O&M cada vez mais em pauta no setor eólico

Com a expansão da energia eólica no Brasil, que pode passar dos 22 GW atuais para 37 GW até 2026, além da preocupação com o impacto dos custos logísticos e dos componentes sobre a cadeia produtiva, que pode limitar ou tardar a entrada de novos projetos, um ponto de atenção recai sob alguns desafios relacionados a gestão de operação e manutenção (O&M) e que influem na disponibilidade dos ativos. o

Atualmente são mais de 812 parques e 9.294 aerogeradores de diferentes potências distribuídos em 12 estados do país, gerando não só energia mas também uma série de dados que podem ser trabalhados para manutenção preventiva, preditiva, tomadas de decisão mais assertivas e maior eficiência dos empreendimentos. Tudo com o uso de novas tecnologias como drones, machine learning, data analytics, inteligência artificial e até a inserção de robótica em rotinas mais simples.

Tradicionalmente esse segmento de serviços é dominado no mercado brasileiro pelos grandes fabricantes como a General Eletric, Vestas e Siemens Gamesa, que junto a venda de suas turbinas incluem contratos de Full Service Agreement para suporte completo. Mas nos últimos anos e com a curva de aprendizado da fonte, alguns players passaram a ter uma nova visão dentro do seu modelo de negócios, algo que antes poderia ser mais negligenciado e preterido nas corporações. E outros viram oportunidades rentáveis para oferecer novas soluções.

Players se atentam para novas fronteiras no O&M eólico, como assumir frotas terceiras e investir na digitalização dos processos (Vestas)

Em entrevista à Agência CanalEnergia, o gerente comercial da Vestas, Eric Rodrigues Gomes, salientou que a O&M é uma pré-condição do negócio, numa prática comum da indústria pelas garantias técnicas do equipamento. “Os clientes majoritariamente preferem deixar o risco com o próprio fabricante. Existem os contratos de menor duração, mas que sempre optam depois pela renovação em 100% dos nossos casos”, aponta.

A companhia atua com 157 GW instalados em 88 países, chegando no Brasil a marca de 5 GW entre turbinas da época do Proinfa até as mais recentes de 4,5 MW, algo próximo a 30% do market share nacional. Já os projetos em carteira podem atingir mais 4,5 GW num prazo médios de 20 anos. Também cuida da O&M de unidades de terceiros, tendo 9 GW inspecionados globalmente nessas condições e operando 1 GW da Suzlon e da Alstom por aqui, num acordo com a Ibitu Energia.

Entre os últimos contratos de serviços assinados, o executivo destaca um de 28 anos com a francesa EDF e outro de 25 anos com a PEC Energia, algo até então impensável no passado. “O normal era assinar por cinco ou dez anos no máximo, mas hoje percebemos uma tendência pelas parcerias a longo prazo, o que é interessante e dá robustez ao plano de negócios dos fabricantes, reforçando o chamado backlog”, comenta, referindo-se as atividades que precisam ser finalizadas nas unidades e que ultrapassaram nos últimos dois anos os contratos de fornecimento.

Diferente de outras tecnologias, Rodrigues vê a energia eólica com uma O&M muito complexa a partir de diversos sistemas hidráulicos, elétricos e componentes que sofrem desgastes brutais. Os acordos de escopo completo são fechados com cláusulas de penalidade e garantia de disponibilidade dos equipamentos muito severas, visto um ativo parado ser um prejuízo brutal ao investidor.

“Um aerogerador precisa de manutenção desde o primeiro dia e começamos a O&M até um pouco antes, no comissionamento dos projetos”, afirma o especialista, elencando também as ações preventivas e corretivas ao longo da vida útil devido ao desgaste potencializado pelos ventos intensos brasileiros, ainda que não sejam turbulentos. Para se ter uma ideia, uma unidade rodando seis meses equivaleria a deterioração de um carro percorrer 200 mil km.

Em linhas gerais a manutenção ocorre em duas etapas: a preventiva semestral e anual, com as limpezas, lubrificações, conferências de torque, troca de consumíveis (baterias, escovas dos geradores, lubrificantes), além das inspeções externas e internas de pás, torres e nacele. Em caso de falhas, são realizadas as corretivas, para um rápido reparo e dar continuidade à geração.

A falta desse tipo de planejamento ou ações podem gerar riscos a operação e ajudar a provocar ocorrências como unidades girando fora de controle, tombamentos, colisão de animais ou objetos, emissão de ruídos e principalmente incêndios ou aquecimentos excessivos, como o que derreteu a nacele de uma turbina em julho de 2019, num parque em Washington, nos Estados Unidos.

Primarização?

Na visão da Associação Brasileira de Energia Eólica e Novas Tecnologias (ABEEólica) a área de O&M vem se tornando cada vez mais importante, com um movimento das empresas e empreendedores estudando mais o mercado e passando a buscar novos contratos de fornecimento com garantias diferenciadas. Outra possibilidade é o próprio investidor realizar o serviço, com o uso do termo primarização, ou ainda fechar contrato com um provedor independente, num tipo de empresa que vem crescendo no quadro de associados da entidade.

“Parar um aerogerador é a última decisão, com tudo o que puder ser feito à nível tecnológico para predição sendo importante para manter a eficiência e os retornos financeiros”, ressalta o diretor técnico da entidade, Sandro Yamamoto.

Ele destaca que os novos provedores possuem conhecimento de atuação em outros países e trazem muita tecnologia, como por exemplo nos gêmeos digitais em sistemas computacionais que simulam e preveem falhas possíveis, podendo programar também paradas necessárias, além de outros ensaios como infravermelho, ultrassom e análise de vibração.

Aumento na potência das turbinas e no volume e tamanho das pás são novos desafios para o segmento de O&M eólico (Casa dos Ventos)

Para o dirigente esse movimento de prover a manutenção dos equipamentos adquiridos não é semelhante ao que ocorreu na Europa ou Estados Unidos, que apresentam diversos modelos de contratos. No Brasil a gama é menor, com duas ou três opções e agora as companhias olham a oportunidade de não deixar tudo na mão do fabricante e fazer um pouco da O&M, mas nunca assumindo totalmente o risco de um equipamento tão particular.

“Algumas empresas estão primarizando certas atividades, terceirizando outras, mas a maioria ainda na mão dos fornecedores”, pontua Yamamoto.

O diretor-geral de Serviços da Siemens Gamesa no Brasil, Eduardo Brito, disse à Agência CanalEnergia que essa primarização ou internalização acontece mais na eólica offshore internacional, sobretudo no mercado americano, em que os desenvolvedores trabalham com escalas de 8 GW em operação e não 1 GW. Ele destaca que nos últimos três anos os contratos têm sido fechados sem a inclusão dos serviços, algo distante da realidade brasileira.

“Vejo esse movimento começando a acontecer no Brasil, mas que possui o desafio da escala. Muitas vezes o cliente olha o preço e só o serviço prestado em campo, mas não dimensiona toda estrutura por trás de uma cadeia de suprimento e de reparos desenvolvida, com engenharia e experiência em frotas no mundo inteiro”, resume.

Outro ponto abordado é um certo receio ainda do mercado com esses novos agentes, no sentido de que não teriam capacidade financeira para suportar algum eventual problema maior. Por outro lado, o executivo reconhece a entrada também de alguns desenvolvedores e geradores passando a montar suas próprias equipes de manutenção, algo positivo pois faz a indústria evoluir mais rápido mas em termos de segurança de mercado e na busca por novos diferenciais.

“A percepção de risco do gerador evoluiu, são mais abertos a alternativas mais competitivas em torno de custos e resultados”, ressalta Brito.

Uma tendência é o uso de ferramentas digitais para combinar o histórico de operação e otimizar tudo que pode ser feito no parque, com o grande desafio recaindo na inteligência a partir dos dados e o que se consegue colocar a mais nas renovações de contratos de O&M. “Temos feito soluções de repotenciação e extensão da vida útil das máquinas, mudando a parte mais estrutural”, complementa.

A fabricante tem aproximadamente 124,5 GW instalados no mundo entre onshore e offshore, entregando atualmente turbinas com potência que pode variar até 6,7 MW. No Brasil cuida de 5 GW, sendo um dos cinco mercado prioritários. Também possui capacidade para trabalhar com a frota de terceiros, vendo essa questão de forma mais oportunística, algo que está começando agora no mundo e que demonstra como é pertinente estar mais próximo aos clientes.

“Temos contratos que estão vencendo mas a maioria são renovados e com novos recursos agregados ao cliente”, indica Brito, apontando que a companhia trabalha com novas soluções para segurança cibernética, upgrades no software SCADA e demais controles das máquinas, pontos que irão diminuir custos e otimizar os resultados.

Drones passam a ser cada vez mais utilizados para otimizar as inspeções e os recursos humanos para os reparos (Arthwind)

Empresas mais atentas

Na avaliação do diretor de Implantação e O&M da Casa dos Ventos, Thiago Rezende, o crescimento da fonte no país tem mudado um pouco a forma como os contratos de O&M são delineados. No começo era difícil para a empresa fechar acordos longos até por uma questão de imprevisibilidade do mercado brasileiro, se iria crescer de forma orgânica. Hoje opera 650 MW e possui 1,1 GW em construção para 2023, além de um plano de crescimento arrojado para 6 GW até 2026.

“Dado a escala e serviço dos fabricantes ainda acredito que eles vão seguir sendo a melhor opção no Brasil para os aerogeradores no curto e médio prazo em termos de confiabilidade e competitividade”, crava o executivo, lembrando que todos os projetos da companhia têm a O&M realizada pela Vestas em acordos de 20 anos, buscando o maior alinhamento e previsibilidade.

Rezende também aponta que a formação de uma cadeia de suprimentos e de supridores independentes leva algum tempo e dada a atratividade do mercado brasileiro é natural que grandes prestadores independentes de serviços se estabeleçam no futuro para concorrência com os fabricantes.

Por enquanto a desenvolvedora decidiu primarizar apenas a parte de redes de média tensão, subestações coletoras e linhas de transmissão dos parques, entendendo contar com um time capacitado. Grandes paradas corretivas ou preventivas anuais ainda são feitas junto a fornecedores estratégicos, mas nas rotinas diárias essa parte vem sendo tocada pelo centro de operações da empresa. “A primarização acontece no resto e me parece interessante, no BOP de operação e toda interface do parque junto ao ONS e ao sistema elétrico”, comenta Thiago.

Diferente da solar, o especialista afirma que a eólica trata de máquinas girantes, com problemas que acabam acontecendo no gear box e rolamentos postos em alta velocidade de rotação, sendo as partes mecânicas mais críticas, ainda que os sistemas preditivos tenham evoluído para identificar em tempo real falhas e problemas. Outro ponto de atenção reportado recai sobre as pás, com visão semelhante sendo compartilhada pela Omega Energia.

Com 1,9 GW operacionais e 475 MW em construção para 2023, a Omega tem seus parques eólicos figurando entre os de maior eficiência no país, segundo a consultoria ePowerBay. O diretor de Operações da companhia, Thiago Linhares, elenca três fatores como fundamentais para um maior fator de capacidade dos ativos: recurso do projeto e incidência dos ventos, equipamentos de primeira linha e bons contratos de O&M, além de gente capacitada e alta tecnologia aplicada na tomada de decisão.

“Temos muita coisa desenvolvida em casa, principalmente quanto a dados e inteligência artificial, além de alguns parceiros e empresas renomadas no mercado, como a DNV e a Arthwind”, conta o executivo, afirmando ser necessário monitorar o desempenho individual de cada turbina para maximizar a geração do portfólio como um todo, tendo 711 unidades sob gestão e trabalhando acima de 97% da disponibilidade.

Sensibilidade das pás

Essa mesma analogia pode ser feita em relação ao aumento das pás eólicas em volume e altura, passando de 48 metros para 84 metros para uma mesma torre de 120 metros. Apesar da evolução tecnológica em todos os componentes, essa questão vem sendo um desafio, a começar pela logística para manutenção e transporte. É que os guindastes para esse tipo de operação estão diminuindo e concorrendo com aqueles responsáveis pelo içamento das peças para construção de novos parques. Para completar muitas vias de transporte não estão preparadas, como no sertão nordestino, onde carretas tombam com componentes de R$ 2 milhões.

O fundador e diretor da Arthwind, Armando Costa Rego, vê a pá como um dos itens mais sensíveis na turbina eólica e que irá sair de um ambiente coadjuvante nos últimos dez anos, de 37 a 56 metros, para se tornar uma peça fundamental que irá direcionar a estratégia de O&M das corporações.

Logística e transporte de grandes componentes em rodovias com más condições estão entre os desafios dos serviços (Siemens Gamesa)

A empresa atua com auditoria de processos de manufatura, construção, final de garantia e ciclo de vida dos ativos, sendo responsável por mais de 30 mil inspeções realizadas em pás no Brasil, Chile e Uruguai, somando 18 GW e com cerca de 8 mil avaliações em aerogeradores com drones.

“Com altura de raio de 220 metros quando se faz o giro, como ficam os próximos 20 anos de operação? Quais os protocolos de O&M para uma máquina de 6 MW?”, indaga o executivo, afirmando que o custo de parada para manutenção por indisponibilidade será três vezes maior do que as unidades de 2 MW.

Na visão de Armando a metodologia de manutenção e de materiais para as intervenções em menor tempo nos equipamentos não apresentaram evolução significativa nos últimos anos, com a única coisa que mudou nesse período sendo a capacidade de diagnóstico a partir de uso de drones autônomos, robótica e data analytics.

“No passado os protocolos de manutenção não eram bem direcionados ao que uma pá realmente necessitava, gerando um backlog de tudo o que foi instalado e que começa a trazer complicações, indisponibilidades e uma maior atenção”, avalia.

Entre as ocorrências, danos ou defeitos nas pás estão as de ordem cosmética, com o desgaste natural e erosão que toda unidade invariavelmente irá ter e que é escalável e exponencial, podendo impactar na estrutura do equipamento e na geração.

“Viemos da mentalidade da manutenção europeia em que as pás eram muito robustas. No Brasil os componentes estão em outro ambiente, mais agressivo, com fator de capacidade maior e que causam desgastes mais rápidos”, complementa Costa Rego.

De acordo com o especialista, o fato de os ventos brasileiros não serem turbulentos constituiu um fator positivo para os elementos mecânicos rotativos que recebem menos cargas. O oposto acontece nas pás, que se desgastam mais rápido com este alto fator de capacidade. Quando se fala nesse efeito, seria a mesma coisa que comprar desgaste em pneus de um carro que rodou 100 km frente a outro que rodou apenas 50 km.

‘Temos no Brasil um fator de capacidade médio dos ventos de 56%, mais de 25% a mais do que em outros países, além de desgaste também por partículas em suspensão no litoral, assim como as gotas das chuvas e qualquer coisa que caia sobre as pás, visto as pontas alcançarem velocidade de até 350 km/h”, explica o diretor da Arthwind.

Ele ressalta que nos 20 GW implementados até o começo desse ano, pelo menos 15 GW não receberam uma tratativa adequada de erosão, criando um backlog que poderia ter sido tratado de forma prematura. “O desgaste natural tende a ser crônico, mas é preciso mudar o mindset para prevenção a partir dessa experiência de retardar o desgaste dessa superfície”, atenta.

Já os defeitos ou danos estruturais podem estar ligados a problema no projeto, o que é cada vez mais raro pela evolução dos softwares, ou ainda desvios de manufatura, num problema global visto a pá ser o componente mais manual de todos na turbina. Outros fatores seriam esforços excessivos e principalmente descargas atmosféricas e que tem sido um ponto de atenção, sobretudo para empreendedores da região Sul e Sudeste.

“Passamos anos discutindo contrato e agora temos que discutir as necessidades das máquinas, abrindo oportunidade para novas tecnologias e desafios que não podem ser solucionados com expertise de fora”, comenta o executivo, referindo-se ao grau de excelência em tudo o que está sendo feito para contornar esses desafios no Brasil, vendo uma mudança no mindset pró manutenção e não apenas nos contratos.

Novas tecnologias, novos desafios

Quanto à tecnologia, o nível de detalhe de informação ajuda na tomada de decisão, trazendo capacidade de escala e maior repetibilidade em menor tempo para as coletas. “Uma inspeção que durava de dez a 12 horas hoje se faz em 27 minutos a 30 minutos”, refere o fundador da Arthwind. São mais de 1,1 milhão pontos de interesse mapeados entre danos, defeitos ou observações de forma categorizada, o que facilita para utilizar machine learning, predição e outros outputs extraídos da base de dados.

Por outro lado, a empresa tem trabalhado fortemente em parcerias internacionais com a inserção da robótica, prevendo uma escassez de mão de obra especializada com os próximos 14 GW que serão instalados no Brasil. A inovação então entraria para as rotinas de manutenção, incialmente realizando tarefas mais simples mas de uma forma mais rápida e escalável, deixando os recursos humanos para tarefas de maior valor agregado.

Na avaliação de Thiago Linhares, da Omega, em geral o conhecimento tecnológico de O&M ainda é dominado pelos fabricantes e ainda não temos um mercado competitivo, faltando dinamismo e maturidade. Apesar disso, a área tem um potencial enorme e desafios de formar e reter mão de obra local, o que pode ser encarado também como uma oportunidade para geração de emprego, mas também um risco para expansão das renováveis com consistência em tempos de discussão sobre a aceleração do processo de transição energética.

Um fator que pode atrapalhar esse ritmo esperado são os impactos ainda da crise na cadeia de suprimentos, iniciada em 2020 com a pandemia e potencializada pela guerra da Ucrânia. O mercado vive uma disrupção e escalada no valor das commodities e frete marítimo, podendo ter efeitos também sobre a área de O&M. Assim qualquer fabricante terá que assegurar os insumos e peças de reposição para honrar os contratos de longo prazo.

Segundo Eric Rodrigues, da Vestas, o impacto é bastante pulverizado, influindo não só sobre o aço, mas principalmente cobre, compósitos, resinas e produtos químicos para fabricação das pás, num efeito bola de neve dos mercados internacionais e da própria China, que também passou por uma crise no ano passado.

“A crise portuária gerou aumento vertiginoso do frete, não só para transporte de contêineres mas de cargas de componentes eólicos, que dependem de navios especiais e que tiveram alta de 300% no custo”, ressalta.

O cenário é de provedores de serviços e alguns fabricantes buscando fornecedores locais e redimensionando suas operações e modelos de suprimento para reduzir os impactos dessa volatilidade, como no caso da GE, que deixou de fabricar turbinas finamizadas no Brasil, mas que ainda seguirá importando outras unidades, fabricando naceles e mantendo os compromissos de operação e manutenção de seus contratos.

 A gestão da cadeia de suprimentos também deve trabalhar numa melhor localização, visto os contratos serem em reais mas ainda terem uma exposição razoável à moeda estrangeira. Isso pode acontecer quando um fornecedor descontinuar uma produção mas o contrato de O&M prosseguir, tendo que equacionar o desafio do risco cambial e estar preparado para o crescimento vertiginoso da fonte para os próximos anos com mão de obra qualificada.

Monitoramento deve estar atento aos parques no litoral brasileiro, que pode trazer partículas prejudiciais aos aerogeradores (Vestas)

Eduardo Brito, da Siemens Gamesa, enxerga a conjuntura atual de demanda forte e constante da fonte não só no Brasil, e que apesar dos equipamentos serem montados por aqui competimos com o mundo todo e a demanda na Europa que está elevando cada vez mais, sobretudo após Putin fechar o gasoduto para o continente. A tendência dos preços é subir e os fabricantes tiveram resultados negativos nos último anos, ainda que observe uma reconvergência para a situação pré-pandemia e a eficiência dessa cadeia voltando a normalidade.

“Essas disrupções na cadeia de suprimentos afetam a área de serviços mas temos um planejamento de longo prazo e um bom entendimento da frota, utilizando inteligência artificial para identificar possíveis falhas e monitorar”, pondera o executivo. Adicionalmente ele fala em níveis proativos de estoque e planos de mitigação para estender a vida útil dos componente, minimizando o efeito da crise de uma forma geral.

Sandro Yamamoto, da ABEEólica, descarta um aperto na oferta de novos equipamentos, com o país trabalhando numa produção de 5 GW ao ano de turbinas versus uma menor quantidade de instalação ao ano. Ele destaca a importância das manutenções preditivas e preventivas para maior disponibilidade possível dos ativos e vendo como pontos positivos a tecnologia e conhecimento no Brasil a partir de grandes instituições, inclusive no Nordeste.

Armando Costa, da Arthwind, pondera sobre um problema de sustentabilidade econômica dentro da indústria eólica, pensando até que ponto a pressão sobre os custos e pressa no desenvolvimento está sendo benéfica para uma geração saudável e a área de O&M. “Não adianta pressionar uma ponta só para extrair mais por menos se tem 20 anos para performar e ter um payback com uma ineficiência que traz falhas prematuras e comprometendo toda cadeia de valor de operação”, aponta.

A oportunidade

Voltando ao assunto da primarização, o executivo entende que para os novos componentes a barreira é tecnológica, visto ainda não ser totalmente dominada pelos provedores independentes de serviços. No entanto ele vê alta capacidade para primarizar os contratos de O&M de máquinas até 3 MW pelo menos a partir das pás eólicas, item que pesa bastante nos contratos com os fabricantes. A projeção é de um potencial de 50% para 2026, o que pode conferir maior eficiência e rentabilidade.

“Estamos falando de aproximadamente 18GW de mercado ou 24 mil pás em clientes que já possuem track records da performance de sua frota e com o mercado contando atualmente com ISP’s especializados para a manutenção desta frota”, conclui o fundador da Arthwind.

Ele salienta que nos próximos anos muitos contratos de escopo completo dos fabricantes serão renovados e reprecificados, sendo um ótimo momento para os proprietários realizarem estudos de viabilidade para uma gestão de O&M integral dos componentes, explorando uma maior performance com redução significativa de OPEX.

Complexo Trairi, no Ceará (Siemens Gamesa)

Seguindo o padrão americano, que ao final da garantia de dois anos as empresas assumem o ativo, Armando Costa acredita que o Brasil já está caminhando para esse caminho. “Temos três clientes que primarizaram a manutenção das pás há três anos, sem nenhum colapso e tiveram redução de até 40% no custo com reparos, pois possuem o controle e atuam na priorização”, conta.

O executivo reitera que a Arthwind vem participando desses estudos junto com alguns players, visando a exclusão de alguns pontos dos contratos, empreendendo a chamada engenharia do proprietário, por meio de análises e coleta de dados para o que precisa ser corrigido, alocado e monitorado.

Assim é possível projetar custos de manutenção e paradas nos próximos três anos, dando visibilidade da geração de energia e do que deve ser priorizado no planejamento do agente, tendo conseguido nos cinco anos de operação consolidar os dados na maior base da frota brasileira de pás.