 Custo....... .................................................................................................................. 46
6.
CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 47
6.1 Vantagens do Projeto ................................................................................................ 47
6.2 Teste de Desempenho ............................................................................................... 48
7.
PROPOSTA DE ACESSÓRIO DE REDUNDÂNCIA ................................................... 49
8.
CONCLUSÃO .................................................................................................................. 50
9.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 51
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 - Esquemático do Sistema de secagem do Ar .......................................................... 17
Figura 02 - Esquema de Instalação de Ar Comprimido Medicinal. ......................................... 19
Figura 03 - Secadora de Ar ....................................................................................................... 25
Figura 04 - Fluxograma Operacional de um Sistema de Secadoras de Ar ............................... 27
Figura 05 - Equipamento de Telemetria ................................................................................... 29
Figura 06 - Pressostato ............................................................................................................. 30
Figura 07 - Contator ................................................................................................................. 30
Figura 08 - Rele Temporizador ................................................................................................ 31
Figura 09 - Analisador e Sensor de PO .................................................................................... 32
Figura 10 - Sensor de CO2 ....................................................................................................... 32
Figura 11 - Fonte de Alimentação ............................................................................................ 33
Figura 12 - Sensor de Monóxido de Carbono .......................................................................... 34
Figura 13 - Controlador Novus N1100 ..................................................................................... 35
Figura 14 - Fonte de Alimentação, Carregador de Baterias e Inversor (Nobreak) ................... 37
Figura 15 - Primeiros Aparelhos com a Tecnologia GSM (1991) ........................................... 39
Figura 16 - Esquema de Envio de SMS.................................................................................... 40
Figura 17 - Funcionamento do Sistema de Telemonitoramento............................................... 41
Figura 18 - Esquema Básico de ligação do Sistema de Telemonitoramento............................ 42
Figura 19 - Telas de Programação ............................................................................................ 44
Figura 20 - Cronograma de Implementação do Sistema .......................................................... 45
Figura 21 - Discadora Sinal ...................................................................................................... 49
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Fatores de Simultaneidade e Demanda por Postos de Utilização (%) por Área.....20
Tabela 2 – Cálculo de Consumo de Uma Unidade Hospitalar Selecionada.............................21
Tabela 3 – Determinação da Capacidade do Compressor.........................................................22
Tabela 4 – Complementação do Fluxograma da Secadora.......................................................28
Tabela 5 – Sinais Monitorados..................................................................................................42
Tabela 6 – Custo de Instalação do Telemonitoramento............................................................46
Tabela 7 – Custo de Deslocamento...........................................................................................48
Tabela 8 – Testes de Performance ...........................................................................................48
LISTA DE SIGLAS
GSM
Global System Mobile
SMS
Short Message Service
NBR
Norma Brasileira Regulamentadora
RDC
Resolução da Diretoria Colegiada
CO
Monóxido de Carbono
CO2
Dióxido de Carbono
PO
Ponto de Orvalho
1.
INTRODUÇÃO
Este trabalho visa demonstrar a viabilidade do telemonitoramento de equipamentos à
distância a baixo custo.
Através da instalação de um painel elétrico no cliente que permite a aquisição de
dados, onde uma central de gestão de pessoal é provida de informações e, consequentemente,
é capaz de atuar sobre o equipamento de maneira a minimizar os impactos gerados por
eventuais falhas no mesmo.
Para efetuar um estudo de caso foi projetado a instalação em um equipamento
medicinal instalado em cliente distante da base da empresa, utilizando o telemonitoramento
recebendo a condição real da qualidade do ar enviado aos pacientes seguindo a NBR 12188
que rege o assunto, além do monitoramento será efetuado a adequação a NBR.
Com a revolução industrial que se iniciou no Reino Unido no meado do século XVIII
também conhecida como a primeira revolução o homem iniciou um processo continuo de
melhora da qualidade e quantidade produzida deixando os produtos ser fabricados
manufaturadamente e passando a ser fabricados em série com uma pessoa responsável por
cada parte da fabricação e não da peça como um todo como eram construídos pelos artesões;
com a popularização da eletricidade e do petróleo se obteve a chamada segunda revolução
industrial passando além do motor a vapor que foi o ícone da revolução industrial outros tipos
de motores a serem utilizados aumentando a autonomia e a variedade e a possibilidade de
criar equipamentos; com o advento do silício temos a chamada terceira revolução industrial
onde a informática e a telefonia estão em processo continuo e acelerado de transformação
com isso barateando os custos e passando a ser acessível a população em geral.
2.
OBJETIVO
Com o projeto existe a possibilidade de controle de sistemas e equipamentos e
receber o status do que esta ocorrendo em tempo real possibilitando a atuação a distancia com
a total interação no sistema a ser controlado com total segurança sem a necessidade de um PC
dedicado a isso ou internet, mas com um telefone pré-cadastrado existe a possibilidade de
controle a distancia, permitindo com a flexibilidade do sistema a instalação muito ampla
desde caixas de distribuidoras de energia e subestações subterrâneas até sistema de tratamento
de ar hospitalar com a finalidade de manter a qualidade do ar fornecido aos pacientes
14
enviando uma mensagem ao técnico antes que os
valores cheguem aos que foram
determinados pela ANVISA.
ESTRUTURA DO TRABALHO
3.
O capítulo 4 mostra a fundamentação teórica do trabalho, incluindo automação
propriamente dita, os instrumentos de análise da qualidade ar, transmissão de dados via
celular utilizando SMS com tecnologia GSM utilizando a rede das operadoras e cálculos de
dimensionamento do sistema.
O capítulo 5 descreve todo o processo de implementação do sistema, com os custos
de implementação, montagem do protótipo e a implementação do sistema propriamente dito.
O capítulo 6 apresenta as considerações finais sobre o projeto com as vantagens,
relação custo beneficio e os testes de performance do protótipo construído, onde são
mostradas algumas rotinas em detalhes para melhor compreensão da especificação. Por fim é
dado um exemplo prático de uso do sistema seguido das conclusões e comentários sobre a
implementação.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
4.
Neste capitulo trataremos dos principais assuntos referidos ao projeto no auxilio da
compreensão do mesmo, sendo divididos em subtópicos:

Sistema de ar medicinal hospitalar

Padrão de qualidade do ar.

Sistema de tratamento de ar.

Aparelhos de analise continua da qualidade do ar e equipamentos de controle e
acionamento do sistema.

Processamento e transmissão de dados via GSM e analise de falhas.
15
4.1 Sistemas de Ar Medicinal Hospitalar
O uso do ar comprimido em hospitais é amplo e se dá, entre outras maneiras, no
transporte de substâncias medicamentosas para pacientes por via respiratória, como fração
gasosa na ventilação mecânica, na movimentação dos equipamentos, como agente de secagem
e limpeza.
O ar deve ter sua qualidade assegurada e ser isento de micro-organismos
patogênicos, substâncias oleosas, água, poeira e outros elementos que não fazem parte da sua
composição. Para que isso ocorra, é necessária a montagem correta e a manutenção adequada
da central de ar comprimido, além de uma monitorização constante destes parâmetros.
Na instalação básica, devem ser utilizados, no mínimo, dois compressores, um
reservatório, um sistema de filtragem e desumidificação e um programa de manutenção
preventiva adequada à central, à rede e aos dispositivos relativos ao processo [1].
4.1.1 Padrão de Qualidade do Ar
O trabalho se baseia nas duas normas principais que regem o ambiente hospitalar a
NBR 12188 e a RDC 50 que tem como o pilar de sua sustentação a NBR que indica a
qualidade do ar medicinal de fornecimento primário fornecido aos pacientes deve respeitar as
seguintes características indicados no item 4.4.4 da NBR 12188:
 N 2 : balanço;
 O 2 : 19,5% a 23,5% v/v de oxigênio;
 CO: 5 ppm máx. v/v;
 CO 2 : 300 ppm máx. v/v;
 SO 2:1 ppm máx. v/v;
 NOx: 2 ppm máx. v/v;
 Óleos e partículas sólidas: 0,1 mg/m³ máx. v/v;
 Vapor de água: 67 ppm máx. v/v(Ponto de orvalho -45º, referindo a pressão
atmosférica).
Todo o equipamento deve ser construído segundo o conceito fail-safe
(segurança contra falha), com o bloqueio da operação do equipamento em caso de algum
parâmetro sair da especificação de acordo com o item 4.5.4.
16
Onde:
Ponto de orvalho designa a temperatura à qual o vapor de água presente no ar
ambiente passa ao estado líquido na forma de pequenas gotas por via da condensação, o
chamado orvalho.
É o ponto onde ocorre a saturação do ar pelo decréscimo de temperatura,
reduzindo, assim, a capacidade do ar atmosférico para conter o vapor d’água.
O ar presente no ambiente é composto por vários tipos de gases, partículas em
suspensão e também água no estado gasoso. A quantidade de água que um metro cúbico de ar
contém define a umidade absoluta. Se for introduzida umidade numa determinada massa de ar
a sua umidade absoluta vai aumentando.
CO e o CO2- Se tratando de monóxido de carbono e dióxido de carbono, são nocivos
a saúde quando ingeridos em concentrações altas, trazendo diversos males dentre eles a
embolia pulmonar.
4.1.2 Sistema de Tratamento de Ar
Seguindo as normas NBR 12188 e RDC 50, em caso de utilização de compressores
lubrificados a óleo, é necessário um sistema de tratamento para retirada do óleo, e de odores
do ar comprimido.
Figura 1- Esquemático do Sistema de secagem do Ar
A central de suprimento deve conter no mínimo um compressor e um suprimento
reserva com outros compressores, secador de ar e filtros equivalentes ao primeiro, ou
cilindros. No caso de central com suprimento reserva de compressores, cada compressor deve
17
ter capacidade de 100% do consumo máximo provável com possibilidade de funcionar
automaticamente ou manualmente, de forma alternada ou em paralelo em caso de emergência.
Pressupõe, portanto, a existência de suprimento de energia elétrica de emergência.
No caso de central de suprimento reserva de cilindros, devem ser instalados no
mínimo dois cilindros, e seu dimensionamento é função do consumo e frequência do
fornecimento.
A sucção dos compressores de ar medicinal deve estar localizada do lado de fora da
edificação, captando ar atmosférico livre de qualquer contaminação proveniente de sistema de
exaustão, tais como fornos, motores de combustão, descarga de vácuo hospitalar, remoção de
resíduos, etc.
O ponto de captação de ar deve estar localizado a uma distância mínima de 3 metros
de qualquer porta, janela entrada de edificação ou outro ponto de acesso. O ponto de captação
de ar deve também, localizado a uma distância mínima de 16 metros de qualquer exaustão de
ventilação, descarga de bomba vácuo ou exaustão de banheiro, mantendo ainda uma distância
de 6 metros acima do solo. A extremidade do local de entrada de ar deve ser protegida por tela
e voltada para baixo.
Um dispositivo automático deve ser instalado de forma a evitar o fluxo reverso
através dos compressores fora de serviço.
O ar comprimido medicinal é obtido a partir da seguinte mistura: Oxigênio (21%) e
nitrogênio líquido (79%).
Com os valores estipulados pela norma é necessária a criação de um sistema de
tratamento de ar, onde o sistema de uma forma geral funciona da seguinte forma:
Dois compressores de ar onde cada um tem o sistema de tratamento com 05 (cinco)
modelos de filtros diferentes onde se retira partículas solidas, óleo, umidade, odor e
bacteriológico um sistema de secadores de ar por adsorção, pois com este sistema se obtém
um ponto de orvalho mais baixo diferente do sistema de secador por refrigeração onde o P.O.
se obtém um valor mínimo de 3º,bem distante do -45º exigido por norma, cada compressor
tem o seu sistema de tratamento diferenciado com a capacidade de fornecimento de 100% do
hospital[3].
18
Ar Ambiente
Filtro de
aspiração
Reservatório de
ar
Compressor de
ar
Conjunto de
filtros
Sistema de
regulação de
pressão
Secador por
absorção
Serviço de saúde
Ponto de tomada
de analise.
Figura 2 - Esquema de Instalação de Ar Comprimido Medicinal.
Com a possibilidade de receber os dados reais da qualidade do ar, ajustando os
equipamentos de controle acima do limite estipulado pela norma, poderemos deslocar um
técnico para atender o hospital, antes que a qualidade do ar cheguem a valores fora do padrão
estipulado pela ANVISA com a possibilidade de manutenção a distancia desligando ou
"resetando" parte do sistema para a solução do problema.
Além da possibilidade da manutenção do equipamento e manter a qualidade do ar
existe com a analise dos dados recebidos via SMS se tem a prova da qualidade do serviço que
o técnico emprega nos equipamentos é verificado em tempo real mesmo que a distancia temse o conhecimento da qualidade dos serviços empregados, devido à reincidência de corretivas
ou o desgaste natural do equipamento, picos de consumo etc..
Determinadas aplicações de ar comprimido requerem um teor de umidade muito
baixo (ponto de orvalho negativo entre –5 a – 70°C aproximadamente), não sendo atendidos
pelos sistemas de secagem por refrigeração (ponto de orvalho +3°C). Neste caso deveremos
utilizar o secador que opera pelo princípio da adsorção.
A adsorção é um processo físico que leva à fixação de certas moléculas de gás (no
nosso caso o vapor d'água) na superfície de produtos sólidos chamados materiais de adsorção,
adsorventes ou adsorvedores. Este processo é de elevado rendimento, visto que os materiais
de adsorção são facilmente regenerados depois de alcançada sua saturação (a quente ou a
frio)[2].
19
4.1.3 Cálculo de Dimensionamento da Vazão
Como subsidio para os cálculos de dimensionamento de um sistema de tratamento de
ar, serão apresentadas abaixo as tabelas para o cálculo de dimensionamento de um sistema
para um hospital tanto de vazão do ar quanto o dimensionamento elétrico do sistema.
Fator de simultaneidade: Percentual médio em relação à quantidade total de postos
em um determinado local de uma área de um serviço de saúde, conforme ilustrado na tabela
abaixo [4].
Tabela 1 - Fatores de Simultaneidade e Demanda por Postos de Utilização (%) por Área
FATOR DE
LOCAL
SIMULTANEIDADE
AR MEDICINAL
Sala de inalação
100
Consultório de Odontologia
100
Sala de suturas e curativos
-
Sala de isolamento de emergência
15
Sala de observação de emergência
15
Sala de procedimentos invasivos da emergência
80
Sala de emergência
80
Quarto/enfermaria de geriatria
15
Quarto/enfermaria de obstetrícia
10
Quarto/enfermaria de cardiologia
15
Quarto/enfermaria de oncologia
15
Quarto/enfermaria de pneumologia
25
Quarto/enfermaria das demais especialidades
10
Sala de exames e curativos internação
10
Sala
de
exames
e
curativos
50
queimados/balneoterapia
Área de cuidados e higienização de RN
10
20
Berçário de cuidados intermediários
10
Berçário de cuidados intensivos UTI neonatal
80
Quarto/área coletiva de UTI
80
Sala de raios- X intervencionista
25
Sala de raios- X em geral
-
Sala hemodinâmica
25
Sala de exames de tomografia, RMN.
60
Sala de ultrassonografia
-
Sala de exames de medicina nuclear
-
Sala de exames endoscópicos
10
Sala de indução e recuperação pós-anestésica
70
Sala de preparo anestésico
-
Sala de cirurgia
100
Sala pré-parto
100
Sala de parto
100
Sala de aplicação de quimioterápicos
10
Tabela 2 – Calculo de Consumo de uma Unidade Hospitalar Selecionada
Demanda
Qtde
Demanda
Postos
m³/h.
Centro Cirúrgico
4
2,40
9,6
Exames Complementares, Centro de diagnósticos.
2
2,40
0,48
Laboratório, patologia
2
1,20
1,44
Apartamento e enfermaria adulto
2
1,20
0,36
Ortopedia, salas de gesso, traumatologia
2
2,40
0,72
pediatria
2
2,40
0,72
Pronto Socorro (consultórios)
2
1,20
1,92
AMBIENTE/SETOR
Real
m3/h
Apartamento e enfermaria pediátrica, consultório
21
Radiologia
2
1,20
1,44
Berçário
2
1,20
0,24
Ressonância
1
1,20
0,72
Sala de Observação
1
1,20
0,18
Sala de Partos
2
1,20
1,44
Sala de Reanimação, pós- operatório, RPO
1
1,20
0,72
Tomografia
1
1,20
0,72
UTI coronária
2
1,20
1,44
Urgências (Pequenas Cirurgias), Emergências
4
2,40
1,44
UTI Adulto
2
3,60
5,76
UTI Neonatal
2
3,60
5,76
Consultório de odontologia
2
3,60
7,2
Posto de inalação
2
1,20
2,4
40
37,20
44,70
TOTAL
RESULTADO
CMP - Consumo Máximo Provável (m3/h)
CAPACIDADE DO COMPRESSOR A SER
45 m³/h
UTILIZADO
Tabela 3 – Determinação da Capacidade do Compressor
CMP DE
28 m³/h
45m³/h
60m³/h
90m³/h
140m³/h
180m³/h
AR
(M³/H)
01 a 37
38 a 50
51 a 70
71 a 104
105 a 148
149 a 218
X
X
X
X
X
X
22
Neste estudo de capacidade e em conformidade com a norma NBR 12.188 é para
aplicação com dois compressores em linha baseado nos cálculos acima encontramos:

02 motores compressores de 7,5 CV ( SCHULZ SRP 3008 – 10 Bar)
com vazão 46 nm³/h.
4.1.4 Cálculo de Dimensionamento Elétrico

Cálculo das contatoras e cabos para o acionamento de cada compressor
Compressor ( partida direta)
Potência 5600W
Tensão 220V
I(K1)≥ In; K1 = 32A / 220V
Corrente 25.45A
Disjuntor C1/C2 ≥ 25,45A
Cabos PP de 4 x 4,0 mm² (28A)

Cálculo dos cabos para o módulo e disjuntor geral, incluindo cargas de 1 lâmpada de 2 x
40 W fluorescente e 10 solenoides de 60 VA, cos  0,9 + 2 programadores e contatores ±
120 VA.
Lâmpada: 44,45 VA x 02
=
89 VA
Cabos de 1,0 mm² (12A) para as lâmpadas
Solenoide: 60 VA x 10
=
600 VA
Cabos de 1,0 mm² (12A) para os Solenoides
Prog e Contac: 120 VA x 2 =
240 VA
Cabos de 1,5 mm² (15A) para os programadores

Cálculo dos Cabos de alimentação do Nobreak
Nobreak 600VA
Cabos de 1,0 mm² (12A) para os Solenoides

Cálculo do Disjuntor Geral
P= V * I
I = 12577,5/ 220 = 57.17 A
Cabos do Disjuntor Geral = 16 mm² ( 60A)
Disjuntor Geral Trifásico ≥ 56,23A ( Valor comercial imediatamente acima).
23
4.1.5 Dispositivos de Segurança de uma Central de Ar e sua Funções.
Em uma central de ar comprimido, existem vários dispositivos de controle de
segurança: pressostato, válvula de segurança, alarme de baixa e alta pressão, pré-filtro,
desumidificador e filtros.
• Pressostato — é responsável por ligar e desligar o compressor, acionado e
desacionado quando a pressão no interior do reservatório atinge o valor crítico inferior e
superior, respectivamente;
• Válvula de segurança — trata-se de um dispositivo que deve ser instalado no
reservatório central de ar comprimido. Esta válvula se abre em determinado valor de pressão
(pressão de abertura), maior que o regulado para o desacionamento através do pressostato.
Devido à abertura, o dispositivo permite o fluxo de ar do reservatório para o ambiente até que
a pressão em seu interior atinja valor menor do que a pressão de abertura. A partir deste
ponto, a válvula se fecha automaticamente. É aconselhável a instalação de um alarme
simultaneamente à abertura da válvula, para indicar um possível erro de funcionamento no
controle do sistema.
• Alarme de baixa e alta pressão — este é outro dispositivo de segurança que alerta
para a manutenção em caso de algum defeito na central. Este alarme é acionado quando a
pressão do reservatório está menor do que o valor crítico inferior. Isso pode indicar duas
situações: o pressostato não enviou sinal para acionar o compressor ou há problemas no
acionamento do mesmo, devido a falhas na alimentação elétrica, no motor, na transmissão
motor-compressor, ou no próprio compressor;
• Pré-filtro — este dispositivo é colocado no ponto de admissão de ar do
compressor com a função de promover o primeiro ataque aos agentes contaminantes da
atmosfera;
• Desumidificador — A função do desumidificador é retirar a água contida no ar. Ele
é instalado após o reservatório, podendo ser mecânico (pela ação da filtragem da água),
químico ou por processo de refrigeração;
• Filtros — Um sistema de filtragem adequado para o ar comprimido medicinal é
aquele que é capaz de reter micro-organismos de tamanho maior ou igual a 0,3µ — condição
normatizada para a obtenção do ar filtrado estéril.
24
Os filtros com esta característica são denominados absolutos, e podem ser instalados
logo após o desumidificador, ou em locais onde se exige ar de melhor qualidade (como é o
caso das unidades hospitalares críticas)[1].
4.1.6 Secagem com Adsorção
Com relação ao ar comprimido, o sistema de adsorção permite eliminar radicalmente
o vapor d'água presente na mistura. Com este sistema é possível atualmente obter pontos de
orvalho próximos de -100°C. Os adsorventes são produtos extremamente porosos, sendo
comum possuírem superfícies específicas de 500 a 1.000 m² por grama. E é esta imensa
superfície que cria a condição essencial ao fenômeno de adsorção (que é comparável ao
conhecido fenômeno da condensação) e que vem a ser, em ultima análise, um fenômeno de
superfície.
A regeneração (também chamada de reativação) dos materiais de adsorção é a
eliminação ou evaporação da água que os mesmos adsorveram do ar comprimido. Esta
regeneração pode ser realizada através da "lavagem" do material de adsorção saturado e seus
respectivos secadores, sendo estes aplicados em suas referidas aplicações com ar
comprimido seco e aquecido, ou com ar frio e seco pressurizado.
Diversas configurações de filtros acoplados ao secador garantem um tratamento
completo do ar comprimido (remoção de água / óleo e partículas sólidas) e remoção de
odores, vírus e bactérias.
Construído de acordo com a norma ASME sec. VIII- div. 1 / NR 13 obedecendo aos
critérios em curso.
Os secadores possuem suas particularidades de fabricação com os seguintes materiais
de adsorção: sílica gel modificada, alumina ativada ou peneira.
Figura 3 – Secadora de Ar
25
O princípio de funcionamento e como opera o secador por adsorção estão descritos
abaixo:
Ciclo de operação: O ar comprimido passa por 3 etapas distintas durante o processo
de secagem e filtração :
• Em primeiro lugar passa por um filtro coalescente para a remoção do óleo e água
condensada provenientes do compressor. Este filtro remove também as partículas sólidas
(ferrugem/corrosão) arrastadas da tubulação pelo ar comprimido com uma eficiência de até
99,999%. Opcionalmente o secador é fornecido com um separador de condensado na entrada
(caso o compressor seja isento de óleo).
• Em seguida o ar comprimido passa por uma das colunas de adsorção, onde o vapor
d'água é retirado por adsorção (ao mesmo tempo a outra coluna é reativada) até os valores de
projeto.
• Na ultima etapa o ar comprimido já seco passa por um filtro de saída que remove
eventuais partículas sólidas provenientes do material de absorção.
Ciclo de reativação: Para a recuperação da coluna de adsorção que está saturada,
utilizamos uma pequena porcentagem de ar seco que é aquecido.
• Para esta reativação (também conhecida como recuperação ou regeneração) do
material de adsorção, utilizamos cerca de 5-15% (dependendo do modelo e do ponto de
orvalho) do ar comprimido seco e filtrado que, ao sair do secador, é desviado para uma linha
secundária passando pelo aquecedor e a seguir atravessa a coluna de adsorção que está
saturada em contra fluxo, removendo assim a umidade, que então é eliminada para a
atmosfera.
• Esta reativação confere aos materiais de adsorção uma levada vida útil (2 a 6 anos
operação aproximadamente).
Pré e pós-filtragem: O complemento indispensável para o secador
Pré-filtro: o filtro de entrada (do tipo coalescente) garante a remoção da água
condensada e do óleo do fluxo do ar comprimido, garantindo assim um perfeito desempenho
das colunas de adsorção. Em casos de elevada contaminação de óleo, recomendamos a
instalação de 2 filtros de entrada para garantir um ar isento de óleo.
Pós-filtro: o filtro de saída (do tipo papel ou sintetizado) garante que as eventuais
partículas de material de adsorção desprendidas não sejam carregadas para a instalação,
evitando assim que a sua abrasividade possa comprometer o funcionamento dos componentes
pneumáticos do sistema.
26
Acessórios: Indicador visual de saturação do elemento filtrante ou manômetro
diferencial de pressão, dreno manual ou automático (tipo boia ou eletrônico temporizado).
Opcionais: Filtro de carvão ativo para remoção de odores de óleo e hidrocarbonetos
(aplicações alimentícias), filtro esterilizante para remoção de vírus e bactérias (aplicações
farmacêuticas).
Dependendo da configuração de filtros utilizada é possível a remoção de óleo/água
condensada até 0,008 ppm e particulados até 0,01 mícron, além da remoção de odores de óleo,
vírus e bactérias[2]. Abaixo seguem o fluxograma operacional de um sistema de secadoras de
ar e a tabela explicativa do mesmo.
2
Ar SECO
3
9
7
6
5
5
4
AR ÚMIDO
1
Figura 4 - Fluxograma Operacional de um Sistema de Secadoras de Ar
27
Tabela 4 – Complementação do Fluxograma da Secadora.
1
Entrada ar comprimido ( vem do filtro de entrada )
2
Saída de ar comprimido ( vai para o filtro de saída )
3
Válvula direcional tipo solenoide/retenção – entrada /saída ar comprimido
4
Válvula solenoide – saída ar comprimido purga
5
Silenciador – purga de ar de regeneração
6
Coluna de adsorção direita
7
Coluna de adsorção esquerda
8
Válvula de regulagem de vazão de ar de regeneração
4.2
Aparelhos de Análise Contínua da Qualidade do Ar, Filtros e
Equipamentos de Controle e Acionamento do Sistema
Por determinação da NBR 12188 item 4.5.3 é necessário o monitoramento continuo
do ar para que o sistema desligue quando os valores chegarem ao limite estabelecido pela
norma.
4.2.1 Central Telecomando GSM
Opera como anunciador de alarmes, controle de nível, acionamento de equipamentos
remotos, sinalização de estados de funcionamentos de máquinas e equipamentos, dentre
outras aplicações, envia e recebe SMS.
Continuamente as unidades de telecomando verificam suas entradas e quando há
alteração nas mesmas enviam mensagem SMS para a outra unidade programada acionando ou
desacionando a saída especificada. Também é possível configurar as saídas para serem
acionadas através de uma mensagem de texto enviada através de telefone celular ou
configurar as entradas para enviar uma mensagem de texto para algum telefone específico na
ocorrência de alguma alteração no seu estado[6].
28
Especificações técnicas do equipamento telecomando GSM:
 Tecnologia GSM Quadri Band;
 Comunicação bidirecional permite acionamento e sinalizações em qualquer unidade;
 Permite envio de SMS’s para até três números cadastrados, criando topologias ponto a
ponto e ponto multi ponto;
 Oito entradas digitais e oito saídas à relé;
 Envia SMS para todo Telecomando realizando acionamentos ou para qualquer
telefone celular;
 Recebe SMS para ligar/desligar as saídas;
 Não necessita de infraestrutura para antenas como postes, torres, e apontamento de
antenas;
 Com o uso de planos corporativos das operadoras de telefonia celular o envio de SMS
fica bem satisfatório;
 Programação através do Infisoft;
- Hardware desenvolvido para diversas aplicações;
Figura 5 - Equipamento de Telemetria
4.2.2 Pressostato
Pressostato é um instrumento de medição de pressão utilizado como componente do
sistema de proteção de equipamento ou processos industriais. Sua função básica é de proteger
a integridade de equipamentos contra sobre pressão ou subpressão aplicada aos mesmos
durante o seu funcionamento. É constituído em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste
29
de set-point e uma chave de duas posições (aberto ou fechado). Como mecanismo de ajuste de
set-point utiliza-se na maioria das aplicações uma mola com faixa de ajuste selecionada
conforme pressão de trabalho e ajuste, e em oposição à pressão aplicada. O mecanismo de
mudança de estado mais utilizado é o micro interruptor, podendo ser utilizado também
ampola de vidro com mercúrio fechando ou abrindo o contato que pode ser do tipo normal
aberto ou normal fechado[7].
Figura 6 - Pressostato
4.2.3 Contatora
Contator é um dispositivo eletromecânico que a partir de um circuito de comando
efetua o controle de cargas num circuito de potência. Essas cargas podem ser de qualquer tipo,
desde tensões diferentes do circuito de comando, até conter múltiplas fases respeitando as
características do fabricante.
Contatora AC para manobra de motores
É constituído por uma bobina que produz um campo magnético que conjuntamente a
uma parte fixa proporciona movimento a um eixo. Este move os contatos associados que
podem estar abertos e fecha-los, os que estão fechados, abri-los. Estes contatos podem ser de
dois tipos, os de potência ou auxiliares [8].
Figura 7 – Contator
30
4.2.4 Relé de Tempo
O relé temporizado é usado para provocar uma ação atrasada por um breve período
após outra ação. Não se deve confundir relé temporizado termal com temporizadores,
contadores e programadores de altíssima precisão. Os relés temporizados são similares aos
outros relés de controle em que eles usam uma bobina para controlar a operação dos contatos.
A diferença entre um relé de controle e um relé de atraso é que os contatos do relé
temporizado demoram um determinado tempo ajustável para alterar seus contatos quando a
bobina é energizada ou desenergizada. Os relés temporizados ou relés de atraso de tempo
podem ser classificados em relé de on-delay ou de off-delay.
On-delay - Quando a bobina de um relé temporizado on-delay é energizada, os
contatos mudam os estados depois de um tempo pré-determinado.
Off-delay - Quando a bobina de um relé temporizado off-delay é energizada, os
contatos mudam imediatamente os estados e depois de um tempo pré determinado voltam
para a posição original [9].
Figura 8 - Rele Temporizador
4.2.5 Analisador Ponto de Orvalho
O GR-DEW é um analisador de umidade baseado nas leis da termodinâmica e
psicrometria. A quantidade e a pressão do vapor de água no ambiente analisado são calculadas
por um micro controlador com um conversor analógico digital, fazendo a leitura dos sensores
de temperatura e umidade relativa, em seguida apresenta o valor do ponto de orvalho e
visualiza graficamente a sua variação das últimas duas horas num histograma [10].
Sensor de umidade relativa tipo capacitivo.
31
Sensor de temperatura de precisão
Pressão máxima de operação: 300 Bar
Faixa de temperatura para operação: 0 a 40ºC
Faixa de leitura do ponto de orvalho: -99 a +20ºCpo
Precisão da leitura:+/-2°Cpo a -45°Cpo referido à pressão atmosférica.
Resolução: 1ºCpo
Conexão para o ar comprimido: porca e bico para mangueira
Saída de corrente 4-20mA configurável, RL < 500R
Dupla saída de alarme: alto e baixo opcionais
Alimentação: 110/220VAC +/- 10%.
Figura 9 - Analisador e Sensor de PO
4.2.6 Analisador de CO2
O GuardCard oferece amostragem contínua com qualidade próxima à de analisador e
mede concentrações de gás CO2. Empregando componentes eletrônicos e ópticos semelhantes
ao Guardian Plus e apropriado para uma grande variedade de aplicações, estes sensores de gás
podem detectar concentrações de gás CO2 de 0 – 3000ppm a 0 – 100%[11].
Figura 10 - Sensor de CO2
32
4.2.7 Fonte de Alimentação
Uma fonte de alimentação é um aparelho ou dispositivo eletrônico constituído por 4
blocos de componentes elétricos: um transformador de força (que aumenta ou reduz a tensão),
um circuito retificador, um filtro capacitivo e/ou indutivo e um regulador de tensão.
Uma fonte de alimentação é usada para transformar a energia elétrica sob a forma de
corrente alternada (CA) da rede em uma energia elétrica de corrente contínua, mais adequada
para alimentar cargas que precisem de energia CC.
Numa fonte de alimentação do tipo linear, a tensão alternada da rede elétrica é
aumentada ou reduzida por um transformador, retificada por diodos ou ponte de diodos
retificadores para que somente os ciclos positivos ou os negativos possam ser usados, a seguir
estes são filtrados para reduzir o ripple (ondulação) e finalmente regulados pelo circuito
regulador de tensão.
Outro tipo de fonte de alimentação é a chamada fonte chaveada, onde se alimenta
com tensão CA uma etapa retificadora (de alta ou baixa tensão), filtra-se através de
capacitores e a tensão resultante é "chaveada" ou comutada (transformada em tensão CA de
alta frequência) utilizando-se transistores de potência. Essa energia "chaveada" é passada por
um transformador (para elevar ou reduzir a tensão) e finalmente retificada e filtrada. A
regulação ocorre devido a um circuito de controle com realimentação que de acordo com a
tensão de saída altera o ciclo de condução do sinal de chaveamento, ajustando a tensão de
saída para um valor desejado e pré-definido. A vantagem é que o rendimento de potência é
maior e a perda por geração de calor bem menor do que nas fontes lineares. Além disso,
necessita de transformadores menores e mais leves. A desvantagem é a emissão de ruídos e
radiação de alta frequência devido à alta frequência de chaveamento [12].
Figura 11- Fonte de Alimentação
33
4.2.8 Analisador de Monóxido de Carbono
São instalados devido à possibilidade de emanação de monóxido de carbono (CO)
devido ao grande risco de asfixia por ser este um gás inodoro e invisível permitindo a analise
constante. [13].
Figura 12 - Sensor de Monóxido de Carbono
4.2.9 Controlador Novus N 1100

Entrada universal: J, K, T, N, R, S, Pt100, 4-20 mA, 0-50 mV, 0-5 Vcc sem alterar
hardware.

Saída de controle: relé SPST 3 A / 250 Vca, mais saída programável linear 4 20 mA
ou pulso lógico para relés de estado sólido.

Saídas para aquecimento ou refrigeração (modelo HC).

Alarmes: 2 relés SPST 3 A / 250 Vca (se saída de controle for 4-20 mA ou pulso
lógico para relés de estado sólido).

Até 2 alarmes temporizados de 0 a 6500 s.

Resolução na medida: 12000 níveis

Alimentação: 100-240 Vca/cc

Retransmissão da PV ou SP em 4 a 20 mA.

Função Automático/Manual "bumpless".

Entrada de SetPoint Remoto (4 a 20 mA)

Soft start programável (0 a 9999 seg.)
34

Rampas e Patamares: 7 programas de 7 segmentos cada, podendo ser concatenados
para formar um programa de até 49 segmentos. A todos os segmentos podem ser
associados eventos.

Auto sintonia dos parâmetros PID.

Teclas em silicone

Painel frontal: IP65, Policarbonato UL94 V-2.

Caixa: IP20, ABS + PC UL94 V-0.

Formato 48 x 48 x 110 mm.
Opcionais:

Alimentação: 24 Vcc/ca.

Terceiro relé (SPDT) ou I/O digital.

Comunicação Serial RS-485, protocolo MODBUS-RTU.

Detector de resistência aberta (não disponível na versão N1100-HC).
Figura 13 - Controlador Novus N1100
4.2.10 Fonte de Alimentação, Carregador de Baterias e Inversor (Nobreak)
Três em um, Fonte de alimentação 24Vcc, Carregador de baterias seladas em serie
de 12Vcc / 7Ah com sistema de flutuação de carga e inversor de tensão nobreak com uma
saída 110/220Vac. Na falta de energia a inversão da tensão é amortecida em 20ms através do
circuito intermediário utilizando as baterias de 24V CC/AC 110/220V.
As construções elétricas e mecânicas foram desenvolvidas de forma a garantir a
isolação por utilizar uma caixa de metal robusta[15].
35
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Fonte Alimentação:

Tensão de entrada: 110/220V AC -60 Hz

Frequência de rede: 60 Hz

Tensão de saída: 24 Vcc

Corrente de saída: 3 A

Construção: Caixa em Alumínio

Conexão: Terminais

Led de indicação de energizado

Regulação: Menor que 1%

Proteção: Na saída contra curto circuito e sobre Corrente
Nobreak 600VA, Inversor e Carregador de Baterias:

Tensão de entrada: 115/220 v ac - 60 Hz - Bivolt

Tensão de saída: 115 V

Estabilizador interno

Número de fase: Bifásico

Frequência de rede: 60Hz

Flutuante em carga de baterias

Controle de recarga de baterias automática

Tensão de flutuantes e equalização ajustáveis

Forma de onda na saída: sensorial por aproximação

Tempo de comutação: Menor que 1,0 ms

Duas baterias seladas: 12 VDC / 7 Ah

Autonomia: 60 minutos

Recarga automática das baterias

Partida pela bateria

Led indica: modo rede, modo bateria, final de autonomia, carga baixa

Alarme visual: para queda de rede elétrica e final de tempo de autonomia

Proteção: contra sub/sobretensão de rede; contra sobrecarga e contra curto; e contra
descarga total da bateria

IP 20
36
Figura 14 - Fonte de Alimentação, Carregador de Baterias e Inversor (Nobreak)
4.3
Processamento e Transmissão de Dados
Todos os dados serão recebidos de falha dos equipamentos serão enviados
eletricamente a um Telecomando GSM da Infinum que já pré-programado enviará os SMS
aos telefones cadastrados informando em tempo real a condição do sistema, utilizando a rede
GSM, permitindo ao técnico tomar as devidas providencias dependendo do defeito do
equipamento a manutenção a distancia, o desligamento parcial do equipamento ou o
deslocamento ao local para a resolução do problema.
4.3.1 Tecnologia GSM
Global System for Mobile Communications, ou Sistema Global para Comunicações
Móveis (GSM: originalmente, Groupe Special Mobile) é uma tecnologia móvel e o padrão
mais popular para telefones celulares do mundo. Telefones GSM são usados por mais de um
bilhão de pessoas em mais de 200 países. A onipresença do sistema GSM faz com que o
roaming internacional seja muito comum através de "acordos de roaming" entre operadoras
de telefonia móvel. O GSM diferencia-se muito de seus antecessores sendo que o sinal e os
canais de voz são digitais, o que significa que o GSM é visto como um sistema de telefone
celular de segunda geração (2G). Este fato também significa que a comunicação de dados foi
acoplada ao sistema logo no início. O GSM é um padrão aberto desenvolvido pela 3GPP.
O GSM possui uma série de características que o distinguem dentro do universo das
comunicações móveis. Nascido nos anos 80 e fruto de uma cooperação sem precedentes
dentro da Europa, o sistema partilha elementos comuns com outras tecnologias utilizadas em
37
telemóveis, como a transmissão ser feita de forma digital e a utilizar células (como funciona
um telemóvel). Este artigo irá apresentar as características fundamentais do sistema, assim
como as suas capacidades.
Do ponto de vista do consumidor, a vantagem-chave do GSM são os serviços novos
com baixos custos. Por exemplo, a troca de mensagens de texto foi originalmente
desenvolvida para o GSM. A vantagem para as operadoras tem sido o baixo custo de
infraestrutura causada por competição aberta. A principal desvantagem é que o sistema GSM
é baseado na rede TDMA, que é considerada menos avançada que a concorrente CDMA. A
performance dos celulares é muito similar, mas apesar disso o sistema GSM tem mantido
compatibilidade com os telefones GSM originais. No mesmo tempo, o sistema GSM continua
a desenvolver-se com o lançamento do sistema GPRS. Além disso, a transmissão de dados em
alta velocidade foi adicionada no novo esquema de modulação EDGE. A versão de 1999 do
padrão introduziu índices relativamente altos de transmissão de dados, e é normalmente
referida como 3G.
O sistema GSM 900 utiliza dois conjuntos de frequências na banda dos 900 MHz: o
primeiro nos 890-915MHz, utilizado para as transmissões do terminal, e o segundo nos 935960MHZ, para as transmissões da rede.
O método utilizado pelo GSM para gerir as frequências é uma combinação de duas
tecnologias: o TDMA (Time Division Multiple Access) e o FDMA (Frequency Division
Multiple Access). O FDMA divide os 25 MHz disponíveis de frequência em 124 canais com
uma largura de 200 kHz e uma capacidade de transmissão de dados na ordem dos 270 Kbps.
Uma ou mais destas frequências é atribuída a cada estação-base e dividida novamente, em
termos de tempo, utilizando o TDMA, em oito espaços de tempo (timeslots). O terminal
utiliza um timeslot para recepção e outro para emissão. Eles encontram-se separados
temporalmente para que o telemóvel não se encontre a receber e transmitir ao mesmo tempo.
Esta divisão de tempo também é chamada de full rate. As redes também podem dividir as
frequências em 16 espaços, processo designado como half-rate, mas a qualidade da
transmissão é inferior.
A voz é codificada de uma forma complexa, de forma que erros na transmissão
possam ser detectados e corrigidos. Em seguida, a codificação digital da voz é enviada nos
timeslots, cada um com uma duração de 577 milisegundos e uma capacidade de 116 bits
codificados. Cada terminal deve possuir uma agilidade de frequência, podendo deslocar-se
38
entre os timeslots utilizados para envio, recepção e controle dentro de um frame completo. Ao
mesmo tempo, um telemóvel verifica outros canais para determinar se o sinal é mais forte e
mandar a transmissão para eles, caso a resposta seja afirmativa [16].
Figura 15 - Primeiros Aparelhos com a Tecnologia GSM (1991)
4.3.2 Tecnologia SMS
SMS, em inglês, é a sigla de serviço de mensagens curtas. Basicamente, é um
método de comunicação que envia texto entre telefones celulares, ou de um PC ou palmtop
para um celular.
Quando finalmente nos acostumamos a ver todo mundo falando o tempo inteiro em
telefones celulares, parece que as pessoas decidiram parar de falar. Agora, elas ficam
digitando nos teclados, usando os celulares para enviar mensagens: os torpedos. O SMS, ou
mensagem de texto, trocou as conversas de telefone por uma nova geração de usuários: os
"torpedeiros".
Princípio Básico de Funcionamento
Mesmo quando você não está falando ao celular, ele continua enviando e recebendo
informações constantemente. Ele está falando com a torre celular por um caminho chamado
canal de controle. O motivo deste bate-papo é manter o sistema de telefonia celular ciente de
qual célula o telefone faz parte e serve também para que o telefone possa mudar de células
conforme o usuário vai para outros lugares. Então, de vez em quando, o telefone e a torre
trocam um pacote de dados para que ambos saibam que está tudo bem.
Além disso, o telefone também usa o canal de controle para configurar chamadas.
Quando uma pessoa tenta ligar para outra, a torre envia uma mensagem para o telefone pelo
39
canal de controle, mandando-o tocar o tom de que está recebendo uma chamada e também dá
um par de frequências de canal de voz para o telefone usar naquela chamada.
Além de tudo isso, é o canal de controle que fornece um caminho para as mensagens
SMS também. Assim, quando um amigo lhe envia um torpedo, a mensagem passa pelo Centro
de SMS, vai para a torre e a torre envia a mensagem ao seu telefone na forma de um pequeno
pacote de dados no canal de controle. Da mesma forma, quando você envia uma mensagem, o
seu telefone a envia para a torre no canal de controle, de onde ela segue para o Centro de SMS
e é redirecionada para o destinatário.
Figura 16 - Esquema de Envio de SMS
Existem diversos benefícios na utilização de mensagens de texto via SMS como
canal de comunicação no setor de tecnologia como automação de processos, alertas de
monitoramento, releases de versões de sistema e etc. Através dos aplicativos inteligentes e a
plataforma mais moderna do mundo de mobilidade sua empresa pode melhorar
significativamente
a
comunicação,
funcionalidades
dos
seus
sistemas,
processos
administrativos, sinergia com seus funcionários, parceiros, fornecedores e clientes.
Abaixo se encontram algumas aplicabilidades e sugestões específicas para o segmento
de tecnologia que desenvolvemos a partir de estudos de caso já realizados [17].
Aplicabilidades do SMS no setor de tecnologia:

Monitoramento e alertas via SMS de sistemas ERP, CRM, BI, Supply Chain e etc.
40

Alertas e monitoramento via SMS de IP, websites, e-commerce e sistemas web em
geral.

Alertas aos clientes de processos de gestão empresarial através de integração via SMS

Monitoramento via SMS de redes e equipamentos de hardware

Avisos via SMS de releases de novas versões, service packs e novos sistemas

Automação de suporte técnico e call center com confirmação de respostas via SMS

OTP (envio de password/senha) via SMS para validação de login e acesso a sistemas
locais e web

Lembretes de cobrança bancária e atrasos de pagamento via SMS

Comunicação com o público-alvo através de campanhas de SMS Marketing
4.3.3 Principio de Funcionamento
Continuamente as unidades de telecomando verificam suas entradas e quando há
alteração nas mesmas enviam uma mensagem SMS é possível configurar as saídas para serem
acionadas através de uma mensagem de texto enviada através de telefone celular ou
configurar as entradas para enviar uma mensagem de texto para algum telefone específico na
ocorrência de alguma alteração no seu estado.
Figura 17 – Funcionamento do Sistema de Telemonitoramento
41
Figura 18 - Esquema Básico de ligação do Sistema de Telemonitoramento
4.3.4 Análise de Falhas
Com a implementação do sistema, tem-se o controle a distancia das principais falhas
dos equipamentos. A analise local é apresentada com um sinaleiro na porta do painel
indicando a existência de um problema e remotamente com SMS recebido indicando qual o
problema, que no nosso caso, 8 (oito) variáveis de controle são monitoradas e as falhas
enviadas via SMS permitindo ao técnico ir ao local tendo a real noção da situação e
providencias a serem tomadas.
As variáveis monitoradas são:
Tabela 5 - Sinais Monitorados
Sinal
Acionado por
1
Compressor 01 parado
Pressostato
2
Compressor 02 parado
Pressostato
3 Pressão baixa na rede do hospital
Pressostato
4
Ponto de orvalho alto
Analisador de Ponto de orvalho
5
Monóxido de carbono alto
Analisador de monóxido de carbono
6
Dióxido de carbono alto
Analisador de dióxido de carbono
7
Oscilação de energia
Rele de sub-sobre tensão e falta de fase
8
Alarme de incêndio
Sensor de fumaça
42
5.
IMPLEMENTAÇÃO DO SISTEMA
Todo o sistema tem o propósito de ter o controle de custos e gerenciamento da
equipe e equipamentos, mas no estudo de caso é aumentar a confiabilidade do sistema e
principal manter a qualidade do ar fornecido aos pacientes em equipamentos instalados em
diferentes hospitais, reduzindo o custo da manutenção e riscos de acidentes. Com o
telemonitoramento instalado em todos os equipamentos o técnico efetuará as preventivas
programadas e atenderá as corretivas com a certeza da existência da mesma, existindo a
possibilidade de intervenção a distancia como já existe o monitoramento in loco nos
equipamentos, permitindo que o técnico efetue a manutenção quando for ao local este também
será avisado de qualquer anormalidade á distancia junto com uma central que receberá e-mails
provenientes dos equipamentos permitindo a qualidade das preventivas de cada funcionário
ser avaliado a distancia com a quantidade de corretivas de cada equipamento.
O principio de funcionamento é do monitoramento em tempo real dos dados
essenciais do equipamento onde existem sensores de monitoramento continuo de PO, CO,
CO2 e dos principais sistemas de funcionamento como pressostato, rele de sub-sobre tensão e
falta de fase onde qualquer variação para os valores próximos aos normatizados ou abaixo do
funcionamento normal sempre um contato será acionado, seja somente para registro onde um
histórico de todos os equipamentos e falhas é gerado permitindo o envio da equipe de
manutenção no próximo dia, ou o envio três SMS's um ao técnico, outro de registro e um
terceiro ao coordenador sendo necessário o deslocamento de um técnico imediatamente, caso
seja durante o horário de expediente, ao ser acionado o supervisor consultará o GPS dos
carros e com isso deslocará o profissional que estiver mais próximo do equipamento, se o
acionamento for fora do horário de expediente o técnico que estiver de plantão irá efetuar a
manutenção.
5.1 Montagem do Protótipo
A montagem de um protótipo se constitui em um painel que simulará todas as
funções do equipamento onde este poderá ser levado á diversos clientes testando a rede GSM
da localidade descobrindo assim qual a melhor operadora a ser utilizada naquela região, além
disto, é possível simular as falhas e verificar o tempo de resposta do equipamento.
43
Realizamos a monitoração dos sistemas onde as principais grandezas serão
monitoradas tendo assim a certeza da qualidade do ar e a sua continuidade em face da
necessidade vital para os pacientes que estão tendo suporte à vida através do ar medicinal.
Porem para o efeito de testes como a norma obriga a instalação de monitoramento de
PO, CO, CO2, alarme de incêndio e da pressão baixa da rede estamos somente transmitindo
para o técnico onde quer que ele esteja a real situação do equipamento permitindo assim ele
tomar decisões que podem ser vitais aos pacientes.
Para a redução de custos do simulador todos os sinais digitais como pressostato, rele
de sub-sobre tensão e falta de fase e alarme de incêndio foi utilizado chaves para a simulação
dos mesmos, e quanto aos sinais analógicos de PO, CO, CO2 utilizamos um controlador
Novus N 1100 com um potenciômetro de 10KΩ com um resistor em série de 1KΩ para
limitar a corrente em 24mA sendo assim utilizando o padrão de 4-20mA para os teste,
permitindo assim a visualização do monitoramento de um sinal analógico.
Toda a programação do sistema de telemonitoramento é realizada com o programa
Infisoft Config permite a programação dos telefones a serem acionados em caso de falha e
estes mesmos telefones possuem a permissão de enviar um SMS para acionar uma saída a
distancia, conforme figuras abaixo.
Figura 19 - Telas de Programação
44
5.2
Instalação e Integração do Sistema
A instalação do telemonitoramento em todos os clientes permitirá saber qual a real
situação de cada equipamento, além da qualidade da assistência técnica efetuado pelo pessoal
da manutenção, permitindo assim o controle total da gestão de pessoal e peças, além da
quantidade real de corretivas em cada hospital e a reincidência das mesmas.
No momento da instalação alguns cuidados terão que ser tomados como a fixação do
painel, passagem dos cabos, instalação de um pressostato por vez para que a interligação
definitiva do sistema seja efetuada no menor tempo possível devido à necessidade de
fornecimento continuo aos pacientes e durante este momento de interligação o fornecimento
será realizado através de cilindros, sendo indispensável se estimar o tempo de parada com o
consumo do hospital para solicitar a quantidade necessária de cilindros para o fornecimento
do hospital.
Diante da realidade da instalação e da dificuldade da mesma foi montado um
cronograma com a finalidade de se efetuar o controle da instalação desde a aprovação do
pedido até o funcionamento e testes deste no sistema, conforme figura 12, baseado nestes
dados de estimativa de tempo de instalação e do desligamento do sistema para a
implementação e testes finais, tem-se a quantidade de cilindros necessária para a instalação
com segurança.
Figura 20 - Cronograma de Implementação do Sistema
45
5.3
Custo
As peças para a montagem do painel ficou em R$ 2.035,00, o custo da montagem
ficou R$ 850,00 e a implementação no local ficando em R$1.500,00 ficando o total em R$
4.385,00 por equipamento.
Tabela 6 - Custo de Instalação do Telemonitoramento
Custo Projeto
Telemonitoramento em R$
Descrição
Valor
Painel
R$ 40,00
Infinium
R$ 1.015,00
Cabos 1,00 mm²
R$ 21,00
Rele
R$ 225,00
Terminais
R$ 6,00
Temporizador
R$ 138
Pressostato
375
Fonte de alimentação
Total
215
2.035
Montagem / Programação 1500
Instalação
Total da implementação
Impostos
850
4.385
350,80
46
6.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A seguir faremos uma descrição das vantagens e dos testes e desempenho do projeto.
6.1
Vantagens do Projeto
O primeiro é a confiabilidade do equipamento que ao ser vendido ou locado ao
cliente é apresentado tudo que o equipamento oferece e a segurança que é passada devido ao
monitoramento remoto 24hs sem o aumento do custo.
Segundo o monitoramento da equipe de manutenção, com os SMS's recebidos de
cada falha do equipamento teremos a informação instantânea do resultado da qualidade da
manutenção individualizado por técnico e a fadiga de materiais com a incidência de quebras
de um mesmo equipamento em diversos locais diferentes.
Terceiro a redução do custo com o deslocamento (combustível) e H/H com a saída
somente em caso de um defeito real não com suposições do cliente, além da proteção dos
equipamentos de suporte a vida do hospital.
A intenção deste projeto é a redução de custos e o melhor gerenciamento do corpo
técnico, redução dos gastos de combustível ocorrido com o deslocamento desnecessário, e a
melhor disposição da equipe técnica h/h e a proteção dos pacientes e equipamentos de suporte
à vida onde o custo de um respirador novo gira em torno de R$ 60.000,00 e a manutenção em
média de R$ 28.000,00 quando ocorre uma queima devido à água na rede sendo necessária a
troca dos 03 transdutores de pressão sendo ele de oxigênio, ar e mistura válvula equalizadora,
02 reguladoras de pressão, circuito pneumático, sensores de oxigênio, filtros e válvulas de
segurança.
O custo de deslocamento h\h e a quilometragem rodada obtivemos uma média de
custo de R$0,625/km rodado, sendo a hora do técnico em R$ 10,00 com um chamado falso
em Campos, por exemplo, com 340km de distancia da base com um deslocamento total de 8
horas, ida e volta e atendimento teremos um custo de R$ 425,00 de deslocamento mais
R$80,00 h/h somando um total de R$ 505,00 de um chamado falso se for em dia de semana
podendo chegar a R$ 633,00 em um final de semana a noite.
47
Tabela 7 - Custo de Deslocamento
Aquisição de
Tempo de
Seguro
Manutenção Combustível Média Km
veículo novo R$
depreciação meses anual R$
mensal R$
mensal R$
rodado mensal
30.000
48
80
650
2500
2.500
Custo total 48 meses R$
30.000
Aquisição
10.000
Seguro
3.840
Manutenção
31.200
Combustível
75.040
Total 48 meses
1.553,33 Total mensal
0,625
6.2
Custo/km
Teste de Desempenho
Após a montagem do protótipo foram realizados diversos testes de desempenho em
locais e operadoras diferentes no intuito de obter o melhor sinal e tempo de resposta de envio
e recebimento de SMS's sendo os testes realizados em 03 locais diferentes nos bairros do
Estácio, Bangu e na cidade de Araruama, onde os resultados estão apresentados abaixo,
obtendo a melhor performance na operadora A, com o sinal mais estável e somente 03 SMS's
passando de 60 segundos em todos os locais testados.
Tabela 8 - Testes de Performance
Testes com a operadora A com o envio de 10 SMS
Locais
Tempos em segundos
Mínimo Máximo
Média ponderada
ESTÁCIO
6
383
58
BANGU
4
242
73
ARARUAMA
18
521
155
48
Testes com a operadora B com o envio de 10 SMS
Locais
Tempos em segundos
Mínimo Máximo
Média ponderada
ESTÁCIO
10
480
83
BANGU
7
323
113
ARARUAMA
11
471
96
Testes com a operadora C com o envio de 10 SMS
Locais
Tempos em segundos
Mínimo Máximo
Média ponderada
ESTÁCIO
11
234
101
BANGU
8
488
73
ARARUAMA
8
385
78
7. PROPOSTA DE ACESSÓRIO DE REDUNDÂNCIA.
Com relação a redundâncias para associação aos sistemas podemos incluir outras
tecnologias além do GSM proposto neste documento. Dentre elas a que pode se inserir com o
menor impacto sobre o custo de aquisição e desenvolvimento é a inclusão de uma discadora
que trabalha sobre a tradicional linha telefônica fixa (par trançado). O equipamento é de fácil
instalação e custo agregado baixo.
Esta opção permite até que em um local provido de central telefônica interna possa
acionar a equipe local de manutenção para a primeira analise.
Figura 21- Discadora Sinal
49
8.
CONCLUSÃO
Com o sistema de telemonitoramento instalado em todos os equipamentos da
empresa permitirá o gerenciamento da equipe técnica verificando a qualidade do serviço
realizado, as corretivas reincidentes, onde as peças e insumos utilizados passam a ter um
controle unificado permitindo a verificação da qualidade com as trocas de fornecedores.
Além do controle da qualidade das peças e equipe apresenta-se também o controle de
gastos de combustível, com as intervenções de manutenção somente onde se tem o
conhecimento real de um defeito através das mensagens recebidas, embora o custo inicial seja
elevado dependendo da quantidade de equipamentos o retorno do capital investido é certo ao
decorrer do tempo com a confiabilidade gerada e o acesso da qualidade da assistência técnica
realizada.
50
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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05.05.2013-11h45min
[2]
<http://www.fargon.com.br/catalogos/manual_tratamento_ar_comprimido_Fargon.pdf>
Ultimo acesso 01.05.2013-16h28min
[3] <http://www.lanair.com.br>Ultimo acesso 05.05.2013-09h45min
[4] ABNT, Norma Técnica Brasileira NBR 12188: Sistemas Centralizados de Suprimento de
Gases Medicinais, de Gases para dispositivos médicos e de vácuo para uso em serviços de
saúde (Revisão Agosto 2012).
[5] ANVISA, Resolução da Diretoria Colegiada, RDC 50.
[6] <http://www.infiniumautomacao.com.br/arquivos/manual-telecomando-gsm-usb.pdf> >
Ultimo acesso 06/05/13 16h04min
[7] < http://pt.wikipedia.org/wiki/Pressostato> Ultimo acesso 06/05/13 16h11min
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[14]<http://www.novus.com.br/site/default.asp?TroncoID=621808&SecaoID=107460&Temp
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[15] <http://www.cardontec.com.br/produtosfonte.htm> Ultimo acesso 06/05/13 15h58min
[16] <http://pt.wikipedia.org/wiki/GSM > Ultimo acesso 05/05/13 21h28min
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