Ano 12 - Edição 134 Março de 2017
Linhas elétricas Pesquisa exclusiva com fabricantes e distribuidores de equipamentos para linhas elétricas. Mercado espera crescimento moderado para este ano
Cabos MT Implantação de cabo coberto de dupla camada nas redes compactas de distribuição
Renováveis Projeto híbrido eólico-solar: alternativa para aumentar penetração de projetos fotovoltaicos de grande porte
Sumário atitude@atitudeeditorial.com.br Diretores Adolfo Vaiser Simone Vaiser Coordenação de circulação, pesquisa e eventos Marina Marques – marina@atitudeeditorial.com.br Assistente de circulação, pesquisa e eventos Bruna Leite – bruna@atitudeeditorial.com.br Administração Paulo Martins Oliveira Sobrinho administrativo@atitudeeditorial.com.br Editora Flávia Lima - MTB 40.703 - flavia@atitudeeditorial.com.br Publicidade Diretor comercial Adolfo Vaiser - adolfo@atitudeeditorial.com.br Contatos publicitários Ana Maria Rancoleta - anamaria@atitudeeditorial.com.br Marson Werner - marson@atitudeeditorial.com.br Representantes Paraná / Santa Catarina Spala Marketing e Representações Gilberto Paulin - gilberto@spalamkt.com.br João Batista Silva - joao@spalamkt.com.br (41) 3027-5565 Rio Grande do Sul / Minas Gerais Marson Werner - marson@atitudeeditorial.com.br (11) 3872-4404 / 99488-8187 Direção de arte e produção Leonardo Piva - atitude@leonardopiva.com.br Denise Ferreira Consultor técnico José Starosta Colaborador técnico de normas Jobson Modena Colaboradores técnicos da publicação Aléssio Borelli, Cláudio Mardegan, João Barrico, Jobson Modena, José Starosta, Juliana Iwashita, Luiz Fernando Arruda, Marcelo Paulino, Michel Epelbaum, Roberval Bulgarelli e Saulo José Nascimento. Colaboradores desta edição: Alan Rômulo Queiroz, Alexandre Albarello Costa, Camila Sílvia Mayer, Carlos Alberto Sotille, Carlos Carvalho, Daniel Barbosa, Edmilson José Dias, Eduardo César Senger, Fernando Medeiros da Silva, Hélio Hideo Sugimura, Hélio Sueta, Hirofumi Takayanagi, Lucas Abreu, Luciene Queiroz, Luis Alberto Pettoruti, Luiz Acácio Rolim, Pedro Leoni, Rubem Guimarães Netto Dias, Willian Alves de Souza. v Revista O Setor Elétrico é uma publicação mensal da Atitude Editorial Ltda. A Revista O Setor Elétrico é uma publicação do mercado de Instalações Elétricas, Energia, Telecomunicações e Iluminação com tiragem de 13.000 exemplares. Distribuída entre as empresas de engenharia, projetos e instalação, manutenção, industrias de diversos segmentos, concessionárias, prefeituras e revendas de material elétrico, é enviada aos executivos e especificadores destes segmentos. Os artigos assinados são de responsabilidade de seus autores e não necessariamente refletem as opiniões da revista. Não é permitida a reprodução total ou parcial das matérias sem expressa autorização da Editora. Capa: Dusan Stojancevic | shutterstock.com Impressão - Ipsis Gráfica e Editora Distribuição - Correio
Suplemento Renováveis 59 Projeto híbrido eólico-solar: uma alternativa para aumentar a representatividade de projetos fotovoltaicos de grande porte no país.
6
Painel de notícias Procobre, Eletrobras e Senai estabelecem parceria para promover eficiência energética; Qualidade do fornecimento de energia elétrica melhora em 2016; Valor pago a mais por energia será devolvido na conta de luz; Itaipu tem novo diretor-geral; Eletrobras apresenta lucro de R$ 3,4 bilhões em 2016. Estas e outras notícias sobre empresas, mercado e produtos do setor elétrico brasileiro.
19
Fascículos
48
Aula prática – Cabos MT Implantação de cabo coberto de dupla camada na distribuição para melhorar desempenho operacional e gestão eficiente do ativo.
70
Pesquisa – Equipamentos para linhas elétricas Para fabricantes e distribuidores de linhas elétricas, crise econômica e falta de confiança dos investidores podem influenciar negativamente este setor.
76
Pesquisa – Tomadas e interruptores Fabricantes e distribuidores do setor projetavam crescimento médio de 12% para 2016, mas realidade, constatada na pesquisa desta edição, foi de apenas 7%
82
Espaço 5419 A especificação de DPS em conjunto com a análise de risco conforme a ABNT NBR 5419-2:2015. Colunistas
84 85 86 88 90
Jobson Modena – Proteção contra raios
92
Dicas de instalação Detecção de faltas em redes elétricas.
96
Ponto de vista Quando investir em tecnologia?
João José Barrico – NR 10 José Starosta – Energia com qualidade Roberval Bulgarelli – Instalações Ex Plinio Godoy – Falando sobre a luz
Atitude Editorial Publicações Técnicas Ltda. Av. General Olímpio da Silveira, 655 – 6º andar, sala 62 CEP: 01150-020 – Santa Cecília – São Paulo (SP) Fone/Fax - (11) 3872-4404 www.osetoreletrico.com.br atitude@atitudeeditorial.com.br
Filiada à
3
Editorial
4
O Setor Elétrico / Março de 2017
Capa ed 134_FINAL.pdf
1
3/27/17
9:22 PM
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Ano 12 - Edição 134 Março de 2017
Linhas elétricas Pesquisa exclusiva com fabricantes e distribuidores de equipamentos para linhas elétricas. Mercado espera crescimento moderado para este ano
O Setor Elétrico - Ano 12 - Edição 134 – Março de 2017
Para que servem as pesquisas?
Cabos MT Implantação de cabo coberto de dupla camada nas redes compactas de distribuição
Renováveis Projeto híbrido eólico-solar: alternativa para aumentar penetração de projetos fotovoltaicos de grande porte
Edição 134
Caro leitor, você já deve ter observado que todas as edições da revista O Setor Elétrico trazem uma ou duas
pesquisas sobre um determinado mercado. Isso porque o setor elétrico é bastante complexo e nem sempre características de um nicho específico valem para outro. Explico: um cenário que pode parecer promissor para GTD (geração, transmissão e distribuição de energia) nem sempre pode ter o mesmo efeito para o mercado de iluminação. São segmentos completamente diferentes, com referências e negócios bastante distintos. E isso acontece com frequência, considerando que o setor é constituído por muitas famílias de equipamentos e de instalações.
Para se ter uma ideia, a publicação de uma norma técnica específica pode agitar o mercado de um produto e
provocar resultados muito positivos, mesmo em tempos de crise, em que todos os demais segmentos estão sofrendo.
Concordo em dizer que algumas pesquisas por aí parecem não fazer muito sentido. Uma pesquisa feita nos Estados
Unidos, por exemplo, apontou que, quanto maior o número de cafeterias Starbucks, mais as pessoas votavam nos candidatos do Partido Democrata. Outro estudo descobriu que a pele masculina tem mais pigmentos vermelhos, enquanto que na pele feminina são encontrados mais pigmentos verdes. Diferença que só pode ser detectada por um equipamento especial. Às vezes lemos isso na internet e não entendemos muito bem o que motivou uma equipe a iniciar tal pesquisa, mas deve haver uma razão. Hum.
Fato é que as nossas pesquisas buscam conhecimentos em determinadas áreas de atuação e revelam expectativas,
assim como necessidades de cada mercado. Com os levantamentos realizados e publicados na revista mensalmente, é possível confirmar o impacto da crise econômica nos diversos mercados que compõem o setor elétrico. É possível deduzir o perfil das empresas que participam de cada mercado – média de faturamento, número de funcionários, certificações obtidas, suportes oferecidos. E com essas informações, você pode entender melhor a sua área de atuação e conhecer alguns problemas em comum.
Ocasionalmente, uma ou outra empresa se nega a responder algumas das perguntas que fazemos e que são
absolutamente confidenciais, mas essa mesma empresa utiliza a pesquisa pronta para entender mais o seu próprio mercado. Infelizmente, ela não compreende que se tivesse participado do estudo, este estaria ainda mais completo. Com isso, quero dizer que se uma dessas pesquisas chegar a você, não tenha receio em respondê-la, inclusive, as questões sobre mercado. As respostas são sigilosas e compiladas antes de serem publicadas. Desse modo, todos nos ajudamos a ter informações mais precisas e completas sobre os mercados que nos interessam.
Nesta edição, os mercados de linhas elétricas e de tomadas e
interruptores são alvos das pesquisas do mês. Como em muitos dos estudos anteriores, a redução das previsões de crescimento continua presente. As justificativas são quase sempre unânimes: desaceleração da economia e construção civil desaquecida. Vamos lembrar com o print aqui do lado de quando as notícias eram mais promissoras... Boa leitura! Abraços,
flavia@atitudeeditorial.com.br Redes sociais Acesse o Facebook e o Twitter da revista O Setor Elétrico e fique por dentro das notícias da área elétrica!
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Coluna do consultor
O Setor Elétrico / Março de 2017
José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp. jstarosta@acaoenge.com.br
Mitos e fatos da terceirização Tomou
importância
a
aprovação
dos
irresponsável costumam atribuir a estas últimas
deputados do projeto sobre a terceirização. Até
eventuais falhas de processo, como se a
que o processo foi rápido: foram só uns 20 anos,
contratação fosse alguma desculpa para cometer
tamanha a importância que a pauta mereceu
falhas. A responsabilidade é solidária de todos os
de nossas autoridades neste período. Do ponto
envolvidos nos processos.
de vista prático, a aprovação vem em boa hora
e permite segurança jurídica para as empresas
na escolha, uma vez que a empresa a ser
que decidem contratar outras (terceiras) para a
contratada deve manter uma rotina de constante
prestação de serviços.
especialização de suas equipes, elevando os
A contratação responsável requer cuidados
O termo teria nascido há mais de duas
níveis de desempenho e segurança em relação
décadas quando as empresas se deram conta
aos produtos e serviços ofertados, afinal trata-se
de que atividades, em princípio não relacionadas
de serviços especializados. Complementarmente,
diretamente às suas “atividades fim”, poderiam ser
se espera que a empresa contratada mantenha
repassadas a outras empresas contratadas como
rotinas administrativas, responsabilidade social,
forma de racionalizar suas atividades e reduzir
fiscal e processos transparentes para fiscalização
custos. Nada diferente de qualquer evolução de
e acompanhamento da contratante.
processos empresariais, melhorar o desempenho
As
e reduzir os custos.
contratadas para atividades específicas, investem na
Havia,
contudo,
alguns
paradigmas
empresas
especializadas,
que
são
a
formação de seus profissionais e têm a possibilidade
serem vencidos. Os sindicatos, que ganharam
de permitir acesso dos mesmos a ambientes com
importância a partir da década de 1980, se
atividades semelhantes, permitindo aprendizado
sentiram prejudicados, uma vez que um volume
constante e ampliação das bases de referência.
expressivo de mão de obra contratada por grandes
Empresas criam seus portfólios e capacitam-se
empresas seria transferido para empresas menores
cada vez mais para aumentar suas atividades,
focadas em determinadas atividades especificas,
independentemente de sindicatos ou outras amarras.
reduzindo, portanto, a participação sindical nas
Não fosse isso, correriam o risco de desaparecer.
grandes empresas.
Não há progresso nas empresas especializadas sem
Há de se considerar que contratações e
a participação ativa das equipes de funcionários que
subcontratações sempre foram comuns em
são remunerados adequadamente em uma relação
nossas atividades industriais e serviços, aliás,
moderna capital-trabalho.
muito antes de o termo ter sido inventado e
colocado em prática. Em nosso “quintal” do
mercado que buscam eficiência se submeterem a
ramo de instalações, as atividades de instalações
práticas retrógradas, impedindo o desenvolvimento
elétricas, hidráulicas, gás, incêndio, etc., sempre
de suas atividades de forma livre escolhendo quais
foram delegadas a empresas que verdadeiramente
serviços serão desenvolvidos com pessoal próprio,
entendiam do assunto e sempre fizeram bem feito.
ou por empresa contratada, mesmo que esta
Empresas
atividade possa ser considerada sua atividade fim.
inadvertidas
que
contratam
ou subcontratam outras empresas de forma
Por fim, não tem sentido que empresas de
Por que não?
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Painel de mercado
10
O Setor Elétrico / Março de 2017
Notícias relevantes dos mercados de instalações elétricas de baixa, média e alta tensões.
Em prol da eficiência energética Procobre, Eletrobras e Senai estabelecem parceria para promover a certificação ISO 50001 em grandes indústrias
O
Instituto
Brasileiro
do
Cobre
(Procobre), a Eletrobras e o Senai (Unidade Pirituba) acabaram de estabelecer uma parceria para incentivar que sete grandes empresas
–
Baxter,
Thyssenkrupp,
Bemis,
Coca-Cola,
L’Oréal,
Ficosa
do
Brasil e Plastifluor – aprimorem a gestão de energia em suas plantas industriais no Brasil. A iniciativa abrange todas as etapas para a certificação de acordo com a norma ABNT NBR ISO 50001 e permitirá às empresas participantes estabelecer processos para melhorar o desempenho energético de suas unidades. A
parceria
funciona
da
seguinte
maneira: o Instituto Brasileiro do Cobre patrocina o programa de certificação das empresas, o Senai conduz a implantação dos requisitos da norma e a Eletrobras realiza a auditoria interna, necessária para obtenção da certificação ISO 50001. “Essas a
adotar
indústrias as
estarão
melhores
aptas
práticas
de
gerenciamento de energia, com ganho de
desempenho,
redução
de
custos
pela otimização do consumo de energia
do ramo farmacêutico no Brasil a obter a
dos recursos de energia e evite perdas”,
e mitigação de impactos ambientais, a
certificação. No mundo, das 60 fábricas
destaca o diretor do Procobre.
exemplo da emissão de gases de efeito
do grupo, a unidade brasileira é a quarta
estufa”,
Os demais projetos que integram a
a seguir os parâmetros internacionais
iniciativa da pareceria Procobre, Senai e
Procobre, Glycon Garcia.
na racionalização do uso e consumo de
Eletrobras estão em andamento e devem
afirma
o
diretor-executivo
do
energia, estabelecidos pela ISO 50001.
ser
foi realizado um workshop de divulgação do
Garcia explica que, com o apoio
ano. Todas as indústrias terão o apoio
projeto e considerada a elegibilidade das
do Senai, houve uma primeira fase de
técnico-científico, consultoria, análise e
empresas. “Além das certificações prévias
revisão, para contabilidade energética da
desenvolvimento do Senai - Núcleo de
existentes, levamos em conta a aderência
Baxter, a fim de determinar o consumo
Energia e Eficiência Energética da Unidade
à responsabilidade social e ambiental
com eletricidade, gás natural, vapor, água
Pirituba, para implementação da norma.
dessas indústrias e o compromisso de
superaquecida, entre outras fontes de
melhoria contínua, como meta", explica
energia utilizadas pela empresa. Na fase
a expectativa do Procobre é de que as
Garcia.
Para a pré-seleção das participantes,
concluídos
até
novembro
deste
A partir da aplicação da ISO 50001,
seguinte, foi feita uma análise sistemática
participantes do programa promovam uma
uma
do consumo de energéticos, por processo
melhora sistemática no gasto energético,
primeira certificação, a da Baxter, que
e equipamento. “A ideia é que a empresa
com economia de 5% a 30%, dependendo
comemorou a conquista no final do mês
identifique oportunidades para melhoria
do estágio de racionalização em que a
de fevereiro. A multinacional é a primeira
do desempenho energético na utilização
empresa se encontre.
A
iniciativa
já
conta
com
Painel de mercado
12
O Setor Elétrico / Março de 2017
Qualidade do fornecimento de energia elétrica melhora em 2016 Disponibilidade do sistema de distribuição chegou a 99,8% ao ano e a energia elétrica já chega a 99,7% da população brasileira
Em 2016, o sistema de distribuição de
energia elétrica ficou disponível 99,82%. Isso significa que, das 8.760 horas do ano, os consumidores ficaram 15,82 horas em média sem energia, uma redução de 15% ao valor registrado em 2015. É
o
melhor
desempenho
das
distribuidoras desde 2008, saindo em 2015 de 18,60 horas, em média, de duração de interrupção de energia (DEC) para 15,82 horas ao ano. Segundo
a
Agência
Nacional
de
Energia Elétrica (Aneel), o avanço é resultado de algumas ações, como as novas regras de qualidade nos contratos de concessão, a adoção de planos de resultados para as distribuidoras que apresentavam
pior
desempenho
e
a
compensação financeira ao consumidor. A recuperação das distribuidoras com número de unidades consumidoras acima de 400 mil foi o que mais contribuiu para a redução do DEC Brasil. A frequência (FEC) no número de interrupções se manteve em trajetória decrescente, com queda média de 9,86
vezes em 2015, para 8,87 vezes em 2016.
consumidores, as melhores colocadas
posições em comparação a 2015.
O valor de compensações pagas
foram
Das empresas com menos de 400
ao consumidor, em consonância com a
do
melhoria no serviço, caiu de R$ 656,89
Companhia
Ceará
foram: Empresa Força e Luz João Cesa
milhões, em 2015, para R$ 568,33 milhões
(Coelce) e da Energisa Paraíba (E PB).
(EFLJC, SC), Energisa Borborema (EBO,
em 2016.
A distribuidora que mais evoluiu em
PB) e a DME Distribuição (DMED, MG).
2016 foi a Energisa Mato Grosso (E MT)
A distribuidora que mais evoluiu foi a
com um avanço de 16 posições em
Companhia
comparação ao ano de 2015. As três
(Chesp, GO), com um avanço de nove
A Aneel avaliou todas as conces
últimas foram a Companhia Energética
posições comparado com 2015. As três
sionárias do país no período de janeiro
de Goiás (Celg-D), em 32º; a Ampla
últimas nesse grupo foram a Força e Luz
a dezembro de 2016, divididas em dois
Energia e Serviços (Ampla), em 31º
Coronel Vivida Ltda. (Forcel, PR), em 30º,
grupos: 32 concessionárias de distribuição
lugar; e a Eletropaulo Metropolitana
a Boa Vista Energia (Boa Vista, RR), em
consideradas de grande porte, com número
Eletricidade de São Paulo (Eletropaulo),
29º, e a Companhia de Eletricidade do
de unidades consumidoras maior que 400
em 30º. Além disso, as concessionárias
Amapá (CEA), em 28º lugar. A Forcel foi
mil; e 30 concessionárias consideradas de
que mais regrediram foram Amazonas
para a última posição da tabela porque
menor porte, com o número de unidades
Distribuidora
não possui certificação ISO válida para
consumidoras menor ou igual a 400 mil.
Companhia Piratininga e Força e Luz
Desempenho por distribuidora
Das empresas com mais de 400 mil a
Companhia
Maranhão
(Cemar),
Energética seguida
Energética
de
Energia
do
(AmE)
da
e
(CPFL-Piratininga), com recuo de cinco
mil
consumidores,
as
Hidroelétrica
apuração dos indicadores.
três
São
melhores
Patrício
13
O Setor Elétrico / Março de 2017
Valor pago a mais por energia será devolvido na conta de luz 1,8 bilhão a mais pago pelos consumidores de energia no ano passado serão devolvidos diretamente nas contas de luz nos próximos meses
A Agência Nacional de Energia Elétrica
(Aneel) informou que o valor de R$ 1,8 bilhão a mais pago pelos consumidores de energia no ano passado será devolvido diretamente nas contas de luz nos próximos meses. “Todos
os
consumidores
deixarão
de pagar esse valor a partir da decisão que tomaremos em breve. E o valor que se pagou nesse período, da data do aniversário
[tarifário
da
distribuidora]
de 2016 até o dia 28 de março, será prontamente
devolvido.
Não
vai
se
esperar o período tarifário de 2017/2018 para devolver”, afirmou o diretor-geral da agência, Romeu Rufino.
A previsão é que o valor seja devolvido
entre abril e maio, já com a correção pela Selic, a taxa básica de juros da economia.
Vai haver devolução porque o custo
da energia proveniente da termelétrica de Angra 3 foi incluído nas tarifas do ano passado, mas a energia não chegou a ser usada porque a usina não entrou em operação. Há algum tempo, a Aneel havia informado que os consumidores seriam ressarcidos desses valores com reajustes menores nas tarifas neste ano, mas a agência anunciou que vai fazer a devolução diretamente na conta de luz. A
diretoria
decidirá
como
o
ressarcimento será feito no dia 28 de março.
Painel de mercado
14
O Setor Elétrico / Março de 2017
Emissões de carbono do setor elétrico podem ser eliminadas ainda neste século As emissões mundiais de dióxido de carbono geradas pelo setor energético podem ser reduzidas em 70% até 2050 e completamente eliminadas até 2060 As emissões mundiais de dióxido de carbono (CO2) geradas pelo setor energético podem ser reduzidas em 70% até 2050 e completamente eliminadas até 2060, com perspectivas econômicas positivas. Esta é a principal conclusão do mais novo estudo da Agência Internacional de
Energias
Renewable
Renováveis Energy
(International
Agency
-
Irena),
intitulado “Perspectivas para a Transição Energética: Necessidades de Investimento para uma Transição de Energia Baixa em Carbono”.
Lançado em março durante o Diálogo
sobre Transição Energética de Berlim, na Alemanha, o estudo mostra como uma maior participação das energias renováveis e o aumento da eficiência energética globalmente e nos países do G20 são suficientes para alcançarmos as reduções necessárias nas emissões de gases de efeito estufa para manter o aumento médio da temperatura global abaixo de dois graus Celsius, evitando os impactos mais severos das mudanças climáticas.
"O Acordo de Paris refletiu uma
determinação
internacional
sem
precedentes para agir sobre o clima. O foco deve estar na descarbonização do sistema energético mundial, já que ele representa quase dois terços das emissões de gases de efeito estufa ",
lembra
Adnan
Z.
Amin,
diretor-
geral da Irena. Embora globalmente o
investimento
necessário
para
a
descarbonização do setor energético seja
substancial
-
um
montante
adicional de US$ 29 trilhões até 2050 – ele representa apenas uma pequena parte (0,4%) do PI B global. Além disso, a análise macroeconômica da Irena sugere que esse investimento cria um
estímulo que, juntamente com outras
por um custo menor do que as usinas
políticas pró-crescimento, irá:
de energia fóssil”, destaca Amin. “Até 2050, a descarbonização pode alimentar
• impulsionar o PIB mundial em 0,8% em
o crescimento econômico sustentável e
2050;
criar mais novos empregos nas energias
• gerar novos empregos no setor das
renováveis. Estamos em uma boa posição
energias renováveis que mais do que
para transformar o sistema energético
compensarão as perdas de postos de
global, mas o sucesso dependerá de ações
trabalho na indústria de combustíveis
urgentes, já que os atrasos aumentarão os
fósseis, além de gerar novos empregos
custos da descarbonização", completa.
nas atividades de eficiência energética;
• melhorar o bem-estar humano graças
32 gigatoneladas (Gt) de CO2 relacionadas
aos benefícios ambientais e de saúde
com a energia. O relatório recomenda que as
proporcionados pela redução da poluição
emissões caiam continuamente para 9,5 Gt
atmosférica.
até 2050 para limitar o aquecimento a não
Globalmente, em 2015 foram emitidas
mais de dois graus acima das temperaturas "Os
a
pré-industriais. A quase totalidade (90%)
transição da energia nunca foram mais
motivos
econômicos
desta redução de emissões de CO2
fortes. Hoje, em todo o mundo, estão
pode ser alcançada com a expansão da
sendo
implantação de energia renovável e da
construídas
novas
para
usinas
de
energia renovável que gerarão eletricidade
melhoria da eficiência energética.
Painel de empresas
16
O Setor Elétrico / Março de 2017
Um giro pelas empresas que compõem o setor elétrico brasileiro.
Itaipu tem novo diretor-geral Luiz Fernando Vianna, ex Copel, assumiu a diretoria de Itaipu no último dia 27 de março
Luiz Fernando Vianna assumiu a diretoria-
Luiz Vianna, novo diretor-geral da Itaipu Binacional.
geral de Itaipu Binacional no último dia 27 de março. A cerimônia contou com a presença do ministro de Minas e Energia, Fernando Coelho Filho, que, na ocasião, exaltou a importância da hidrelétrica na matriz nacional e disse esperar que, no futuro, o exemplo de Itaipu possa ser replicado em outras parcerias com países vizinhos. “Tudo que temos de sucesso, aqui no exemplo de Itaipu, que a gente possa reproduzir diversas ‘outras Itaipus’ com os nossos vizinhos, porque o futuro da energia, da geração e da transmissão no nosso continente, passa por termos uma América do Sul integrada, dentro das bases de sustentação da lógica econômica”, avaliou o ministro.
Coelho Filho fez elogios ao nome do novo
diretor. Segundo o ministro, a nomeação de Vianna evidencia o que tem sido construído no setor elétrico nos últimos meses, que ainda vive momento delicado, com uma série de desafios pela frente. Por outro lado, segundo ele, é o setor que tem dado os primeiros sinais da recuperação econômica
últimos 10 meses.
brasileiro no comando da hidrelétrica. “Vamos
brasileira, refletidos em leilões recentes. O
continuar firmes na atualização tecnológica
ministro também agradeceu ao ex-diretor da
Binacional,
era
de Itaipu, fundamental para que ela mantenha
empresa, Jorge Samek, pela cordialidade e
presidente da Companhia Paranaense de
essa operação exemplar, com altos índices
lealdade do trabalho prestado ao longo dos
Energia (Copel). Ele é o décimo diretor-geral
de produtividade e eficiência”, disse Vianna.
Antes de assumir a direção da Itaipu Luiz
Fernando
Vianna
Eletrobras apresenta lucro de R$ 3,4 bilhões em 2016 Principal impacto ocorreu pelo reconhecimento das indenizações da RBSE
Após quatro anos, a Eletrobras voltou a apresentar lucro em seus resultados anuais. Em 2016, a companhia registrou um resultado
positivo de R$ 3,426 bilhões, revertendo prejuízo de R$ 14,4 bilhões do ano anterior. O principal impacto positivo foi pelo reconhecimento contábil referente à Rede Básica Sistemas Existentes (RBSE – ativos de transmissão antes de 2000), cujo efeito líquido – descontados os impostos – foi de R$ 18,876 bilhões. A Eletrobras também agregou 1.465 MW a seu parque gerador e ampliou suas linhas de transmissão em mais 1.766 quilômetros. O Ebitda gerencial foi de R$ 3,496 bilhões.
Os principais impactos negativos foram os prejuízos das empresas de distribuição que totalizaram R$ 6,985 bilhões; provisões referentes
ao impairment e contrato oneroso de Angra 3, no montante de R$ 2,886 bilhões e R$ 1,350 bilhão, respectivamente; provisões para contingências no valor total de R$ 3,994 bilhões, com destaque para o empréstimo compulsório; outros impairments (excluindo Angra 3) de R$ 2,691 bilhões e uma provisão para perdas em investimentos no valor de R$ 1,479 bilhão.
Painel de empresas
18
O Setor Elétrico / Março de 2017
Brametal e Araxá Solar lançam serviço para plantas solares Empresas anunciam entrada no setor de suporte para placas solares fotovoltaicas, cujo potencial de mercado é da ordem de R$ 750 milhões
A Brametal, indústria brasileira especializada na fabricação
à frente de novos projetos”, analisa o presidente do Conselho e
de estruturas metálicas para geração e transmissão de energia
fundador da Brametal, Ricardo Brandão.
e telecomunicações, uniu-se à Araxá Solar para oferecer sua
experiência em projetos de engenharia para grandes usinas
esta parceria causará um grande impacto no mercado por
solares e suportes para painéis fotovoltaicos fixados ao solo.
oferecer aos grandes investidores uma solução mais completa
Para Rodolfo De Souza Pinto, presidente da Araxá Solar,
Tratam-se de três tipos de suportes desenvolvidos pelas
e customizada às suas necessidades. “Para uma usina ser
empresas: suporte fixo mono-poste, suporte fixo bi-poste e
construída são necessários três produtos, além de toda uma
seguidor solar de um eixo (single axis solar tracker). Os suportes
análise de engenharia: os suportes para painéis fotovoltaicos,
são desenvolvidos segundo as características dos painéis e o
módulos solares e inversores. Ou seja, com a expertise de
local de instalação do parque.
engenharia que possuímos somados a um produto 100%
Desenvolvidos para ter um custo de manutenção reduzido
nacional e desenvolvido exclusivamente para deste segmento,
durante a vida útil, os suportes estão devidamente cadastrados nas
poderemos oferecer aos clientes a melhor solução técnica
linhas de crédito do Finame (BNDES), proporcionando aos clientes
disponível a um melhor custo-benefício”, reforça.
facilidade em obter financiamentos – especialmente, considerando
que o BNDES decidiu priorizar o subsídio de fontes renováveis.
ou menos três anos, quando o Governo publicou um plano
A possibilidade de criar um novo produto apareceu há mais
O Brasil possui uma das melhores condições no mundo
decenal indicando grandes investimentos na área de energia
para geração de energia solar, mas este ainda é um mercado
solar. “Percebemos, então, que poderíamos desenvolver um
incipiente. “Embora esteja crescendo de maneira constante e
produto com tecnologia própria, o que nos traria mais benefícios
sólida, ainda são poucas as alternativas disponíveis. Isso nos
e segurança”, reforça Brandão. “E como nosso crescimento tem
indicou um caminho com grande potencial – este mercado gira
sido muito positivo nos últimos 20 anos, decidimos buscar a
em torno de 5 bilhões de reais/ano, sendo que 15% deste total é
parceria da Araxá Solar para crescermos ainda mais. Tanto que
representado pelos suportes (base para a criação de uma usina).
nossa expectativa é de manter o mesmo share que possuímos
Por isso, decidimos nos unir à Araxá Solar para ingressarmos
nas linhas de transmissão, que nos posiciona com um dos
com bastante força neste segmento, já que eles estão sempre
maiores players do mercado”
ATERRAMENTO ELÉTRICO
20
Luiz Alberto Pettorutti, Carlos Alberto Sotille e Hirafumi Takayanagi Capítulo III – Método dos quatro eletrodos nos arranjos de Wenner e Schlumberger • Arranjo de Wenner • Arranjo de Schlumberger • Vantagens e desvantagens
Ensaios em instalações elétricas industriais
24
Alexandre Albarello Costa Capítulo III – Metodologia na indústria • Uma ciência chamada metrologia • Os instrumentos de medição • A calibração • O certificado de calibração • Periodicidade das calibrações
INTERNET DAS COISAS
32
Luiz Acácio Romim e Camila Silvia Mayer Capítulo III – A Internet das Coisas construindo os lares inteligentes do futuro • Home Area Networks e Smart Appliances • Smart Grids • Casos de uso • Considerações finais
MANUTENÇÃO DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS
38
Alan Rômulo Queiroz, Eduardo César Senger e Luciene Queiroz Capítulo III – Conceitos de confiabilidade – Componentes não reparáveis • Conceitos iniciais • Distribuições de probabilidade • Concepções de manutenção
Fascículos
Apoio
Apoio
Aterramento elétrico
20
Por Luis Alberto Pettoruti, Carlos Alberto Sotille e Hirofumi Takayanagi*
Capítulo III Método dos quatro eletrodos nos arranjos de Wenner e Schlumberger
Neste capítulo serão abordados os
Na prática, são usados quatro eletrodos
plotadas em função do espaçamento, indica a
métodos dos quatro eletrodos nos arranjos
localizados em uma linha reta em intervalos
variação da resistividade com a profundidade.
de Wenner e Schlumberger, que são os
a, enterrados a uma profundidade que
Por exemplo, se o espaçamento for
mais utilizados atualmente, ressaltando as
não exceda 10 % de a. Quando b ≤ a/10, a
de 4,0 m e os eletrodos forem cravados
diferenças, as vantagens e as desvantagens
equação se torna a equação (2):
a 0,2 m, a equação simplificada pode ser
de suas aplicações.
utilizada, mas se o espaçamento for de 1,0
Arranjo dos quatro pontos igualmente espaçados ou arranjo de Wenner Neste
arranjo,
os
eletrodos
são
igualmente espaçados, como mostrado na Figura 1. C1 e C2 são os eletrodos de corrente. A tensão é medida entre os eletrodos P1 e P2 do arranjo. Sendo “a” a distância entre
Fascículo
eletrodos adjacentes e b a profundidade de cravação destes. A resistividade em função de a e b é dada por:
m, precisa-se cravar o eletrodo com menos Essa equação é aproximadamente a resistividade média do solo na profundidade a. Um conjunto de leituras tomadas com vários
espaçamentos
entre
eletrodos
resulta em um conjunto de resistividades que, quando plotadas de acordo com o espaçamento, indicam a variação da resistividade em função da profundidade. Um conjunto de leituras, tomadas com vários espaçamentos entre hastes, resulta em um conjunto de resistividades que, quando
de 0,1 m, o que, geralmente, não é suficiente para ter um contato adequado com o solo. A norma cita ainda o número mínimo de linhas de medição, os croquis recomendados para áreas com diversos tamanhos e formatos, bem como os cuidados necessários a aplicação do método.
Arranjo de Schlumberger O arranjo de Schlumberger é uma disposição para o método dos quatro eletrodos onde o espaçamento entre os eletrodos de potencial é mantido fixo, conforme mostra a Figura 2, enquanto que os demais espaçamentos devem variar uniformemente. Isso implica na necessidade de alta sensibilidade na medição dos potenciais, especialmente se a fonte de
Figura 1 – Arranjo de Wenner.
corrente utilizada for de baixa potência.
21
Apoio
Figura 2 - Arranjo de Schlumberger.
Arranjo Schlumberger – Palmer
• Schlumberger é usado mais na sondagem de grandes extensões com equipamentos mais
sofisticados,
dotados
de
fontes
Para medir resistividades com grandes
de injeção de corrente mais poderosas
espaçamentos, especialmente em terrenos
e de grande sensibilidade na detecção
de alta resistividade (da ordem de ou
voltimétrica;
superior a 3000 Wm), pode-se usar o arranjo
•
mostrado na Figura 3, com os eletrodos
os eletrodos de injeção de corrente,
de potencial situados muito próximos aos
permanecendo fixados os de potencial;
eletrodos de corrente correspondentes
• Wenner também pode ser utilizado em
para melhorar a resolução da medida da
grandes extensões;
tensão. Mesmo assim, os instrumentos
• Wenner tem a desvantagem da necessidade
convencionais, de baixa potência (com
de
corrente compatível com a sensibilidade do
simultaneamente para realizar a pesquisa
aparelho), dificilmente, operam de forma
em diferentes profundidades;
eficiente.
• Wenner apresenta melhor relação sinal/
Se a profundidade b do eletrodo for
Schlumberger
movimentar
movimenta
os
quatro
apenas
eletrodos
ruído.
pequena comparada às distâncias d e c, a resistividade medida pode ser calculada pela seguinte equação (3):
Observando a Figura 4, supondo a resistividade como infinitas resistências em série (apenas representada aqui por 15 resistências de 100 ohms), vê-se que,
Vantagens e desvantagens dos métodos de
para uma distância entre os eletrodos
Wenner e de Schlumberger
extremos, a profundidade pesquisada será aproximadamente 1/3 dessa distância.
Esses arranjos são os mais difundidos
Para a mesma corrente injetada, o
nos manuais de utilização fornecidos pelos
voltímetro do equipamento, caso seja
fabricantes de equipamentos de medição.
utilizado o método de Wenner, medirá
Em que: c Distância entre os eletrodos de potencial; d Distância entre os eletrodos de corrente e os eletrodos de potencial. Figura 3 - Arranjo de Schlumberger – Palmer.
Apoio
Aterramento elétrico
22
uma tensão (neste exemplo) cinco vezes superior à que seria medida pelo método de Schlumberger. Os equipamentos que cumprem com a norma europeia IEC 61557-5 (adotada dentro da ABNT NBR 15749 – Medição de resistência de aterramento e potenciais de superfície) têm uma restrição de elevação tanto da tensão de teste como de corrente para proteger o operador, portanto, a corrente injetada no solo sempre é pequena. Por isso, a relação sinal/ruído é importante, sobretudo, para áreas em que a presença de frequência industrial se faz presente. No caso de um terreno como o da Figura 5, vê-se que o arranjo de Schlumberger é mais conveniente, pois o efeito da zona superficial (um só tipo de terreno nos
Figura 4 – Arranjos Wenner e Schlumberger.
eletrodos de potencial) simplifica a análise da curva resultante das medições, ao contrário do arranjo de Wenner, em que a presença de dois tipos de terrenos nos eletrodos de potencial origina uma curva de interpretação mais complexa.
Conclusão Para pesquisas de pequenas áreas, em que é muito provável que o terreno apresente
variações
horizontais
de
resistividade, caso de malhas da ordem de até 10.000m2, o método de Wenner permite utilizar equipamentos de pequeno porte, comumente encontrados na praça, e de baixo custo.
Figura 5 – Situação em que o arranjo de Schlumberger é mais conveniente.
Para áreas maiores, equipamentos mais
Fascículo
potentes são necessários de modo que a relação sinal/ruído viabilize a utilização do método de Schlumberger. O
método
de
“Schlumberger
-
Palmer”, em que se faz a movimentação (o afastamento) dos eletrodos de potencial, buscando uma “amplificação” da tensão voltimétrica, permite a sondagem usando grandes distâncias entre os eletrodos de corrente sem necessidade de um sensor de potencial de alta sensibilidade. Nesse caso, eliminam-se as vantagens sobre o de Wenner (variações superficiais do solo e movimentação de apenas duas hastes).
*Luis Alberto Pettoruti é engenheiro eletricista e eletrônico e pesquisador. Atualmente, é sócio-fundador e diretor técnico da Megabras. É ainda membro da CE-03:102 – Comissão de estudos “Segurança em Aterramento elétrico de Subestações C.A.” do Comitê Brasileiro de Eletricidade, Eletronica, Iluminação e Telecomunicações (Cobei). Carlos Alberto Sotille é engenheiro eletricista, mestre em Ciências pela Coppe/UFRJ, e pesquisador. Atualmente, é diretor técnico da Sota Consultoria e Projetos Ltda. e membro da CE-03:102 – Comissão de estudos “Segurança em Aterramento elétrico de Subestações C.A.” do Cobei. Hirofumi Takayanagi é engenheiro eletricista e diretor da JMV Consult. É membro da CE-03:102 – Comissão de estudos “Segurança em Aterramento elétrico de Subestações C.A.” do Cobei/ABNT Continua na próxima edição Acompanhe todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br Dúvidas, sugestões e outros comentários podem ser encaminhados para redacao@atitudeeditorial.com.br
Apoio
23
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Ensaios em instalações elétricas industriais
24
*Alexandre Albarello Costa
Capítulo III Metrologia na indústria
Em processos produtivos, desvios de
anos que permanecem funcionando
proporcional ao desejado incremento
medição levam a variações indesejadas
ininterruptamente. Esses dois exemplos
na qualidade de produtos e serviços,
e consequentes prejuízos. Imaginemos
mostram a importância da medição
melhorando assim a aceitação dos bens
um processo de produção contínuo, em
em processos e o quanto um pequeno
de consumo, e evitando desperdícios
que o envase de um líquido depende
descuido pode impactar em resultados.
de
com
processos
da medição do volume do líquido
Dada então tal importância em se
dispensado. Um erro de medição de
medir corretamente grandezas nos mais
Essa ciência é dividida em três áreas:
-1% do volume diz que, a cada frasco,
diversos ambientes do mundo físico, que
científica, industrial e legal. A metrologia
1% a mais de líquido é envasado,
ramo da ciência estuda as medições e
científica tem por base padrões de
representando 1 frasco de prejuízo a
seus processos?
medição nacionais e internacionais,
inadequados.
cada 100 unidades. Num volume de 1
O presente artigo objetiva passar
milhão de frascos ao mês, temos 10.000
uma visão geral sobre a metrologia,
metrológica para a indústria. No Brasil,
frascos perdidos em volume, totalizando
ressaltando sua importância por meio da
o Inmetro é o órgão federal responsável.
ao final de um ano 120.000 frascos.
abordagem dos seus conceitos básicos e
A metrologia legal está relacionada
Agora imaginemos que esse erro de -1%
práticos.
a sistemas de medição nas áreas de
em volume aumenta mensalmente a uma taxa de -0,01% devido a um defeito no sensor do processo. Dessa forma, ao final
sendo
a
referência
de
comparação
saúde, segurança e meio ambiente. A
Uma ciência chamada Metrologia
metrologia industrial atua nos sistemas de medição industriais que controlam
de um ano, teremos 126.600 frascos de
Fascículo
matérias-primas
processos produtivos e são responsáveis
prejuízo, ou seja, 6.600 frascos perdidos
Metrologia é a ciência das medidas
a mais devido a um pequeno incremento
e das medições, abrangendo todos
de -0,01% no erro de medição. É uma
os aspectos teóricos e práticos para
conta simplória com valores inteiros
assegurar
para representar o quanto um pequeno
determinado
erro na medição pode impactar no caixa de uma empresa.
a
exatidão
por assegurar a qualidade dos produtos.
Os instrumentos de medição
exigida
em
produtivo.
A
A medida em si é a quantificação
metrologia é parte formadora da base
de uma grandeza física, sendo que
processo
de qualidade das indústrias, sendo
os instrumentos de medição são os
Outro exemplo clássico é a medição
fundamental para a competitividade
conversores dessa grandeza para uma
de energia elétrica, em que o erro dos
das empresas. Medir corretamente é
codificação do entendimento humano.
milhares de medidores pode resultar
enxergar a realidade física do mundo
Os sistemas de medição são compostos
em uma perda brutal de receita para
em que estamos inseridos, permitindo
de
as
assim interação e controle nos processos
dispositivos responsáveis por converter
perante as necessidades humanas.
sinais da energia da grandeza medida
distribuidoras
de
energia,
caso
os medidores não mantenham sua qualidade de medição ao longo dos vários
A importância da metrologia é
medidores
e
transdutores
–
em sinais interpretáveis pelo medidor,
Apoio
extraindo, assim, a informação física.
então condicionado no transdutor e
sensibilidade, faixa dinâmica, resolução,
Devem também condicionar os sinais
transmitido a um termômetro digital,
exatidão e precisão.
de informação e os transmitir para
que recebe essa informação, processa
A faixa dinâmica especifica os limites
os medidores. Nos transdutores, o
e exibe o respectivo valor em escala
mínimo e máximo que o instrumento
sensor é o elemento em contato físico
térmica (952 °C, por exemplo).
é capaz de medir.
direto com a grandeza a ser medida, assim, e
“sentindo-a”
transformando
diretamente
Os sistemas de medidas têm algumas características
estáticas
que
A sensibilidade
refere-se à variação do sinal gerado
devem
pelo sensor com relação à variação da
suas
leituras
ser consideradas, seja para escolha de
grandeza medida, por exemplo, um
sinais
elétricos.
medidores e transdutores, seja para
sensor de 0,1 V/A gera 0,1 V a cada 1 A
Esses sinais então podem sofrer um
análise dos dados medidos. São elas:
detectado, conforme mostrado na Figura
normalmente
em
condicionamento, sendo amplificados e convertidos para um padrão de transmissão, para então ser transmitidos. Os medidores, por sua vez, recebem esses sinais transmitidos e os convertem para o entendimento humano de uma forma compreensível, seja em escala numérica, cores ou outra adequada a representar a grandeza em questão. Se considerarmos a medição de temperatura numa caldeira, um sensor termorresistivo em contato com o calor fornece uma resistência elétrica proporcional à temperatura. Esse valor de resistência elétrica é
Figura 1 - Exemplo de sensor termorresistivo.
25
Apoio
Ensaios em instalações elétricas industriais
26
2. A resolução é a menor variação do
A exatidão, no inglês accuracy, é a
medição de determinado instrumento a
dígito menos significativo da escala em
característica de desvio médio das leituras
um padrão de medição, determinando
instrumentos digitais. Nos analógicos, a
efetuadas pelo instrumento com relação
assim seu erro e incerteza de medição
resolução coincide com a menor divisão
ao valor exato da grandeza conhecido
associados a cada faixa de escala. O
da escala. Segue então não ser correto,
internacionalmente, ou com relação a um
ajuste, ou reparo, é o ato de corrigir a
por exemplo, utilizarmos um sensor com
valor padrão, estando assim relacionada
leitura do equipamento readequando os
sensibilidade de 0,1 V/A, em conjunto
ao erro sistemático de medição do
valores obtidos para dentro dos limites
com um voltímetro de resolução de 0,5
instrumento. A precisão relaciona-se com
corretos ao processo em que é usado,
V para medir correntes inferiores a 5A.
a repetibilidade das leituras, ou em outras
sendo que, normalmente, os ajustes
palavras, ao grau de proximidade entre
são realizados pelos fabricantes e redes
devem
várias medidas consecutivas ao longo
de assistência técnica. Esses termos
ser consideradas, seja para escolha de
do tempo, relacionando-se, assim, com
ganharam esses significados a partir de
medidores e transdutores, seja para
erros aleatórios que vem a influenciar nos
1996, pois, antes dessa data, o termo
análise dos dados medidos. São elas:
valores obtidos de uma grandeza.
calibração era considerado sinônimo
Os sistemas de medidas têm algumas características
estáticas
que
sensibilidade, faixa dinâmica, resolução,
Metrologicamente, duas características
de ajuste. Ainda hoje, 20 anos após a
de um instrumento são de majoritária
atualização das terminologias, faz-se
A faixa dinâmica especifica os limites
importância para a qualidade de suas
confusão com ambos os termos, muitas
mínimo e máximo que o instrumento é
medidas: uma é o erro de medição e
vezes referindo-se ao ajuste de um
capaz de medir. A sensibilidade refere-se
outra a incerteza de medição. O erro de
equipamento como calibração.
à variação do sinal gerado pelo sensor com
medição refere-se ao desvio permanente
Um padrão de medição é um
relação à variação da grandeza medida, por
do valor medido com relação à leitura de
instrumento de referência com grande
exemplo, um sensor de 0,1 V/A gera 0,1 V a
um padrão de comparação. A incerteza de
estabilidade ao longo do tempo, e
cada 1 A detectado, conforme mostrado na
medição representa o intervalo de valores
incerteza de medição ao menos três vezes
Figura 2. A resolução é a menor variação
em que é estatisticamente provável que se
inferior ao instrumento a ser comparado
do dígito menos significativo da escala em
encontre o valor real da medida. Em outras
com ele, sendo os padrões nacionais
instrumentos digitais. Nos analógicos, a
palavras, considera com determinado grau
do
resolução coincide com a menor divisão
de confiança os principais parâmetros que
maior estabilidade e menor incerteza
da escala. Segue então não ser correto,
interferem no instrumento e no processo
do Brasil. Esses padrões nacionais são
por exemplo, utilizarmos um sensor com
de medição de forma a desviar o valor lido
periodicamente comparados aos padrões
sensibilidade de 0,1 V/A, em conjunto com
do valor correto, determinando assim a
internacionais do Bureau Internacional
um voltímetro de resolução de 0,5 V para
precisão do instrumento.
de Pesos e Medidas (BIPM), na França,
exatidão e precisão.
medir correntes inferiores a 5A.v
A calibração
Inmetro
os
instrumentos
com
garantindo assim a uniformidade e rastreabilidade das medidas com relação ao resto do mundo.
Fascículo
Calibrar é o ato de comparar a
Figura 2 - Dados de placa de um sensor de corrente.
Como uma analogia, a calibração é uma
Figura 3 - Fornos para calibração de sensores de temperatura.
Apoio
27
Apoio
Fascículo
Ensaios em instalações elétricas industriais
28
Figura 4 - Padrão para calibração de grandezas elétricas.
Figura 5 - Selo de acreditação.
espécie de fotografia do instrumento naquele
dentro da faixa, ou seja, início, meio e fim
O certificado de calibração
momento formada por pontos específicos
de cada escala. Conforme a necessidade
dentro das escalas das grandezas que o
do processo a que o medidor é utilizado,
instrumento mede. Da mesma forma que
aumenta-se a quantidade de pontos de
informações da calibração efetuada.
uma fotografia pode representar uma cena
calibração com proporcional elevação dos
O objetivo do certificado é somente
com alta ou baixa qualidade, a calibração
custos.
apresentar os dados relativos à calibração
É
o
documento
que
traz
as
também pode representar o estado de um
No Brasil, existe a Rede Brasileira
do instrumento, e não concluir se o
instrumento com qualidade boa ou ruim.
de Calibração (RBC), que é uma rede de
instrumento está adequado ou não
Se são calibrados poucos pontos nas escalas
laboratórios metrológicos acreditados
para seu uso. As informações que ele
do instrumento, tem-se pouca informação a
pelo próprio Inmetro e que fornecem
traz devem sim dar subsídio para esse
respeito da qualidade das suas leituras. Essa
serviços de calibração acreditada. A
julgamento por parte dos interessados
falta de informação pode fazer com que erros
RBC disponibiliza uma base de dados
em sua utilização.
significativos permaneçam desconhecidos
com todos os laboratórios acreditados
O certificado de calibração é divido
quando não se tem uma linearidade do erro
no Brasil, na qual é possível consultar
em três partes: dados do instrumento,
ao longo de toda a faixa de medição. Como
o escopo de atuação acreditado de
dados
exemplo, calibrar somente um ponto no meio
cada instituição, bem como detalhes
registros da calibração. Os dados do
de uma escala de força (N) não permite saber
dos serviços, como grandezas, faixas
instrumento são a descrição completa
se o erro será o mesmo no início e no final
atendidas e incertezas relacionadas.
do mesmo, com dados do fabricante,
da faixa, o que poderia acarretar variações
do
processo
de
calibração,
A acreditação de um laboratório
modelo, número de série e qualquer
metrológico, de forma simplificada, é o
outra informação relevante para a sua
Em contrapartida, se um número
reconhecimento formal pelo organismo
identificação. Os dados referentes ao
elevado de pontos é calibrado em todas
de acreditação do Inmetro, no caso,
processo de calibração informam que
as faixas do instrumento, tem-se uma
a Coordenação Geral de Acreditação
procedimento de medida e comparação
“fotografia”
significativas em processos produtivos.
do
(CGCRE). O laboratório acreditado
foi aplicado, bem como quais os
comportamento do instrumento, mas o
é auditado periodicamente e todos os
padrões
custo do serviço de calibração também
requisitos relacionados ao processo de
foram utilizados, e dados relativos à
se torna elevado, sendo necessário um
qualidade metrológica são avaliados,
rastreabilidade dos mesmos aos padrões
compromisso entre custo e benefício. De
garantindo assim a conformidade do
nacionais.
forma geral, recomenda-se a calibração
laboratório e a qualidade na prestação
Os
de, no mínimo, três pontos por faixa do
dos serviços de calibração. O selo de
tabelas que apresentam as grandezas
instrumento, distribuídos de forma ampla
acreditação é mostrado na Figura 5.
comparadas,
bastante
detalhada
e
instrumentos
registros o
da erro
auxiliares
calibração calculado
são em
Apoio
29 cada ponto e a incerteza expandida calculada.
As
grandezas
Tabela 1 - Calibração de um wattímetro
envolvidas
são as grandezas físicas aplicadas e
Aplicado
medidas durante o processo, como,
W
Erro (%)
Incerteza (%)
k
veff
por exemplo, tensão aplicada, corrente
1270
- 0,014
0,014
2
∞
127
- 0,031
0,014
2
∞
63,5
- 0,060
0,014
2
∞
aplicada e potência lida no instrumento. O erro de calibração é a diferença com relação à média aritmética das leituras
Resultados da medição
do padrão de comparação no ponto calibrado, revelando o quão exato
daquele intervalo de valores.
determinada a partir de uma incerteza
está o instrumento naquele ponto. O
No exemplo da Tabela 1, é aplicado
erro pode ser apresentado na unidade
um valor de potência padronizado no
envolve
física
em
valores
duas
parcelas
combinadas:
percentuais.
wattímetro. No primeiro ponto de 1270
incerteza do tipo A, que é o desvio
Como dito anteriormente, quanto mais
W, sua leitura é 0,014% menor que o
padrão experimental da média das
pontos calibrados ao longo da faixa
aplicado, ou seja, o instrumento está
medições no momento da calibração;
do instrumento, mais informações a
mostrando 1252,2 W. Considerando
e incerteza do tipo B, que engloba
respeito do erro de linearidade ao longo
a incerteza, temos então 1252,2 W ±
dados históricos do equipamento, de
da faixa.
0,014%, portanto, temos o valor medido,
calibrações prévias do equipamento e
A
ou
padrão do processo de calibração, que
de
com uma probabilidade expandida de
dos padrões utilizados, especificações de
medição mostra que, com uma certa
incerteza
expandida
abrangência de 95,45%, no intervalo de
fábrica e condições ambientais. Ambas
probabilidade de abrangência, o valor
1269,8 W a 1234,7 W.
combinadas resultam numa incerteza
correto da medida encontra-se dentro
A incerteza expandida de medição é
padrão que, na melhor estimativa,
Apoio
Ensaios em instalações elétricas industriais
30 resulta em até 68% de abrangência. De
do processo. A utilização de um valor
por choques mecânicos, elétricos ou
forma a aumentar a probabilidade de
fixo de erro atenua o problema apenas
térmicos, devem ser recalibrados para
abrangência do valor medido, tornando
no ponto e em sua vizinhança, podendo
uma avaliação da sua qualidade de
assim a incerteza mais conservativa,
até piorar o desvio em outras faixas.
medição.
determina-se a sua expansão através
De forma similar, uma incerteza de
da multiplicação da incerteza padrão
medição elevada, que possa impactar
de
pelo fator k, o qual é definido para
um
a
constantemente e atualizado conforme
uma distribuição estatística t-Student
substituição
por
a avaliação do comportamento do
com veff (graus de liberdade efetivos)
outro de precisão adequada. Grandes
instrumento. Se os erros ou incertezas
correspondente
de
intervalos de incerteza também podem
se elevam significativamente, o período
abrangência de 95,45%. A distribuição
impactar na qualidade de produtos e
de calibração deve ser reduzido. Se as
t é necessária quando a incerteza do
serviços por possibilitar aumento na
características se mantém, o período
tipo A é avaliada com um número de
variação dos processos.
deve ser mantido. Aumentar um período
à
probabilidade
medições menor que 30, caso contrário, é possível se utilizar a distribuição normal.
O
grau
de
liberdade
na
deveria do
ocasionar
equipamento
Periodicidade das calibrações
variar muito, não havendo uma norma
que, estatisticamente, as componentes
geral que o determine. Existe um
de incerteza têm credibilidade.
consenso que os instrumentos devem
de
respectivos riscos de detecção tardia de uma variação significativa.
Conclusão
ser calibrados minimamente uma vez
O uso do certificado
ao ano, garantindo, assim, no ciclo de
A metrologia, como ciência que
atividades da empresa, ao menos uma
rege os processos de medição, é de
é
checagem da qualidade das medições,
fundamental
como
porém, nem sempre o período de um
competitividade nas indústrias, por
ano será adequado.
auxiliar no controle de qualidade dos
calibração
considerado
avaliado
instrumento, mesmo assim, com os
um alto grau de liberdade (∞) implica
certificado
ser
de calibrações bastante detalhado do
O período entre calibrações pode
O
deve
ano devem ser baseados num histórico
componentes são confiáveis, portanto,
frequentemente
calibração
de calibração a tempos superiores a um
incerteza determina o quanto suas
apenas um requisito burocrático a ser atendido dentro de um processo de
Fascículo
processo,
De qualquer forma, o período
O período de calibração de um
importância
para
a
mais diversos produtos manufaturados.
qualidade implantado em ambiente
instrumento
deve
industrial. Muitos sequer compreendem
com
nas
do
lógico dos instrumentos de medição é
a importância das informações nele
instrumento e do regime de trabalho
um item estratégico nos processos de
contidas.
de
a que o instrumento está inserido.
produção, principalmente quando se
medição causam prejuízos, seja para a
Instrumentos como padrões de trabalho,
vislumbra um mercado dia a dia mais
indústria, seja para os consumidores, e o
que
exigente e competitivo.
certificado de calibração é o documento
temporal e normalmente são aplicados
que
em
Como
permite
dito,
detectar
desvios
um
possível
base
possuem ambientes
ser
determinado
características
maior
estabilidade
controlados,
como
problema e elaborar uma correção do
laboratórios,
processo.
anualmente por não haver prováveis
O
erro
calibrados
oscilações significativas. Instrumentos
deve
aplicados em processos de fabricação,
ocasionar o ajuste do instrumento,
sujeitos a condições ambientais mais
ou uma correção no processo capaz
severas e a regimes de trabalho mais
de anular essa variação nos produtos
intensos
e serviços resultantes. Vale salientar
em
que o erro indicado é determinado por
probabilidade de haver modificações nas
ponto calibrado, havendo a necessidade
características do instrumento é maior.
de se considerar os diferentes valores ao
Também instrumentos que passam por
longo das faixas conforme a dinâmica
manutenção, ou sofrem possíveis avarias
ao
medição,
ser
quando
significativo
de
podem
processo,
deveriam
períodos
mais
ser
O correto acompanhamento metro
calibrados
curtos,
pois
a
*Alexandre Albarello Costa é engenheiro eletricista e mestre em engenharia elétrica pela Universidade Federal do Paraná. Atualmente, é pesquisador pleno dos Institutos Lactec. Tem experiência na área de eletrônica, atuando principalmente nos temas confiabilidade de sistemas em eletrônica e aterramentos. Continua na próxima edição Acompanhe todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br Dúvidas, sugestões e outros comentários podem ser encaminhados para redacao@atitudeeditorial.com.br
Apoio
31
Apoio
Internet das Coisas
32
Por Luiz Acácio Rolim e Camila Sílvia Mayer*
Capítulo III A Internet das Coisas (IoT) construindo os lares inteligentes do futuro Considerada
a
nova
onda
das
Tecnologias da Informação, a Internet
mercado, além de produtos já bastante
participação em situações críticas.
comuns em mercados mais desenvolvidos,
das Coisas (Internet of Things – IoT) tem
Nas próximas seções, apresentamos
como o termostato inteligente nest (nest.
se inserido gradativamente em vários
uma breve contextualização sobre a HAN
com), capaz de identificar padrões nos
segmentos da economia, nos ambientes
e os eletrodomésticos inteligentes, também
hábitos dos moradores de uma residência
públicos das cidades e no nosso cotidiano,
conhecidos como Smart Appliances. Em
e ajustar automaticamente a configuração
devendo influenciar também o setor de
seguida, contextualizamos o papel das
do ar-condicionado central e do sistema
energia elétrica.
smart grids em um cenário de integração
de aquecimento de água, proporcionando,
dos sistemas de distribuição com os
assim, uma redução no consumo de energia elétrica.
Neste artigo, discutimos como a IoT comportamento
Smart Applicances. Partimos, então, para
do consumidor de energia elétrica e
a apresentação de alguns casos de uso
Dessa forma, a incorporação de proces
expandir suas interações com o sistema de
baseados em funções DSM incorporadas
samento computacional e conectividade
distribuição a partir da incorporação dos
em um equipamento de ar-condicionado.
aos equipamentos de uso doméstico tende
seus elementos em eletrodomésticos de
Por fim, tecemos algumas considerações
a se consolidar gradativamente como
uso residencial. Para tanto, consideramos
sobre as implicações da IoT para o
itens de série em eletrodomésticos como
esses equipamentos participando em uma
setor de distribuição de energia e de
refrigeradores, máquinas de lavar, câmeras
Home Area Network (HAN) com conexão
fabricação de eletrodomésticos, e possíveis
de
à Internet, e a utilização de funções de
desdobramentos.
ar-condicionado, etc., em um movimento
poderá
Fascículo
conta de energia ou de bonificações pela
modificar
o
gerência pelo lado da demanda (Demand Side Management – DSM) como um cenário de transição em direção às redes elétricas
monitoramento,
equipamentos
de
claro em direção à IoT. Assim, ao se
Home Area Networks e Smart Appliances
tornarem inteligentes, os eletrodomésticos passarão a disponibilizar não apenas as
inteligentes (smart grids).
funções para as quais foram projetados, mas a
se tornarão capazes de executar funções
sinérgicos entre essas duas vertentes
inserção do IoT no ambiente residencial,
mais sofisticadas e de maior valor agregado
tecnológicas, IoT e smart grids, que sejam
destacam-se com certeza as HANs. Baseadas
para o consumidor. Para tanto, contam com
capazes de gerar benefícios para as empresas
em redes de acesso sem fio, as HANs não
módulos de HW e SW dotados de sensores,
distribuidoras e consumidores por meio
se limitam a conectar computadores e
atuadores, memórias, conectividade e algum
de automatização dos mecanismos de
smartphones
DSM, reduzindo os picos de consumo
de acesso à internet. Como exemplo,
A Figura 1 ilustra uma possível
nos horários de ponta e remunerando os
podemos citar as TVs de alta definição
configuração das conexões dos equipa
consumidores por meio da redução na
conectadas, largamente difundidas no
mentos com a HAN, em que participam
Objetiva-se, assim, identificar arranjos
Dentre
os
habilitadores
aos
serviços
para
broadband
nível de processamento local.
Apoio
uma ou mais tecnologias de redes de sem
Assim, ao participar da HAN e sair do
Neste artigo, a tecnologia de interesse é a
fio, tais como Wi-fi, Zigbee e Bluetooth. A
isolamento, um eletrodoméstico passa a ser
infraestrutura de medição avançada (AMI),
figura introduz o elemento Smart Gateway,
acessível de praticamente qualquer lugar e
que possibilita a conexão dos sistemas de
cuja principal função é criar uma camada de
a qualquer momento, abrindo um leque de
medição inteligente aos centros de operação
abstração para equipamentos interligados
oportunidades para aplicações que irão além
das empresas. Dentre as funções suportadas
por redes Zigbee ou Bluetooth, que, por não
da simples conveniência no uso.
por esses medidores, podemos citar a leitura
possuírem terminação do protocolo IP, não permitem a visibilidade direta na Internet.
remota do consumo proveniente da rede
Smart grids
elétrica e da energia injetada na rede pelos
Smart Gateways podem também incorporar
sistemas de geração distribuída, o acesso a
as funções típicas de um roteador Wi-fi,
inteligentes
indicadores sobre a qualidade de energia,
atuando como ponto de conexão ao modem
compreendem um conjunto amplo de funções
As
redes
elétricas
além do suporte à tarifação horária e a outros
que provê o acesso broadband à internet.
para o ambiente operativo das distribuidoras.
mecanismos que estimulem o controle pelo lado da demanda. Neste contexto, nota-se uma forte sintonia entre os conceitos da IoT, os medidores inteligentes e a rede que provê a conectividade, no caso a AMI, o que permite tratar os medidores inteligentes como coisas do mundo IoT. A Figura 2 representa as possibilidades de conexão do ambiente residencial ao centro de operações de uma distribuidora de energia, contemplando tanto o sistema de medição interligado pela AMI como os
Figura 1: Smart Appliances e a Home Area Network.
eletrodomésticos
inteligentes
interligados
33
Apoio
Internet das Coisas
34
segurança mencionados anteriormente. Com isso, abre-se a possibilidade de os sistemas da distribuidora configurarem remotamente os parâmetros de operação dos equipamentos e enviarem notificações sobre os eventos críticos na rede de distribuição, os quais serão tratados de forma autônoma pelos equipamentos. Para
esses
serviços,
será necessária a expressa concordância dos consumidores com os termos dos programas oferecidos pelas empresas, além de informações claras sobre as compensações
Figura 2 – Conectividade via AMI e internet.
financeiras devidas aos participantes.
pela HANs. A linha sólida indica a conexão
cenário exploratório, adotamos a premissa
realizada pela AMI entre o medidor inteligente
de que a regulação evoluirá em consonância
e o centro de operações, enquanto que a linha
com os avanços tecnológicos, eliminando-se
tracejada representa a conexão através da HAN
assim restrições do atual arcabouço regulatório
A seguir, são apresentados alguns casos
e da Internet.
do setor elétrico. Dessa forma, além da
de uso sobre a utilização de mecanismos de
Casos de uso
O caminho através da internet permite
tarifa branca, que começa a ser oferecida
DSM em equipamentos de ar-condicionado
diversas interações dos sistemas operativos
aos consumidores a partir de janeiro/2018
inteligentes.
da distribuição com os Smart Appliances, seja
[1], consideraremos também mecanismos
Resposta automática à tarifação horária
para obter informações sobre a demanda por
alternativos
energia ou para habilitar funções de DSM que
estimular ações de DSM.
possam aliviar a carga na rede em momentos
e/ou
complementares
para
Este caso de uso pressupõe a adoção da tarifa branca por um consumidor determinado
Para desenvolver os casos de uso,
a reduzir seu consumo nos horários de
críticos ou em eventos programados. Cabe
consideramos
de
ponta, seja pelo deslocamento de parte do
notar, no entanto, que estas interações
ar-condicionado inteligente com as seguintes
consumo para o período fora de ponta ou,
devem ser autorizadas pelos consumidores e
funcionalidades:
alternativamente, pela direta redução do
um
equipamento
consumo acumulado na ponta.
empregar técnicas de segurança cibernética
Neste caso, o ar-condicionado inteligente
para garantir a integridade, inviolabilidade
• Suporte a redes Wi-Fi;
e
• Configuração dos postos tarifários de ponta,
seria configurado para elevar a temperatura
fora de ponta e intermediária aplicados pela
alvo programada em um número especificado
distribuidora na sua área de concessão;
de graus centígrados durante a duração
a distribuidora acompanhe o consumo da
• Ajuste automático do nível da potência
do período de ponta ou em parte dele.
residência durante os horários da ponta e dos
de operação em função do horário do dia,
A configuração envolveria também os
eventos críticos, e avalie se as ações de DSM
possibilitando o controle do consumo nos
parâmetros específicos da tarifa horária, tais
de fato atingiram as metas acordadas com o
horários em que o custo da energia é mais alto
como a hora inicial e final dos períodos de
consumidor.
e mantendo uma sensação de conforto dentro
ponta e intermediária, e poderia ser realizada
dos limites especificados pelo consumidor;
diretamente pelo consumidor com o auxílio
• Tratamento de notificações relacionadas a
de aplicativos móveis, ou, alternativamente,
eventos críticos na rede de distribuição de
pelo tratamento de notificações enviadas pelo
confidencialidade
das
informações
transmitidas. Por outro lado, a AMI possibilita que
Fascículo
operacionalizar
Sinergias entre IoT e Smart Grids Como indicamos, a incorporação da
forma a possibilitar a execução automática de
centro de operação da distribuidora. A Figura
IoT nos eletrodomésticos os transforma em
ações de DSM previamente programadas;
3 ilustra as duas possibilidades.
objetos inteligentes, aptos a oferecer uma
• Acesso remoto do controle do nível de
melhor experiência de uso e realizar funções
potência do equipamento.
complexas por meio de interações com outros objetos e sistemas acessíveis pela internet.
Com a conexão à distribuidora, os equipamentos de ar-condicionado poderiam tratar automaticamente mudanças nos postos
Importante destacar que as funciona
tarifários ocasionadas por fatores sazonais ou
Nesse sentido, analisaremos dois casos
lidades de configuração e acesso remoto
associados à revisão tarifária, dispensando,
de uso envolvendo um equipamento de
do equipamento podem ser realizadas por
assim, a necessidade de reconfiguração manual
ar-condicionado inteligente dotado de uma
dispositivos e/ou sistemas conectados à HAN
pelo consumidor. Uma vez configurado,
interface de comunicação Wi-Fi. Sendo um
ou à internet, o que reforça os aspectos de
o ar-condicionado inteligente controlaria
Apoio
35
Apoio
Internet das Coisas
36
automaticamente a temperatura nos horários
adequadamente estes casos.
programados, mantendo-a nos limites de conforto estabelecidos.
Consideraremos,
Para o consumidor, o benefício monetário
consumo na ponta, tais como o Critical Peak
seria a redução no valor da conta de energia
Pricing (CPP) e Peak Time Rebate (PTR),
em troca do leve desconforto causado pela
apresentados de forma resumida na Tabela 1.
elevação da temperatura. Outra forma de
Um ponto em comum entre estes
compensação seriam bonificações pagas ao
mecanismos é que os eventos críticos somente
consumidor sempre que metas previamente
serão comunicados com antecedência de
negociadas de redução de consumo médio na
dias, ou talvez horas. Assim, caso as ações de
ponta fossem atingidas.
redução de consumo fiquem inteiramente a
Pela perspectiva da distribuidora, os
cargo dos consumidores, será difícil aproveitar
benefícios viriam das contribuições agregadas
a estreita janela de oportunidades para evitar
por um conjunto de adotantes, que se
penalidades pelo consumo elevado durante
reverteriam em uma curva de carga com picos
a ponta, no caso de adoção do CPP, ou
menos acentuados, criando assim um caminho
para usufruir a bonificação pela redução de
para viabilizar ganhos por postergação de
consumo, no caso do PTR. Uma vez habilitadas nos equipamentos de
ar-condicionado
inteligentes,
as
Tratando eventos críticos da rede de
funções DSM poderão tratar de forma
distribuição
autônoma as situações em que a rede
A rede de distribuição está sujeita a
de distribuição necessitar de um alívio
situações de sobrecarga que podem afetar
adicional, dispensando a atuação direta dos
a qualidade da energia fornecida ou até
consumidores, que apenas acompanhariam
mesmo levar a interrupções momentâneas.
as notificações sobre os eventos, as ações
Tais situações são, portanto, eventos
programadas pelos equipamentos e a
críticos do sistema de distribuição, e podem
contabilização dos resultados.
requerer
contribuições
adicionais
dos
Assim como no caso anterior, o benefício
consumidores para garantir o atendimento
monetário para o consumidor seria a
do pico da demanda do sistema como um
redução no valor da conta de energia ou uma
todo. No Brasil, eventos deste tipo podem
bonificação em troca do leve desconforto
ser causados por extremos de temperatura
causado pela elevação da temperatura.
durante o verão, quando há um aumento
Uma variação deste caso de uso
expressivo do número de equipamentos de
consiste em habilitar o controle direto dos
refrigeração operando simultaneamente.
equipamentos
Este tipo de evento pode ocorrer de
de
ar-condicionado
pela
distribuidora de energia, dentro de limites
forma assíncrona, com pequeno grau de
estabelecidos
previsibilidade. Assim, mecanismos como a
caso, a distribuidora seria responsável pela
tarifação horária podem não ser suficientes
orquestração das operações e poderia obter
para estimular ações de DSM que tratem
resultados mais eficazes em eventos que
pelo
Tabela 1 – Instrumentos de estímulo ao DSM
diferentes
instrumentos de estímulo à redução de
investimentos.
Fascículo
portanto,
consumidor.
Neste
Critical
Consumidores pagam mais
Peak
caro pela energia consumida
Pricing
nos horários da ponta
(CPP)
durante um número limitado de dias do ano. A tarifa tem desconto nos demais horários.
Peak
Combina a tarifa
Time
convencional com a
Rebate
possibilidade de desconto
(PTR)
pela redução do consumo nos horários de ponta em relação à média praticada. Vale em um número limitado de dias por ano.
Fonte: Elaboração própria a partir de estudos do Battle Group [2]
necessitassem de um corte mais acentuado na demanda. Esta funcionalidade é semelhante à oferecida no programa Rush Hour Rewards (RHR) [3], criado pelo fabricante de termostatos inteligentes nest. RHR é um instrumento de resposta da demanda oferecido via acordos da nest com empresas distribuidoras de energia, que, por sua vez, os oferecem aos seus consumidores. Por meio da conectividade do termostato com a HAN e com a internet, as distribuidoras passam controlar a operação do ar condicionado central e do sistema de aquecimento de água em momentos de alta demanda na rede, remunerando o consumidor por sua participação.
Considerações finais Os casos de uso apresentados mostraram possíveis formas de tornar mais efetiva a participação do consumidor em ações de DSM por meio da integração das tecnologias da IoT com os equipamentos de uso doméstico. Entretanto, esta trajetória tende a ser lenta, pois o tempo de vida dos eletrodomésticos é longo e as substituições antecipadas dos equipamentos devem se concentrar em consumidores de elevado perfil inovador. Cabe destacar também que a migração
Figura 3 – Configuração dos parâmetros para a tarifação horária.
em direção à IoT traz consigo alguns desafios,
Apoio
envolvendo desde mudanças nos processos
de produtos inteligentes integrados à rede
operativos até uma ampla disseminação das
de distribuição e com participação de
tecnologias de informação e comunicação,
consumidores podem se tornar laboratórios
especialmente em relação à segurança da
vivos para aprimorar o uso da IoT em
informação e garantia de privacidade, bem
equipamentos de uso doméstico e gerar
como funcionalidades mais complexas que
tecnologias para os eletrodomésticos que
requeiram o uso de técnicas de processamento
vão estar presentes nos lares do futuro.
analítico. Nesse sentido, ações pioneiras e projetos pilotos
mostram-se
como
Referências
instrumentos
essenciais para fomentar o desenvolvimento
[1] ANEEL. Resolução ANEEL 733/2016
de produtos voltados às necessidades dos
– disponível via link http://www2.aneel.gov.br/
consumidores brasileiros e estimular o
cedoc/ren2016733.pdf
surgimento dos atores que irão explorar os
[2] The Brattle Group. Dynamic Pricing:
novos modelos de negócios proporcionados
Past, Present and Future. Canadian Association
pela IoT.
of Members of Public Utility Tribunals
Assim, é importante criar ambientes
june/2011. Disponível em http://www.brattle.
colaborativos para estimular o pensamento
com/system/publications/pdfs/000/004/496/
criativo
com
original/Dynamic_Pricing_Past_Present_and_
tecnologia IoT, exercitar possíveis arranjos
Future_Sergici_June_14_2011.pdf?1378772109
comerciais e identificar convergências de
[3] nest. Learn More about Rush Hour
interesses de atores tão diversos como uma
Rewards. Disponível em https://nest.com/
distribuidora de energia e os fabricantes
support/article/What-is-Rush-Hour-Rewards.
de eletrodomésticos. Dessa forma, pilotos
Acesso em março/2017.
sobre
novos
produtos
*Luiz Acacio Rolim é engenheiro eletricista, com MBA em Gestão Empresarial e Liderança. Possui ampla atuação em pesquisa e desenvolvimento em soluções Smart Grid para o setor de distribuição de energia elétrica, modelos tarifários, geração distribuída, mobilidade elétrica e análise de novos modelos de negócio para o setor elétrico. Atualmente, é engenheiro da Fundação Centro de Pesquisa e Desenvolvimento, tendo atuado na coordenação de projetos de pesquisa aplicada, consultorias, e como líder técnico de projetos relacionados ao setor elétrico e telecomunicações. Camila Silvia Beozzo Bassanezi Mayer é uma profissional com larga experiência nas áreas de Marketing, Gestão de Produto, Comunicação e Inteligência de Mercado. Com graduação em Comunicação Social pela USP e especialização em Administração Mercadológica pela FGV, tem se aprofundado nos últimos anos em técnicas de Design Thinking e Marketing Digital. Continua na próxima edição Acompanhe todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br Dúvidas, sugestões e outros comentários podem ser encaminhados para redacao@ atitudeeditorial.com.br
37
Apoio
Manutenção de equipamentos elétricos
38
Por Alan Rômulo Queiroz, Eduardo César Senger e Luciene Queiroz*
Capítulo III Conceitos de confiabilidade – Componentes não reparáveis
Este capítulo trata resumidamente da teoria de confiabilidade, contemplando componentes não reparáveis.
Conceitos iniciais
um todo que, por razões econômicas ou tecnológicas, não se reparam ou é um item formado por um único elemento (componente), cuja ocorrência de avaria significa o seu fim de vida. Seja um componente não reparável colocado em operação no instante t=0. Chamando-se X a variável aleatória “instante de
A confiabilidade de um objeto funcional (dispositivo,
ocorrência da falha do componente”, a densidade de probabilidade
equipamento ou sistema) pode ser entendida como uma medida
f(t) da variável X é definida, em termos da probabilidade da falha
do grau de desempenho satisfatório deste objeto, sob condições
ocorrer entre t e t + dt, por:
especificadas de operação. Avaliar a confiabilidade representa uma tentativa de quantificar a qualidade do desempenho, com base na
(1)
teoria das probabilidades. Dessa forma, confiabilidade pode ser definida como a probabilidade de um sistema executar a função
A função distribuição de probabilidade de X, F(t), é definida por:
pretendida durante um intervalo de tempo específico e sujeito a determinadas condições. Neste contexto, o objetivo da manutenção
(2)
e da confiabilidade é garantir que esses equipamentos estarão disponíveis, quando requeridos.
Fascículo
Na definição sobre confiabilidade, quatro importantes fatores são considerados: a probabilidade, o desempenho, o tempo e as
Definindo-se a função confiabilidade, R(t), como a probabilidade do equipamento estar operacional no instante t, resulta:
condições de operação. A teoria de probabilidade é necessária para tratar matematicamente o problema. O desempenho deve
(3)
ser claramente definido. O tempo considerado pode ser contínuo, ou alguma ocasião específica de curta duração. Finalmente, as condições de operação (ambiente, severidade das solicitações,
Derivando-se a equação 3, resulta:
etc.) devem ser bem especificadas, pois possuem grande influência no desempenho do objeto funcional. Outra questão importante
(4)
relacionada à confiabilidade é a definição de sistemas não reparáveis e sistemas reparáveis.
Componentes não reparáveis Sistema não reparável é um conjunto de elementos que formam
Reescrevendo a equação 3: (5)
Apoio
Definindo-se a taxa de incidência de defeitos β(t) por:
(9)
(6) Isto é, β(t) ∙dt é a probabilidade que o componente apresente
Resolvendo-se a equação diferencial, resulta:
defeito no intervalo (t, t + dt) dado que não apresentou defeito até o instante t. (10)
Pela definição de probabilidade condicional, tem-se:
(7)
Se a taxa de defeito for constante ao longo do tempo (β(t) = λ (t)), resulta em: (11) (12) (13)
Das equações 6 e 7, obtêm-se:
Uma representação muito utilizada na confiabilidade é a Curva (8)
de Banheira, representada na Figura 1, e cujo objetivo é descrever a variação da taxa de falhas durante a vida do sistema. A curva representa as fases da vida características de um sistema: mortalidade infantil, maturidade e mortalidade senil, sendo que essas fases estão
A equação 9 relaciona a taxa de incidência de defeito e a função confiabilidade:
associadas ao fator de forma γ. O fator de forma é relacionado à forma de distribuição e à inclinação das curvas, sendo que nem todas
39
Apoio
Manutenção de equipamentos elétricos
40
as distribuições possuem esse fator. A distribuição exponencial, por
por substituição preventiva de itens, e supressão dos agentes
exemplo, não possui um fator de forma porque o comportamento da
nocivos presentes no meio. Neste período, a melhor estratégia
função é constante. O fator de forma possui as seguintes características:
de manutenção é a preventiva, ou seja, já que o equipamento irá falhar, cabe à manutenção aproveitar a melhor oportunidade para
• γ<1: indica mortalidade infantil, com taxas de falha altas e decrescentes no início da vida do produto ou sistema;
substituir ou reformar o item. Smith introduziu uma forma de representação contendo uma
• γ=1: indica falhas aleatórias, com taxas de falha constantes ao longo
perspectiva um pouco mais detalhada da curva da banheira, na
do tempo e geralmente baixas;
qual estão presentes as três distribuições, o que permite entender
• γ»1: indica desgaste de fim de vida útil.
melhor a curva resultante e quais os fatores predominantes para o seu comportamento, conforme ilustra a Figura 2.
Figura 1 – Curva da banheira/ciclo de vida de equipamento.
No período de mortalidade infantil, a taxa de falhas é alta, porém, decrescente. As falhas preliminarmente são causadas por defeitos congênitos ou fraquezas, erros de projeto, peças defeituosas, processos de fabricação inadequados, mão de obra desqualificada, estocagem inadequada, instalação imprópria, partida deficiente, entre outras. A taxa de falhas diminui com o tempo, conforme os
Figura 2 – Curva da banheira detalhada.
Smith também representou as características das distribuições de probabilidades da seguinte forma: Tabela 1 – Características das distribuições de probabilidades
Fase
reparos de defeitos eliminam componentes frágeis ou à medida
(nomes pelo qual
que são detectados e reparados erros de projeto ou de instalação.
é conhecida)
Neste período, a melhor estratégia de manutenção é a corretiva, ou
Arranque
seja, cabe à manutenção não apenas reparar o equipamento, mas
Inicial
Taxa de falhas
defeitos de
Mortalidade
decresce
projeto, fabricação
corrigi-lo, para que a falha não se repita. Entre t1 e t2 é a fase de maturidade ou período de vida útil.
Comportamento
Essencialmente
Infantil
e montagem
O valor médio da taxa de falha é constante. Nesta fase, as falhas
Falhas aleatórias
ocorrem por causas aleatórias, tais como acidentes, liberações
Falhas
Taxa de falhas
componente a cargas
excessivas de energia, mau uso ou operação inadequada, e são
estocásticas
constante
de trabalho superiores
de difícil controle. Falhas aleatórias podem assumir diversas
Vida útil
Submissão do
à planejada, causas
naturezas, tais como: sobrecargas aleatórias, problemas externos
desconhecidas ou
de alimentação elétrica, vibração, impactos mecânicos, bruscas
utilização inadequada
variações de temperatura, erros humanos de operação, entre outros.
Fascículo
Causas
Ocorrência de corrosão,
Falhas aleatórias podem ser reduzidas projetando equipamentos
Desgaste
Taxa de falhas
oxidação, perda de
mais robustos do que exige o meio em que opera ou padronizando
Fadiga
cresce
isolamento, desgaste por
a operação. Neste período, a melhor estratégia de manutenção é a
fricção, etc.
preditiva, ou seja, monitoramento para detectar o início da fase de desgaste.
A curva da banheira é um modelo teórico e bastante aplicável a
Após t2, há crescimento da taxa de falhas, a mortalidade senil,
componentes mecânicos que, por algum motivo, não puderam ser
que representa o início do período final de vida do item. Esta fase
exaustivamente testados após a montagem do sistema e apresentam
é caracterizada pelo desgaste do componente, corrosão, fadiga,
um modo de falha predominante. Contudo, este modelo não é
trincas, deterioração mecânica, elétrica ou química, manutenção
universal e aplicável a qualquer equipamento ou sistema.
insuficiente, entre outros. Para produzir produtos com vida
Sistemas industriais evoluem na curva da banheira segundo
útil mais prolongada, deve-se atentar para o projeto, utilizando
várias características. Pode não existir alguma fase, passando-se,
materiais e componentes mais duráveis, um plano de inspeção e
por exemplo, da mortalidade infantil para a senil, diretamente.
manutenção que detecte que iniciou a mortalidade senil e a previna,
Sistemas eletrônicos geralmente apresentam mortalidade infantil
Apoio
41
Apoio
Fascículo
Manutenção de equipamentos elétricos
42
e depois apenas falhas aleatórias, estacionando na parte baixa da
Moubray, ao apresentar os novos paradigmas no gerenciamento da
curva. Tal região é dita sem memória de falha (failure memoryless),
manutenção, utilizou a descrição disposta na Figura 4.
pois a incidência de uma falha no tempo t não tem correlação com o tempo até a próxima falha. Em software, as falhas de programação geralmente têm apenas mortalidade infantil, pois uma vez corrigidas, é impossível a reincidência, visto que não se originam de processos dissipativos de energia. A evolução do conceito de falha com base na curva da banheira foi decorrente de trabalhos desenvolvidos pela indústria da aviação norte-americana que, a partir da Segunda Guerra Mundial, adotou a estratégia de manutenção preventiva alicerçada na curva banheira. Esta concepção foi levada ao extremo pela indústria de aviação civil. Entretanto, a visão de controlar a confiabilidade de aeronaves através do uso de manutenções preventivas confiáveis mostrou-se inadequada. Na época, um grupo de engenheiros da United Airlines dedicou-se a estudar o assunto, o que resultou nas curvas padrões de idade-confiabilidade, conforme ilustra a Figura 3. A Figura 3 sintetiza a pesquisa dos padrões de falha da 3ª geração de manutenção. Esta investigação revelou que existem seis padrões de falha, e não mais um ou dois, como utilizado anteriormente.
Figura 4 – Concepções de manutenção.
Os estudos realizados com várias centenas de componentes mecânicos, elétricos e estruturais de aeronaves civis e materializados na forma de falhas da Figura 3 demonstraram que: • Somente um pequeno percentual (4%) atualmente corresponde à curva banheira (curva A); •
Mais
significativo,
somente
6%
dos
componentes
experimentam uma região de desgaste durante o tempo de vida útil da aeronave (curvas A e B). Especificamente, o padrão B caracteriza aeronaves com troca de motore. Acrescentando o padrão C, característica de turbina de aeronaves, tem-se que 11% dos componentes experimentam sintomas de envelhecimento;
Figura 3 – Padrões de idade-confiabilidade para equipamentos não estruturais de aeronaves.
Apoio
• 89% dos componentes nunca apresentaram qualquer
considerar que esse equipamento ou sistema tem sempre
envelhecimento ou desgaste durante o tempo de vida útil das
seus componentes na região β constante, sendo a distribuição
aeronaves (padrões D, E e F). Especificamente, os rolamentos
de defeitos exponencial. A consequência prática disto é que,
se enquadram no padrão E e os componentes eletrônicos no
para componentes que trabalham na região de β constante, a
padrão F;
confiabilidade não depende da idade dos componentes.
• 72% dos componentes experimentam o fenômeno de mortalidade infantil (padrões A e F);
O tempo que o componente leva, em média, para apresentar defeito é dado pela variável X .
• O grupo de maior percentual (68%) começa como curva banheira e nunca atinge a região de envelhecimento (padrão F). Estas descobertas contradizem a crença de que sempre há uma conexão entre confiabilidade e idade de operações. Efetivamente, a partir de 1968, as empresas aéreas americanas
(14)
Como o componente é colocado em funcionamento em t=0, necessariamente f(t) = 0 para t < 0, logo
passaram a adotar uma nova técnica de manutenção preventiva com base nestes estudos. Em 1975, o Departamento de Defesa
(15)
dos Estados Unidos sugeriu que o conceito que estava sendo aplicado desde 1968 fosse intitulado de “Reliability-Centered Maintenance” (Manutenção Centrada em Confiabilidade) e
Da equação 4, resulta:
aplicado na maioria dos sistemas militares. Em 1978, a United Airlines produziu o documento referência inicial de MCC, sob
(16)
contrato com o Departamento de Defesa americano. Se os componentes de um equipamento ou sistema são sujeitos a manutenção, de modo que venham a ser substituídos antes que atinjam a região de envelhecimento, pode-se
Supondo que R(t) decresça com suficiente rapidez quando t→∞ (o que ocorre no caso de distribuição exponencial), resulta:
43
Apoio
Manutenção de equipamentos elétricos
44
• Lafraia, J. R. B. “Manual de Confiabilidade, Mantenabilidade (17)
e Disponibilidade”. 1ª Edição. Editora Qualitymark, Rio de Janeiro, 2001. 388p.
Em que X representa o tempo médio para falhar. Costuma-se indicar o tempo X pelo indicador MTTF:
•
Lemos,
B.
J.
A.
“Análise
RAMS
na
componente
Manutenibilidade”. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Técnica de Lisboa, 2010. • Moubray,J. “RCM II Reliability-Centered Maintenance”. 2ª
(18)
Edição, Editora Industrial Press Inc, Nova York, 1997. • Nowlan, F. S.; Heap, H. F. “Reliability-Centered Maintenance”. Department
No caso de distribuição exponencial, em que R(t)=e-λt, resulta:
of
Defense.
Report
Number
AD-AO66579.
Washington D.C. 1978. • Pereira, F. J. D.; Sena, F. M. V. “Fiabilidade e sua Aplicação à Manutenção”. Editora Publindústria, 2012. 200p.
(19)
• Queiroz, A. R. S. Estratégia de manutenção de equipamentos elétricos em unidades offshore de produção de petróleo e gás baseada na filosofia de operações integradas. Tese (Doutorado
(20)
em Ciências – Engenharia Elétrica). Universidade de São Paulo, 2016. • Sellitto, M. A. “Formulação estratégica da manutenção
Assim, um componente que falha, em média, a cada dois anos (MTTF = 2 anos) tem uma taxa de falha de λ = 0,5 falhas/ ano, considerando a hipótese de distribuição exponencial. O próximo capítulo abordará os principais conceitos de confiabilidade para componentes reparáveis e modelos combinatórios. Apresentará também as informações básicas acerca do software utilizado nas simulações realizadas neste trabalho.
Referências • Alkaim, J. L. “Metodologia para incorporar conhecimento intensivo às tarefas de manutenção centrada na confiabilidade aplicada em ativos de sistemas elétricos”. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção). Universidade Federal de Santa
industrial com base na confiabilidade dos equipamentos”. Revista Produção, v.15, p.44-59, 2005. • Sellitto, M. A.; Borchadt, M.; Araújo, D. R. C. “Manutenção centrada em confiabilidade: uma abordagem quantitativa” Anais do XXII Encontro Nacional de Engenharia de Produção (ENEGEP). Curitiba, 2002. • Siqueira, I. P. “Manutenção centrada em confiabilidade”. Editora Qualitymark. Rio de Janeiro, 2005. 408p. • Smith, A. M. “Reliability-Centered Maintenance”. 1ª Edição. Editora McGraw-Hill. EUA, 1993. 216p. • Smith, D. J. “Reliability, Maintainability and Risk”. 7ª Edição. Editora Elsevier, 2005. 368p. • Wuttke, R. A.; Sellitto, M. A. “Cálculo da disponibildiade e da posição na curva da banheira de uma válvula de processo petroquímico”. Revista Produção. v. 8, 2008.
Catarina. Florianópolis, 2003.
Fascículo
• Duek, C. “Análise de confiabilidade na manutenção de componente mecânico de aviação”. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção). Universidade Federal de Santa Maria, 2005. • Gambirasio, G. “Confiabilidade de sistemas elétricos”. Universidade de São Paulo, 1980. • Geraghety, T. “Obtendo efetividade do custo de manutenção através da integração das técnicas de monitoramento de condição, RCM e TPM”. Disponível em: http://www.sqlbrasil. com.br/sql-RCM2-ttec_integracaombcrcmtpm.html.
*Alan Rômulo Silva Queiroz é engenheiro eletricista graduado pela Universidade Santa Cecília (Santos – SP), mestre e doutor em Engenharia Elétrica pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Eduardo César Senger é engenheiro eletricista e doutor pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. É professor livre-docente na área de Proteção de Sistemas Elétricos pela Universidade de São Paulo e coordenador do Laboratório de Pesquisa em Proteção de Sistemas Elétricos (Lprot). Luciene Coelho Lopez Queiroz é bacharel em Ciências da Computação graduada pela Universidade Católica de Santos e mestre em Engenharia da Computação pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
• Gulati, R. “Maintenance and Reliability Best Practices”. 2ª Edição. Editora Industrial Press, 2009. 416p. • Kececioglu, D. B. “Reliability Engineering Handbook”. 1ª Edição. Destech Publications, 2002. 720p.
Continua na próxima edição Acompanhe todos os artigos deste fascículo em www.osetoreletrico.com.br Dúvidas, sugestões e outros comentários podem ser encaminhados para redacao@atitudeeditorial.com.br
Apoio
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48
Aula Prática
Por Edmilson José Dias, Willian Alves de Souza e Fernando Medeiros da Silva*
Cabos de média tensão Projeto de implantação do cabo coberto de dupla camada nas redes compactas de distribuição: uma viabilidade para melhoria de desempenho operacional e gestão eficiente do ativo
O objetivo primordial para a aplicação de novas tecnologias em ativos de redes de distribuição
pela concessionária de energia elétrica é garantir, através da alocação ótima de recursos em soluções de engenharia, a eficiência operacional da distribuidora através da redução de custos operacionais sob observação de requisitos mínimos de qualidade de serviço. As ações eficientes de engenharia afetam positivamente a condição dos ativos da rede de distribuição, reduzindo, assim, a probabilidade de ocorrência e/ou o tempo de restabelecimento de energia, resultando em uma maior disponibilidade de fornecimento de energia elétrica.
Assim, o resultado da renovação e/ou inovação tecnológica do ativo, deverá ser a constante
melhoria de desempenho, aliado com resultados dos investimentos da manutenção, o que vai reduzir a exposição da distribuidora aos riscos financeiros associados à ocorrência de contingências, a um custo satisfatório da implementação das soluções de engenharia. Neste contexto, as soluções tecnológicas oferecem suporte à gestão de ativos para o planejamento dos investimentos em manutenção, tanto em longo prazo (através de projetos pilotos de aperfeiçoamento tecnológico), como curto prazo (através de soluções imediatas in loco através de seleção de alvos).
Baseado nestes conceitos, o trabalho a seguir visa apresentar o projeto de implantação
do cabo coberto dupla camada nas redes compactas de distribuição de energia em média tensão (13,8 KV) da Cemig Distribuição, por meio de ações de pesquisa, laboratórios e pilotos em campo. Busca ainda explanar todo o histórico, desenvolvimento e desempenho atual das redes compactas de energia. Os projetos pilotos propostos e realizados mostraram o sucesso do projeto, norteando a empresa para um novo patamar de tecnologia a ser utilizada nas suas redes de distribuição.
Desenvolvimento A rede de distribuição de média tensão compacta com cabo coberto
Histórico e critérios de utilização na Cemig D - A partir do ano de 1950, um engenheiro
americano chamado Bill Hendrix, da empresa Hendrix W&C, iniciou o desenvolvimento da rede compacta com os condutores instalados em espaçadores, topologia denominada de “spacer cable”. A ideia era de controlar o campo elétrico pela utilização de acessórios não metálicos e feitos com a mesma base polimérica que o cabo protegido, ou seja, com a mesma constante dielétrica. Com isso, o agrupamento dos condutores em um espaçador polimérico exigiria maiores cuidados com as condições de isolamento elétrico entre os condutores fases e o cabo mensageiro. Dessa forma, seria possível evitar rupturas no isolamento do conjunto. Além disso, o novo sistema teria compactação próxima à encontrada nas redes isoladas, resultando em
O Setor Elétrico / Março de 2017
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O Setor Elétrico / Março de 2017
uma redução da impedância característica
iniciaram
do sistema, além de possibilitar a utilização
referente à implantação das redes aéreas
uma
pesquisa
mais
efetiva
de vários circuitos na mesma posteação,
compactas.
aumentando o nível de desempenho,
qualidade e segurança do sistema de
realizados em laboratório e em campo,
distribuição aéreo.
o uso da rede distribuição compacta
Finalmente, em 1998, após vários testes
O Brasil, devido à grande influência
que consiste no uso de cabos cobertos
dos fabricantes de equipamentos e à
instalados em espaçadores poliméricos,
necessidade de expansão com redução
foi definitivamente padronizado na Cemig
nos custos de implantação, adotou, como
D em novas extensões e reformas de
em vários outros países ao redor do
redes urbanas nas bitolas de 50 mm² e
mundo, as redes de distribuição aéreas
150 mm2, tensões 15 kV e 25 KV. Hoje,
convencionais como padrão. Por conta
também é largamente utilizado na maioria
da elevada taxa de falha no fornecimento
das concessionárias brasileiras, substituindo
de energia, do baixo nível de qualidade
gradativamente a rede convencional (nua).
de fornecimento, do elevado impacto
Dentre as vantagens da utilização desse
ambiental
padrão de rede, destacam-se:
e
do
crescente
custo
operacional deste sistema, o desempenho não satisfatório das redes convencionais
• A redução das áreas de podas de árvores
motivou o desenvolvimento das redes
em conflito com as redes de distribuição de
aéreas compactas no Brasil, no passado,
energia elétrica;
conhecidas como redes protegidas com
• A diminuição do número de interrupções
tecnologia mais moderna.
do fornecimento de energia elétrica aos
Em 1988, as concessionárias Cemig,
clientes;
Copel e Eletropaulo desenvolveram um
• O custo de implantação inferior as redes
trabalho conjunto de pesquisa para o uso
isoladas e subterrâneas;
de cabos cobertos em redes aéreas de
• A melhor otimização e compactação
13,8 kV com topologias convencionais.
do circuito, melhorando aspecto visual e
Inicialmente, a pesquisa considerou a
espacial da rede.
utilização de cabos de alumínio cobertos com polietileno em substituição aos cabos
de alumínio nus, mantendo-se a topologia
do cabo coberto na Cemig D vem
convencional com o uso de cruzetas
crescendo quase que exponencialmente,
e isoladores de porcelana. O objetivo
alcançando, atualmente, aproximadamente
principal do trabalho era testar em campo
13.000 km, o que corresponde a 36% do
a eficiência dos cabos cobertos quando em
parque total de 36.300 km de redes de
contatos eventuais com galhos de árvores,
distribuição
objetos na rede e ainda convivendo em
Com a substituição gradual (em novas
ambientes com poluição. A experiência
extensões e reformas) das redes primárias
mostrou que os cabos cobertos atendiam
convencionais existentes pelas compactas,
aos requisitos mínimos para aplicação em
a projeção para após o ano de 2024 é
áreas urbanas.
que existam mais condutores cobertos
Outro evento impulsionador para o
do que nus no sistema elétrico urbano da
desenvolvimento das redes compactas
Cemig D. Contudo, existem critérios bem
no Brasil ocorreu ao longo da década de
definidos para a instalação ou não de redes
1990, com o crescimento das pressões da
compactas nos circuitos urbanos, dentre os
sociedade e poder público contra a poda
quais destacam-se:
agressiva de árvores e a necessidade de
Indicações:
Ao longo dos últimos anos, a implantação
urbana
da
concessionária.
maior confiabilidade, qualidade e segurança dos sistemas elétricos de distribuição.
• Ramais e derivações com altas taxas de
Neste cenário, as concessionárias brasileiras
falhas;
50
Aula Prática
O Setor Elétrico / Março de 2017
• Ruas estreitas e com problemas de afastamento;
funcionando como isolação primária (ótimas propriedades elétricas) e
• Redes com mais de um circuito por estrutura;
o HDPE como isolação secundária (ótimas propriedades mecânicas e
• Descongestionamento de saídas de SE’s.
resistência ao trilhamento elétrico quando em contato com árvores). Hoje, os condutores utilizados nos Estados Unidos possuem camadas
Contraindicações:
adicionais e distintas em comparação aos cabos produzidos no Brasil, que possuem camada única.
• Locais densamente arborizados (com galhos e troncos de árvores
em contato permanente com o cabo) e com atmosfera contaminante;
de melhorar a performance das redes compactas, por conta da sua
Ao longo dos últimos cinco anos na Cemig D, surgiu a necessidade
• Grandes vãos sem acesso à rede para manutenção.
queda de desempenho operacional verificada em várias ocorrências no sistema elétrico, principalmente, envolvendo árvores. No final de
Características básicas gerais da rede compacta
2014, iniciou-se então o projeto de implantação do cabo coberto
dupla camada, com o foco principal de maior proteção dielétrica e
A rede compacta é constituída basicamente de cabos cobertos,
cabos mensageiros de aço, espaçadores losangulares e isoladores
mecânica frente a agentes externos e objetos aterrados.
poliméricos. Os dois últimos são constituídos de material polimérico com isolação termoplástica HDPE (polietileno de alta densidade),
Motivadores
cujas propriedades mecânicas, elétricas e químicas fornecem a
estes componentes, dentre outros aspectos, resistência à tração/
aumento significativo das ocorrências relevantes (acima de
impacto, rigidez dielétrica, permeabilidade e estabilidade química,
20.000 clientes x horas) nos circuitos urbanos de rede compacta,
os quais garantem a compatibilização elétrica com o cabo coberto
em comparação aos de rede convencional (nua). Em 2015, este
e bom desempenho de todo o conjunto. O cabo é dotado de
aumento culminou com a ultrapassagem do número de ocorrências
uma cobertura protetora extrudada de material polimérico (XLPE),
na rede compacta em comparação a convencional:
Nos últimos três anos, tem-se verificado na Cemig D um
visando a redução da corrente de fuga em caso de contato acidental com objetos aterrados e a diminuição do espaçamento entre os condutores. Atualmente, os polímeros que compõem a rede compacta possuem facilidade de fabricação e processamento, consolidando esta tecnologia no setor elétrico em nível nacional, e, no caso da Cemig D, possibilitando a sua utilização em larga escala em toda a sua área de concessão.
Figura 1 – Rede compacta com cabo coberto e acessórios.
O projeto de implantação do cabo coberto dupla camada na rede compacta da Cemig D Histórico e origem do cabo coberto dupla camada
Figura 2 – Estudo comparativo de ocorrências relevantes: rede convencional x compacta. Fonte: Gerenciamento de Interrupções da Cemig D (Gerint).
Analisando as ocorrências relevantes em circuitos de redes compactas
no ano de 2015, verifica-se a causa árvore como destaque (31,4%):
Os compostos de polietileno são utilizados em isolamentos de
cabos de energia devido às suas propriedades elétricas, como: baixo fator de dissipação e constante dielétrica e alta rigidez dielétrica em corrente alternada e impulso. Existem, basicamente, dois tipos de polietileno normalmente utilizados: o LDPE (baixa densidade) e o HDPE (alta densidade). Sendo o polietileno um polímero amorfo-cristalino, a densidade é intimamente relacionada ao grau de cristalização do material.
Na França, são encontradas aplicações de LDPE para tensões de
até 400 KV e HDPE de até 225 KV.
O HDPE tem sido utilizado nos Estados Unidos para aplicações
em redes compactas para tensões de isolamento de até 35 KV, sempre em conjunto com o LDPE em dupla camada, ou seja, o LDPE
Figura 3 – Comparativo das ocorrências relevantes em 2015 em circuitos de rede compacta. Fonte: Gerint.
52
Aula Prática
A realização anual de podas de árvores, nos circuitos de média
O Setor Elétrico / Março de 2017
O cabo coberto em utilização na Cemig possui basicamente um
tensão urbanos da CEMIG D, vem caindo ao longo dos últimos anos
condutor de alumínio com uma cobertura de termofixo extrudado de
podendo comprometer também o bom desempenho das redes,
polietileno reticulado (XLPE), provendo o mesmo de uma capacidade
principalmente em dias atípicos (fenômenos naturais da natureza).
de permitir contatos eventuais com arborização e alguns elementos aterrados. Porém, nem sempre esta propriedade é capaz de evitar danos na estrutura da cobertura do cabo quando do contato eventual com elementos externos aterrados, devido à não equalização das linhas de campo elétrico na superfície do condutor. Uma blindagem no cabo basicamente elimina a distorção das linhas de campo elétrico produzida pelos fios da camada externa do condutor:
Figura 4 – Estudo comparativo anual: realização financeira (R$ e US’s) em podas de árvores. Fonte: SAP-R3 – Sistema Integrado de Gestão Empresarial.
Com as evidências mais recentes de baixo desempenho operacional
do cabo coberto normal, reincidências de causa “árvores” e elevação dos custos de manutenção, amostras de cabos foram retiradas da rede após algumas ocorrências e analisadas internamente. Alguns defeitos típicos na estrutura do cabo foram verificados, tendo como principais: • Trilhamento elétrico: formação de caminhos eletricamente condutivos iniciados e desenvolvidos sobre a superfície do material da cobertura, resultando na perda das suas características isolantes provocada pela corrente superficial e micro arcos causados pela diferença de potencial elétrico sobre a superfície; erosão: perda de origem não condutiva de material da superfície isolante; • Trincas/fendas na cobertura do cabo: formação de micro fraturas superficiais em intervalos de aproximadamente 3 metros, consistindo num corte quase perfeito, transversal, e deixando o condutor vulnerável ao meio externo; • Abrasão: desgaste provocado no condutor pelo contato de galhos
Figura 5 – Comparação do campo elétrico no cabo com e sem o material semicondutor.
Além da camada semicondutora, uma proteção adicional
de HDPE na cobertura existente de XLPE garante uma maior resistência ao trilhamento elétrico e abrasão, duas das principais anomalias de origem elétrica e mecânica do cabo protegido. O Polietileno Reticulado (XLPE) é obtido a partir da modificação da estrutura do Polietileno Termoplástico (LDPE), e possui, além de todas as suas propriedades elétricas, melhores propriedades físicas com o aumento da temperatura. Com a adição na composição do aditivo “track resistant” na base polimérica do XLPE, ocorre a minimização dos efeitos provocados pelo trilhamento elétrico. O HDPE, que é um polietileno amorfocristalino de alta densidade e essencialmente linear, possui baixo fator de dissipação e constante dielétrica e alta rigidez dielétrica em corrente alternada e impulso. E agrupa, em uma única estrutura:
de árvores de forma constante, diminuindo a espessura do cabo no ponto de contato e consequente carbonização da cobertura. Premissas do projeto
O projeto de implantação do cabo coberto dupla camada na
rede compacta da Cemig D, que basicamente altera a estrutura da cobertura do cabo, objetiva:
Figura 6 – Estrutura física do cabo coberto dupla camada.
• Redução das anomalias provocadas principalmente por árvores em contato com o cabo coberto; • Maior resistência a abrasão, erosão e trilhamento elétrico; • Redução dos custos operacionais e de manutenção e consequente melhoria da confiabilidade no fornecimento de energia elétrica; • Aumento da segurança para população e empregados.
Figura 7 – Amostra do cabo coberto dupla camada utilizado no projeto.
53
O Setor Elétrico / Março de 2017
• Material semicondutor para atenuar a distorção das linhas de campo elétrico na camada externo do condutor; • Primeira cobertura XLPE como isolação primária e ótimas propriedades elétricas; • Segunda cobertura HDPE como isolação secundária
e
ótimas
propriedades
mecânicas e elétricas quando em contato com elementos externos (principalmente árvores).
Com isso, obtém-se um cabo coberto
dupla camada que potencializa toda a estrutura de isolamento, devido à união das propriedades físicas e químicas dos componentes das diversas camadas da composição. Foram, então, definidas as características construtivas e físicas do cabo dupla camada do projeto piloto: tensão 15 KV, bitola do condutor 50 mm2, composição básica de Polietileno Reticulado (XLPE) + Polietieno de alta densidade (HDPE), operando a uma temperatura de 90°C máxima em regime permanente,
com
dimensões
pré-
definidas das camadas: A) camada semicondutora com função de equalização do campo elétrico e espessura 0,4 mm; B) camada XLPE com função de isolação primaria,
atenuação
dos
efeitos
do
campo elétrico/trilhamento elétrico e espessura 1,5 mm; C) camada HDPE com função de isolação secundária, proteção mecânica/elétrica do cabo e espessura 1,5 mm. Após
pesquisas
e
contatos
com
alguns fabricantes, foi acordada uma parceria com um fornecedor mundial de cabos para o projeto, fabricação e fornecimento de 5 Km de cabo coberto dupla camada com as características definidas previamente no projeto. Abaixo foto da amostra do cabo adquirido no projeto. Ensaios realizados
Os principais ensaios realizados em
fábrica no cabo, antes da aquisição para
54
Aula Prática
O Setor Elétrico / Março de 2017
indeterminada e vento (causadas por árvores que apenas tocam
a realização o projeto piloto, foram:
transitoriamente a rede), em um período médio de um ano. • Características físicas do composto da cobertura e da
semicondutora;
na Cemig D é de uma intervenção/ano. Para os dois trechos
A periodicidade média de podas em redes de média tensão
• Tração à ruptura do condutor;
selecionados do projeto, foram suspensas as podas programadas
• Resistência da cobertura à abrasão;
após a data de instalação do cabo protegido dupla camada, visando
• Resistência à penetração longitudinal de agua;
o teste de desempenho físico e operacional do cabo.
• Resistência ao intemperismo artificial; • Verificação da aderência da cobertura;
O primeiro trecho do projeto-piloto
• Resistência da cobertura ao trilhamento elétrico (cabo coberto
envelhecido em câmara de intemperismo);
município de Contagem, com proteção chave fusível e circuito com
• Temperatura de fusão e de oxidação do(s) material(ais) da
características de grande concentração de árvores de grande porte
cobertura.
(Eucaliptos) acima da rede primária e outras de pequeno porte
O primeiro trecho selecionado do projeto-piloto localiza-se no
(Castanheiras). O conflito árvores/rede é quase constante com um
Em especial, no ensaio de resistência da cobertura ao
número considerável de ocorrências com reincidências.
trilhamento elétrico realizado em 28/04/2015, a amostra nova de cabo coberto dupla camada apresentou um resultado bem
• Data da execução do projeto-piloto: 23/09/2015;
acima da expectativa comparado ao exigido pela ABNT NBR
• Número de reincidências acidentais no trecho de Janeiro/2014
11873 (mínimo de 2,75 kV): 6,0 kV (Fonte: Relatório de ensaio
até 23/09/2015: 06 (fonte: Controle de Interrupções da Cemig D
de resistência ao trilhamento elétrico - 29/04/2015):
- Conint);
Tabela I – Resultados obtidos no ensaio de trilhamento elétrico Ensaio resistência
Tensão
Tensão
Tempo
Resistividade
ao trilhamento
inicial de
mínima a
mínimo
da solução
elétrico
ensaio
suportar
Especificações
2,5 kV
2,75 kV
2 horas
3,95 Ω.m
Resultado do
2,5 kV
6,0 kV
16 horas
3,8 Ω.m
de ensaio contaminante
• Tempo total em minutos das interrupções: 573,87 (fonte: Conint); • Número total de clientes interrompidos: 2.760 (fonte: Conint); • Comprimento total de condutor dupla camada instalado no circuito: 2 Km; • Custo total da obra de instalação do cabo dupla camada (mão de obra + materiais) = R$ 34.184,00.
ensaio
A amostra do cabo suportou por 16 horas uma tensão final de
6,0 kV sem apresentar nenhum evento que reprovasse o ensaio. O ensaio só foi finalizado devido ao equipamento ter chegado à sua tensão limite. Figura 9 - Trecho do primeiro projeto-piloto durante e após a instalação do cabo dupla camada.
O segundo trecho do projeto-piloto O segundo trecho selecionado do projeto localiza-se no município de Nova Lima, protegido também por uma chave fusível. O circuito possui grande concentração de árvores (principalmente do tipo “Palmeira”) que, em conflito com a rede, sempre causa danos ao cabo e um número considerável de ocorrências com reincidências:
Figura 8 – Perfil de tensão no ensaio de resistência ao trilhamento elétrico.
• Data da execução do projeto-piloto: 11/11/2015; • Número de reincidências acidentais no trecho de Janeiro/2014 até
O projeto piloto
11/11/2015: 07 (fonte: Conint);
• Tempo total em minutos das interrupções: 445 (fonte: Conint);
Foram selecionados dois circuitos na região da grande Belo Horizonte
para a realização do projeto-piloto, com as seguintes premissas:
• Número total de clientes interrompidos: 1.249 (fonte: Conint); • Comprimento total de condutor dupla camada instalado no circuito:
• Condutor coberto normal, bitola 50 mm em derivação trifásica
800 metros;
(proteção com chave fusível);
• Custo total da obra de instalação do cabo dupla camada (mão de
• Maior número de ocorrências com reincidências causa árvores,
obra + materiais) = R$ 6.100,00.
2
55
O Setor Elétrico / Março de 2017
(CONINT): não se verificou ocorrência acidental nos trechos e avarias nos cabos após uma inspeção visual realizada nos dois circuitos, mesmo após a interrupção de todas as podas e o crescimento/convivência normal das árvores com a rede no período anual chuvoso de dezembro de 2015 a março de 2016. Analise técnica em campo após nove meses das instalações:
Aproximadamente após nove meses das instalações, foram
realizadas inspeções termográficas e criteriosas com a equipe de rede energizada nos dois trechos dos projetos-piloto. No município de Contagem, além do contato permanente de galhos de palmeira e castanheira com o cabo, foi verificado em dois vãos um esforço mecânico no condutor de maneira severa.
Figura 10 - Trecho do segundo projeto-piloto durante e após a instalação do cabo dupla.
Avaliação técnico econômica do projeto
Após cinco e nove meses decorridos das instalações do
cabo coberto dupla camada nos dois trechos selecionados do projeto-piloto, foram realizadas avaliações de desempenho em campo e operacional (CONINT). Analise técnica em campo após cinco meses das instalações:
Após cinco meses decorridos das instalações do cabo
coberto dupla camada nos dois trechos, foi realizada uma avaliação de desempenho em campo e operacional
Figura 11 - Árvores em conflito com o cabo dupla camada no trecho do primeiro projeto.
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Aula Prática
O Setor Elétrico / Março de 2017
B. 2º trecho: Município de Nova Lima/MG
Figura 12 - Árvores em conflito com o cabo dupla camada no trecho do segundo projeto-piloto.
Analises termográficas: A - 1º trecho: Município de Contagem/MG
Figura 14 – Imagem termográfica de árvores em conflito com o cabo dupla camada no trecho do segundo projeto-piloto.
Tabela III – Análise termográfica no trecho de conflito do cabo dupla camada com árvores no trecho do segundo projeto-piloto Área analisada
Temperatura máxima (°C)
P1
19,3
0,30
P2
18,5
-0,48
P3
18,8
Tabela II – Análise termográfica no trecho de conflito do cabo dupla camada com árvores no trecho do primeiro projeto-piloto Área analisada
Temperatura máxima (°C)
ΔT (°C)
P1
22,1
-0,66
P2
22,2
-0,54
P3
22,2
-0,56 22,1
Ref. (°C)
-0,14 19,0
Ref. (°C) Figura 13 - Imagem termográfica de árvores em conflito com o cabo dupla camada no trecho do primeiro projeto-piloto.
ΔT (°C)
Data: 30/06/2016 Hora: 13:50:36 ε: 0,75 T. ambiente: 19,0°C Umidade: 0,80 Distância do alvo: 12,0 m Nº serial da termocâmera: 404003892 Comentários: Trecho percorrido de cabo 50 mm protegido camada dupla, com galho de coqueiro tocando no mesmo, indicado pelo gráfico P1 e P3.
Data: 30/06/2016
Hora: 10:05:24
Nota-se que as temperaturas medidas permanecem com
ε: 0,75
variações mínimas, delta diferenciado no percorrer das medições,
T. ambiente: 19,0 °C
variando entre -0,14°c e 0,30°c.
Umidade: 0,80 Distância do alvo: 12,0 m
Observação: Consideramos anomalias térmicas temperaturas acima
Nº serial da termocâmera: 404003892
de 20°c. Conclusão: Sem anomalias térmicas para as medições (trecho
Comentários: Trecho percorrido de cabo 50 mm protegido
indicado).
camada dupla, com galho de árvore forçando o mesmo, Análise financeira
indicado pelo gráfico P2.
Nota-se
que
as
temperaturas
medidas
permanecem
Considerando
o
número
total
de
desligamentos
com
com variações mínimas, delta diferenciado no percorrer das
reincidências causa árvores, indeterminada e vento, em um período
medições, variando entre -0,66°c e -0,54c.
médio de um ano nos circuitos dos dois trechos dos projetos-
Observação: Consideramos anomalias térmicas temperaturas
piloto, e as consequentes despesas totais com manutenção
acima de 20°c.
corretiva, compensação real e energia não faturada, o custo total
Conclusão: Sem anomalias térmicas para as medições (trecho
correspondeu a R$ 11.154,96, conforme demonstrado na tabela a
indicado).
seguir:
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O Setor Elétrico / Março de 2017
Tabela IV - Análise das interrupções com reincidências nos 2 trechos do projeto piloto (fonte: GDIS – Gestão da Distribuição da Cemig D).
Este custo total de R$ 11.154,96 (OPEX), dispendido no
todo o trecho urbano, o que hoje corresponde a um valor estimado
atendimento de todas as reincidências nos circuitos dos dois
de R$ 2.500.000/ano.
trechos, pagaria todo o investimento (CAPEX) de aquisição de
2.800 metros de cabo dupla camada utilizados nos dois projetos
satisfatório do projeto, o que sinaliza para a Cemig D investimentos
(valor total de R$ 8.512,00), e ainda sobraria R$ 2.643,00, que
futuros maiores para aquisição do cabo coberto duplo camada,
poderiam ser investidos na aquisição de mais aproximadamente
além da consolidação da padronização deste novo ativo.
Somente pelas análises citadas evidencia-se o resultado
870 metros.
Atualmente, a Cemig D tem um custo total de R$ 25.000.000/
Conclusões
ano em despesas para execução de podas, com periodicidade de uma vez por ano em cada trecho dos 36.000 Km de circuito primário
urbano, sendo 36% deste total composta por rede compacta. Pela
operacional similar ao coberto dupla camada nos dois circuitos
curva de tendência de crescimento da rede compacta urbana e
pilotos selecionados, seria o isolado que contém bloqueio total do
decrescimento da convencional (já despadronizada), a previsão é
campo elétrico na sua superfície. Porém, atualmente, é inviável para
que tenhamos no ano de 2024 a mesma quantidade instalada das
qualquer concessionária a substituição por cabos isolados nestes
duas modalidades de rede. Padronizando o cabo coberto dupla
tipos de circuitos, visto o alto valor atual do mesmo em comparação
camada na Cemig D em 2017, a expectativa é que, em 2024,
com os cobertos. Hoje, o cabo isolado possui um preço médio
cerca de 20 % da rede urbana seja constituída desta modalidade.
seis vezes maior que o coberto, sem contar com os acessórios e
Propondo a mudança da periodicidade de podas (somente nos
custos com a mão de obra altamente especializada para instalação
circuitos com cabo coberto dupla camada devido à alta eficiência
e manutenção.
verificada no projeto) para uma vez a cada dois anos, teríamos
anualmente uma economia de 50% da despesa total em 20% de
coberto normal e o de dupla camada, observa-se uma diferença média
Antes do projeto, o único cabo que poderia ter desempenho
Comparando os investimentos de hoje para aquisição do cabo
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58
O Setor Elétrico / Março de 2017
de 15% a 20 % a mais para o segundo. Mas
selecionados
se expandirmos este comparativo para um
reincidências de ocorrências causa árvores;
de
determinado conjunto de obras com consumo
• Cor diferenciada do cabo dupla camada
de cabos dupla camada acima de 100 KM, em
para as próximas aquisições e sinalização
que possivelmente teremos ganhos de escala
no Gemini destacada dos circuitos após a
e de produção, esta diferença comparativa
instalação;
tende a reduzir para uma faixa de 3% a 5%.
• Elaboração da especificação técnica do
Mensurando os ganhos futuros (melhor
cabo coberto dupla camada, de acordo
desempenho operacional e de segurança do
com as premissas do projeto piloto;
cabo coberto dupla camada), o investimento
• Padronização definitiva do cabo coberto
fica totalmente viável e lucrativo apesar da
dupla
pequena diferença de custos.
aquisições do cabo coberto normal.
camada
alimentadores
e
com
encerramento
das
Para uma concessionária de energia elétrica, em
quanto
menor
manutenção
as
corretiva
despesas
Referências
investindo
acertadamente em ativos eficazes, maior será
1. CEMIG: Especificação Técnica - Cabos
a eficiência operacional e retorno financeiro
de alumínio cobertos para média tensão.
para a empresa. Hoje, a Cemig D tem uma
02.118
despesa média anual de R$ 25 milhões por
outubro/2014.
ano em podas nos seus circuitos urbanos.
2.
Diminuindo a periodicidade de podas nos
Instalações básicas de redes de distribuição
circuitos com cabo coberto dupla camada,
compactas. ND-2.9. Belo Horizonte/ MG,
esta despesa anual pode ser reduzida e
junho/2012.
alocada para outro programa de investimento.
3. CEMIG: Norma de distribuição - Projetos
O
ativos
de redes de distribuição aéreas urbanas.
eficientes mitiga riscos de falhas, os quais
ND-3.1. Belo Horizonte/ MG, janeiro/2014.
oneram menos custos na corretiva. No caso
4. GENERAL CABLE: Relatório de ensaio
deste projeto, fica evidenciada a viabilidade
de resistência ao trilhamento elétrico –
de investimento neste novo ativo, norteando
abril/2015
a empresa para uma padronização definitiva
5. CREDSON, de Salles, NOBREGA -
e efetivação futura de quantidades maiores e
Compatibilidade Dielétrica nas Redes de
significativas de aquisição, com objetivos de:
Distribuição Spacer de 25 Kv - agosto/2011.
investimento
preciso
em
379K.
CEMIG:
Belo
Norma
Horizonte/ de
MG,
Distribuição
-
6. ROCHA TEIXEIRA JUNIOR, Mario Daniel •
Maior
desempenho
confiabilidade
do
operacional
sistema
elétrico
e
- Cabos de Energia - 2ª Edição 2004.
e
alinhamento regulatório;
*Edmilson José Dias é engenheiro eletricista,
• Renovação eficiente dos ativos com
pós-graduado em Gestão de Projetos de
aumento de receita;
Engenharia e mestrado em Engenharia de
• Disponibilidade de outras equipes para
Energia. Atualmente, é engenheiro da Gerência
outros tipos de manutenção;
de planejamento e engenharia da Operação
• Redução dos custos de manutenção
e Manutenção da Distribuição da Cemig
preventiva (periodicidade de podas);
Distribuição.
• Melhoria dos índices DEC/FEC/DIC/FIC, com qualidade de fornecimento de energia
William Alves de Souza é engenheiro eletricista,
satisfatório para clientes e comunidades.
com especialização em Gestão de Negócios e mestrado em Engenharia Elétrica. Atualmente, é
Providências futuras imediatas:
engenheiro de planejamento do Sistema Elétrico da Cemig Distribuição.
• Aquisição imediata de 100 Km de cabos cobertos dupla camada bitola 150
Fernando Medeiros da Silva é engenheiro
mm , visando a instalação em circuitos
eletricista da Cemig Distribuição
2
Renováveis ENERGIAS COMPLEMENTARES
Ano 1 - Edição 9 / Março de 2017
Projeto híbrido eólico-solar
Uma maneira de aumentar a competitividade e ampliar a penetração de projetos fotovoltaicos de grande porte *Notícias selecionadas sobre o mundo das energias renováveis complementares eólica e solar* APOIO
Renováveis
60
Artigo
Por Pedro Leoni, Carlos Carvalho, Lucas Abreu e Daniel Barbosa*
Projeto híbrido eólico-solar
Uma alternativa para aumentar a competitividade e facilitar a penetração de projetos fotovoltaicos de maior porte no país
A estrutura de geração elétrica no Brasil é
caracterizada essencialmente pela presença das fontes renováveis, principalmente pelos grandes blocos de geração de hidrelétricas. Apesar do percentual de participação da fonte de origem hidráulica ter reduzido consideravelmente, o Brasil ainda possui forte dependência desta fonte no âmbito da geração de energia elétrica. A Figura 1 apresenta a comparação da capacidade instalada de
Figura 1 - Capacidade Instalada por fontes de geração (Aneel, 2016). Figura 1 - Capacidade Instalada por fontes de geração (Aneel, 2016).
geração por fontes no Brasil entre 2001 e 2015.
de energia, de forma a suprir e assegurar o
contexto, a Figura 2 apresenta a evolução
Considerando a recente atualização
atendimento energético do país. Considerando
do crescimento da matriz elétrica, em que
do Plano Decenal de Expansão de Energia,
atender à demanda da carga ano a ano, o
é possível destacar o crescimento efetivo
a taxa média de expansão da carga será de
sistema de geração deverá expandir-se de
das fontes eólica e solar. Tal crescimento
3,8% a/a, o que representa um crescimento
forma a incrementar anualmente o valor
comprova o investimento da iniciativa privada
médio estimado de 2900 MWmed/ano até o
de 3800 MW no sistema elétrico nacional,
no setor de geração frente ao interesse do
ano de 2024. Naturalmente, esta evolução
totalizando o montante de 38 GW ao longo do
governo brasileiro em explorar o potencial
reflete a necessidade de expansão das fontes
período decenal (EPE, 2015). Diante desse
existente das referidas fontes.
Artigo
Renováveis
Figura 2 - Evolução da matriz elétrica no Brasil (EPE, 2015).
matriz energética, as fontes renováveis de
instalado em 1986, na ilha de Fernando de
energia, principalmente a solar e eólica,
Noronha, Estado de Pernambuco. O sistema
têm efeitos positivos, tais sejam; recurso
funcionava utilizando as fontes eólico-
inesgotável, redução dos impactos climáticos,
diesel com uma potência eólica de 75 kW e
desenvolvimento econômico local, criação
diesel-elétrica de 50 kW. Posteriormente, o
de empregos, transferência de tecnologia,
sistema foi repotencializado, contando com
desenvolvimento da cadeia produtiva e criação
uma capacidade nominal de geração de 2,1
de mercados descentralizados.
MW, sendo 75 kW + 225 kW de eólica e 1,8 MW de diesel. Em 2009, após um raio atingir
Projetos híbridos eólico-solares
a pá do aerogerador provocando incêndio e destruindo o equipamento, a ilha passou
Os sistemas híbridos de energia elétrica
a operar somente pelo sistema a diesel.
são definidos como sendo aqueles que
Entretanto, em 2014, a Celpe, em parceria
utilizam mais de uma fonte de geração de
com os governos norte-americano e alemão,
energia que, dependendo da disponibilidade
por meio da Agência dos Estados Unidos para
dos recursos, devem gerar e distribuir energia
o Desenvolvimento Internacional (USAID),
do aproveitamento do sol e o uso da fonte
elétrica, de forma otimizada e com custos
da Agência de Cooperação Alemã (GIZ), e
eólica através da utilização do vento são
mínimos, a uma determinada carga ou a uma
o National Renewable Energy Laboratory
práticas que tendem a minimizar a emissão
rede elétrica, isolada ou conectada a outras
(NREL), inaugurou a usina solar denominada
de poluentes na atmosfera, visto que não
redes. Tipicamente, sistemas híbridos são
Noronha I com potência instalada de 400 kWp
requerem processos de combustão para
aplicados de forma a atender a residências que
(quilowatt-pico).
geração de energia elétrica. As fontes de
estão afastadas ou isoladas da rede elétrica
energia intermitentes funcionam bem quando
convencional, aumentando a confiabilidade do
em parceria com o Governo de Pernambuco,
complementam outras fontes que estão
fornecimento e garantia do recurso energético,
entrou em operação em julho do ano passado.
disponíveis com mais regularidade, como é
dada a possibilidade de uma fonte suprir
Denominada de Noronha II, a usina conta
o caso da energia hidrelétrica, que depende
a falta temporária de outra. Os primeiros
com 1.836 módulos fotovoltaicos de silício
da quantidade da água dos reservatórios. O
sistemas híbridos foram instalados na
policristalino e capacidade instalada de
desenvolvimento e uso de apenas um tipo
década de 1970, provavelmente, decorrente
550 KWp. Juntas as duas usinas serão
de recurso energético, renovável ou não,
da busca de uma alternativa energética
responsáveis por cerca de 10% da energia
não é a solução definitiva para todos os
frente à crise do petróleo de 1973. Dentre os
consumida no arquipélago, evitando o
problemas associados à energia. Fatores,
projetos implantados na década supracitada,
consumo anual de aproximadamente 400 mil
como disponibilidade do recurso energético,
destacam-se o sistema híbrido eólico-diesel
litros de diesel na termelétrica local.
capacidade de transporte, distribuição
instalado no ano de 1977 em Clayton, Novo
e armazenamento, custo de produção,
México, Estados Unidos da América e o
inaugurou uma usina híbrida eólico-solar
condições geográficas e econômicas,
sistema híbrido fotovoltaico-diesel instalado
localizada município de Tacaratu, em
dentre outros, precisam ser considerados
no ano de 1978 na reserva indígena Papago,
Pernambuco, no nordeste do Brasil. O
na escolha da matriz energética de um país
Arizona, EUA.
projeto é composto pelo parque eólico
ou uma região. Além da diversificação da
de 80 MW “Fonte dos Ventos” com
O uso da fonte fotovoltaica através
No Brasil, o primeiro sistema híbrido foi
Uma segunda usina solar, concebida
A empresa Enel Green Power (EGP)
61
Renováveis
62
Artigo
34 aerogeradores Siemens e teve sua operação iniciada no final de 2014. No ano seguinte a Enel inaugurou as duas plantas fotovoltaicas “Fontes Solar I e II”, com capacidade instalada de 11MWp, dando origem a usina híbrida eólico-solar. Em operação, a usina híbrida é capaz de produzir mais de 17 GWh cada ano, o equivalente ao consumo de aproximadamente 90 mil residências, evitando assim a emissão de mais de 5.000 toneladas de CO2 na atmosfera a cada ano. A construção das plantas teve investimento total de aproximadamente 148 milhões de dólares.
Em escala mundial, uma das maiores
usinas híbridas eólico-solar está sendo
Figura 3 – Complementariedade entre os recursos eólico e solar (CRESESB, 2013).
concebida por meio da joint venture
longo do dia segue um padrão razoavelmente
a permitir o fornecimento em período de
denominada de “SPK” formada pelas
previsível, iniciando no início da manhã com
indisponibilidade dos recursos renováveis.
empresas Samsung Renewable Energy, Korea
valores discretos, atingindo um máximo
Para distribuição da energia elétrica gerada
Electric Power Corporation e Pattern Energy.
próximo ao meio-dia e decrescendo até o pôr-
aos consumidores, são utilizadas mini redes
Denominado de Grand Renewable Energy
do-sol. Em contrapartida, o comportamento
compostas por postes, transformadores,
Park, o projeto híbrido eólico-solar ficará
do recurso eólico é menos previsível,
cabos chaves e isoladores. Já os sistemas
localizado próximo ao Lago Erie, na região de
devido à variação natural da velocidade dos
interligados têm como principal vantagem o
Ontario-Canadá, contemplando 150 MW de
ventos. Entretanto, tipicamente, o perfil
intercâmbio da energia elétrica entre os seus
parques eólicos e 100 MW solar fotovoltaica,
das velocidades mais elevadas ocorre em
diversos pontos de geração e consumo. Nesta
totalizando um projeto híbrido de 250 MW.
períodos, em que o nível de radiação solar é
modalidade, esses sistemas funcionam como
O layout do projeto inclui 67 aerogeradores,
baixo ou inexistente, conferindo ao sistema
blocos de geração complementar dentro da
425.000 módulos fotovoltaicos, uma
maior continuidade no que se refere à geração
matriz energética, conectando-se através do
subestação coletora de 34,5/230 kV e 20 km
de energia elétrica. A Figura 3 apresenta a
sistema elétrico interligado.
de linha de transmissão em 230 kV.
complementaridade entre as fontes solar e
eólica para uma dada região.
híbridos eólico-solar, os mesmos podem
Arranjos e configurações de sistemas híbridos eólico-solares
Com relação ao porte dos sistemas
ser caracterizados mediante os seguintes
Classificação de sistemas híbridos eólico-solares
intervalos de capacidades nominais: a) Microssistema híbrido: Capacidade < 1
Um sistema híbrido de geração do tipo
nos recursos naturais de vento e sol, em que
classificados de diversas formas, sendo a
atendimento de pequenas cargas individuais;
a combinação dessas fontes procura explorar
mais comumente utilizada, de acordo com
b) Sistema híbrido de pequeno porte: 1 kW ≤
satisfatoriamente a complementaridade
a forma de interligação com a rede elétrica e
Capacidade < 100 kW. Essa faixa de potência
entre ambas no tempo. Uma das principais
porte da usina. Quanto à forma de interligação
é a mais encontrada nos sistemas atualmente
desvantagens de sistemas de geração de
com a rede elétrica, os sistemas híbridos
em operação;
eletricidade individuais com as fontes de
podem ser caracterizados em sistemas
c) Sistema híbrido de médio porte: 100
energia solar e eólica, a intermitência do
isolados, caracterizados por atenderem a um
kW ≤ Capacidade < 1.000 kW. Essa faixa
recurso, pode ser parcial ou totalmente
conjunto de carga totalmente independente,
de potência é tipicamente constituída por
superada quando da utilização conjunta
normalmente através de uma mini rede
grandes capacidades relativas ao subsistema
de tais fontes em sistemas híbridos. A
e isolada do sistema interligado, ou por
de geração elétrica;
complementaridade entre as fontes, muitas
sistemas interligados aos quais a energia
d) Sistema híbrido de grande porte:
vezes verificada em alguns locais durante
elétrica gerada é escoada na rede convencional
Capacidade > 1.000 kW. Há poucos sistemas
diferentes períodos de tempo, garante maior
de uma distribuidora ou transmissora.
híbridos no mundo cuja capacidade está
confiabilidade ao sistema.
dentro dessa faixa. Normalmente, são
são dotados de grupos de bateria de modo
O comportamento da radiação solar ao
Os sistemas híbridos podem ser
kW. Essa faixa de potência é utilizada para o
eólico-solares é baseado nos aproveitamentos
Normalmente, os sistemas isolados
sistemas de geração distribuída, compondo
Artigo
Renováveis
blocos de geração complementares no
inexistência de arcabouço regulatório próprio.
impeditiva para alguns processos, tais como:
sistema interligado.
Pelo tratamento distinto entre as fontes,
licença ambiental, autorização de conexão e
projetos híbridos esbarram em burocracias,
processo de cadastro e adesão à CCEE. Este
como a necessidade de criação de empresas
último, de acordo com os Procedimento de
distintas, gerando custos contábeis e fiscais,
Comercialização, submódulo 1.1 (CCEE),
impossibilidade de compensação energética
requer a apresentação do instrumento de
sistemas híbridos de geração de energia
entre fontes distintas no âmbito de projetos
outorga de concessão, permissão, autorização
elétrica de grande porte (eólico e solar),
regulados, ausência de um processo único
e/ou registro.
o Brasil carece de uma regulamentação
de licenciamento ambiental, impossibilidade
especifica para estes tipos de projetos,
de parecer de conexão unificado junto as
conclusão das obras e após receber o registro
o que dificulta sua inserção na matriz
distribuidoras e/ou ONS, dentre outras.
da Aneel, é que o empreendedor poderá
energética. Dessa forma, os projetos são
dar início ao processo de adesão junto à
tratados separadamente, devendo estes
de capacidades reduzidas (usinas com
CCEE. Este fato, atrela atrasos e riscos na
seguirem as resoluções da Aneel, as quais
potência ≤5MW), a Aneel dispensa dos
disponibilização da usina para geração
estabelecem os requisitos necessários à
empreendedores o ato de outorga, exigindo
de energia elétrica ao sistema interligado
outorga de autorização, para exploração
apenas o registro destas. Entretanto, o
nacional.
de usinas eólica e solar, respectivamente.
registro só pode ser concedido, uma vez que
Consequentemente, sinergias que poderiam
as obras da usina estão concluídas, conforme
Caso prático: usina híbrida eólica-solar
ser melhores aproveitadas, como o efetivo
consta no anexo III da resolução 391 referente
Caetité
compartilhamento da infraestrutura, agilidade
a usinas eólicas, que necessita ser assinado
na aquisição de licenças e autorizações e o
pelo empreendedor. Entretanto, a ausência
O projeto a ser detalhado refere-se ao
aproveitamento da complementariedade
de ato autorizativo anterior à implantação
empreendimento híbrido eólico solar
energética, acabam sendo não exploradas por
de usina com capacidade reduzida, é
denominado de Caetité Va. O projeto tem
Aspectos regulatórios
Considerando o aproveitamento de
Em relação aos projetos eólicos ou solar
Em outras palavras, somente após a
63
64
Renováveis
Artigo
como objetivo gerar energia elétrica para
Tabela 1 – Resumo das características da UFV Caetité Va (Renova, 2016)
venda no ambiente de contratação livre, mediante disponibilização de 26,4 MW, dos
Características - Solar Fotovoltaíca
Unidade
UFV
Tecnologia
–
Policristalino
Sistema de montagem
–
Fixo, 15º
Potência de pico total
kWp
4.800
Quantidade de inversores
Und
4
Potência instalada total dos inversores
kW
4.076
Características - Parques eólicos
Unidade
EOL
Parque Eólico 1 - Jurema Preta
Um
3
Um
5
quais 21,6 MW provém da fonte eólica e 4,8 MWp da energia solar fotovoltaica. Situado no município de Caetité, Estado da Bahia, o projeto híbrido eólico-solar será o primeiro empreendimento deste tipo na Bahia, com energia negociada no mercado livre de energia. O projeto terá a capacidade de geração de
(Quantidade de aerogeradores)
12 MW médios, proporcionando energia
Parque Eólico 2 - Saboeiro
equivalente ao consumo de uma cidade
(Quantidade de aerogeradores)
com 130 mil pessoas. Financiado através de recursos da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep – agência de fomento à
Potência de pico total
MW
21,6
Aerogerador ALSTON
Mod
Eco-122
inovação vinculada ao Ministério da Ciência,
e solar (radiação Wh/m2dia) associada à
dos novos acessos externos, em função
Tecnologia e Inovação), o empreendimento
média de temperatura anual da ordem de 22
do aproveitamento da infraestrutura civil
foi enquadrado pela Finep na linha "Inovação
ºC. As Figuras 4 e 5 ilustram a localização do
dos parques eólicos. Já os parques eólicos
Pioneira", que conta com taxa de juros de 3,5
município de Caetité, frente à disponibilidade
Saboeiro e Jurema preta estão distantes
ao ano e prazo de amortização de dez anos.
dos recursos energéticos.
cerca de 6 km no sentido oeste em relação à
O empreendimento entrou em operação no
usina fotovoltaica. Tanto os parques eólicos,
segundo semestre de 2016. O local escolhido
importantes para a usina híbrida eólico-solar,
quanto a usina fotovoltaica, conectam-se na
para implementação da usina híbrida teve
de acordo com o layout considerado com
subestação coletora 12.1, a qual se encontra
como principal premissa a atratividade dos
seus respectivos componentes de geração de
em execução com objetivo de escoar energia
recursos eólico (velocidade do vento em m/s)
energia.
de outros parques eólicos da região. Este
aproveitamento evitou a necessidade de
A Tabela 1 reúne os dados técnicos mais
A Usina Solar Fotovoltaica localiza-se
em uma propriedade rural com área total
construção de novas linhas de transmissão
aproximada de 9 hectares, distante 15
e de subestação adicionais, impactando
km da sede do município de Caetité (BA) e
positivamente na redução do custo do
altitude média de 905 m. O relevo do terreno
empreendimento. A linha de transmissão
inclui áreas planas e declives de até 3,8%,
de 500 kV, também em fase de execução,
favorecendo a montagem das estruturas
permitirá a conexão da subestação coletora
de suporte dos módulos fotovoltaicos.
12.1, com a rede básica através da ligação
Não foi necessário realizar a construção
com a subestação Igaporã III de propriedade
Figura 4 - Mapa de radiação solar.
Figura 5 - Velocidade média anual do vento (m/s).
Figura 6 - Mapa de localização do projeto (Renova, 2016).
Artigo
Renováveis
Figura 7 – Imagens das obras da usina híbrida eólico-solar Caetité Va (Renova, 2016).
da Companhia Hidroelétrica do São
velocidades mensais de vento e radiação solar
Francisco (Chesf). A Figura 6 ilustra o arranjo
uma transformada de Fourier, encontrando as
supracitado e a Figura 7 imagens da obra do
energias/periodicidades interanuais contidas
empreendimento.
no sinal. Avaliando o espectro da série, a Figura 8 corresponde à periodicidade de 46
Complementariedade energética
anos das séries eólica e solar. É interessante notar a grande defasagem entre as duas
Para a realização do estudo da
(aproximadamente 15 anos). Verifica-se, desta
complementariedade da dinâmica de longo
forma, uma complementariedade que chega
prazo dos regimes eólico e solar na região da
a aproximar-se de um “espelhamento” – em
usina híbrida Caetité, foi utilizado o banco de
outras palavras, quando a velocidade dos
dados do MERRA (Modern-Era Retrospective
ventos aumenta a radiação solar diminui e
Analysis for Research and Applications), que
vice-versa. Estas periodicidades apontam para
oferece informações mais precisas, com
a tendência geral de ventos mais desfavoráveis
histórico que remonta ao ano de 1970. A
nos próximos anos – excetuando-se, sempre,
etapa inicial de todo o estudo climatológico
efeitos extremos que podem levar a mudanças
corresponde à análise e ao conhecimento
climáticas ainda não vivenciadas no histórico,
mais profundo do fenômeno em estudo. No
e, portanto, não analisadas.
caso em questão, uma das informações mais
relevantes é a verificação da existência de
eólica, a fonte solar possui momento de
periodicidades nas séries de radiação solar e
produção mais elevada, em função do
velocidades de vento, que nos permitam prever
comportamento esperado dentro do regime
as suas variabilidades ao longo do tempo – por
de flutuações de aproximadamente 15
exemplo, “anos bons” ou “anos ruins”.
anos. Desta forma, é possível notar a grande
complementariedade entre as fontes no
Para isso, foi aplicado à série de
Observa-se que, ao contrário da dinâmica
Figura 8 – Complementariedade eólico-solar na curva de 46 anos (Pinto, 2016).
Renováveis
66
notícias
local de análise. Normalmente, a queda de
apenas é concedido após a construção do
Wisconsin--Madison, 1996.
produção de uma fonte é compensada pelo
empreendimento. Portanto, a falta de um
[7] NELSON, Vaughn C. et al. Wind hybrid systems
aumento da outra, evidenciando um produto
tratamento específico e unificado para
híbrido de maior valor, capaz de garantir um
sistemas híbridos atrela atrasos aos trâmites
produto mais estável e menos vulnerável à
legais da implantação do empreendimento,
[8] FEITOSA, ALENCAR DO NASCIMENTO, E. et al. Panorama
variabilidade climatológica.
aumentando o risco da indisponibilidade e
do potencial eólico no Brasil. Projeto BRA/00/029, Brasília:
energização do projeto, podendo impactar
Após a entrada em operação da usina
technology characterization. West Texas AM University–AEI, New Mexico State University–SWTDI, USDA–ARS Bushland, Vista University, 2002.
Agência Nacional de Energía Eléctrica (ANEEL), 2002. [9] COMPANHIA ENERGÉTICA DE PERNAMBUCO-CELPE.
híbrida, será possível analisar a dinâmica anual,
severamente o plano de negócios do investidor.
através dos dados brutos medidos in loco, e
consequentemente atestar se o comportamento
substancial complementariedade existente
Celpe-inauguram-Usina-Solar-Noronha-II-.aspx >. Acesso
será semelhante à análise interanual realizada
na região da usina Caetité Va, em que, no
em: 10 mai. 2016.
através do banco de dados do MERRA. Após
período de aumento do recurso eólico, a
esta etapa, o empreendimento tem como
redução da disponibilidade da irradiação solar
objetivo elaborar estudos e sugestões que
é compensada, evidenciando um produto
enel-green-power-inicia-construcao-de-duas-plantas-
possam subsidiar a criação de um arcabouço
híbrido de maior valor, capaz de garantir um
fotovoltaicas-no-brasil/Severino>. Acesso em: 05
regulatório especifico junto à Aneel, bem como
produto mais estável e menos vulnerável à
apresentar o potencial e as oportunidades
variabilidade climatológica.
junto ao Ministério de Minas e Energia e demais
órgãos competentes, acerca do aproveitamento
CAPEX ocorre em função do aproveitamento
de usinas híbridas eólica-solar em leilões de
e do compartilhamento das instalações e
contratação de energia elétrica.
infraestruturas eletromecânicas e civis.
O estudo de caso abordado apresentou a
A otimização de recursos e valores de
Como consequência, o projeto híbrido atenua
Conclusão
O presente trabalho evidenciou as
Noticias&Impresa. Disponível em: < http:// http://www. celpe.com.br/Noticias/Pages/Governo-de-Pernambuco-e-
[10] CanalBioEnergia. 2015. Enel Green Power inicia construção de duas plantas fotovoltaicas no Brasil. Disponível em: <http://www.canalbioenergia.com.br/
mai.2016 [11] Samsung. 2012. GRAND RENEWABLE WIND AND SOLAR Disponível em: http://www. samsungrenewableenergy.ca/haldimand. Acesso em 01 mai 2016. [12] PINHO, João T. (coord.). et al. Sistemas Híbridos. Brasília: Ministério de Minas e Energia, 2008. 396 p. [13] BLASQUES, L. C. M. Estudo da viabilidade técnico– econômica de sistemas híbridos para geração de eletricidade.
impactos no meio ambiente por reduzir o
2005. 215 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia
valor de área e vegetação a ser suprimida.
Elétrica) – Universidade Federal do Pará, Belém, 2005
Após a entrada em operação da usina, será
[14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA-ABINEE. Propostas para Inserção da Energia
perspectivas e o desenvolvimento das
possível avaliar outros aspectos de sinergias,
fontes eólica e solar fotovoltaica no Brasil,
inclusive a possibilidade de redução de custos
em: <http://www.abinee.org.br/informac/arquivos/profotov.
apresentando os dados e os cenários de
de O&M, além da avaliação quantitativa
pdf> Acesso em: 10 mai.2016
crescimento no país, diante da corrida pela
dos valores de geração elétrica e recursos
diversificação da matriz energética, a qual
energéticos medidos in loco, podendo gerar
ainda depende essencialmente dos recursos
novas oportunidades de desenvolvimento de
[16] CÂMARA DE COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA.
hídricos. Dentro da oportunidade de crescimento
projetos híbridos eólico-solar na região.
Submódulo 1.1 adesão à CCEE. Disponível em: <www.ccee.
competitiva a inserção e disseminação de projetos fotovoltaicos de grande porte.
Realizada a caracterização de projeto
Referências [1] AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA-ANEEL. Banco de Informações de Geração. Disponível em: < http:// http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/
híbridos de geração de energia elétrica,
capacidadebrasil.cfmf>. Acesso em: 15 mai. 2016.
ilustrando suas principais configurações e
[2] EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA – EPE. Plano
características técnicas, foram evidenciados, especificamente, os empreendimentos híbridos
Decenal de Energia. PDE, 2024. Disponível em: < http:// www.epe.gov.br/PDEE/Relat%C3%B3rio%20Final%20 do%20PDE%202024.pdf>. Acesso em: 08 mai. 2016.
eólico-solar como forma viável de geração
[3] PIRES, J. C. P, Estudo de rotor para turbina eólica de eixo
para o sistema elétrico. Do ponto de vista
horizontal de pequeno porte com aplicação de modelagem
regulatório, foi constatado que ainda não se dispõe de arcabouço regulatório específico para sistemas híbridos de geração de energia
e simulação virtual. 2010. 102p. Dissertação de Mestrado em Design – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto [4] GAZOLI,J.R; VILLALVA,M.G. Energia Solar Fotovoltaica – Conceitos e Aplicações – Sistemas Isolados e Conectados à
vigente obriga o empreendedor a solicitar de
rede. 1 ed. São Paulo: Érica, 2013.
do fato de que, se a usina for classificada como capacidade reduzida, o devido registro
Resolução 391. Disponível em: < http://www2.aneel.gov.br/ cedoc/ren2009391.pdf>. Acesso em: 10 mai. 2016.
mai. 2016. [17] RENOVA ENERGIA. Complexo híbrido de geração de energia solar e eólica. Disponível em: < http://www. renovaenergia.com.br/pt-br/imprensa/noticias/paginas/ noticia.aspx?idn=140> Acesso em: 07 mai. 2016. [18] MODERN-ERA RETROSPECTIVE ANALYSIS FOR RESEARCH AND APPLICATIONS – MERRA. National Aeronautics and Space Administration / Goddard Space Flight Center, Global Office and Assimilation Office. Disponível em: http://gmao.gsfc.nasa.gov/research/merra/. Acesso em: 07 mai. 2016. [19] PINTO, LEONTINA Engenho Pesquisa e Consultoria. Estudo das Características Técnicas e Sinergias de Projeto Híbrido Solar e Eólica, 2016.
Alegre, 2010.
de grande porte. Dessa forma, a legislação forma individual os pedidos de outorga, além
[15] AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA-ANEEL.
org.br/ccee/documentos/CCEE_058253>. Acesso em: 07
destas fontes, projetos híbridos eólicosolar apresentam-se como uma alternativa
Solar Fotovoltaica na Matriz Elétrica Brasileira. Disponível
[5] PINTO, M. Fundamentos de Energia Eólica. Rio de Janeiro: Copyright, 2014. [6] QUINLAN, Patrick John Adrian. Time series modeling of hybrid wind photovoltaic diesel power systems. University of
Este trabalho foi originalmente apresentado durante a Conferência do Brazil Windpower, realizado entre os dias 30 de agosto e 1º de setembro de 2016, na cidade do Rio de Janeiro (RJ).
Renováveis
68
noticías
Energia solar incentivada
Absolar e Governo de Goiás lançam programa de desenvolvimento da energia solar no estado
A Associação Brasileira
uma liderança no incentivo ao
de Energia Solar Fotovoltaica
desenvolvimento da energia
(Absolar) e o Governo de
solar fotovoltaica, tendo
Goiás lançaram, em fevereiro,
tomado uma série de medidas
o Programa Goiás Solar,
a favor desta fonte limpa,
projeto que objetiva acelerar o
renovável e sustentável, como,
desenvolvimento da fonte solar
por exemplo, a adesão ao
fotovoltaica no estado goiano.
Convênio ICMS 16/2015, que
isenta de ICMS a energia da
O programa, viabilizado pela
Secretaria de Estado de Meio
micro e minigeração distribuída,
Ambiente, Recursos Hídricos,
tornando-a mais competitiva.
Infraestrutura, Cidades e
Goiás foi, na verdade, um dos
Assuntos Metropolitanos
três primeiros estados a aderir
(Secima), é fruto de mais de um
a esse convênio, liderando
ano de trabalho em cooperação
o Brasil no tema ”, comenta
com a Associação.
o presidente-executivo da
Absolar, Rodrigo Sauaia.
Com o lançamento do
Programa Goiás Solar, que
inclui inúmeras propostas e
ainda que o estado goiano
ações para acelerar a adoção
estabeleceu, por meio da
da tecnologia fotovoltaica no
GoiásFomento, a linha “Crédito
estado goiano, a Absolar projeta
Produtivo Energia Solar”,
energia solar fotovoltaica.
junto com a Sudeco e os
um aumento significativo
que viabilizou financiamento
Governadores da região no
no número de sistemas
para microempresas,
esforços individuais dos
desenvolvimento de uma
solares fotovoltaicos a serem
empresas de pequeno
estados do Centro-Oeste em
linha de financiamento para o
instalados na região a partir
porte e empreendedores
prol do desenvolvimento da
Centro-Oeste, similar à linha
deste ano.
individuais para aquisição de
energia solar fotovoltaica na
FNE SOL, em operação na região
equipamentos de geração de
região, a Absolar trabalha
Nordeste do País.
“O estado de Goiás tem sido
O executivo lembra
Para complementar os
Renováveis
noticías
Brasil chega a março com 10,85 GW de eólicas
Capacidade de 10,85 GW está instalada em 435 parques eólicos. Estado do Piauí completa 1 GW
O Brasil chega a março
com 10,85 GW de capacidade instalada de energia eólica, em 435 parques eólicos. Com isso, a participação da fonte na matriz alcança o percentual de 7,1%. Além disso, há outros 7,09 GW em construção e contratados, que serão fornecidos por 305 parques que estarão prontos até o ano de 2020. A informação é do boletim “Dados Mensais ABEEólica”, de março de 2016.
Estado do Piauí, que alcançou
localizados em Simões.
atualização sobre a divisão da
capacidade instalada superior
Comercializados no leilão
matriz elétrica, geração das
em operação comercial e em
a 1 GW, marca esta que foi
A-5/2013 pela Casa do
diversas fontes, gráficos com
teste de cada fonte atingiu,
resultado da instalação e
Ventos, os empreendimentos
informações sobre capacidade
em janeiro de 2017, 64,79
início de operação em teste de
adiantaram a sua operação
instalada e em instalação nos
GW médios, sendo que a fonte
três novos parques somando
que em contrato estava
diferentes estados, dados de
eólica foi responsável por 3,80
66,7 MW de potência. Os
prevista apenas para início de
geração e fator de capacidade,
GW médios dessa geração.
parques são: Ventos de Santo
suprimento de maio de 2018.
além dos valores de emissão de
Augusto I, VI e VII e estão
CO₂ evitados pela fonte eólica.
A geração total das usinas
O destaque do mês é o
O balanço mensal contém
69
70
Pesquisa - Tomadas e Interruptores
O Setor Elétrico / Março de 2017
Mercado de tomadas e interruptores:
números aquém do esperado
Fabricantes e distribuidores do setor projetavam crescimento médio de 12% para 2016, mas realidade, constatada na pesquisa desta edição, foi de apenas 7%
Se, no ano passado, os agentes deste mercado sentiam-se
Para o mercado de tomadas e interruptores como um todo, a
confiantes tendo em vista os reflexos da, então, recém-publicada
expectativa é de crescimento de cerca de 6% para o ano. A boa
norma ABNT NBR IEC 60309-1:2015, que trouxe os requisitos
notícia é que, segundo informaram as empresas que participaram
gerais para este tipo de equipamento no Brasil, agora, o cenário é
do estudo, a previsão de contratação é de 6% para este ano,
outro. Na pesquisa realizada no ano passado, as empresas projetavam
projeção positiva considerando os últimos índices de desemprego
crescimento médio de 12% para seus resultados em 2016. No
do país.
entanto, a morosidade com que a economia vem se recuperando
dificulta a conquista de números melhores. Nesse sentido, para este
mercado em 2017, dois itens destacaram-se no levantamento.
ano de 2017, fabricantes e distribuidores de tomadas e interruptores
Desaceleração da economia e construção civil desaquecida
planejam crescimento médio de apenas 7%.
parecem ser os fatores que mais influenciam (negativamente) este
No que diz respeito aos fatores que devem influenciar o
71
O Setor Elétrico / Março de 2017
mercado, com peso importante sobre as vendas.
revendas/varejistas e distribuidores/atacadistas. É o que dizem os
A pesquisa conta com outros números relativos ao mercado de
tomadas e interruptores residenciais e industriais, como principais
Os canais de vendas concentram-se, em sua grande parte, entre
pesquisados sobre os meios de comercialização mais empregados:
segmentos de atuação e canais de venda, além de informações sobre as empresas que participaram da pesquisa, como utilização de certificações ISO; tomadas, interruptores e outros dispositivos
Principais canais de vendas
mais comercializados; e percepção sobre o tamanho anual total dos mercados de interruptores e tomadas. Confira o levantamento na íntegra a seguir:
9%
Números do mercado de tomadas e interruptores
A indústria e o comércio são os principais segmentos de
30%
atuação dos fabricantes e distribuidores do mercado de tomadas e interruptores. Conforme levantamento, 76% e 70% dos
Outros Telemarketing
45%
entrevistados, respectivamente, afirmaram ter estes setores como os mais importantes para a realização de negócios.
Venda direta ao cliente final
70%
Distribuidores / atacadistas
Principais segmentos de atuação
76%
64%
Revendas / varejistas
Residencial
70%
Industrial
76%
Comercial
Questionamos as empresas sobre os produtos que têm mais
procura de forma segmentada. No que diz respeito aos interruptores e dispositivos de controle mais comercializados, as empresas apontaram os interruptores para uso residencial e análogo. 64% das entrevistadas marcaram esta opção. Já entre as tomadas, 64% das pesquisadas apontaram as placas para interruptores e tomadas como os produtos mais procurados por seus clientes.
Pesquisa - Tomadas e Interruptores Interruptores e outros dispositivos mais comercializados
O Setor Elétrico / Março de 2017
As duas tabelas a seguir trazem a opinião das empresas que
participaram desta pesquisa sobre o tamanho anual total de alguns nichos de mercado. Por exemplo, segundo as companhias, o mercado de interruptores por cartão (utilizado, especialmente, em hotéis) fatura
Interruptores para áreas classificadas Interruptores para uso residencial e análogo - uso externo (IP 44 mínimo)
faturamento de até R$ 10 milhões por ano. Poucos são os mercados que, segundo as pesquisadas, alcançam resultados anuais superiores a R$ 100 milhões. Confira.
Percepção sobre o tamanho anual total dos mercados de interruptores
Variadores de luminosidade (dimmer)
45%
Temporizadores
45%
Sensores de presença
52%
Minuterias
52%
Interruptores para uso residencial e análogo - uso
Pulsadores para uso geral
52%
64%
Acima de R$ 500 milhões
42%
De R$ 100 milhões a R$ 200 milhões De R$ 200 milhões a R$ 500 milhões
Interruptores para uso industrial
De R$ 50 milhões a R$ 100 milhões
33%
Controles para ventilador
para uso residencial e análogo (NBR 14136, uso externo) apresenta
De R$ 10 milhões a R$ 30 milhões De R$ 30 milhões a R$ 50 milhões
27%
tomadas, boa parte das empresas acredita que o segmento de tomadas
Até R$ 10 milhões
21%
anualmente até R$ 10 milhões. Da mesma maneira, no mercado de
13% 18% 19% 0% 25% 0% 25%
interno Interruptores para uso
Interruptores para uso residencial e análogo - uso interno
residencial e análogo - uso
40% 33% 0% 13% 7%
7%
0%
5%
6% 27% 6%
5%
50% 19% 6%
6% 19% 0%
0%
externo (IP 44 mínimo) Interruptores para uso industrial 28% 22% Interruptores para áreas classificadas Interruptores por cartão Sensores de presença
Tomadas e outros dispositivos mais comercializados
60% 13% 7% 14% 7%
0%
0%
14% 33% 27% 6% 13% 0%
7%
30% 36%
Tomadas para uso residencial e análogo (NBR 14136) - uso
Multitomadas (réguas de tomadas, extensões - NBR 14136)
45%
Acima de R$ 500 milhões
Tomadas para uso residencial e análogo (NBR 14136) - uso externo (IP 44 mínimo)
De R$ 200 milhões a R$ 500 milhões
Tomadas para uso residencial e análogo (NBR 14136) com dispositivo antichoque (trava de segurança)
De R$ 100 milhões a R$ 200 milhões
27%
De R$ 50 milhões a R$ 100 milhões
Tomadas para áreas classificadas
De R$ 30 milhões a R$ 50 milhões
18%
De R$ 10 milhões a R$ 30 milhões
Percepção sobre o tamanho anual total dos mercados de tomadas Até R$ 10 milhões
72
6% 20% 12% 7%
19% 18% 18%
interno Tomadas para uso residencial
Tomadas para uso industrial (NBR IEC 60309-1)
e análogo (NBR 14136) - uso 47% 13%
6% 20%
7%
7%
0%
6% 38%
6%
–
7%
24% 23% 12% 24% 12%
–
6%
22% 28% 22% 22%
–
–
6%
44% 11% 22% 11%
6%
–
6%
externo (IP 44 mínimo)
Tomadas para telefonia
52% 58% 58%
Multitomadas (réguas de tomadas, 18% 25% extensões - NBR 14136)
Caixas para interruptores e tomadas
Tomadas para uso industrial
Tomadas para sinal em geral (dados, internet, etc.)
Caixas para interruptores
61% 64%
Tomadas para uso residencial e análogo uso interno Placas para interruptores e tomadas
(NBR IEC 60309-1) e tomadas Placas para interruptores e tomadas
Pelo gráfico, a seguir, podemos inferir que o mercado de tomadas
e interruptores é bem diversificado no que se refere ao porte das empresas. Os valores referem-se apenas aos resultados de tomadas e interruptores das companhias.
73
O Setor Elétrico / Março de 2017
Faturamento anual médio das empresas fabricantes e distribuidoras de tomadas e interruptores
15%
20%
A desaceleração da economia brasileira somada à construção civil
desaquecida são os fatores que, segundo as pesquisadas, impactarão negativamente o mercado de interruptores e tomadas.
Até R$ 5 milhões
Acima de R$ 100 milhões
Fatores que devem influenciar o crescimento do mercado em 2017
20%
15%
6%
De R$ 5 milhões a R$ 10 milhões
De R$ 50 milhões a R$ 100 milhões 20%
Falta de confiança dos investidores
10%
De R$ 10 milhões a R$ 20 milhões
De R$ 20 milhões a R$ 50 milhões
Questionadas quanto às previsões de crescimento, as empresas
preveem crescimento considerado promissor, tendo em vista o cenário econômico atual do país. As pesquisadas esperam crescer, em média,
6%
6%
Programas de incentivo do governo 8%
Bom momento econômico do país
Crise internacional
8%
Projetos de infraestrutura
8% neste ano. E esperam que o mercado de tomadas e interruptores, como um todo, cresça em torno de 6%. Pretendem ainda ampliar seu quadro de funcionários em 6% na média. Previsões de crescimento
29%
6% 6% 7%
Acréscimo ao quadro de funcionários das empresas em 2017 Crescimento médio para o mercado de interruptores e tomadas em 2017 Crescimento médio para as 8% empresas em 2017 Crescimento médio das empresas em 2016 comparado ao ano anterior
Desaceleração da economia brasileira 29%
Setor da construção civil desaquecido
8%
Setor da construção civil aquecidov
Pesquisa - Tomadas e Interruptores
O Setor Elétrico / Março de 2017
SC
Alpha Equipamentos Elétricos
(11) 3933-7533
www.alpha-ex.com.br
São Paulo
SP
X
X
ALUMBRA
(11) 4393-9300
www.alumbra.com.br
São Bernardo do Campo
SP
X
X
www.blux.ind.br
São Paulo
SP
X X
B-LUX Tomadas e Interruptores (11) 2621 4811 CONEX
(11) 2334-9393
www.conex.ind.br
São Bernardo do Campo
SP
D´LIGHT
(11) 2937-4650
www.dlight.com.br
Guarulhos
SP
DELTA CANALETAS
(11) 4705-3133
www.deltaperfilados.com.br
Santana de Parnaíba
SP
Didziel
(11) 2721-4692
www.didziel.com.br
São Paulo
Dutoplast
(11) 2524-9055
www.dutoplast.com.br
ENERBRAS MATERIAIS ELÉTRICOS
(41) 2111-3000
Engeduto
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
SP
X
X
X
X
São Paulo
SP
X
X
X
X
X
X
www.enerbras.com.br
Campo Largo
PR
X
X
X
X
X
(21) 3325-0406
www.engeduto.com.br
Rio de Janeiro
RJ
X
X
X
Exatron
0800 541 3310
www.exatron.com.br
Porto Alegre
RS
X
X
X
X
FAME
(11) 3478-5600
www.fame.com.br
São Paulo
SP
X
X
X
Grupo Foxlux
(41) 3302-8100
www.grupofoxlux.com.br
Pinhais
PR
X
X
X
HellermannTyton
(11) 2136-9000
www.hellermanntyton.com.br
Jundiaí
SP
X
KACON
(11) 3361-2696
www.kacon.com.br
São Paulo
SP
X
KT TECNOLOGIA
(11) 3017-8797
www.kotek.com.br
São Paulo
SP
Lojão A Eletricidade
(79) 2107-2600
www.lojaoaeletricidade.com.br
Aracaju
Magnani Mat Eletricos
(54) 4009-5255
www.magnani.com.br
MarGirius
(19) 3589-5000
PEESA
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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X
X
X
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X
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X X
X X
X
X
X X
X
X
X
X
Caxias do Sul
RS
X
X
X
X
margirius@margirius.com.br
Porto Ferreira
SP
X
X
X
X
X
X
(11) 3313-4455
www.peesa.com.br
São Paulo
SP
X
X
X
X
X
PLP
(11) 4448-8000
www.plp.com.br
Cajamar
SP
X
X
X
X
PROAUTO
(15) 3031-7400
www.proautomacao.com.br
Sorocaba
SP
X
X
X
X
X
ROVIMATIC
(11) 9814-1143
www.rovimatic.com.br
São Paulo
SP
X
X
X
X
Schneider Electric Brasil
(11) 97649-1162 www.schneider-electric.com
São Paulo
SP
X
X
X
X
X
X
SIEMENS IRIEL
(51) 3478-9000
www.siemens.com.br/Interruptores
Canoas
RS
X
X
X
X
SIMON BRASIL
(11) 3437-8100
www.simonbrasil.com.br
São Paulo
SP
X
X
X
Soprano
(54) 2101-7070
www.soprano.com.br
Caxias do Sul
RS
X
X
Steck
(11) 2248-7000
www.steck.com.br
São Paulo
SP
X
X
STRAHL
(11) 2818-3838
www.strahl.com
São Paulo
SP
X
X
Switerm
(11) 2068-2310
www.switerm.com.br
São Paulo
SP
X
X
WEG
(47) 3276-4000
www.weg.net
Jaraguá do Sul
SC
X
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X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Oferece treinamento técnico para os clientes
Criciúma
X
Possui corpo técnico especializado para oferecer suporte aos clientes
www.agpr5.com
Exporta produtos acabados
(48) 3462-3900
Programas na área de responsabilidade social
AGPR5
Serviço de atendimento ao cliente por telefone e/ou internet
X
14001 (ambiental)
X
SP
9001 (qualidade)
X
Estado
São Paulo
Outros
X
Cidade
www.abb.com.br
Telemarketing
Distribuidores / atacadistas
X
Site
0800 014 9111
Venda direta ao cliente final
Residencial
X
Telefone
ABB
Revendas / varejistas
Comercial
X
Empresa
Certificado ISO
Principal canal de vendas
Industrial
Principal Segmento de atuação
Fabricante
Distribuidora
A empresa é
Importa produtos acabados
74
X X
X
X
X
X
75
O Setor Elétrico / Março de 2017
X
X
X
X
X
X X
X
X
Alpha Equip. Elétricos
(11) 3933-7533 www.alpha-ex.com.br
São Paulo
SP
X
X
X X
X
X
ALUMBRA
(11) 4393-9300 www.alumbra.com.br
São Bernardo do Campo
SP
X
B-LUX Tomadas e Interrup.
(11) 2621 4811 www.blux.ind.br
São Paulo
SP
X
CONEX
(11) 2334-9393 www.conex.ind.br
São Bernardo do Campo
SP
D´LIGHT
(11) 2937-4650 www.dlight.com.br
Guarulhos
SP
DELTA CANALETAS
(11) 4705-3133 www.deltaperfilados.com.br
Santana de Parnaíba
SP
Didziel
(11) 2721-4692 www.didziel.com.br
São Paulo
SP
Dutoplast
(11) 2524-9055 www.dutoplast.com.br
São Paulo
SP
ENERBRAS MAT. ELÉTRICOS
(41) 2111-3000 www.enerbras.com.br
Campo Largo
PR
X
Engeduto
(21) 3325-0406 www.engeduto.com.br
Rio de Janeiro
RJ
X
Exatron
0800 541 3310 www.exatron.com.br
Porto Alegre
RS
X
X
X X
X X
X
X
X X X
FAME
(11) 3478-5600 www.fame.com.br
São Paulo
SP
X
X
X X X X X
X
X
X X X X
Grupo Foxlux
(41) 3302-8100 www.grupofoxlux.com.br
Pinhais
PR
HellermannTyton
(11) 2136-9000 www.hellermanntyton.com.br
Jundiaí
SP
KACON
(11) 3361-2696 www.kacon.com.br
São Paulo
SP
KT TECNOLOGIA
(11) 3017-8797 www.kotek.com.br
São Paulo
SP
Lojão A Eletricidade
(79) 2107-2600 www.lojaoaeletricidade.com.br Aracaju
SE
X
Magnani Mat Eletricos
(54) 4009-5255 www.magnani.com.br
Caxias do Sul
RS
X
MarGirius
(19) 3589-5000 margirius@margirius.com.br
Porto Ferreira
SP
X
PEESA
(11) 3313-4455 www.peesa.com.br
São Paulo
SP
X
PLP
(11) 4448-8000 www.plp.com.br
Cajamar
SP
PROAUTO
(15) 3031-7400 www.proautomacao.com.br
Sorocaba
SP
ROVIMATIC
(11) 9814-1143 www.rovimatic.com.br
São Paulo
SP
Schneider Electric Brasil
(11) 97649-1162 www.schneider-electric.com
São Paulo
SP
X
SIEMENS IRIEL
(51) 3478-9000 www.siemens.com.br/Interruptores Canoas
RS
X
SIMON BRASIL
(11) 3437-8100 www.simonbrasil.com.br
São Paulo
SP
X
Soprano
(54) 2101-7070 www.soprano.com.br
Caxias do Sul
RS
Steck
(11) 2248-7000 www.steck.com.br
São Paulo
SP
STRAHL
(11) 2818-3838 www.strahl.com
São Paulo
SP
Switerm
(11) 2068-2310 www.switerm.com.br
São Paulo
SP
WEG
(47) 3276-4000 www.weg.net
Jaraguá do Sul
SC
X
X X
X X X X X X X
X
X X X
X
X
X
X X X X X X X
X
X X X X X X X X X X X X
X
X X X X
X
X X
X X X
X X
X
X
X
X X X X X X X X
X X
X
X
X X
X X
X X X X X
X X X X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X X X X
X
X X X
X
X
X X
Placas para interruptores e tomadas
SC
Para telefonia
Criciúma
X X X X X X X
Para áreas classificadas
(48) 3462-3900 www.agpr5.com
Outros produtos
AGPR5
X
Temporizadores
X
Sensores de presença
X
Controles para ventilador
X
Minuterias
SP
Pulsadores para uso hospitalar
São Paulo
Site
Pulsadores para uso geral
Estado
0800 014 9111 www.abb.com.br
Interruptores por cartão (por exemplo, para uso em hotéis)
Cidade
ABB
Outros produtos
X
Caixas para interruptores e tomadas
X
Para sinal em geral (dados, internet, etc.)
Para uso residencial e análogo (NBR 14136) - com dispositivo antichoque (trava de segurança)
X
Para uso industrial (NBR IEC 60309-1)
Para uso residencial e análogo (NBR 14136) - uso externo (IP 44 mínimo)
X
Multitomadas (réguas de tomadas, extensões - NBR 14136)
Para uso residencial e análogo (NBR 14136) - uso interno
X
Telefone
Interruptores para uso industrial
X
Empresa
Interruptores para uso residencial e análogo - uso externo (IP 44 mínimo)
Variadores de luminosidade (dimmer)
Tomadas
Interruptores para uso residencial e análogo - uso interno
Interruptores para áreas classificadas
Interruptores e outros dispositivos de comando e controle
X
X X
X
X X X X
X X X X X
X
X
X
X
X
X X X X X X X
X
X
X
X
X X X X X X
X X X X X X X
X
X
X
X X X X X X
X
X X X X X X X
X
X
X
X X X
X
X
X X X X X X X
X
X
X X X X
X
X
X
X X
X
X
X X
X
X X X X
X
X X
X
X X
X
X
X X
X
X X
X X
X X
X
X X
X
X
X X
X
X
X X X
X X
X X
X
X
X X X X X X
X
76
Pesquisa - Equipamentos para linhas elétricas
O Setor Elétrico / Março de 2017
Mercado de linhas elétricas Para fabricantes e distribuidores de linhas elétricas, crise econômica e falta de confiança dos investidores podem influenciar negativamente este setor
77
O Setor Elétrico / Março de 2017
Empresas fabricantes e distribuidoras de materiais para
rígidos, respectivamente.
linhas elétricas preveem crescimento médio de cerca de 4%
para este ano de 2017. A projeção moderada deve-se ao
mais informações sobre o mercado brasileiro de linhas elétricas.
cenário econômico brasileiro de incertezas, assim como vem
É possível ainda obter dados, como número de funcionários,
demonstrando a maioria dos demais segmentos pesquisados por
certificados obtidos, portfólio, serviços oferecidos – como
esta publicação no decorrer do ano.
suporte técnico, etc. – de todas as empresas que participaram
deste levantamento.
Na pesquisa desta edição, as empresas afirmaram que as
A pesquisa na íntegra é publicada nas páginas a seguir, com
modestas projeções são devidas, principalmente, à desaceleração
Números do mercado de linhas elétricas
da economia e também à falta de confiança dos investidores. Nesse sentido, as pesquisadas declararam que o mercado de linhas elétricas, como um todo, deverá apresentar um crescimento
médio de apenas 2% neste ano.
distribuidoras e fabricantes de linhas elétricas que participaram
desta pesquisa. No ano passado, 93% das pesquisadas
Já a contratação de novos funcionários deve permanecer
praticamente estável. A estimativa é de que, na média, as
A indústria é o principal segmento de atuação das empresas
apontaram a indústria. Neste ano, o índice foi de 76%.
empresas acrescentem somente 1% de recursos humanos ao seu quadro de colaboradores, o que vai ao encontro da projeção da
Principais segmentos de atuação
Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica (Abinee).
De acordo com um levantamento realizado em janeiro deste
ano pela associação, 30% das suas associadas que participaram
14%
do estudo pretendem ampliar seu quadro de funcionários neste ano. Deste total, 23% das empresas têm a intenção de realizar o
17%
aumento no primeiro trimestre, 64% no segundo trimestre; e 13%
Público Residencial
no segundo semestre.
43%
Para se ter uma ideia do perfil das empresas que participaram
Comercial
da pesquisa realizada pela revista O Setor Elétrico, questionamos
76%
sobre o faturamento das empresas. A maior parte das
Industrial
pesquisadas, 55%, revelou apresentar faturamento entre R$ 20 milhões e R$ 100 milhões por ano.
Quanto aos produtos que apresentam maior procura, o
resultado é bem equilibrado. 55% das empresas apontaram as
caixas de passagem e de ligação como os itens mais procurados.
vendas são feitas diretamente para o cliente final. No ano passado,
Da mesma maneira, 81% das empresas afirmaram que suas
Em segundo e terceiro lugares estão os eletrodutos flexíveis e
este percentual foi de 79%.
78
Pesquisa - Equipamentos para linhas elétricas Principais canais de vendas
21%
Faturamento médio anual das empresas fabricantes e distribuidoras de linhas elétricas
Outros
26% 33%
O Setor Elétrico / Março de 2017
3%
6%
Até R$ 5 milhões
Acima de R$ 200 milhões
Internet 6%
Telemarketing Distribuidores / atacadistas
60%
21%
De R$ 100 milhões a R$ 200 milhões
De R$ 5 milhões a R$ 10 milhões
Revendas / varejistas
76%
Venda direta ao cliente final
81%
9%
27%
De R$ 10 milhões a R$ 20 milhões
De R$ 50 milhões a R$ 100 milhões Caixas de passagem, eletrodutos flexíveis e rígidos são os 28%
produtos mais comercializados, segundo apontaram as empresas
De R$ 20 milhões a R$ 50 milhões
deste segmento. Veja a relação dos produtos mais procurados: Produtos mais comercializados
No tocante aos mercados específicos dentro do setor de linhas
elétricas, podemos deduzir, por exemplo, que o mercado de conduletes fatura anualmente entre R$ 10 milhões e R$ 30 milhões, segundo
Prensa-cabos
36%
apontou a maioria das empresas pesquisadas. Veja as opiniões acerca
De R$ 200 milhões a R$ 500 milhões
Acima de R$ 500 milhões
6%
0
31% 31% 19% 13%
0
6%
0
Eletroduto Flexível
22% 22% 28% 17%
5%
6%
0
Canaleta de Sobrepor
22% 33% 17% 23%
6%
0
0
Duto de Piso
34% 33% 22% 11%
0
0
0
Perfilado
Eletrocalha (sem tampa)
38%
Eletroduto Metálico
Perfilado
38%
Canaleta de sobrepor
38%
Eletroduto Rígido
43% 50%
55%
Eletroduto Flexível
De R$ 50 milhões a R$ 100 milhões
12% 18% 35% 18% 11%
Eletroduto Rígido
Conduletes
38%
De R$ 100 milhões a R$ 200 milhões
Percepção sobre o tamanho anual total dos mercados: De R$ 30 milhões a R$ 50 milhões
Outros produtos
38%
de outros nichos:
De R$ 10 milhões a R$ 30 milhões
36%
Até R$ 10 milhões
Eletroduto Metalico
25% 19% 31% 13%
6%
7%
0
Outras linhas
31% 25% 25%
7%
13%
0
0
Materiais para amarração
32% 31% 25%
6%
6%
0
0
30% 25% 25% 15%
5%
0
0
0
6%
0
e identificação de cabos
Caixas de passagem e de ligação
Caixas de passagem e de ligação Conduletes
6%
50% 25% 13%
Nesta mesmo levantamento realizado no ano passado, as empresas projetaram crescimento médio de 6% para o ano de 2016.
Esta pesquisa é um recorte do mercado de linhas elétricas. Pelas
Na pesquisa deste ano, elas revelaram que o acréscimo médio real
respostas obtidas, podemos inferir que as empresas deste segmento
foi de apenas 1%. Menos otimistas, as companhias esperam crescer
faturam entre R$ 20 milhões e R$ 100 milhões por ano. Esta informação
somente em torno de 4% neste ano de 2017. Para o mercado como um
foi apontada por 55% das pesquisadas.
todo, a projeção é de crescimento médio de 2%.
79
O Setor Elétrico / Março de 2017
Previsões de crescimento
4% 2%
Previsão de crescimento percentual para sua empresa em 2017
Crescimento médio do mercado de linhas elétricas para 2017
1%
Acréscimo médio ao quadro de funcionários da empresa
1%
Crescimento médio das empresas em 2016 comparado a 2015
Desaceleração da economia brasileira e falta de confiança dos investidores são os principais
entraves para o crescimento deste mercado. É o que afirma a maioria das empresas pesquisadas. Apenas 3% das companhias afirmam que o país vive um bom momento econômico.
Fatores que influenciam o mercado brasileiro de linhas elétricas
2% 6%
Desvalorização da moeda brasileira
Programas de incentivo do governo 3%
Bom momento econômico do país
21%
Falta de confiança dos investidores
22%
Desaceleração da economia brasileira 3%
Falta de normalização e/ ou legislação
5%
Setor da construção civil aquecido
5%
Incentivos por força de legislação ou normalização 16%
Projetos de infraestrutura
17%
Setor da construção civil desaquecido
Pesquisa - Equipamentos para linhas elétricas
O Setor Elétrico / Março de 2017
x
SP
Coflex
(11) 4122-9999
www.coflex.com.br
Sâo Bernardo do Campo
SP
x
CONEX
(11) 2334-9393
www.conex.ind.br
São Bernardo do Campo
SP
x
D´LIGHT
(11) 2937- 4650 www.dlight.com.br
Guarulhos
SP
DELTA CANALETAS
(11) 4705-3133
www.deltaperfilados.com.br
Santana de Parnaíba
SP
x
X
Dutoplast
(11) 2524-9055
www.dutoplast.com.br
São Paulo
SP
x
X
ELECON
(11) 2066-4100
www.elecon.com.br
São Paulo
SP
x
X X
(11) 2408-0358
www.eletroferro.com.br
Guarulhos
SP
Eletropoll
(47) 3375-6700
www.eletropoll.com.br
Corupá
SC
ELOS
(41) 3383-9290
www.elos.com.br
Curitiba
PR
x
X
Embramat
(11) 2098-0371
www.embramataltatensao.com.br
São Paulo
SP
x
X
ENERBRAS MATERIAIS ELÉTRICOS
(41) 2111-3000
www.enerbras.com.br
Campo Largo
PR
Engeduto
(21) 3325-0406
www.engeduto.com.br
Rio de Janeiro
RJ
Enmac
(11) 2489-5200
www.enmac.com.br
Arujá
SP
x
www.frontec.com.br
São Leopoldo
RS
x
General Cable Brasil
(11) 3457-0300
x
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
SP
Suzano
SP
HAENKE
(11) 4092-7722
www.haenke.com.br
Diadema
SP
x
X
HellermannTyton
(11) 2136-9030
www.hellermanntyton.com.br
Jundiaí
SP
x
X
(11) 4191-3144
www.holecbarras.com.br
Boituva
SP
x
x
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Caxias do Sul
RS
www.melfex.com.br
Diadema
SP
x
X
Novemp
(11) 4093-5300
www.novemp.com.br
Diadema
SP
x
X
PERFIL LIDER
(11) 2412-7787
www.perfillider.com.br
Guarulhos
SP
x
Perfilduto
(11) 4230-1866
www.perfilduto.com.br
Itupeva
SP
x
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
QT EQUIPAMENTOS - DUTOTEC
(51) 2117-6600
www.dutotec.com.br
Cachoeirinha
RS
x
X
X
Stock Perfil
(11) 3948-1950
www.stockperfil.com.br
São Paulo
SP
x
X
X
SULMINAS
(35) 3714-2660
www.sulminasfiosecabos.com.br
Poços de Caldas
MG
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
PR
x
X
X
X
X
X
X
X
Importa produtos acabados
Possui corpo técnico especializado para oferecer suporte aos clientes
Oferece treinamento técnico para os clientes
X
X
X
X
X
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X X
X
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X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
x
SP
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
SP
Sorocaba
Marialva
X
X
Arujá
www.proautomacao.com.br
X
X
X
www.poleoduto.com.br
(15) 3031-7400
X
X
X
X
(11) 2413-1200
PROAUTO
X
X
X
Poleoduto
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
x
X
X
X
X
X
X
X
x
X
X
X
X
X
X
X
www.vicentinos.com.br
X
X
X
x
(44) 3232-0101
X
X
X
x
Vicentinos
X
X
SP
X
X
X
SP
X
X
X
X
Cajamar
X
X
X
X
X
X
X
X
Guarulhos
x
X
X
X
X
www.plp.com.br
SC
X
X
X
X
(11) 4448-8000
RS
X
X
X
(11) 9 4537 0273 www.peveduto.com.br
Carlos Barbosa
X
X
PLP
Joinville
X
X
PEVEDUTO
www.tramontina.com
X
X
X
www.tigre.com
X
X
X
(54)3461-8200
X
X
www.magnani.com.br
(11) 4072-1933
0800 707 4700
X
X
(54) 40095255
MELFEX
X
X
X
Magnani Mat Eletricos
X
X
X
X
X
X
X
X
x
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
x
X
X
X
SP
X
X
X
X
SP
X
X
X
X
Cotia
X
X
X
São Paulo
X
X
X
www.kanaflex.com.br
X
X
X
www.burndy.com/pt
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
(11) 37791670
Tramontina Eletrik S.A.
X
X
X
X
X
X
(11) 5515-7225
Tigre
X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
Hubbell do Brasil - Burndy
x
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X
KANAFLEX
X
X
X
X
X
x
X
X
X
São Paulo
www.gimipogliano.com.br
X X
X
X
www.generalcablebrasil.com.br
®
X X
X
GIMI POGLIANO BARRA. BLINDADOS (11) 4752-9900
HOLEC BARRAS
X
X
x
0800 704 2477
X
X
x
FRONTEC
X
X
X
x
X
X
X
ELETROFERRO
SP
X
X x
x
X
X X
x
São Paulo
X
X
X
(11) 2942-4500 www.beghim.com.br
www.calhasfacilit.com.br
X
X
x
São Paulo
(11) 4267-0049
X
X
x
Facilit
X
Exporta produtos acabados
SP
X
Programas na área de responsabilidade social
Sao Paulo
X
14001 (ambiental)
www.alphamarktec.com.br
X
9001 (qualidade)
(11) 2782-3200
X
X
Outros
Alpha Marktec Mat. Elet. LTDA
x
Internet
SP
Telemarketing
SC
São Paulo
Venda direta ao cliente final
Criciúma
www.alltexequipamentos.com.br
X
Revendas / varejistas
www.agpr5.com
(11) 5562-0450
X
Distribuidores / atacadistas
(48) 3462-3900
Alltex Equip. Elétricos Ltda
x
Certificado ISO
Principal canal de vendas
Público
AGPR5
SP
Comercial
Estado
Industrial
Cidade Guarulhos
BEGHIM
Site
Fabricante e Distribuidora
www.acabine.com.br
Distribuidora
Telefone Acabine Materiais Eletrico LTDA (11) 2842-5252
Fabricante
Empresa
Residencial
Principal Segmento de atuação
A empresa é
Serviço de atendimento ao cliente por telefone e/ou internet
80
81
O Setor Elétrico / Março de 2017
X
X
Criciúma
SC
X
X
X
X
X
X
X
X
X
São Paulo
SP
X
X
Sao Paulo
SP
X
X
São Paulo
SP
www.coflex.com.br
Sâo Bernardo do Campo
SP
www.conex.ind.br
São Bernardo do Campo
SP
Guarulhos
SP
www.deltaperfilados.com.br
Santana de Parnaíba
SP
www.dutoplast.com.br
São Paulo
SP
www.elecon.com.br
São Paulo
SP
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
AGPR5
(48) 3462-3900
www.agpr5.com
Alltex Equip. Elétricos Ltda
(11) 5562-0450
www.alltexequipamentos.com.br
Alpha Marktec Mat. Elet. LTDA
(11) 2782-3200
www.alphamarktec.com.br
BEGHIM
(11) 2942-4500 www.beghim.com.br
Coflex
(11) 4122-9999
CONEX
(11) 2334-9393
D´LIGHT
(11) 2937- 4650 www.dlight.com.br
DELTA CANALETAS
(11) 4705-3133
Dutoplast
(11) 2524-9055
ELECON
(11) 2066-4100
ELETROFERRO
(11) 2408-0358
www.eletroferro.com.br
Guarulhos
SP
Eletropoll
(47) 3375-6700
www.eletropoll.com.br
Corupá
SC
ELOS
(41) 3383-9290
www.elos.com.br
Curitiba
PR
Embramat
(11) 2098-0371
www.embramataltatensao.com.br
São Paulo
SP
ENERBRAS MATERIAIS ELÉTRICOS
(41) 2111-3000
www.enerbras.com.br
Campo Largo
PR
Engeduto
(21) 3325-0406
www.engeduto.com.br
Rio de Janeiro
RJ
Enmac
(11) 2489-5200
www.enmac.com.br
Arujá
SP
Facilit
(11) 4267-0049
www.calhasfacilit.com.br
São Paulo
SP
FRONTEC
0800 704 2477
www.frontec.com.br
São Leopoldo
RS
General Cable Brasil
(11) 3457-0300
X
X
X
X
X
X
X
(11) 4092-7722
www.haenke.com.br
Diadema
SP
HellermannTyton
(11) 2136-9030
www.hellermanntyton.com.br
Jundiaí
SP
(11) 4191-3144
www.holecbarras.com.br
Boituva
SP
Hubbell do Brasil - Burndy
(11) 5515-7225
www.burndy.com/pt
São Paulo
SP
KANAFLEX
(11) 37791670
www.kanaflex.com.br
Cotia
SP
X
Magnani Mat Eletricos
(54) 40095255
www.magnani.com.br
Caxias do Sul
RS
X
MELFEX
(11) 4072-1933
www.melfex.com.br
Diadema
SP
Novemp
(11) 4093-5300
www.novemp.com.br
Diadema
SP
PERFIL LIDER
(11) 2412-7787
www.perfillider.com.br
Guarulhos
SP
X
Perfilduto
(11) 4230-1866
www.perfilduto.com.br
Itupeva
SP
X
SP
Cajamar
SP
Poleoduto
(11) 2413-1200
www.poleoduto.com.br
Arujá
SP
PROAUTO
(15) 3031-7400
www.proautomacao.com.br
Sorocaba
SP
QT EQUIPAMENTOS - DUTOTEC
(51) 2117-6600
www.dutotec.com.br
Cachoeirinha
RS
Stock Perfil
(11) 3948-1950
www.stockperfil.com.br
São Paulo
SP
SULMINAS
(35) 3714-2660
www.sulminasfiosecabos.com.br
Poços de Caldas
MG
Tigre
0800 707 4700
www.tigre.com
Joinville
SC
Tramontina Eletrik S.A.
(54)3461-8200
www.tramontina.com
Carlos Barbosa
RS
Vicentinos
(44) 3232-0101
www.vicentinos.com.br
Marialva
PR
X
X
X
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X X X
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X
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X X
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X X
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X
X
X
X
X
X
X
X
X
X X
X
X
X
X
X X X
HAENKE
Guarulhos
X
X
SP
www.plp.com.br
X
X X
SP
(11) 4448-8000
X
X
X
Suzano
(11) 9 4537 0273 www.peveduto.com.br
X
X
X
X
São Paulo
PLP
X
X
X
www.gimipogliano.com.br
PEVEDUTO
X
X
X
X
www.generalcablebrasil.com.br
®
X
X
GIMI POGLIANO BARRA. BLINDADOS (11) 4752-9900
HOLEC BARRAS
X
X
X
Outros produtos
Eletrocalha aramada
X
Conduletes
Eletrocalha (sem tampa)
X
Caixas de pessagem e de ligação
Perfilado
X
Materiais para amarração e identificação de cabos
Duto de piso
X
Prensa-cabos
Canaleta de sobrepor
X
Outras Linhas
Eletroduto Flexível
X
Cidade Guarulhos
Barramentos Blindados
Eletroduto Rígido
X
Site www.acabine.com.br
Leito (escada para cabos)
Eletroduto Metálico
SP
Empresa Telefone Acabine Materiais Eletrico LTDA (11) 2842-5252
Bandeja (eletrocalha com tampa)
Estado
Eletroduto isolante
Principais produtos para linhas elétricas oferecidos pela sua empresa
X X X X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
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X X
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X X X
X X
X X
X
X
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X
X
X
Espaço 5419
Espaço 5419
O Setor Elétrico / Março de 2017
Por Hélio Sueta*
A especificação de DPS em conjunto com a análise de risco conforme a ABNT NBR 5419-2: 2015 Um ponto que costuma gerar dúvidas
às descargas que atingem as linhas que
aos usuários da ABNT NBR 5419:2015
adentram a estrutura; e S4 - descargas que
é como especificar os Dispositivos de
atingem pontos pertos da linha.
Proteção contra Surtos (DPS) conforme
definição na análise de risco. Muitos usuários
NP para o estabelecimento da corrente da
ainda confundem os resultados da análise
descarga atmosférica que é esperada para
de risco, por exemplo, como medida de
a estrutura sob estudo, ou seja, 200 kA para
proteção necessária o “uso de um conjunto
NP I; 150 kA para NP II e 100 kA para NP III-
de DPS coordenado projetado conforme
IV. Estas correntes ao atingir a estrutura, uma
Nível de Proteção (NP) I, II ou III-IV” com
parte flui para o subsistema de aterramento
“utilizar DPS classe de ensaio 1, 2 ou 3”.
e pelas partes condutoras externas, mas
Se, ao realizar uma análise de risco
uma parte flui pelos condutores das linhas
conforme a parte 2 da norma, esta indicar a
conectadas à estrutura. Estas correntes
necessidade de instalar um conjunto de DPS
que fluem pelos condutores são as mais
coordenado projetado conforme NP I, por
importantes para a especificação dos DPS.
exemplo, para que os riscos fiquem dentro
Os
de um valor tolerável, isto significa que este
depender se a instalação é enterrada ou
conjunto de DPS deve ser especificado
aérea (fórmulas E.2 e E.3 da parte 1 da
utilizando principalmente as regras descritas
norma), da quantidade de condutores e das
no Anexo E da parte 1 da norma (surtos
impedâncias convencionais de aterramento
devido
(Z e Z1), que são obtidas na Tabela E.1 da
às
descargas
atmosféricas
em
A determinação do S1 depende do
valores
destas
correntes
vão
diferentes pontos da instalação).
parte 1 da norma em função da resistividade
do solo (aqui também será necessário ter este
Neste Anexo, encontramos as regras
para determinação dos surtos devido às
valor, o que não é muito fácil de ser obtido).
descargas atmosféricas em determinados
pontos da instalação e também em função
(S1*, S2, S3 e S4) são obtidos na Tabela E.2
de diversas fontes de danos: S1 – aquele
da parte 1 para sistemas de baixa tensão e
cujas descargas atingiram a estrutura e
Tabela E.3 para sistemas de sinais.
os surtos fluíram por meio das partes
condutoras externas e linhas conectadas à
podemos definir os valores de IIMP e IN, dois
estrutura; S1*- cujas correntes que atingiram
parâmetros importantes para especificação
a estrutura induzem surtos nas instalações
dos DPS. Outros parâmetros são igualmente
e equipamentos dentro da mesma; S2
importantes para esta especificação, por
– referentes às descargas atmosféricas
exemplo, IMAX, UP, UN, UC , entre outros.
que atingem pontos perto da estrutura e
induzem surtos na mesma; S3 - referente
C e D da ABNT NBR 5419-4: 2015 que
Os outros valores de surtos de correntes
Uma vez obtidos estes valores de surtos,
Devem ser utilizados também os Anexos
83
O Setor Elétrico / Março de 2017
tratam, respectivamente, da “Seleção e
forma de onda 1,2/50 µs e a corrente de
proteção comparados, por exemplo, aos
instalação de um sistema coordenado de
curto-circuito ISC com F.O 8/20 µs de um
calculados para NP I. As notas das Tabelas
DPS” e “Fatores a considerar na seleção dos
gerador de ondas são combinadas com
não indicam valores fixos, mas sim uma faixa
DPS”, além da ABNT NBR 5410 (atualmente
relação-limite entre estes parâmetros de
(0,005 a 0,001). Se analisarmos os exemplos
em revisão), principalmente, nos itens 5.4.2
2 Ω. Estes DPSs são aqueles que ficam
da parte 2 da norma, o caso do hospital,
– Proteção contra sobretensões transitórias
geralmente na entrada dos equipamentos.
podemos verificar que, se instalarmos um
e 6.3.5 – Dispositivos de proteção contra
Dessa forma, não se deve confundir o
DPS 1,5 vez melhor que o DPS calculado
surtos (DPS). É
importante
ressaltar
que
DPS, que foi resultado da análise de risco,
para NP I, os parâmetros PSPD e o PEB
muitos
como medida de proteção e calculados
têm os seus valores passando de 0,01 para
estes
conforme Nível de Proteção I, II ou III-IV com
0,005, ou seja, metade do valor, e se o DPS
dispositivos em Tipo I, II e III para sistemas
estes DPS tipo 1, 2 ou 3.
for três vezes melhor, os valores caem para
de energia. Na ABNT NBR 5419-4:2015,
0,001, ou seja, dez vezes menor.
existe uma classificação em “DPS ensaiado
risco, os parâmetros que este dispositivo
com IIMP”, que seria aquele que nos ensaios
influencia os riscos são o PSPD e o PEB,
chegar a um DPS de 10 kA e eu instalar um
suportam as correntes impulsivas parciais das
das Tabelas B.3 e B.7 da parte 2 da ABNT
DPS de 15 kA, devo dividir as componentes
descargas com forma de onda (FO) 10/350
NBR 5419. Estes parâmetros aparecem nas
de risco RC, RM, RU, RV e RZ por 2 e, se
µs. Para linhas de energia, a corrente de
componentes de risco RC, RM, RU, RV e RZ.
instalar um DPS de 30 kA, devo dividir estas
ensaio IIMP é definida para ensaio classe 1.
Desta forma, para o cálculo de R1 (Risco de
componentes por 10.
Os DPS ensaiados com IN são aqueles
perda de vida humana) e para R2 (Risco de
Muitos programas ou planilhas de
que suportam correntes induzidas de surto
perda de serviço ao público), os parâmetros
análise de risco (inclusive a Tupan 2016,
com forma de onda 8/20 µs. Para linhas de
não influenciam apenas RA, RB e RW para
desenvolvida pela USP) não consideram esta
energia, a corrente de ensaio IN é definida
R1 e RB e RW para R2.
redução, pois são muitos casos específicos e
para ensaio classe 2.
Assim, após calcular os surtos conforme
também por existirem dezenas ou centenas
Os DPSs ensaiados com uma onda
o Anexo E da parte 1, os valores encontrados
de fabricantes de DPS com uma variação
combinada são aqueles que suportam
das correntes podem ser menores do que os
muito grande de produtos. A forma de se
correntes induzidas de surto com forma
usualmente utilizados pelos fabricantes. Se
fazer este ajuste é acessar as componentes
de onda 8/20 µs e no ensaio exige-se uma
isto acontecer, entramos no caso referente
de risco indicadas acima e adaptá-las para o
corrente impulsiva correspondente a ISC.
às notas das Tabelas citadas (B.3 e B.7 da
tipo de DPS especificado para a estrutura.
Para linhas de energia, a combinação de
parte 2).
ondas é definida para ensaio classe 3, em
que a tensão de circuito aberto UOC com
possuem
fabricantes
de
DPS
classificam
Ainda referente ao DPS da análise de
Neste caso, os DPSs a serem instalados características
melhores
de
Isto significa que, se o meu cálculo
*Hélio Eiji Sueta é doutor em Engenharia Elétrica e secretário da CE-003.064-10.
84
Proteção contra raios
O Setor Elétrico / Março de 2017
Jobson Modena é engenheiro eletricista, membro do Comitê Brasileiro de Eletricidade (Cobei), CB-3 da ABNT, onde participa atualmente como coordenador da comissão revisora da norma de proteção contra descargas atmosféricas (ABNT NBR 5419). É diretor da Guismo Engenharia | www.guismo.com.br
Os níveis de proteção contra descargas atmosféricas (NP) São considerados quatro níveis (I a IV)
correntes das descargas atmosféricas para os
na proteção contra descargas atmosféricas
diferentes níveis de proteção são usados para
(PDA). Para cada nível de proteção, é fixado
determinar o raio da esfera rolante de modo a
um conjunto de parâmetros máximos e mínimos
definir a zona de proteção contra descargas
das correntes das descargas atmosféricas. É
atmosféricas ZPR 0B, espaço onde risco de
do nível de proteção que são retirados todos os
impacto direto dos raios é minimizado.
r = 10 × I0.65
parâmetros de uma PDA.
Segundo a ABNT NBR 5419, os valores
máximos
das
correntes
das
descargas
Considerando as correntes de pico mínimas
atmosféricas correspondentes ao NP I não
(em kA) NP I = 3, NP II = 5, NP III = 10 e NP
devem ser excedidos. Os valores máximos
IV = 16, teremos, respectivamente valores
dos parâmetros das correntes das descargas
aproximados dos raios da esfera rolante, em m,
atmosféricas correspondentes ao NP I são
como sendo 20, 30, 45 e 60, aproximadamente.
reduzidos a 75% para o NP II e a 50% para os
Os valores mínimos dos parâmetros das
níveis III e IV (reduções lineares para I, Q e di/
correntes das descargas atmosféricas para os
dt, mas quadrática para W/R). Os parâmetros
diferentes níveis de proteção constam da Tabela
de tempo não mudam. Os valores máximos
4 da ABNT NBR 5419-1.
dos parâmetros das correntes das descargas
As medidas de proteção especificadas
atmosféricas para os diferentes níveis de
nas partes 3 e 4 da ABNT NBR 5419 são
proteção constam da Tabela 3 da ABNT NBR
efetivas contra descargas atmosféricas, cujos
5419-1 e são usados para projetar componentes
parâmetros de corrente estiverem na faixa
de proteção contra descargas atmosféricas, por
definida pelo NP adotado para o projeto. Desta
exemplo: seção transversal dos condutores,
maneira, assume-se que a eficiência de uma
espessuras das chapas metálicas, capacidade
medida de proteção é igual à probabilidade
de condução de corrente dos DPS, distância de
com a qual os parâmetros das correntes das
segurança contra centelhamentos perigosos, e
descargas atmosféricas estão dentro de tal
para definir parâmetros de ensaios que simulam
faixa. Para parâmetros que excedam esta faixa,
os efeitos das descargas atmosféricas sob tais
permanece um risco residual de danos. A seguir
componentes.
são mostradas figuras para os níveis I e II, que
melhor definem o conceito.
Já os valores mínimos de amplitudes das
Figura 1 – Eficiência para a faixa de proteção abrangida pelo NP I.
Figura 2 – Eficiência para a faixa de proteção abrangida pelo NP II.
NR 10
85
Segurança nos trabalhos com eletricidade
João José Barrico de Souza é engenheiro eletricista e de segurança no trabalho, consultor técnico, diretor da Engeletric, membro do GTT-10 e professor no curso de engenharia de segurança (FEI/PECE-USP/Unip).
E se instalar um gerador?
Certamente
não
é
esta
revista
uma extensão com uma tomada na ponta!
especializada o lugar para se discutir este
Cuidados
especiais
devem
ser
assunto, mas talvez seja para lembrar
divulgados
os técnicos, que nos brindam com sua
desses equipamentos.
atenção, o sentido de divulgar e alertar
usuários e consumidores sobre os riscos
uma instalação dessa natureza deve ser
na
feita por um profissional qualificado.
instalação
e
uso
inadequado
de
com
relação
à
segurança
Certamente, o principal deles é que
pequenos geradores.
É fundamental que, ao se instalar
As irregularidades no fornecimento
geradores,
são frequentes, seja por chuva, por queda
independência entre as fontes comercial
de árvores, por descargas atmosféricas,
e alternativa (concessionária e gerador),
por caminhão que bateu no poste, etc.
lembrando que é totalmente inseguro
etc. (falta de manutenção ninguém fala).
apenas ter duas chaves que são usadas
E o consumidor, cansado desse tipo de
alternativamente.
problema, acaba por procurar uma solução
seja
garantida
a
total
Sistemas dessa natureza exigem um
alternativa.
dispositivo de transferência de carga,
O consumidor não quer mais perder
que é montado com recursos elétricos
alimentos porque faltou energia elétrica
e mecânicos, que impedem a ligação
por um período longo ou depender da
simultânea das fontes de energia.
eletricidade para o seu trabalho em casa
E o que isso tem a ver com a segurança?
ou em um pequeno negócio, ou mesmo
Tem relação com o dimensionamento,
na chácara/sítio, em que a demora para
com a proteção das pessoas contra
a regularização é ainda maior. Nesse
choque em instalações temporárias e tem
momento, muitos se perguntam se vale
muito a ver com a energização do ramal
a pena instalar um “geradorzinho” para
alimentador pela extremidade terminal,
resolver o problema. Ora, hoje, é possível
que possibilita a energização da rede
comprar pequenos geradores em lojas
aérea e coloca em risco os trabalhadores
de material de construção, mesmo pela
das
internet. Por vezes, o consumidor já tem,
regularização.
inclusive, um pequeno gerador, que é
utilizado em pescaria ou em camping e tem
simples como pode parecer.
concessionárias
na
busca
pela
Instalar um “geradorzinho” não é tão
86
Energia com qualidade
O Setor Elétrico / Março de 2017
José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp. jstarosta@acaoenge.com.br
Os cuidados com a qualidade de energia e os Leds Parte 1 Parece que a história se repete e não
se medir as componentes das correntes
uma forma geral, as lâmpadas de 60 W
aprendemos com os erros. A fascinação
harmônicas com bom grau de precisão.
incandescentes foram substituídas pelas
em oferecer ao mercado materiais e
Havia reatores eletrônicos com diversos
FLC da ordem de 20 W a 25 W. Alguns
equipamentos de baixa qualidade nos
comportamentos. Alguns muito bons com
detalhes interessantes:
persegue de geração em geração. Com
distorção harmônica total de corrente da
a existência de custos atrativos, sempre
ordem de 10% e fator de potência de
• A potência aparente da FLC de 25 W é
existirão
consumirão
98%, muito superiores aos existentes
de 50 VA e a de 60 W incandescente era
estas coisas. Sim, “coisas”, uma vez
eletromagnéticos que apresentavam as
de 60 VA (FP=1);
que não podem ser classificados como
caraterísticas de fator de potencia de 92%
• A distorção de corrente da incandescente
equipamentos ou materiais elétricos.
e distorção harmônica total de corrente
era de 0% e o fator de potência de 100%;
Especificamente,
mercado
da ordem de 30%, além, evidentemente,
e da FLC, com o desempenho bem pior já
mudança
de fornecer boa potencia às lâmpadas.
informado acima - THDI entre 60% e 80%
e FP entre 50% e 60%;
incautos
que
no
de
iluminação
interna,
de
lâmpadas
incandescentes
a
para
Por outro lado, é claro, o mercado foi
fluorescentes trouxe, ainda nos anos
inundado por porcarias que chegavam
• Outras características como IRC (índice
de 1960, o surgimento dos reatores
a interromper sinais de rádio quando as
de reprodução de cor) e a temperatura de
eletromagnéticos à época. Pelas fontes
lâmpadas tentavam acender. Além disso,
cor davam às ultrapassadas e falecidas
consultadas, era uma novidade tratada
estes reatores possuíam conteúdo de
incandescentes outras boas vantagens;
com respeito, pois trazia eficiência aos
corrente harmônica da ordem de 80%
• A vida útil era o principal atributo
sistemas de iluminação, possibilitando
(distorção de corrente total), muito alto
das desajeitadas lâmpadas de design
ainda
a
para os padrões de normas IEC, que já
duvidoso que entravam no mercado. Até
iluminação dos ambientes em relação
vigoravam na época, e se mantêm até
que não ocorresse uma sobretensão no
às
melhorar
consideravelmente
hoje, conforme a Tabela 1, presente na
circuito: morte súbita e com forte odor de
ambientes tornavam-se claros.
recente resolução Inmetro 389/2104 e
cobre queimado.
com origem na norma citada IEC 61000-
ineficientes
incandescentes.
Os
Sob o ponto de vista da qualidade da
Finalmente,
chegaram
as
tão
energia, a primeira mudança foi a inserção
3-2.
de capacitor no circuito do reator para
O
continuou
esperadas lâmpadas Led e, com elas, a
torná-lo de alto fator de potência e outras
quando o mercado foi inundado pelas
esperança de correção do mercado com
modificações que o também tornaram
lâmpadas
vistas à qualidade da energia. Vejamos:
partida rápida (sem starter). A busca
conhecidas como “FLC”, que continuam
De
pela eficiência energética e redução
até hoje, e que possuíam fator de
resolução
dos custos de produção destes reatores
potência entre 50% e 60% com conteúdo
comportamento do fator de potência e as
fez surgir no final da década de 1980 e
harmônico total de corrente entre 60% e
correntes harmônicas para as lâmpadas
nos anos 1990 os reatores eletrônicos.
80%. Estas lâmpadas foram a salvação
de Led devem atender às determinações
Nesta época, já era possível, ao menos,
da lavoura, no “apagão” de 2001. E, de
transcritas a seguir. A Tabela 1, na
“show
de
horrores”
fluorescentes
compactas,
acordo
com
Inmetro
o nº
item
6.4
389/2014,
da o
87
O Setor Elétrico / Março de 2017
sequência, resume o texto.
Tabela 1 – Determinações da resolução Inmetro 389
• “Para lâmpadas de Led, com potência nominal declarada de 5 W a 25 W, o fator de potência deve ser maior ou igual a 0,70. Não é exigido um fator de potência mínimo para lâmpadas com potência declarada menor que 5 W”; • “Para lâmpadas com potência nominal maior que 25 W, o fator de potência
Potência nominal
Fator de potência
Distorção harmônica de corrente
declarada (P) Sem exigências
P < 5W 5 W ≤ P ≤ 25 W
≥ 70%
P > 25 W
> 92%
IEC 61000-3-2
Tubulares existentes
> 92%
IEC 61000-3-2
Tabela 2 – Limite de distorção harmônica de corrente para lâmpadas acima de 25W e tubulares
deverá ser superior a 0,92 e as correntes harmônicas não devem exceder os limites relativos dados na Tabela 4, de acordo com a IEC 61000-3-2”; • “Uma vez que as lâmpadas de Led tubulares são destinadas à substituição de lâmpadas fluorescentes
tubulares
em
aplicações
onde o sistema já contempla alto fator de potência, as lâmpadas de Led tubulares devem apresentar fator de potência maior
Tabela 2A – Estimativa de distorção total de corrente de lâmpadas com fator de potência 92%
que 0,92 e as correntes harmônicas não
H
Imax
devem exceder os limites relativos dados na
2
2%
Tabela 4 (IEC61000-3-2)”.
3
28%
A tabela 4 de limites da IEC 61000-
5
10%
3-2 (na resolução 389 como “tabela 4”)
7
7%
é, a seguir, reproduzida como Tabela 2.
9
5%
A tabela 2 sugere uma distorção total de
11 a 39
3%
corrente da ordem de 31%, considerando
THDI
31%
fator de potência de 92% para as lâmpadas
FP=92%
com potência superior a 25 W e tubulares, conforme estimativa da Tabela 2A.
Este assunto continuará na próxima edição, com resultados e medições de Leds e conclusões.
88
Instalações Ex
O Setor Elétrico / Março de 2017
Roberval Bulgarelli é consultor técnico e engenheiro sênior da Petrobras. É representante do Brasil no TC-31 da IEC e no IECEx e coordenador do Subcomitê SC-31 do Comitê Brasileiro de Eletricidade (Cobei).
Novos requisitos para instalações elétricas marítimas em atmosferas explosivas
Foi publicada pela ABNT em
01/02/2017 a segunda edição da norma técnica brasileira ABNT NBR IEC 61892-7 - Unidades marítimas fixas e móveis Instalações elétricas - Parte 7: Áreas classificadas.
As normas da série ABNT NBR IEC
61892 representam uma “família” de normas técnicas brasileiras destinadas a garantir a segurança no projeto, instalação, manutenção e utilização de equipamentos elétricos para a geração, armazenamento, distribuição e utilização de energia elétrica para todas as finalidades em instalações marítimas que são utilizadas para a exploração ou produção de petróleo.
A série de normas ABNT NBR IEC
61892, sob o título geral “Unidades marítimas fixas e móveis - Instalações elétricas”, é prevista para ser formada pelas
elaboração pela Comissão de Estudo CE
eletricidade destinado exclusivamente à
seguintes partes:
003:018.01 do Cobei);
indústria marítima de petróleo.
• Parte 5: Unidades móveis (primeira edição
• Parte 1: Requisitos e condições gerais
a ser publicada pela ABNT em 2017);
incorpora e coordena, dentro do possível,
(última edição publicada pela ABNT em
• Parte 6: Instalação (última edição publicada
regulamentações existentes e forma um código
2016);
pela ABNT em 2014);
de interpretação, onde aplicável, dos requisitos
• Parte 2: Projeto de sistemas elétricos
• Parte 7: Áreas classificadas (última edição
da International Maritime Organization (IMO).
(última edição publicada pela ABNT em
publicada pela ABNT em 2017).
A série ABNT NBR IEC 61892 também
Esta série também constitui um guia
para futuros regulamentos nacionais que
2013); O objetivo final da série ABNT NBR
possam ser elaborados e um código de
• Parte 3: Equipamentos (última edição
publicada pela ABNT em 2013);
IEC 61892 é o de produzir um conjunto
práticas de proprietários e de fabricantes de
• Parte 4: Cabos (em planejamento de
de normas técnicas brasileiras sobre
unidades marítimas e de outras organizações
89
O Setor Elétrico / Março de 2017
envolvidas nesta área.
A norma ABNT NBR IEC 61892-7
estabelece requisitos para a elaboração de uma classificação de áreas e seleção de equipamentos “Ex” para utilização nestas áreas classificadas em unidades marítimas fixas e móveis, incluindo tubulações, estações de bombeamento, estações de lançamento ou recebimento de pigs, estações de compressão e monoboias de ancoragem utilizadas na indústria marítima de petróleo, com a finalidade de perfuração, produção, processamento e armazenamento.
Dentre as principais modificações
técnicas que foram incluídas nesta nova edição 2.0 da ABNT NBR IEC 61892 em relação à edição anterior (publicada em 61892-7 foi utilizada como documento
em termos de conteúdo técnico, forma e
de referência a norma ABNT NBR IEC
apresentação em relação às respectivas
1. Os requisitos de instalações elétricas em
60079-14:2016 (Projeto, montagem e
normas internacionais da série IEC 61892.
atmosferas explosivas de unidades marítimas
inspeção inicial de instalações elétricas em
foram reescritos, tendo como base a ABNT
atmosferas explosivas), com o objetivo de
normas internacionais passam pelo processo
NBR IEC 60079-14 / Edição 2016;
alinhar e harmonizar os requisitos de projeto
de avaliação e análise pela Comissão de
2. Introdução dos conceitos de EPL
e montagem das instalações elétricas em
Estudo CE 003:018.01 do cobei, tendo
(Equipment Protection Level) para a seleção
atmosferas explosivas terrestres e marítimas.
sido previamente discutidas, comentadas
dos níveis de proteção de equipamentos
Requisitos complementares foram incluídos
e aprovadas, incorporando os comentários
proporcionados pelos equipamentos “Ex”;
nesta Edição 2.0 da norma ABNT NBR
aplicáveis feitos tanto pelo Brasil, como pelos
3. Incluídos requisitos de competências
IEC 61892-7, em relação aos requisitos
demais países participantes do TC 18 da IEC.
pessoais dos profissionais envolvidos com
apresentados na ABNT NBR IEC 60079-
as atividades de projeto, seleção, instalação,
14, de forma a atender às particularidades
a integração dos estaleiros, fabricantes
testes, inspeção e reparos de equipamentos
específicas de instalações marítimas “Ex”.
de equipamentos “Ex”, laboratórios de
e instalações elétricas marítimas em
ensaios, usuários de instalações elétricas
áreas classificadas, tendo como base
03:018.01 do Cobei, responsável pelo
marítimas e organismos de certificação de
sistemas de certificação de pessoas, tais
acompanhamento do desenvolvimento da
produtos brasileiros com o mercado e a
como as Unidades de Competências
respectiva norma internacional IEC 61892-
comunidade “Ex” internacional, bem como
“Ex” (Ex 000 a Ex 010) especificadas
7, participou, em nome do Brazil National
para a elevação dos níveis de tecnologia e
no Documento Operacional IECEx OD
Committee for IEC (Cobei), de todo o
segurança dos produtos e das instalações
504 - Especificações para a avaliação dos
processo de atualização, comentários,
elétricas marítimas nacionais.
resultados das unidades de competência;
votação e aprovação daquela norma, no
4. Incluído novo anexo sobre a introdução
âmbito do TC-18 (Electrical installations
NBR IEC 61892-7, esta norma técnica
de um método alternativo de avaliação de
of ships and of mobile and fixed offshore
brasileira encontra-se novamente no mesmo
risco, incluindo os “níveis de proteção de
units), do qual o Brasil é membro do tipo “P”
nível de atualização e equivalência, em
equipamentos” (EPL) para equipamentos
(Participante), juntamente com a Alemanha,
termos de requisitos técnicos, de qualidade,
“Ex”, de forma similar às diversas partes da
Estados Unidos, Noruega, Holanda, França,
de segurança e de gestão, àqueles
série ABNT NBR IEC 60079 - Atmosferas
Rússia, Reino Unido, Itália, Japão, China,
praticados internacionalmente por todos os
explosivas;
Dinamarca, Finlândia, Coreia do Sul,
países do mundo que adotam as normas
5. Incluído novo Anexo apresentando uma
Romênia, Sérvia, Cazaquistão e Espanha.
da IEC como base para a sua normalização
padronização de placas de sinalização de
nacional, tal como o Brasil.
segurança de áreas classificadas.
série IEC 61892 são adotadas pela ABNT
na forma de normas técnicas brasileiras
www.abntcatalogo.com.br/norma.
equivalentes, sem desvios técnicos nacionais,
aspx?ID=366648
2012), podem ser destacadas as seguintes:
Nesta nova edição da ABNT NBR IEC
A Comissão de Estudo CE
As normas técnicas internacionais da
Isto se deve ao fato de que que tais
Ações como estas contribuem para
Com esta nova Edição 2017 da ABNT
Mais informações em: http://
90
Falando sobre a luz
O Setor Elétrico / Março de 2017
Plinio Godoy é engenheiro eletricista e atua no campo da iluminação desde 1983. É proprietário do escritório CityLights Urban Solutions, especializado em iluminação urbana; da Godoy Luminotecnia, voltada para iluminação arquitetônica; e da Lienco Lighting Solutions, onde atua no campo da integração da iluminação e controles digitais. É coautor do livro Iluminação urbana e professor do curso de pós-graduação em Instalações Elétricas na FacensSorocaba. É palestrante em diversos congressos nacionais e internacionais. | plinio.godoy@lienco.com.br
Residências
aplicações específicas no campo da iluminação, começando pela
altamente frequentado por convidados. Nas cozinhas do tipo
Além de funcional, a cozinha também se tornou em um espaço
iluminação residencial.
“Gourmet”, o apelo estético é importante. Cozinha gourmet. Foto: Lutron.
Nesta edição, vamos iniciar uma série de conversas sobre
Foto: Lutron (www.lutron.com.br)
Os espaços residenciais são bastante diferentes entre si. Neles,
desenvolvemos uma variada gama de tarefas, desde curtir um jantar, assistir a um show, estudar, consertar um aparelho, enfim, muitas atividades diferentes.
Desenvolver a iluminação residencial é envolver-se com diferentes
aspectos do projeto, pois temos arquitetura de interiores, estéticas, posicionamentos, decoração, efeitos de luz para diferentes momentos, etc. Há ainda os aspectos técnicos, como os sistemas de dimerização,
Spas e toiletes
automação de diferentes soluções, como cortinas, som, ar condicionado, luz, enfim, tantas tecnologias que estão disponíveis nos dias de hoje, especialmente, em uma residência de padrão médio/alto.
Vamos conversar sobre alguns dos espaços de sua residência:
Foto: Lutron.
Cozinha
A cozinha é um espaço que deve ser absolutamente funcional, ou
Os Spas e toiletes das residências modernas são os locais onde
seja, deve proporcionar condições de execução de diferentes tarefas,
o proprietário relaxará. Terá um banho agradável em uma ambiência
como cortar, observar cores e preocupar-se com sombras indesejadas,
agradável, dinâmica, pois pode aproveitar para fazer a barba, ler um
pois atrapalham a visão.
livro, enfim, necessita de diferentes soluções em iluminação e controles.
91
O Setor Elétrico / Março de 2017
Temos que perceber que o desenvolvimento das soluções tecnológicas
deve acompanhar a complexidade dos sistemas, efeitos e soluções. Trabalhar uma luz indireta próxima aos espelhos facilitará a
maquiagem sem a incidência de sombras.
pontos no meio da sala.
Não mais podemos tentar resolver os espaços residenciais com
Normalmente, nos ambientes residenciais, utilizamos luz com
aparência de cor mais amarelada, que, tecnicamente, é traduzida por
Conclusão
temperatura de cor correlata. Ambientes mais calmos utilizam luz com
2.800 oK ou até 3.000 oK, um pouco mais branca.
questões e momentos diferentes que acontecem em uma residência.
A iluminação residencial é um assunto sério! São muitas as Buscar desenvolver os sistemas em conjunto com os proprietários,
por meio de cálculos e imagens renderizadas são ferramentas que não podem ser esquecidas, levando até os interessados como seus Foto: www.dial.com
ambientes ficarão depois dos trabalhos finalizados.
A aparência de cor correlata de uma fonte de luz define
muito a ambiência do espaço e é muito importante para seu bom
sua própria casa. E tenha certeza de que a iluminação pode, quando mal
A pior situação que se pode considerar é o cliente se sentir mal em
aproveitamento.
desenhada, criar problemas enormes para todos os envolvidos.
Uma questão que precisamos entender e desenvolver é a
complexidade que a iluminação residencial, hoje, demanda de seus
residência: salas, quartos e jardins.
projetistas.
Na próxima edição, falaremos sobre as demais áreas de uma Até lá!
92
Dicas de instalação
O Setor Elétrico / Março de 2017
Por Rubem Guimarães Netto Dias*
Detecção de faltas em redes elétricas Grandes investimentos em automação
exemplos de algoritmos de inteligência que
para tratar o tipo do problema localizado.
das redes de distribuição têm sido motivados
demostram como esse tipo de sistemas
A diminuição do tempo de localização da
por fatores como sustentabilidade e o uso
pode otimizar o uso das redes e quais
ocorrência tem impacto direto na diminuição
mais inteligente ou eficiente dos recursos
os indicadores são melhorados com sua
do tempo em que a área afetada fica sem
naturais e ativos já existentes. Smart Grid,
aplicação.
fornecimento
ou rede inteligente, em termos gerais, é a aplicação de tecnologia da informação no
e,
consequentemente,
nos
índices de qualidade.
Localização de faltas
O sistema de localização de faltas usa informações provenientes de diversos
sistema elétrico de potência, integrada aos sistemas de comunicação e à infraestrutura
Um problema básico para a manutenção
sistemas para alimentar um algoritmo capaz
da rede automatizada. Este novo ambiente
da rede é, em caso de falha, restabelecer
de estimar a área geográfica com maior
permite a existência de sistemas com grande
o fornecimento na área afetada, dentro do
probabilidade de haver ocorrido a falha. Ele
capacidade de análise, rodando algoritmos
menor tempo possível. Em uma rede sem
faz uso de informações de cadastro de rede e
inteligentes com o objetivo de otimizar uma
supervisão remota, todo processo começa
das medidas fornecidas, em tempo real, pelos
série de recursos, como: equipamentos,
na informação de que existe falta, informação
equipamentos inteligentes de campo (IEDs)
energia, equipes de campo, entre outros.
que chega tradicionalmente pelo sistema de
para indicar a possível localização da falta
As consequências deste novo cenário
call center. A partir de então, duas etapas
através de uma interface georreferenciada.
já estão sendo vistas: aumento exponencial
são executadas: localizar geograficamente a
do número de equipamentos conectados,
falha e deslocar uma equipe com capacidade
corrente e impedância da falta, o algoritmo
assim como o volume de informação a ser manipulada (Big Data). Os sistemas operativos passam a ter dois requisitos fundamentais: escalabilidade suficiente para suportar e gerenciar tudo isso, apresentando alta
disponibilidade
e
capacidade
de
integração com outros sistemas de forma rápida e confiável.
Do lado das empresas de distribuição,
os ganhos são bem evidentes. O uso mais eficiente do grid permite extrair o máximo dos ativos existentes, minimiza perdas técnicas e reduz os custos operacionais, principalmente os relacionados às equipes de campo. Do lado regulatório, a qualidade do fornecimento passa a ser alvo de controle das agências e, mais uma vez, consequência da possibilidade de uma auditoria viabilizada por essa nova categoria de sistemas. Na
sequência,
selecionamos
dois
Figura 1 – Exemplo de localização na subtransmissão.
Utilizando valores de tempo real, como a
93
O Setor Elétrico / Março de 2017
executa uma rotina de curto-circuito e avalia os possíveis locais onde tal falta possa ter ocorrido, servindo como uma fonte de informação valiosa para que o operador possa auxiliar as equipes de campo a efetuarem o restabelecimento emergencial do sistema. Opcionalmente, também podem ser utilizadas informações provenientes de equipamentos, como detectores de corrente de passagem e cadastro do sistema de proteção, para refinar o método de procura na rede de distribuição. Exemplos de resultados do algoritmo são apresentados a seguir. A Figura 1 traz um exemplo de interface georreferenciada, mostrando o provável posicionamento da
Figura 2 – Exemplo de localização na distribuição.
falha em uma linha de transmissão. Devido
a
estas
características,
o
A Figura 2 mostra um exemplo de
rápido;
interface georreferenciada que apresenta
•
operacionais
problema de controle de tensão é classificado
a provável localização de uma falha em um
devido à maior assertividade das equipes
como sendo um problema de otimização
alimentador de uma rede de distribuição.
de manutenção de campo tanto em relação
combinatória não linear de grande porte. Para
De modo resumido, um sistema de
à área geográfica da falha quanto ao tipo de
resolver este problema, é preciso contar com
localização de faltas possui as seguintes
equipamento com defeito.
um módulo de controle de tensão que propicie
Diminuição
de
custos
implementar um algoritmo de otimização
funcionalidades:
Controle/otimização de Volt/VAR
baseado
em
técnicas
de
programação
dinâmica.
• Utiliza o modelo elétrico atualizado, em
A tarefa do algoritmo de controle de
tempo real, o estado topológico da rede e as
medidas de corrente e impedância da falta
de falha no fornecimento é um dos principais
tensão consiste basicamente em encontrar
para localizar o provável local do defeito;
índices de qualidade. Tão importante é
um conjunto de ações de controle que
• Em redes de distribuição, utiliza-se a
o controle de reativos e nível de tensão
possibilite levar o sistema de um estado
informação
O tempo de reestabelecimento em caso
detectores
de fornecimento que geram indicadores
inicial para um estado ótimo (Figura 3).
de corrente de passagem e religadores
de qualidade também acompanhados e
Para isso, cada variável de controle é
instalados na rede para refinar o resultado;
auditados.
segmentada em “n” estados e, para cada
• Em redes de transmissão e subtransmissão,
O
de
transição de estado, é calculado o “custo
são utilizadas informações prove nientes do
distribuição, é usar os ativos da rede com
de transição” baseado no resultado do fluxo
relé de distância para estimar a posição da
máxima eficiência sem, contudo, violar os
de potência e na função objetivo definida
falha em relação ao relé e, consequentemente,
limites em relação aos reativos e níveis de
pelo usuário.
sua localização aproximada. Permite que, uma
tensão de fornecimento.
de limite de tensão ou de potência seja
vez calculada a localização, a mesma seja
exportada para um mapa sobre uma interface
controlando
tensão
para outro, o algoritmo automaticamente
georreferenciada;
espalhados em pontos estratégicos da
penaliza a transição, adicionando um
• Utiliza lógicas topológicas e de análise de
rede, além do controle dos taps nos
custo adicional proporcional à severidade
curto-circuito para calcular a localização
transformadores das subestações.
da violação. Ao final do processo, de
aproximada da falta.
A tarefa de controlar a tensão de um
posse de todos os custos de transições, é
sistema de distribuição de energia elétrica, do
calculado o caminho de controle ótimo e,
ponto de vista matemático, é extremamente
consequentemente, as ações de controle
complexa,
proveniente
de
Sistemas de localização de falta geram
impacto significativo em diversos processos:
objetivo,
para
as
empresas
O modo de fazer este ajuste é atuar os
reguladores
de
Caso alguma restrição
violada devido à transição de um estado
não
que devem ser tomadas. O modelo do
lineares do modelo que representa o sistema,
fluxo de potência é construído baseado
visto
as
características
qualidade
as variáveis de controle que possuem, em sua
no resultado obtido do estimador de
relacionados às interrupções (DIC), devido
maioria, características discretas e o porte do
estados, o que garante um grande grau de
à diminuição do tempo de localização e,
sistema que geralmente passa de centenas
integridade entre o modelo de simulação e
consequentemente, restabelecimento mais
de barras.
o sistema físico real.
•
Melhoria
dos
índices
de
94
Dicas de instalação
O Setor Elétrico / Março de 2017
Conclusão
Existem muitas motivações para se adotar
o tipo de modelo descrito. O uso mais racional da energia tem justificativas econômicas e de sustentabilidade, além do fato de estes assuntos estarem no topo da pauta de empresas e governos.
A implantação de sistemas inteligentes irá
proporcionar os seguintes benefícios: Figura 3 – Algoritmo Volt/Var.
• Melhoria da eficiência e consequente redução
O sistema de controle de tensão atua
comutador sob carga e reguladores de tensão;
dos custos operacionais;
como uma unidade de controle central, em
• Alteração de setpoints e parâmetros de
• Diminuição do número de operações
que, continuamente, se realiza a avaliação da
configuração
de
realizadas pelas equipes de campo – devido
qualidade de tensão e são tomadas ações para
banco de capacitores, reguladores de tensão
ao acesso remoto aos equipamentos de campo
que a qualidade do fornecimento de energia se
e comutadores (obs.: deverá ser avaliada a
(chaves, religadores, reguladores de tensão,
mantenha dentro de um patamar adequado.
possibilidade técnica de integração, dependendo
etc.);
do tipo de controlador utilizado).
• Diminuição do tempo de ação das equipes de
A partir de um modelo de fluxo de potência
local
de
controladores
campo – melhoria da eficiência operacional;
que é construído a partir do resultado da estimação de estados (estados estimados) e do
As funções objetivo podem ser, por exemplo:
• Redução do custo financeiro de não fornecimento devido à diminuição do tempo
modelo elétrico do sistema, é feita uma avaliação através de uma função objetivo, que pode ser de
• Minimizar a demanda fora dos limites de tensão:
de recomposição da rede em caso de falta
vários tipos. Com base no resultado da função
minimiza a carga (consumidores) fornecida em
- localização da falta pelos módulos de
objetivo, o módulo de controle de tensão define
patamares de tensão precários ou críticos;
inteligência;
quais ações de controle devem ser tomadas.
• Minimizar perdas: minimiza perdas ôhmicas,
• Utilização mais eficiente dos ativos de
mantendo as cargas do sistema em um patamar
distribuição
de tensão adequado;
devido ao maior controle do carregamento,
• Minimizar o valor a ser compensado para
fluxo de reativo e níveis de tensão;
• Chaveamento do banco de capacitores e
o consumidor por transgressão de tensão:
• Maior assertividade dos investimentos para
reatores;
minimiza o valor a ser compensado para o
ampliação da rede devido aos dados históricos
• Comutação de taps de transformadores com
consumidor por transgressão de tensão.
de planejamento e ao maior número de
As ações de controle são tipicamente as
seguintes:
(transformadores,
linhas,
etc.)
informações a respeito do sistema elétrico; • Melhoria dos índices de qualidade em geral (DIC, DMIC, níveis de tensão de fornecimento, etc.); • Redução das perdas técnicas devido à operação dos ativos em condições otimizadas de carga – controle e supervisão do carregamento dos transformadores e linhas de transmissão; • Melhoria das perdas comerciais devido à identificação das áreas (circuitos) com maior índice de perdas – dados de balanço energético; • Melhoria da segurança operativa – devido à automação de processos e treinamento de operadores. *Rubem Guimarães Netto Dias é consultor técnico Figura 4 – Visão funcional do módulo de controle de tensão.
da Elipse Software.
96
Ponto de vista
O Setor Elétrico / Março de 2017
Quando investir em tecnologia na minha produção? os
cronogramas, além de definir os responsáveis
pensamento de boa parte dos empresários
investidores receosos, porém há de se
para que, ao final, o prazo de retorno de
industriais no país. A automação industrial
considerar que se trata de um fenômeno
investimento seja atingido. Ou seja, a crise
no Brasil ainda dá seus primeiros passos em
cíclico e não deixar de se atentar às iniciativas
econômica será um divisor de águas entre as
comparação com os países desenvolvidos,
no mercado internacional em busca de
empresas que vão se destacar e se preparar
como Japão, Estados Unidos e países da
eficiência e inovação, como a Indústria 4.0 ou
para uma retomada da economia e aquelas
União Europeia.
a IIot (Industrial Internet of Things). Ou seja,
que por receio, poderão ficar para trás na
Em um mercado global cada vez mais
boa parte dos competidores internacionais
corrida pelo mercado.
competitivo, a busca pela lucratividade pode
não congelaram investimentos tecnológicos e
ser feita por meio do aumento da produtividade,
estão aperfeiçoando suas linhas de produção,
que, por sua vez, pode ser obtida com o uso
dando um salto de qualidade capaz de abrir
da automação das linhas de produção.
uma larga distância de competitividade
A pergunta no título deste artigo ecoa no
Em
pesquisa
publicada
nacional
deixa
os
empresários
e
pela
comparando com as empresas nacionais.
Confederação Nacional da Indústria (CNI)
Portanto, quem não investir em automação
em 2016 sobre o uso da tecnologia nas
e/ou em tecnologia em geral, pode acabar
indústrias, 58% delas já identificaram a
ficando para trás na corrida pelo mercado.
adoção de tecnologias digitais como um fator
importante para se manterem competitivas
buscar parceiros e fornecedores de marcas
apesar de um percentual menor, de 48%,
renomadas, com vasta experiência, produtos
adotarem as tecnologias consideradas na
reconhecidos pelo mercado, suporte técnico
pesquisa.
Para dar o primeiro passo, é necessário
Entre os benefícios esperados,
e uma rede de atendimento global para
54% dos respondentes esperam reduzir
qualquer necessidade de manutenção ou
Por Hélio Hideo Sugimura, formado em
custos
atualização de equipamentos.
engenharia elétrica pela PUC-SP e é gerente de
operacionais
e
50%
esperam
aumentar a produtividade.
Além
planejamento, levantando as necessidades e
A crise recente que afeta a indústria
disso,
é
crucial
um
bom
marketing da Divisão de Automação Industrial da Mitsubishi Electric do Brasil.
98
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O Setor Elétrico / Março de 2017
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