Temporada de tufões e inundações: projetando e recuperando energia de reserva de telecomunicações no sudeste da Ásia

Artigo

10 de abril de 2018

Luzon e Visayas têm em média cerca de vinte ciclones tropicais por ano; o centro do Vietname, a bacia de Chao Phraya e a costa leste da Malásia têm, cada um, o seu próprio calendário de cheias. As interrupções duram de horas a dias e uma bateria inundada nunca se recupera. Este artigo aborda a altura de instalação, proteção do gabinete, pré-posicionamento de peças sobressalentes e o verdadeiro gargalo na velocidade de restauração.

A curva de interrupções da temporada de tufões

O mapa de perigos do Sudeste Asiático não é um mapa, mas quatro camadas juntas. As Filipinas ficam no centro do cinturão de tufões do Pacífico Ocidental: Luzon e Visayas têm em média cerca de vinte ciclones tropicais por ano, cinco a oito deles com força severa de tufão, e uma única passagem pode deixar uma província sem energia elétrica por três a sete dias. Ao longo do corredor Da Nang, Quang Nam e Quang Ngai, no centro do Vietnã, a temporada vai de setembro a novembro, onde tufões e elevação orográfica produzem chuvas extremas e inundações repentinas que destroem as linhas de transmissão que passam ao lado das rodovias. A bacia inferior de Chao Phraya, na Tailândia, ao redor de Ayutthaya e Pathum Thani, é baixa e plana; as cheias prolongadas de 2011 submergiram simultaneamente parques industriais e estações base e demoraram quase dois meses a recuar. Os estados de Kelantan e Terengganu, na costa leste da Malásia, enfrentam repetidas interrupções generalizadas durante as monções do nordeste, de novembro a fevereiro. Esses quatro perigos compartilham exatamente uma propriedade: a duração da interrupção muda de horas para dias, e um backup projetado para quatro horas se esgota na primeira tarde.

Como as inundações destroem uma bateria

Os danos causados ​​​​pela água em uma bateria de chumbo-ácido ocorrem em camadas e a maior parte é irreversível. A primeira camada é a caixa e os terminais: quando a água atinge a área do terminal, os postes e as tiras de conexão formam uma célula eletrolítica, a corrosão severa aparece em poucos dias e a resistência de contato aumenta até que a bateria não consiga mais transportar a corrente de descarga. O segundo é o eletrólito: mesmo uma bateria selada imersa por dias absorverá água através da porosidade da caixa e da válvula de ventilação, diluindo o ácido e diminuindo a gravidade específica, de modo que a capacidade diminui. O terceiro é o curto-circuito interno: a água lamacenta da enchente carrega lodo e íons condutores e, uma vez que conecta as placas positivas e negativas dentro da célula, a bateria se descarrega automaticamente até zero e não recarrega. A mais negligenciada é a quarta: baterias que estavam submersas, mas ainda descarregadas na altura, falham num aglomerado três a seis meses depois, porque a corrosão já aconteceu e simplesmente não atingiu o ponto de ruptura. Portanto, a decisão de manter ou substituir pós-inundação não pode basear-se na tensão de circuito aberto; requer um teste de descarga de capacidade e qualquer coisa abaixo de 80% da classificação deve ser substituída.

Altura de instalação e design do gabinete

A maior parte da resiliência a desastres é decidida na fase de desenho. Primeiro, a altura de instalação: a parte inferior do banco de baterias deve ficar pelo menos 0,5 m acima do nível de inundação mais alto registado – e em locais ribeirinhos nas Filipinas e no centro do Vietname, isso muitas vezes significa 1,2 m ou mais. Onde a montagem no chão não puder ser elevada, mude para caixas de baterias montadas na parede ou coloque o banco sobre um pedestal de concreto. Em segundo lugar, proteção do gabinete: pelo menos IP55, vedações duplas nas bordas das portas e um caminho de drenagem em labirinto na entrada de ar para que a chuva trazida pelo vento não possa entrar diretamente. Terceiro, drenagem: faça furos de drenagem no piso do gabinete inclinados para fora e eleve o pedestal pelo menos 200 mm acima do nível do solo para impedir o refluxo do escoamento superficial. Quarto, corrosão: locais costeiros - em qualquer lugar nas Filipinas, na costa vietnamita, na costa leste da Malásia - carregam alta névoa salina, portanto, o invólucro, os parafusos e as barras de aterramento devem ser especificados para a classe de corrosão C4 ou C5, ou a estrutura falhará antes da eletrônica. Nenhum destes quatro é caro, mas omita um e todo o local será reconstruído após o próximo tufão.

Centralizado versus Distribuído: Quem restaura mais rápido

A velocidade de restauração pós-desastre é impulsionada muito mais pela arquitetura de backup do que pelo tamanho da equipe. O backup centralizado – grandes células de 2 V em uma sala de equipamentos, como a série GFM de 200 a 3.000 Ah – tem um custo unitário mais baixo e é fácil de monitorar centralmente, mas uma única falha tem grande impacto e a substituição requer equipamentos de elevação, o que em uma área com estradas cortadas geralmente significa esperar três dias ou mais. Backup distribuído — uma string de terminal frontal independente de 12 V por gabinete — tem pequena capacidade por ponto e bom isolamento de falhas; um único monobloco pesa de 30 a 60kg e duas pessoas com uma chave podem trocá-lo, para que a restauração possa ser feita por equipes de motociclistas. Nas províncias insulares das Filipinas e nas terras altas centrais do Vietname, a arquitectura distribuída normalmente restaura o serviço duas vezes mais rápido que a centralizada. A resposta prática é híbrida: capacidade centralizada em locais centrais, capacidade de substituição distribuída em locais periféricos, com uma meta de projeto de substituição completa da cadeia dentro de duas horas em qualquer local único – um indicador muito mais próximo da realidade do desastre do que qualquer valor de capacidade.

Pré-posicionamento de peças sobressalentes e brocas

Em última análise, a resiliência se resume a duas questões simples: onde estão as peças sobressalentes e a tripulação pode realmente fazer a troca? Para peças sobressalentes, a localização é mais importante do que a quantidade. Disponibilize armazéns por zona de perigo, cada um cobrindo um raio de quatro horas de viagem, estocados em 5% a 8% da contagem de locais naquela zona – e estocados como cadeias completas, não como monoblocos individuais, porque ninguém tem tempo de combinar células no local após um tufão. O armazém também deve conter cintas de ligação, tampas de terminais, ferramentas isoladas e um testador de capacidade; os dados de campo mostram que o item que falta com mais frequência em um local de restauração não é a bateria, mas a pulseira e a chave dinamométrica. Os exercícios devem ser projetados em torno de um cenário sem rede, sem estradas e sem rede: suponha que o local em si esteja fora de contato, envie a equipe com uma lista de locais em papel e uma chave mecânica, recarregue a partir de um gerador no local e complete uma substituição completa da corda, tudo contra um cronômetro. Execute-o uma vez antes de cada estação de monções e compare o tempo real com a meta de duas horas – a lacuna é a lista de trabalho do próximo ano. Operadores que perfuram seriamente normalmente restauram mais de 90% dos locais em 72 horas; aqueles que não tendem a perder a primeira semana para a confusão.

A primeira semana após um tufão: ordem de restauração

A restauração pós-desastre não é uma questão de reparar todos os locais de uma só vez; segue uma ordem estrita e errar na ordem multiplica o tempo total de recuperação. A primeira prioridade são os pontos de agregação de transmissão e os nós principais, porque quando eles falham, as dezenas de locais downstream não podem fazer backhaul mesmo com a energia restaurada – repará-los não resulta em nada. A segunda prioridade são os locais que transportam comunicações de emergência e linhas privadas empresariais, que os governos normalmente exigem que sejam restaurados primeiro após um desastre, com atrasos trazendo pressão adicional de conformidade. A terceira prioridade são os macrossites que cobrem uma população densa, onde o tráfego se concentra. Os locais suburbanos e rurais vêm em quarto lugar. Esta ordem deve ser fixada como uma lista antes da temporada e emitida para as equipes de restauração, expedição de geradores e armazéns de peças de reposição, em vez de ser decidida posteriormente em uma reunião de emergência. Outra etapa rotineiramente ignorada é o sequenciamento de potência versus transmissão: muitas equipes conectam o gerador primeiro e depois descobrem que o backhaul está inoperante, desperdiçando energia. Confirme o status do link de backhaul antes de decidir se deseja iniciar o gerador. Por fim, registre tudo: horário de chegada, horário de restauração, o que foi substituído e o que permanece pendente em cada local, capturado na hora e reportado. Esse registro é tanto a base para uma reclamação de seguro quanto a informação para o próximo exercício. Acerte o pedido e os registros na primeira semana e as três semanas seguintes serão simplesmente de execução. View Telecom Backup Power Selection