Como o Sistema MDM Antecipou uma Falha Crítica no Núcleo do Estator em Geradores
Introdução
No ambiente industrial, a confiabilidade dos ativos é condição essencial para a continuidade da operação e para evitar prejuízos significativos.
Nesse cenário, a adoção de sistemas inteligentes de monitoramento e diagnóstico se torna essencial. Mais do que coletar dados, esses sistemas devem ser capazes de interpretar sinais, correlacionar informações e indicar de forma clara o desenvolvimento de modos de falha.
Um desses modos é o afrouxamento do núcleo do estator, um problema silencioso que, quando não identificado precocemente, pode comprometer a integridade estrutural do gerador. Este artigo apresenta como o Sistema MDM foi capaz de identificar esse fenômeno de forma automática, precisa e precoce, evitando consequências graves.
O Desafio: Detecção de Afrouxamento do Núcleo do Estator
O núcleo do estator é composto por lâminas metálicas prensadas, cuja função é concentrar o fluxo magnético do gerador. Quando ocorre afrouxamento, as lâminas perdem a rigidez do conjunto e começam a vibrar em alta frequência.
Sintomas Característicos
- Vibrações de amplitude baixa, mas em altas frequências (múltiplos de 120 Hz)
- Desgaste do isolamento entre as lâminas
- Fadiga em tirantes e chavetas de fixação
- Potencial necessidade de reparos extensivos em casos severos
Dificuldade de Detecção
- Inspeção visual é limitada
- Normas internacionais não contemplam diretamente parâmetros vibracionais desse tipo de falha
- Análises convencionais podem gerar falsos negativos ou não identificar a severidade adequada
Isso cria uma lacuna: o risco é alto, mas os métodos tradicionais não são suficientes para uma detecção confiável.
A Estratégia utilizada:
Monitoração Inteligente: O Sistema MDM foi projetado para superar essas limitações ao utilizar a estratégia de monitoração baseada no ponto de operação.
Como funciona:
1
Gêmeo Digital
Cada unidade geradora possui um gêmeo digital de comportamento (baseline de operação saudável).
2
Comparação Contínua
As medições em tempo real são comparadas continuamente com esse gêmeo digital, considerando sempre a mesma condição operacional (potência, temperatura, entre outras variáveis), garantindo precisão na detecção de desvios e falhas incipientes.
3
Classificação Inteligente
O sistema classifica desvios como anomalias somente quando há degradação real, evitando falsos alarmes.
Benefícios:
- Redução de alarmes irrelevantes
- Maior precisão mesmo sem normas específicas
- Detecção confiável mesmo em modos de falha pouco conhecidos
Caso Real: Detecção Automática
Evidências detectadas:
200%
Aumento no valor RMS
Elevação superior detectada automaticamente
400%
Crescimento nas energias
Múltiplos de 120 Hz (240 Hz, 360 Hz, etc.)
240Hz
Confirmação espectral
Amplitude anômala identificada
Esses indícios são clássicos do afrouxamento do núcleo do estator. Um engenheiro especialista poderia chegar a essa conclusão manualmente, mas o diferencial foi que o Sistema MDM gerou automaticamente o diagnóstico e enviou relatórios por e-mail, permitindo ação imediata.
Diagnóstico Automático: Inteligência Aplicada
O módulo de Diagnóstico Automático do Sistema MDM utiliza conhecimento de engenharia estruturado em árvores de falha. Para cada sintoma, há uma relação com modos de falha possíveis, que são classificados com grau de severidade.
Vantagens desse modelo:
- Não exige grandes históricos de falha
- Funciona desde o primeiro dia de operação
- Pode ser expandido com novos modos de falha configurados
No caso analisado, o sistema emitiu um relatório apontando com clareza:
- Modo de falha identificado: afrouxamento do núcleo do estator
- Sintomas associados: elevação de vibração em múltiplos de 120 Hz
- Grau de severidade proporcional à condição medida
Ação Corretiva e Resultados
Com base no diagnóstico, a equipe de manutenção atuou diretamente no estator. Foram executadas ações como:
• Reaperto dos tirantes de travamento, com destaque para o lado de jusante, que estava ligeiramente solto.
• Teste e verificação das chavetas do rotor e da cruzeta superior.
Resultado pós-manutenção:
Os gráficos de vibração mostraram redução significativa nos valores RMS e nos múltiplos de 120 Hz. Ou seja, o diagnóstico automático foi confirmado pela prática, é possível observar a redução da amplitude de vibração dos acelerômetros, principalmente no lado de jusante.
Valores RMS dos acelerômetros do estator
Valores da energia nas frequências de interesse dos acelerômetros do estator
Reflexões Estratégicas e Conclusão
Este caso reforça alguns pontos-chave para o setor de energia:
Equipes enxutas precisam de sistemas inteligentes
Muitas usinas não contam com especialistas em análise de vibração. Um sistema automatizado garante diagnósticos confiáveis mesmo sem expertise local.
Prevenção é mais barata que reparo
A detecção precoce evitou que o problema evoluísse para danos severos no estator, que poderiam demandar meses de indisponibilidade.
Integração homem + máquina
O sistema não substitui engenheiros, mas amplia sua capacidade, automatizando tarefas repetitivas e deixando espaço para decisões estratégicas.
Modelo replicável
A mesma abordagem pode ser aplicada a outros ativos críticos, como transformadores, turbinas e aerogeradores.
Conclusão
O caso de detecção do afrouxamento do núcleo do estator evidencia o poder do Sistema MDM como ferramenta de manutenção preditiva inteligente.
Sua capacidade de:
- Monitorar em tempo real,
- Gêmeo Digital - comparação de assinaturas de operação - ,
- Emitir diagnósticos automáticos com base em conhecimento de engenharia,
faz dele uma solução altamente eficaz para aumentar a confiabilidade, reduzir custos e garantir a disponibilidade de ativos críticos.
Autor:
Sanderson P S Souza
CEO e Diretor Técnico
Mestre em Engenharia Mecânica, COPPE/UFRJ. Possui vários artigos publicados em congressos nacionais e internacionais, nas áreas de monitoração da condição, processamento de sinais para diagnóstico de máquinas e aplicação de inteligência artificial para diagnóstico de falhas em máquinas.
Atualização 19/11/2025