Comando e proteção de motores elétricos de BT

Comando e proteção de motores elétricos de BT – Ensino profissionalizante em tempos de pandemia

Em artigo publicado na revista “O electricista”, Diogo Gomes e Leonardo Lipinski do IEP falam sobre a sua nova experiência a ministrar o curso “Comando e Proteção de motores Elétricos de BT” à distância e as vantagens que este tipo de ensino pode proporcionar.

O termo Ensino à Distância (EAD) apesar de muito popular nos dias de hoje, surgiu na Europa em meados do século XIX.
Segundo Armando Rocha Trindade (Educação e Formação à Distância, Lisboa, Universidade Aberta, 2000), a primeira escola de ensino superior por correspondência no continente Europeu foi a Sir Isaac Pitman Correspondence College, com registo datado de 1840 no Reino Unido.
O Ensino à Distância teve como premissa inicial proporcionar um maior alcance da educação básica, qualificação profissional e aperfeiçoamento para as mais diversas camadas da população, de forma a contornar limitações geográficas e outros fatores que, dentro do contexto histórico da época, viriam a dificultar o ensino presencial no modelo clássico.
Diversos autores definem as gerações de EAD por conceitos próprios, mas de um modo geral, convergem quanto à classificação das gerações de ensino à distância baseado nos recursos tecnológicos disponíveis em cada uma das gerações, bem como a sua adaptação frente às metodologias pedagógicas.
Segundo Maria João Gomes (E-Learning: reflexões em torno do conceito, Braga, Centro de Competências da Universidade do Minho, 2005), podemos classificar o EAD em 4 gerações, sendo elas:

PRIMEIRA GERAÇÃO: Cursos por correspondência:
Surge em meados do século XIX, tendo a Revolução Industrial como pano de fundo, e caracterizou-se essencialmente pelo ensino por correspondência, com troca de documentos em formato impresso através do correio tradicional. Foi um modelo caracterizado pela dificuldade de comunicação síncrona.

SEGUNDA GERAÇÃO: Universidades Abertas:
A segunda geração de EAD tem como principal característica a utilização de múltiplos media, como som, imagem, vídeo, etc.
Surge no final da década de 60 do século XX e baseava-se na transmissão de rádio e televisão, gravação de cassetes de áudio e vídeo, e envio de materiais escritos por correspondência.
As dificuldades de comunicação síncrona passam a ser superadas pela realização de chamadas telefónicas, facilitando assim a comunicação entre alunos e professores.

TERCEIRA GERAÇÃO: Ensino assistido por computador:
Caracterizada pela utilização de computadores associados aos métodos de ensino.
Nesta geração, os media eram disponibilizados em CD-ROM, trazendo, além dos conteúdos de texto, imagens, vídeos e a possibilidade de comunicação aluno-professor pela utilização de correio eletrónico (e-mail).
É nessa geração que surgem as primeiras comunidades de comunicação/interação entre estudantes, o que veio facilitar o processo de feedback e o desenvolvimento das atividades.

QUARTA GERAÇÃO: E-Learning:
Tem como característica mais marcante a popularização do uso da Internet e o desenvolvimento de software e de plataformas de aprendizagem denominadas Learning Management Systems (LMS).
Dentre os diversos softwares de LMS, podemos citar o mais popular no contexto educacional, o MOODLE (acrónimo de Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment), um software livre de apoio à aprendizagem, cujo conceito e filosofia foram desenvolvidos pelo cientista computacional Martin Dougiamas em 2001.
Atualmente o software MOODLE conta com um histórico de mais de 240 milhões de usuários em todo mundo segundo estatística oficial da plataforma.

O ENSINO DE COMANDO DE MOTORES ELÉTRICOS NO CONTEXTO INDUSTRIAL

A utilização massiva de motores elétricos de indução nas diversas vertentes industriais traz como necessidade a formação contínua e permanente das equipas de manutenção elétrica, de forma a garantir maior confiabilidade dos processos, e principalmente, reduzir os tempos de paragem das máquinas.
Além deste, podemos considerar como público-alvo para essa formação os projetistas do segmento elétrico e de automação, os montadores de quadros e armários elétricos e demais prestadores de serviços para a indústria transformadora.
Um curso típico de comando e proteção de motores elétricos de baixa tensão deve contemplar as diversas técnicas de arranque do motor de indução trifásico e deve levar em consideração duas premissas básicas: qualificar as equipas de manutenção para a intervenção em quadros elétricos que contemplem as técnicas tradicionais de arranque, comando e controlo, mas também preparar os profissionais para o processo de migração para as tecnologias mais recentes, de forma a estarem alinhados com os pilares necessários para a implementação da indústria 4.0, nomeadamente técnicas de arranque e controlo eletrónico que suportem redes e protocolos de comunicação.

Como principal recurso didático para o desenvolvimento dessas competências profissionais, podemos citar a necessidade da existência de bancadas didáticas para a realização da componente prática da formação, nomeadamente a execução da montagem de circuitos de comando e de potência para o arranque do motor de indução trifásico, simulação das técnicas de arranque e aplicações industriais típicas, de forma a desenvolver nos formandos o senso de manutenção em sistemas motrizes, capacidades e habilidades manuais e uma mais fácil interpretação e leitura dos diagramas e sua integração dentro de um Centro de Comando de Motores – CCM.
A figura 1 representa uma bancada didática típica para a realização da componente prática de um curso desta natureza.


Figura 1: Bancada didática típica para o ensino de comandos de motores elétricos.

A grande vantagem de se realizar a componente prática numa bancada didática está associada à pequena potência dos motores, e por consequência dos componentes associados ao seu arranque. Isso reduz significativamente os custos de investimento na aquisição do ambiente didático, mas ressalvando que as técnicas de arranque são transversais para sistemas motrizes de maior potência e escaláveis pelo que as alterações do ambiente didático para o ambiente real em que o formando venha a atuar, serão apenas as dimensões físicas dos contactores, drivers, cabos, etc.
Para um curso típico de comando e proteção de motores de indução trifásico, sugere-se o seguinte conteúdo programático:
1. Revisão dos conceitos básicos de eletrotecnica;
2. O motor de indução trifásico: partes constitutivas e princípio de funcionamento;
3. Dispositivos de comando: princípio de funcionamento e simbologia;
4. Técnicas de arranque de motores de indução trifásico:
4.1 Arranque direto;
4.2 Arranque direto com inversão do sentido de rotação;
4.3 Arranque estrela – triângulo (Y – Δ);
4.4 Arranque eletrónico suave (Soft Starter);
4.5 Variador de frequência;
5. Dimensionamento dos componentes: contactores, disjuntores, fusíveis e condutores;
6. Disposição mecânica dos componentes no painel e as boas práticas de projeto;
7. Exercícios de aplicação para automatização de sistemas com relés.

ALTERAÇÕES NA METODOLOGIA FRENTE À PANDEMIA

Com a chegada da pandemia de covid-19, e por consequência das medidas de distanciamento social exigidas pela Direção Geral da Saúde (DGS), as instituições de ensino e formação profissional tiveram de adaptar rapidamente as suas metodologias de ensino para responder a essas recomendações e ainda ao mesmo tempo cumprir com compromisso e realizar as formações previstas para o ano de 2020.
Como alternativa à atual situação, as ações de formação passaramm a ser realizadas no formato online live training, com transmissão síncrona através da plataforma Zoom ou similar.
A figura 2 representa uma típica ação de formação nesta modalidade.


Figura 2: Ação de formação IEP online live training.

Para o desenvolvimento dos conceitos teóricos, apresentação dos circuitos de comando e potência e dos requisitos normativos não há nenhuma limitação, inclusive o modelo síncrono online deve ser mantido futuramente, mesmo após a pandemia, como alternativa para a participação de pessoas de diversas localidades geográficas.
Os recursos de chat, “levantar a mão” e partilha de ecrã disponíveis na aplicação Zoom, fazem com que a ação de formação online live training tenha uma semelhança muito grande com a presencial, cabendo ao formador a função de moderador, tendo como tarefa principal conseguir a participação de todos os formandos, promovendo debates e a realização de exercícios, questionários, etc.
Para o ensino de comando e proteção de motores elétricos existe todavia um desafio maior a ser superado, que decorre da impossibilidade de se realizar a componente prática nas atuais condições sanitárias.
Como forma alternativa de contornar essa situação, optou-se pela utilização de ferramentas de simulação de comandos elétricos, com o software CADe_SIMU, uma aplicação na modalidade freeware que possibilita simular circuitos de comando de motores elétricos, programação de autómatos em linguagem Ladder, entre outras funcionalidades úteis ao ensino profissionalizante do segmento eletrotécnico.
A figura 3 representa uma aplicação típica de um circuito de arranque direto, realizado via ambiente de simulação.


Figura 3: Arranque direto -Simulação com o software CADe_SIMU.

Como forma de suporte aos formandos durante a realização do curso, podem ser utilizados os recursos de partilha do ecrã e acesso remoto, disponíveis na própria ferramenta Zoom.
Com a possibilidade de obter permissão de acesso remoto ao ambiente de simulação dos formandos, podem ser feitas correções e ajustes ao circuito para obter um modelo funcional, que será partilhado com os demais formandos, o que torna o ambiente de aprendizagem mais colaborativo e participativo.
Na formação online live training, adotando essa metodologia é possível desenvolver, intercalando a abordagem teórica com a simulação prática, os métodos de arranque direto, arranque direto com inversão do sentido de rotação, arranque estrela-triângulo, arranque eletrónico suave (soft starter), variador de velocidade e dois exercícios adicionais para desenvolvimento da lógica de relés e aplicação das técnicas de arranque em sinóticos industriais, num curso com duração de 16 horas.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Apesar das vantagens existentes no modelo de ensino à distância, não se podem esquecer as funções sociais da escola e a cadeia de valores agregados ao ensino no modelo presencial clássico, desde a passagem de valores éticos pelas pequenas ações do dia-a-dia até às questões técnicas relevantes no ensino profissional, que só podem realmente ser adquiridas pelo contacto físico com materiais e equipamentos.
Os ambientes de aprendizagem virtualizados, com transmissão de vídeo em direto e simulação das montagens e do teste dos circuitos de acionamento de máquinas elétricas, podem no entanto permitir alcançar uma adequada satisfação dos formandos na absorção dos conteúdos e a obtenção das competências profissionais necessárias.
O estado de pandemia obrigou uma convergência urgente dos métodos de ensino, no entanto as instituições devem preparar os formadores e professores para estarem aptos para essa transição e para um novo modelo de ensino que muito provavelmente vai ser mantido mesmo após o final das medidas de isolamento social.
O Instituto Electrotécnico Português oferece essa e mais uma série de formações na área eletrotécnica, devidamente adaptadas para a modalidade online live training, que podem ser consultadas em https://formacao.iep.pt/

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