Link de rádio para sistema de monitoramento de barragem de resíduos

Indispensáveis para o monitoramento geotécnico das barragens de resíduos das mineradoras, os piezômetros são instrumentos utilizados na medição da pressão de água no subsolo da barragem.

Enterrados no solo, os piezômetros são instalados ao longo de toda a extensão da barragem. A leitura dos valores das pressões medidas por esses instrumentos é efetuada na sala controle central, que é equipada com sistema de automação e software supervisório para monitoramento das diversas variáveis que indicam a estabilidade da barragem.


Fig. 1 – Piezômetros.

Caso os parâmetros monitorados atinjam valores considerados críticos pelos especialistas e autoridades, sirenes são acionadas para que a população que vive no entorno da barragem dê início à evacuação emergencial.

A Endress+Hauser, conhecido fabricante internacional de instrumentos, forneceu seus produtos (32 piezômetros e 1 transmissor de nível) para o projeto de monitoramento da barragem de uma importante planta de fertilizantes localizada em Minas Gerais, com cerca de 400 metros de extensão. Esses instrumentos comunicam-se com um gateway, por meio da tecnologia WirelessHART, situado em uma estação de operação local, próxima à barragem. A função do gateway é concentrar as medições de todos os instrumentos de campo e transmiti-las para a estação central de controle através do protocolo MODBUS TCP.

Os dados coletados pela central de monitoramento são reportados regularmente às agências reguladoras e órgãos fiscalizadores do meio ambiente (neste caso, a Fundação Estadual do Meio Ambiente – FEAM).

Devido à grande distância (cerca de 1,5Km) entre a estação de operação local, que abriga o gateway, e a sala central de monitoramento, o link de rádio é, sem dúvida, o meio de comunicação mais eficiente e econômico para esse segmento de rede.

Para desenvolver o projeto desse link wireless e fornecer o sistema de rádio, a Endress+Hauser contratou a Westcon.

Todo projeto envolvendo comunicação wireless deve começar pelos levantamentos de campo (site survey) e cálculos do rádio enlace. Só assim é possível especificar as antenas e determinar a sua correta posição, a fim de obter links estáveis e confiáveis.

Os profissionais da Westcon realizaram o serviço de site survey, que tem por objetivo identificar a posição ideal de instalação das antenas e a quantidade necessária de rádios, a fim de evitar obstáculos que possam interferir no link de rádio (árvores, morros, construções, etc.). Utilizando analisadores de espectro, também realizaram medições em busca de possíveis fontes de interferência eletromagnética e RF que poderiam comprometer a confiabilidade dos links de rádio.

De posse dos dados levantados em campo, passou-se aos cálculos para dimensionamento e especificação das antenas e dos rádios propriamente ditos. Para este projeto adotou-se os rádios da marca Trio, da Schneider, série J, que operam em 900MHz no sistema FHSS e suportam o protocolo MODBUS.

Antenas direcionais foram instaladas em postes cujas posições e alturas exatas também foram dimensionadas pela Westcon como parte do escopo do projeto de rádio enlace.


Fig. 2 – Antena direcional na estação de operação local

Durante o comissionamento do sistema, os especialistas da Westcon fizeram os ajustes de direcionamento e azimute das antenas e também configuraram os rádios, a fim de garantir que os níveis de recepção dos sinais de rádio (RSSI) estimados durante o estudo de rádio enlace sejam efetivamente alcançados na prática.


Fig. 3 – Rádios Trio no painel da central de monitoramento


Fig. 4 – Antena na estação central de monitoramento

 

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