Ano 16 - Edição 184 / Janeiro-Fevereiro de 2022
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ANOS
REDES MAIS INTELIGENTES JÁ PERMITEM DEGUSTAR O FUTURO Os avanços da transformação digital e impactos no setor de distribuição NOVOS FASCÍCULO! - Digitalização do setor elétrico - Manutenção 4.0 - Segurança cibernética GUIA SETORIAL Maior parte de fios e cabos disponíveis é irregular E MAIS! Artigo: compatibilidade e resiliência eletromagnética Espaço Cigre-Brasil: linhas de transmissão subterrâneas AT
O
M A I O R
E V E N T O
R E T O M A
S U A S
I T I N E R A N T E A T I V I D A D E S
D O E M
B R A S I L 2 0 2 2
SAv e t h e dat e 3 9 ª
E D I Ç Ã O
N O R D E S T E S A L V A D O R ( B A )
A G O S T O 0 8 ,0 9 E 1 0
4 0 ª
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C E N T R O G O I Â N I A ( G O )
4 1 ª
O E S T E O U T U B R O 1 1 , 1 3 E 1 4
E D I Ç Ã O
S U D E S T E C A M P I N A S ( S P )
N O V E M B R O 0 8 ,0 9 E 1 0
Congresso & Exposição WWW.CINASE.COM.BR
Acompan h e t a m bé m em c ada ediç ão o Prêmio O Setor E létrico d e Q ua lid a d e d a s Insta la ções Elétr icas Ediç ões Bahia (BA ), Goiá s (GO) e Sã o Pa ulo (SP)
Sumário atitude@atitudeeditorial.com.br
Diretores Adolfo Vaiser Simone Vaiser Assistente de circulação, pesquisa e eventos Henrique Vaiser – henrique@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 Contato publicitário Ana Maria Rancoleta - anamaria@atitudeeditorial.com.br
29 Suplemento Renováveis Novo fascículo sobre armazenamento de energia: oportunidades, promessas e desafios. E mais: conheça a nova gestão da ABGD; expectativas para a fonte solar em 2022; uma avaliação sobre a eólica offshore no Brasil.
Márcio Ferreira - marcio@atitudeeditorial.com.br Direção de arte e produção Leonardo Piva - atitude@leonardopiva.com.br
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Editorial
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Coluna do consultor O efeito corona.
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Painel de notícias Estudo mostra impactos da energia eólica na economia brasileira; Romagnole prevê investimento de R$ 90 milhões em 2022; Schneider Electric apresenta soluções para transição energética; CGT Eletrosul investe R$ 2,1 bi em parque eólico; Neoenergia amplia investimentos em renováveis. Estas e outras notícias sobre produtos, empresas e mercado da engenharia elétrica no Brasil.
Consultor técnico José Starosta Colaboradores técnicos da publicação Daniel Bento, Jobson Modena, José Starosta, Luciano Rosito, Nunziante Graziano, Roberval Bulgarelli. Colaboradores desta edição Acássio Matheus Roque, Aguinaldo Bizzo, Arthur Fernando Bonelli, Caio Huais, Carla Damasceno Peixoto, Carlos Antônio Sartori, Daniel Pansarella, Elbia Gannoum, Felipe resende Sousa, Geraldo Roberto de Almeida, Guilherme Chrispim, Jobson Modena, José Starosta, Julio Omori, Luciano Rosito, Markus Vlasits, Nunziante Graziano, Paulo Edmundo Freire, Ricardo Torquato, Roberval Bulgarelli, Rodrigo Leal de Siqueira, Rodrigo Sauaia, Ronaldo Koloszuk, Saulo Cisneiros, Tiago Ricciardi e Walmir Freitas. A Revista O Setor Elétrico é uma publicação mensal da Atitude Editorial Ltda., voltada aos mercados de Instalações Elétricas, Energia e Iluminação, com tiragem de 13.000 exemplares. Distribuída entre as empresas de engenharia, projetos e instalação, manutenção, indústrias 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.
13 Fascículos
Digitalização do setor elétrico Manutenção 4.0 Segurança cibernética
40
Capa Os avanços da inovação e impactos no setor de distribuição.
46
Guia setorial O que dizem especialistas sobre o mercado brasileiro de fios e cabos elétricos. Confira também um guia de empresas fabricantes e distribuidores de fios, cabos e acessórios.
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Aula prática Compatibilidade e resiliência eletromagnética em sistemas elétricos e eletrônicos.
56
Espaço Aterramento Materiais para aterramento elétrico.
60
Espaço SBQEE Extração de informações de infraestruturas avançadas de medições em sistemas modernos de energia elétrica.
62
Espaço Cigre-Brasil Linhas de transmissão subterrâneas de alta tensão.
Capa: unsplash.com/photos | Daniel Zacatenco Impressão - Grafilar Distribuição - Correios
Atitude Editorial Publicações Técnicas Ltda. Rua Piracuama, 280, Sala 41 Cep: 05017-040 – Perdizes – São Paulo (SP) Fone - (11) 98433-2788 www.osetoreletrico.com.br atitude@atitudeeditorial.com.br
Filiada à
64 65 66 68 70 72
Colunas Jobson Modena - Proteção contra raios Luciano Rosito - Iluminação pública Nunziante Graziano – Quadros e painéis Aguinaldo Bizzo - Eletricidade com segurança José Starosta - Energia com qualidade Roberval Bulgarelli - Instalações Ex
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Editorial
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O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022 Capa ed 184_O.pdf
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24/02/22
22:10
Ano 16 - Edição 184 / Janeiro-Fevereiro de 2022
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ANOS
REDES MAIS INTELIGENTES JÁ PERMITEM DEGUSTAR O FUTURO Os avanços da transformação digital e impactos no setor de distribuição NOVOS FASCÍCULO! - Digitalização do setor elétrico - Manutenção 4.0 - Segurança cibernética
A transformação do setor elétrico Escorre inovação das páginas desta primeira edição de 2022. Não se fala em outra coisa no setor elétrico: digitalização, tecnologia, transformação digital. Esses termos juntos ou separados dominam as pautas das reuniões do board de praticamente todas as empresas brasileiras independentemente do setor econômico em que atuam. Se este não é o caso da sua empresa, algo de muito errado está acontecendo. No setor elétrico, tem sido cada vez mais comum a presença da digitalização e de processos inovadores nas instalações de baixa, média e alta tensão, desde o projeto, operação até a manutenção. Os três novos fascículos, que inauguramos nesta edição, tratam exatamente dessa revolução tecnológica pela qual estamos passando. O primeiro deles é uma série de quatro artigos sobre digitalização do setor elétrico, comandado pelo engenheiro e superintendente na Copel, Julio Omori, que conta exatamente o início e o desenvolvimento desse processo de digitalização no setor, especialmente na distribuição de energia. O segundo, "Manutenção 4.0", coordenado pelo engenheiro Caio Huais, gerente de manutenção no Grupo Equatorial, tratará, em oito capítulos, da evolução da manutenção nos últimos anos e das principais tendências que transformarão o jeito de monitorar e proteger as instalações. Por fim, o terceiro fascículo, sob os cuidados do eng. Rodrigo Leal, especialista da Chesf, traz à tona um tema fundamental a ser considerado pelas companhias e que surgiu com mais força justamente em decorrência da transformação digital e da consequente inserção de incontáveis dispositivos aos sistemas elétricos. Investir em segurança cibernética é fundamental para garantir que não haja vazamentos de dados, colocando em risco a segurança da operação e das pessoas. A matéria de capa, produzida pelo repórter Bruno Moreira, sintetiza um pouco dessa história toda ao compilar informações muito relevantes sobre os impactos da inovação no setor elétrico. Finalmente, as redes inteligentes das quais ouvimos falar há décadas começam a mostrar a cara. Aproveito também para contar sobre duas novas estreias desta edição. A primeira é uma reestreia na verdade. Trata-se da volta do Espaço Cigre-Brasil, dedicado a compartilhar estudos e evoluções normativas sobre produção e transmissão de energia. E inauguramos um novo colunista, o eng. Aguinaldo Bizzo, que passa a escrever regularmente sobre segurança em eletricidade, dividindo informações técnicas e "quentes" sobre normas vigentes e boas práticas de segurança do trabalho. Espero que apreciem esta edição e, se houver algum tema que você gostaria de ler aqui nas páginas da Revista O Setor Elétrico, por favor, envie para o meu e-mail (abaixo) e teremos o prazer de avaliar e providenciar o melhor conteúdo para você. Boa leitura!
Flávia Lima flavia@atitudeeditorial.com.br
Acompanhe nossoas lives e webinars com especialistas do setor em nosso canal no YouTube: https://www.youtube.com/osetoreletrico
GUIA SETORIAL Maior parte de fios e cabos disponíveis é irregular E MAIS! Artigo: compatibilidade e resiliência eletromagnética Espaço Cigre-Brasil: linhas de transmissão subterrâneas AT
Edição 184
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Coluna do consultor
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp e da SBQEE. É consultor da revista O Setor Elétrico jstarosta@acaoenge.com.br
O efeito Corona Na boa e velha eletricidade, o efeito
Por enquanto só estamos tratando de
• Um incrível movimento de entendimento
corona é conhecido como aquele que ocorre
teorias elétricas clássicas disponíveis em
do problema tornou os cidadãos do mundo
devido aos campos elétricos, normalmente
diversas fontes de referência sem nenhum
especialistas, hoje temos bilhões de
intensos em sistemas de média e alta tensão
contexto com outras definições de outras
pessoas tratando do assunto com absoluto
quando os dielétricos apresentam poluição
áreas de conhecimento, como física,
conhecimento de causa, mesmo sem
com a presença de poeira ou umidade.
metafísica, biologia ou medicina.
possuir formação específica para isso, até
O efeito é muitas vezes identificado até
Desde 2019 o efeito tem sido apontado
os amigos jornalistas que nos informam nos
visualmente pela emissão de luz azulada
como responsável por todos os males do
periódicos escritos e na televisão parece que
ou com instrumentação de identificação
mundo. Vejamos:
aprenderam a diferença entre kW e KWh;
por ultrassom em frequências não audíveis
• Os ensaios de efeito corona viraram
causadas pela ionização das partículas
• Devido à diferença de opiniões, as pessoas
febre e em todas as esquinas podem ser
de poeira ou umidade. O efeito tem ainda
(no Brasil em especial) tornaram-se imbecis
detectados. Outros locais disponibilizam
polaridade positiva ou negativa dependendo
polarizadas tentando combater o efeito e o
ensaios mais completos e sofisticados,
do potencial elétrico. Como consequência do
final dos tempos, cada um ao seu modo sem
naturalmente com custos mais altos que as
efeito corona são esperadas perdas elétricas
entender a carga do outro polo. Não existem
próprias perdas contabilizadas. E olha que
e de energia, falhas nos sistemas elétricos
sistemas aterrados;
ainda faltam insumos para mais testes e
e nos equipamentos como transformadores
• Enquanto alguns pregam o uso de isolantes
ensaios;
e motores devido à perda de isolamento
com maiores cadeias de isoladores, outros
• Não se tem certeza quando o efeito corona
e à decorrente perda de produtividade
não concordam e ainda recomendam a
deixará de assolar os nossos circuitos, mas
de uma forma geral. Em outras palavras,
retirada de para-raios. Fabricantes de
o estrago persistirá, afinal de contas, a lição
espera-se redução de confiabilidade de
isoladores e de para-raios estão faturando
não foi aprendida.
operação, aumento de perdas de energia e
alto com equipes de marketing sendo
desconfiança de um efeito que nem sempre
capturadas em todos os cantos;
é visual ou mesmo detectável na saúde de
• As perdas são significativas e
a nos assolar. “Santo Elmo” é o padroeiro
sistemas elétricos, e em um mundo real talvez
contabilizadas em todas as redes dos
dos marinheiros, que testemunhavam os
não se saiba se está mesmo presente.
continentes e a luz azulada percorreu todos
mastros dos navios envolvidos por uma
os circuitos, as perdas são significativas;
camada de luz devido às nuvens ionizadas
tem boas aplicações na indústria para
• O uso de para-raios com diversos graus de
que induziam cargas elétricas nos mastros
remoção de cargas elétricas indesejáveis
tensão de ruptura e etanóis para manutenção
antes das tempestades nas regiões tropicais.
em superfícies de aeronaves, fabricação
e limpeza dos equipamentos foram
Não há o que fazer até que os capitães das
de ozônio, limpeza de partículas de ar
desenvolvidos e disponibilizados no mercado
naus tomem juízo, bem como os investidores
em aparelhos de ar condicionado ou
em diversas formas de apresentação, líquido,
do Oriente ao Ocidente, a não ser pedir ao
no tratamento de superfície de filmes
gel, etc. Esses também aumentaram seus
“Santo Elmo” que proteja os marinheiros em
poliméricos.
faturamentos;
todas as viagens.
Curioso é entender que o efeito
O chamado fogo de Santelmo continua
Painel de notícias
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O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Estudo mostra que cada R$ 1,00 investido em eólicas tem impacto de R$ 2,9 no PIB A Associação Brasileira de Energia
empregos por MW instalado na fase de
e isso gera a estimativa de Custo Social do
novo
construção dos parques. O estudo também
Carbono, geralmente apresentada em US$
estudo que evidencia os efeitos positivos
aponta uma média de 0,6 empregos por MW
por tonelada de CO2 equivalente. Desse
da energia eólica sobre a economia do país.
instalado para Operação & Manutenção.
modo, as emissões evitadas pelo setor eólico
Denominado de “Estimativas dos impactos
“Este é um número que permite a realização
em valores monetários podem ser entendidas
dinâmicos do setor eólico sobre a economia
de alguns cenários para o futuro próximo, uma
diretamente: foi evitada uma redução do
brasileira”, o levantamento foi elaborado por
vez que o setor tem um bom mapeamento de
PIB futuro brasileiro e mundial em algo entre
Bráulio Borges, pesquisador-associado do
quanto será instalado nos próximos anos.”,
R$ 60 bilhões e R$ 70 bilhões”, explica o
FGV-IBRE e economista-sênior da LCA
explica Bráulio.
pesquisador.
Eólica
(ABEEólica)
divulgou
um
“Internacionalmente, trabalhamos com
“Nós queríamos muito ter esse número
O objetivo do estudo foi quantificar os
valores que vão de 10 a 15 postos de trabalho
do custo social do carbono que estamos
impactos diretos e indiretos dos investimentos
por MW. Com esse valor de 10,7 estamos em
evitando, é mais fácil realizar comparações
em energia eólica para o PIB, para os empregos
um cenário razoavelmente conservador de
com as métricas tradicionais de desempenho
e também para a redução de emissão de
estimativa, e agora queremos refinar estes
econômico, como o PIB, e é fundamental
CO2. “No caso do impacto do PIB, partimos
dados para termos um cenário ainda mais
que os formuladores de políticas públicas
do valor investido de 2011 a 2020, que foi de
detalhado do que geramos de empregos pelo
também tenham isso em mente. Estamos
R$ 110,5 bilhões na construção de parques
País. Neste exato momento, temos quase 5
num momento limite na luta para combater
eólicos. Por meio de metodologia que calcula
GW em construção pelo País, então, com
os efeitos do aquecimento global e a eólica
efeitos multiplicadores de diferentes tipos de
esse valor do estudo sabemos que são mais
tem um papel crucial neste cenário. Espero
investimentos, chegamos ao valor de mais R$
de 50 mil trabalhadores neste momento
que estes dados se acumulem aos demais
210,5 bilhões referentes a efeitos indiretos e
construindo nossas futuras eólicas, além dos
benefícios já quantificados da energia eólica
induzidos, num total de R$ 321 bilhões. Isso
mais de 15 mil em Operação & Manutenção”,
para que a sociedade abrace cada vez mais
significa que cada R$ 1,00 investido num
avalia
essa fonte de energia renovável, de baixo
parque eólico tem impacto de R$ 2,9 sobre
ABEEólica.
Consultores.
Elbia
Gannoum,
Presidente
da
o PIB, após 10 a 14 meses, considerando
Como terceiro ponto, o estudo avalia o
todos os efeitos”, explica Bráulio Borges,
impacto das eólicas na redução de emissões
pesquisador
estudo.
de CO2 e o que isso significa em valores
“Esta é a prova de que, além de ser uma
monetários. No acumulado de 2016 a
energia renovável, a eólica também tem um
2024, o setor eólico brasileiro terá evitado
forte componente de aquecer atividades
emissões de gases do efeito estufa valoradas
econômicas das regiões onde chegam
entre R$ 60 bilhões e R$ 70 bilhões. “É
parques, fábricas e toda a cadeia de sua
importante explicar o conceito de “Custo
indústria. E este é um número fundamental em
Social do Carbono”, que tenta quantificar, em
um momento em que discutimos a retomada
termos monetários, os custos econômicos
econômica verde”, avalia Elbia Gannoum,
associados às emissões de gases do efeito
Presidente da ABEEólica.
estufa (como o próprio dióxido de carbono, o
responsável
pelo
O estudo também avaliou o impacto destes
investimentos
no
metano, os CFCs, dentre outros). Para estimar
emprego.
o Custo Social do Carbono, são construídos
Considerando pesquisas prévias sobre o
diversos cenários prospectivos para o PIB
tema em outros países e no Brasil, bem
dos países, considerando distintos cenários
como uma avaliação de cenário mais geral,
de temperatura e seus impactos sobre a
chegou-se a uma estimativa de quase 196
atividade econômica. As diferenças entre
mil empregos entre 2011 e 2020, ou 10,7
tais cenários são trazidas a valor presente
impacto e com benefícios também sociais e econômicos”, resume Elbia Gannoum.
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O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Romagnole chega aos 60 anos com previsão de investimentos de R$ 90 milhões para 2022 O Grupo Romagnole completou 60 anos de fundação em fevereiro de 2022 com muitos motivos para comemorar. A companhia fechou o ano de 2021 com um crescimento de mais de 50% em relação ao ano anterior, ultrapassando a marca de R$ 1,6 bilhão de faturamento. Parte deste crescimento foi em decorrência dos repasses referentes aos aumentos nos custos das matérias-primas, mas ainda assim, mesmo diante das adversidades trazidas pela pandemia,
modernização das demais unidades industriais
skids, a Onix Distribuidora de Produtos Elétricos
foi um ano de bom crescimento. Para 2022, a
da companhia, lançamento de novos produtos
e as demais empresas controladas que atuam
meta da empresa é elevar o faturamento ao
e aquisição de novas tecnologias para acelerar
principalmente em áreas de apoio às atividades
patamar de R$ 2 bilhões com a receita dos
o processo de transformação digital e indústria
da Romagnole. Recentemente, o Grupo anunciou
investimentos que estão sendo feitos.
4.0, algo que nos últimos anos vem recebendo
a aquisição da Lupa Tecnologia, empresa
atenção especial da administração.
sediada em Minas Gerais e especializada no
Parte desses investimentos estão sendo aplicados no início das obras de uma nova
Em 2021 a Romagnole criou mais de
desenvolvimento de tecnologias e sistemas para
unidade para as linhas de ferragens eletrotécnicas
quinhentos novos postos de trabalho e fechou o
proteção, automação, manobra e comunicação
e estruturas para geração de energia solar. A
ano com mais de três mil colaboradores em suas
em redes de distribuição de energia elétrica.
nova estrutura vai duplicar a capacidade de
15 unidades e outras seis empresas controladas.
A fim de atender os mercados regionais
produção dessas linhas de produtos, que já é
Em Mandaguari (PR) estão sediadas as unidades
de postes de concreto, a empresa também
uma das maiores do país neste segmento.
de artefatos de concreto, ferragens eletrotécnicas
possui unidades industriais nas cidades de
O programa de investimentos também
e estruturas para geração de energia solar,
Pindamonhangaba e Itápolis (SP), Itaboraí (RJ),
contempla a continuidade do processo de
transformadores, equipamentos para smart grid,
Cuiabá (MT) e Portão (RS).
Hercules Motores Elétricos desenvolve Sistema de Proteção de Partida para motores monofásicos Reduzir os custos com operação e aumentar a vida útil dos equipamentos são dois fatores importantes para a economia da indústria, construção civil, saúde, do agronegócio e outros segmentos que geralmente usam máquinas e equipamentos com motores elétricos em suas atividades, como betoneiras, bombas, compressores, trituradores, ventiladores, moinhos, ordenhadeiras, entre outros. Pensando nisso, a Hercules Motores Elétricos desenvolveu o Sistema Hercules de Proteção de Partida (SHP), patente do fabricante, com o objetivo de prolongar a vida útil do equipamento. “O SHP protege o motor contra danos como a queima do capacitor e dos enrolamentos e, caso haja falhas na operação, com esse sistema é possível garantir uma manutenção mais econômica”, explica o diretor da Hercules Motores, Drauzio Menezes, ressaltando que esses motores monofásicos possuem dois capacitores, sendo um de partida e um permanente. No caso de ambientes com resíduos sólidos ou poeira, o motor IP 44, por exemplo, que conta com platinado de contato duplo e possui baixa vibração, tem a vantagem do SHP que possibilita mais partidas consecutivas e até 90% de economia nas manutenções, pois, no caso de falhas graves, o Sistema evita a queima do capacitor ou dos enrolamentos, ação que torna a manutenção mais econômica. Além dos custos reduzidos com manutenção, os motores monofásicos, dependendo do modelo atendem à tensão entre 110 e 127 V; de 220 até 254 V e de 440 até 508 V, têm alta eficiência, o que representa significativa redução do consumo de energia elétrica e consequentemente contribui para a preservação dos recursos naturais, como a água, uma vez que as usinas hidrelétricas produzem a principal fonte de energia elétrica do país.
Painel de notícias
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O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Schneider Electric lança conjunto de soluções de tecnologia verde para mobilidade elétrica A Schneider Electric apresenta para
•
EcoStruxure™
for
E-mobility:
uma
o mercado um conjunto de soluções
solução para VE conectada de ponta a
integradas sob medida para a criação de
ponta, fácil de instalar, que mantém a
infraestrutura verde e inteligente. Trata-se
confiabilidade de energia dos edifícios
de uma abordagem para impulsionar os
e,
negócios e economias, ao mesmo tempo
conveniente para motoristas.
em que enfrenta os desafios da urbanização
• ETAP Train Power Simulation - eTraX™:
global em andamento e as causas e os
ferramentas de software validadas, fáceis
impactos das mudanças climáticas. Suas
de usar e flexíveis para projetar, analisar
soluções integradas abrangem software
e gerenciar infraestrutura ferroviária CA
para
e CC pela Etap (parte do portfólio de
plataforma de software de gerenciamento
serviços para operações aprimoradas e
software agnóstico da Schneider).
de energia baseada em nuvem que permite
continuidade de negócios, soluções para
• AVEVA Unified Operations Center: uma
aos usuários coletar, prever e otimizar
mobilidade elétrica e tecnologias verdes
solução de hub central para operadores
automaticamente a operação de recursos
e programas para acelerar a transição
de infraestrutura que transforma a sala
de energia distribuídos usando algoritmos
energética.
de controle em um espaço de trabalho
preditivos.
insights
orientados
Exclusivamente infraestrutura
por
dados,
adaptado
uma
experiência
colaborativo.
Esses recursos fazem parte do portfólio
“Infrastructure
• EcoStruxure™ Energy and Sustainability
de software e serviços da Schneider
Services: por meio da sustentabilidade
Electric
de
de
o
oferece
of the Future” compreende um conjunto soluções
urbana,
para
ainda,
software
abertas
desenvolvidos
para
auxiliar
e
ajuda as empresas a transformar a energia
governos, cidades e empresas envolvidas
interoperáveis que ajudam os proprietários
em um gasto controlável, aumentar a
em projetos de infraestrutura pública e
de infraestrutura a unir progresso e
eficiência e atingir as metas sustentáveis.
privada a torná-los mais inteligentes e
sustentabilidade para todos, incluindo:
• EcoStruxure™ Microgrid Advisor: uma
sustentáveis.
Usinas previstas para 2022 devem aumentar a oferta de energia em 7,6 GW O ano de 2021 obteve o segundo melhor resultado desde 1997 na ampliação da capacidade instalada de geração no Brasil, e 2022 promete ultrapassar esse feito. De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), o incremento na matriz energética para este ano está estimado em 7.625,08 MW, superando a expansão verificada no ano passado, de 7.562,08 MW. O incremento verificado em janeiro foi de 482,21 MW, sendo 344,25 MW provenientes de fonte eólica (71% do total do mês) e 137,97 MW de usinas termelétricas. Seis estados tiveram empreendimentos liberados para operação comercial no primeiro mês de 2022, nas regiões Norte, Nordeste e Sul. Os destaques, em ordem decrescente, foram o Rio Grande do Norte (161,50 MW), a Bahia (143,50 MW) e o Paraná (134,80 MW). O Brasil inicia 2022 com 181.944,5 MW de potência fiscalizada, de acordo com dados do Sistema de Informações de Geração da Aneel. Desse total em operação, 82,99% das usinas são impulsionadas por fontes consideradas sustentáveis, com baixa emissão de gases do efeito estufa.
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O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
CGT Eletrosul investirá R$ 2,1 bilhões no Parque Eólico Coxilha Negra
Complexo Eólico Cerro Chato: Divulgação CGT Eletrosul/Vanderlei Tecchio
O
Foram assinados os contratos entre
projeto
do
Parque
Eólico
proprietária
exclusiva
do
Complexo
a CGT Eletrosul e a empresa WEG para
Coxilha Negra já conta com licença
Cerro Chato, composto por seis parques
o fornecimento de 72 aerogeradores de
ambiental de instalação, emitida pelo
eólicos,
4,2 MW, fabricados no Brasil, incluindo
Ibama.
transmissão
plena operação e 138 MW de potência
os serviços de logística, montagem e
do
composto
instalada, na região de Sant’Ana do
comissionamento, além de operação e
por duas subestações coletoras. As
Livramento. Agora, a empresa promove
manutenção dos equipamentos do Parque
obras do Parque Eólico Coxilha Negra
a
Eólico Coxilha Negra.
devem começar até o final do primeiro
investimentos e amplia a geração eólica,
O
sistema
de
empreendimento
será
com
continuidade
69
de
aerogeradores
sua
política
em
de
O novo empreendimento da CGT
semestre de 2022. Estima-se a criação
por meio da construção do Parque Coxilha
Eletrosul, que será implantado no município
de 310 empregos diretos e cerca de
Negra, que será instalado em áreas
de Sant’Ana do Livramento, no Rio Grande
150 indiretos, movimentando de forma
limítrofes às unidades já existentes. Com
do Sul, terá a capacidade instalada de
significativa a economia local. Já o
a implantação do novo empreendimento,
302,4 MW – energia equivalente ao
início da operação do empreendimento
a CGT Eletrosul alcançará a marca de
consumo de uma região com 1,7 milhão de
está previsto para ocorrer até o final
440 MW de geração a partir da força dos
habitantes. Os investimentos no Parque
do ano de 2024. A energia gerada será
ventos – energia equivalente ao consumo
Eólico Coxilha Negra estão estimados em
comercializada no Mercado Livre.
de uma cidade com cerca de 2,5 milhões
R$ 2,1 bilhões.
Atualmente,
a
CGT
Eletrosul
é
de habitantes.
Painel de notícias
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O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Neoenergia amplia investimentos em renováveis em 246% Com foco na expansão da geração de
o Sertão nordestino. O primeiro parque teve
energia limpa, a Neoenergia investiu R$ 3,1
a operação iniciada em julho de 2021 e, ao
bilhões no segmento de renováveis em 2021,
longo do semestre, a companhia avançou
um aumento de 246% em relação a 2020. Os
com as obras e a montagem das turbinas,
recursos permitiram o avanço na construção
iniciando a operação de 135 aerogeradores.
de projetos estratégicos para a companhia.
A celeridade na entrega fez com que Chafariz
O destaque foi para a conclusão antecipada
contribuísse com o reforço da segurança do
do Parque Eólico Neoenergia Chafariz (PB),
setor elétrico durante a crise hídrica.
hoje o maior da empresa em operação no
Do total de investimentos do ano, R$
país, totalizando os 471 MW de capacidade
2,8 bilhões foram para os parques eólicos.
entrega do Parque Eólico Neoenergia Oitis,
instalada. Os novos ativos impulsionaram
Os projetos eólicos contribuem para a
em construção entre o Piauí e a Bahia, o
a geração eólica, que foi de 758 GWh no
descarbonização da economia e estão
portfólio de ativos eólicos totalizará 1,6 GW.
quarto trimestre, um aumento de 35,35% em
alinhados às metas de neutralizar as emissões
Em Oitis, foi iniciada em dezembro a
relação ao mesmo período do ano anterior. No
até 2050. Até o final de 2022, a empresa
montagem dos primeiros aerogeradores que
ano, a geração foi de 2.313 GWh, 23,16%
atingirá o marco de triplicar a carteira de
vão produzir energia limpa nos 12 parques
acima de 2020.
ativos eólicos, chegando a 1,6 GW, e atingirá
do empreendimento, que será o maior da
90% da capacidade instalada em renováveis.
empresa no país, com capacidade instalada
Chafariz
conta,
ao
todo,
com
15
com
de 566,5 MW, o suficiente para abastecer
a companhia opera a linha de transmissão
32 parques eólicos em operação, com
uma cidade com 2,7 milhões de habitantes.
Neoenergia Santa Luzia e está construindo
capacidade instalada de 987 MW. Hoje, é
Ao todo, serão 103 turbinas, de um dos mais
o Parque Solar Neoenergia Luzia, projetos
quase o dobro em relação ao início do ano,
modernos e eficientes modelos do mercado
que geram desenvolvimento sustentável para
que era de 516 MW. No fim de 2022, com a
global.
parques localizados em uma região onde
A
Neoenergia
encerrou
2021
Aplicativo CableApp, da Prysmian, auxilia profissional técnico em sua rotina O Grupo Prysmian acaba de lançar o CableApp, um aplicativo exclusivo de consulta para os profissionais do segmento elétrico. A plataforma, entre outras funcionalidades, ajuda o profissional a identificar qual cabo atende às suas necessidades de acordo com o projeto e o método de instalação, e ainda indica a localização do distribuidor mais próximo do usuário. Além disso, o CableApp faz a escolha da seção “técnica” do condutor verificando três critérios de dimensionamento – capacidade de condução de corrente em regime permanente, queda de tensão e capacidade de condução de corrente de curto-circuito –, o que facilita o dia a dia de eletricistas, vendedores, estudantes, arquitetos e interessados na área. A utilização de seções superiores à técnica, a qual é a mínima aceitável para uma instalação correta, reduz o consumo de energia e da emissão de CO2 pela fonte geradora. Essa economia é quantificada por um período de um ano de operação do circuito para duas hipóteses e, em ambas, o aplicativo utiliza os valores do preço da energia elétrica (R$/kWh) e de emissões de CO2 (kg CO2/kWh) indicados pelo usuário, que também pode informar a porcentagem da corrente de linha ou deixar o padrão de 100%. Além disso, para não existir erros na delimitação de circuitos mais complexos ou riscos na hora da instalação, o CableApp encontra toda a documentação técnica e soluções alternativas ilustradas; quantifica a economia de energia; salva e compartilha o resultado do cálculo para ser salvo em PDF, facilitando a troca de informações entre o profissional e o distribuidor. O aplicativo está disponível para smartphone (Android e iOS) e também para desktop.
14
DIGITALIZAÇÃO DO SETOR ELÉTRICO A transformação digital está em toda a parte. No setor elétrico, a digitalização já é realidade com processos cada vez mais automatizados e com a entrada de incontáveis dispositivos, como sensores, medidores, câmeras, computadores, etc. Sob coordenação de Julio Omori, este fascículo, composto por 4 artigos, abordará conceitos, histórico, evolução e tendências de digitalização no setor elétrico. Nesta edição:
Capítulo I - O início da digitalização no setor elétrico Por Julio Omori
- A automação da operação do sistema elétrico - A computação no setor elétrico - A digitalização da proteção - As telecomunicações e os medidores de energia - Os centros de controle
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MANUTENÇÃO 4.0 Cada vez mais, a manutenção de instalações de média e alta tensão incorpora softwares e inteligências que auxiliam na organização, no controle e na eficiência dos processos, eliminando prejuízos e conferindo mais agilidade aos mantenedores. Inauguramos esta série de 8 capítulos, coordenada por Caio Huais, com um artigo introdutório ao tema.
Capítulo I - Oportunidades e desafios das equipes de manutenção do setor elétrico brasileiro Por Caio Huais e Felipe Resende Sousa - Principais oportunidades - Desafios - Conclusões
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SEGURANÇA CIBERNÉTICA A transformação digital tem revolucionado o mundo que conhecemos. Neste ambiente de constante evolução, é preciso aproveitar as oportunidades e também monitorar os riscos. Um deles diz respeito à segurança cibernética, tema que tem sido amplamente discutido em todos os setores, incluindo o elétrico. Por isso, é tema deste fascículo de 8 artigos sob o comando de Rodrigo Leal.
Capítulo I - A digitalização: o sistema elétrico está seguro? Por Rodrigo Leal de Siqueira
- As revoluções industriais - O desenvolvimento dos dispositivos - Introdução à segurança cibernética
Fascículos
13
14
Digitalização do setor elétrico Por Julio Omori*
Capítulo I O início da digitalização no setor elétrico
A digitalização, a descentralização e a descarbonização são
maior relutância na aceitação sobretudo da automação pelos
as maiores tendências do setor elétrico mundial da atualidade
profissionais do setor sem o seu domínio pleno. Algumas razões
e pode-se afirmar que estas tendências são correlacionadas e
justificam esta cultura: a responsabilidade pelo fornecimento
possuem sinergia entre si. A digitalização é um requisito para a
de energia cujas interrupções são cada vez menos toleradas
aplicação plena da descentralização, principalmente quando se
pela sociedade, o setor altamente regulado em que a imposição
consideram os recursos energéticos distribuídos e, da mesma
de regras e, consequentemente, as fiscalizações são rígidas e
forma, a descarbonização que pode ganhar mais amplitude e
o produto “energia elétrica” que acarreta periculosidade de
eficiência com a digitalização.
forma natural.
Esta é a importância da digitalização dentro deste contexto,
No entanto, se a comparação com outros segmentos, como
por isso, este é o primeiro de quatro capítulos que tratarão
de tecnologia da informação, é desfavorável com relação à
da digitalização de uma forma abrangente e conceitual, cujo
velocidade da adoção de novas tecnologias, o setor elétrico
objetivo principal é demonstrar que esta jornada para as
demonstra muito mais apetite em comparação às demais
empresas do setor de energia não terá mais retrocesso.
utilities, como os serviços de fornecimento de água e gás. A
Neste artigo é apresentada a história da digitalização no setor
Fascículo
elétrico, não apenas para a sua atividade principal de operação
posição do setor elétrico é intermediária frente às outras indústrias neste quesito.
do sistema, mas também em todas as demais atividades de apoio
A digitalização da cadeia de GTD começou no segmento
e acessórias, dentre várias vertentes do mundo da geração,
de geração com a automatização das plantas, principalmente,
transmissão e distribuição de energia elétrica (GTD). Os demais
as hidroelétricas e na sequência com as grandes subestações
capítulos tratarão dos seguintes temas:
do sistema de transmissão, no caso do Brasil compondo parte do sistema interligado nacional. São estas as instalações que
- Digitalização de plantas de geração de energia e subestações;
concentram a maior potência e acarretam naturalmente maior
- Digitalização da rede de distribuição - smart grids e a
prioridade na obtenção dos benefícios plenos da digitalização.
integração com o consumidor digital;
Com esta etapa vencida, aplicar este conceito nos sistemas de
- A digitalização de recursos energéticos distribuídos e demais
distribuição e a integração digital com o consumidor é uma
elementos da Indústria 4.0.
fronteira que ainda está sendo desbravada. Antes de vivenciar este histórico da digitalização no
Existe uma vertente que denomina o setor elétrico como muito conservador na adoção de novas tecnologias. Haveria
setor elétrico é muito importante resumir os principais fatos históricos globais que precedem este conceito:
15
1946
a) A automação da operação do sistema elétrico
O termo automação foi utilizado pela primeira vez para
O primeiro e principal vetor para a digitalização no setor de
descrever o conceito que estava sendo desenvolvido pela Ford
energia foi para a automação da operação. Realizar comandos
Motor Company para movimentar componentes de forma
remotos de abertura e fechamento de dispositivos, controlar
automática entre máquinas;
automaticamente a tensão, frequência, potências ativas, reativas entre outros parâmetros, vencendo distâncias e aumentando a
1947 A invenção do transistor revoluciona a eletrônica, inicialmente a analógica e posteriormente com o conceito da eletrônica digital;
confiabilidade. Há décadas é crescente o interesse pela automação dos sistemas de operação nas indústrias. O setor elétrico tem acompanhado esta tendência com a automação da operação de usinas e subestações
1958
em um primeiro momento.
Surge o primeiro circuito integrado, com milhares de
O primeiro registro de automação do sistema elétrico data
transistores, permitindo a compactação em escala e de forma ampla;
da década de 1920. Na América do Norte, o precursor de um sistema SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) foi
1961
utilizado para monitorar equipamentos em subestações de média
O primeiro circuito integrado lógico. Nesta década, a automação
tensão integradas à fontes de geração, evitando a necessidade de
na indústria começa a ganhar força já com a substituição da lógica a relé pela eletrônica;
operadores trabalharem em rotinas locais permanentes. A Figura 1 ilustra o conceito do monitoramento local visual que gradativamente foi substituído por monitoramento eletrônico
1965
e digital.
O primeiro computador digital (PDP-8) é desenvolvido e aplicado para automação de sistemas industriais; 1968 O primeiro CLP (Controlador Lógico Programável) foi desenvolvido pela Associação BedFord para atender a General Motor na automação da indústria automobilística; 1960s É nesta década que surgem os primeiros relés de proteção eletrônicos analógicos estáticos, que culmina nos primeiros relés de proteção digital na década de 1980; 1980s Com a aplicação em escala dos computadores e a eletrônica
Figura 1 – Perfil de monitoramento visual e local nas subestações.
embarcada em sensores e atuadores, houve uma revolução da chamada Indústria 3.0 em todos os segmentos, incluindo naturalmente o sistema elétrico de potência.
Na década de 1930, as concessionárias de energia começaram a se interconectar, movimento que se expandiu cada vez mais, gerando os grandes sistemas interligados. O objetivo
Os objetivos da digitalização dos sistemas também são comuns
novamente era a redução dos custos operacionais e o aumento da
entre os segmentos: melhoria da qualidade do produto, redução
confiabilidade dos sistemas. Com isso, a necessidade de controlar
de custos operacionais e melhoria na segurança dos processos
parâmetros de geração com muito mais detalhes, como a tensão
e pessoal. Estas vantagens fazem com que as empresas que não
e a frequência, leva à aplicação de computadores analógicos para
adotem a digitalização em seus processos percam competitividade,
controlar os fluxos de potência de saída dos geradores.
não deixando a alternativa de ser uma adoção facultativa. Na sequência é apresentado o histórico nos segmentos diretamente impactados pela digitalização no setor elétrico.
Na década de 1950, o conceito do despacho de geração de energia foi criado. Computadores analógicos foram aprimorados para controlar a geração de cada unidade individualmente para
16
fornecer o menor custo de geração, criando as funções de despacho
sistemas de automação de subestações integradas à carga
econômico e controle automático de geração. Neste momento, os
(alimentadores), os sistemas de reconfiguração automática operam
sistemas foram rotulados como Sistemas de Gerenciamento de
com elevado nível de automatização para tomada de decisão desde
Energia (EMS). Estes conceitos são utilizados amplamente até
a década de 1980, tornando um sistema predominantemente aéreo
os dias de hoje. Já nesta época era possível simular qual empresa
de distribuição de energia em um dos mais confiáveis do mundo.
poderia gerar com o valor econômico mais interessante, criando
Com o passar dos anos, o processo a ser automatizado
as bases para o despacho econômico.
permanece o mesmo. Os equipamentos primários e as suas
No final da década de 1960, a digitalização entra em cena.
funções praticamente não se modificaram, mas houve grande
Computadores e softwares digitais (conforme explanado na
evolução nos equipamentos secundários. No entanto, a mudança
introdução) foram desenvolvidos para substituir os sistemas
da planta também é esperada com a entrada em escala dos
EMS analógicos. Softwares foram desenvolvidos para incluir
recursos energéticos distribuídos integrados, incluindo sistemas
funções de simulação off line do sistema elétrico dando apoio
de armazenamento e os próprios veículos elétricos. A operação
desde as funções de planejamento até a operação, provocando
dos sistemas elétricos ficará muito mais complexa e os sistemas de
uma verdadeira revolução para os profissionais e para o
controle digitais serão ainda mais decisivos.
próprio sistema elétrico, estendendo agora as aplicações para
Atualmente, existem dezenas/centenas de milhares de IEDs
os sistemas de transmissão. Os fornecedores desenvolviam
em operação nas plantas das empresas do setor de energia. O
soluções proprietárias que acarretavam grande dificuldade nas
número cresce cada vez mais e a grande fronteira é se aproximar
atualizações. Esse conceito continuou até as décadas de 1980 e
dos consumidores. Os sistemas SCADA recebem continuamente
1990 quando sistemas operacionais mais flexíveis e padronizados
estes dados atualizados de informações analógicas e os status de
foram desenvolvidos para aplicativos de tempo real.
forma contínua. Provocando uma digitalização para operação do
Na década de 1980, houve a massificação da aplicação do conceito de RTUs, que são dispositivos digitais, que fazem a
sistema elétrico sem precedente, integrando definitivamente com o conceito de Redes Elétricas Inteligentes (Smart Grids).
interface entre os equipamentos finais e os sistemas de automação e centros de controle, proporcionando o monitoramento e controle de forma bidirecional. Esta interface foi denominada
Além dos computadores aplicados para a automação do
de Unidade Terminal Remota e ainda hoje tem aplicação em
sistema elétrico, a utilização de computadores nas empresas de
vários campos da automação, com uma grande diferença
energia para atividades de apoio e corporativas também segue a
para a capacidade de processamento, que aumentou de forma
mesma cronologia apresentada no item anterior.
significativa, proporcionando muito mais funcionalidades.
Fascículo
b) A computação no setor elétrico
Notadamente, a solução de problemas engenharia pela
Na década de 1990, os microprocessadores começaram a
simulação digital foi um avanço significativo. A simulação de
ser aplicados em relés de proteção, medidores e controladores
fluxo de potência e de transitórios que demoravam horas ou dias
dedicados e geralmente equipados com uma porta de
passaram a ser realizadas em poucos minutos e agora segundos.
comunicação. À medida que esses dispositivos mais poderosos
Com grandes bancos de dados, todo o sistema elétrico de
foram implantados, as concessionárias e os fornecedores
potência é cadastrado com referência geográfica permitindo
perceberam que o projeto e a complexidade de uma subestação
aplicações significativas em projetos, estudos, planejamento,
poderiam ser bastante reduzidos pela interface destes dispositivos
comercial, gestão de ativos, previsão de carga/energia, operação,
diretamente na UTR. Desta forma nasceu cunhado pelo
entre outros.
IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos) a
Segundo o IEEE, muitas pessoas acreditam que a única conexão
denominação para estes equipamentos de “Dispositivo Eletrônico
entre sistemas de energia e computadores é que os computadores
Inteligente” (IED). Assim, um dispositivo com microprocessador
devem estar conectados a uma tomada elétrica para funcionar.
e porta de comunicação passa a ser denominado de IED.
É verdade que a eletricidade realmente alimenta computadores,
Um destaque especial na história da automação deve ser
seja diretamente para unidades de desktop, seja indiretamente por
dado ao Japão. Com investimentos consistentes em sistemas de
meio de fontes de alimentação ininterruptas (baterias carregadas
comunicação (incluindo a utilização de fibra ótica), softwares,
pelo sistema de energia) para computadores grandes. Há muito
17
mais, no entanto, na conexão entre computadores e sistemas de energia. A indústria de energia é a terceira maior usuária de computadores nos Estados Unidos, depois do governo federal e das instituições financeiras. Os computadores são muito usados pelas concessionárias de energia elétrica para cobrança de clientes, folhas de pagamento de funcionários e manutenção de registros. A Figura 2 ilustra um exemplo de aplicação de computadores digitais na década de 1980, a indústria da energia elétrica foi uma das primeiras a empregarem e se beneficiarem dos benefícios do processamento de dados digitais.
pode acarretar riscos críticos para a segurança das pessoas e das instalações. Hoje as novas instalações do sistema elétrico de potência adotam a proteção digital como padrão, ou seja, a digitalização também chegou à proteção dos sistemas elétricos. A história da adoção de relés de proteção teve início no começo do século passado com a aplicação em funções básicas de sobrecorrente. Na década de 1960 foram lançados os primeiros relés de proteção eletrônicos (de estado sólido) gerando a primeira mudança de paradigma para os especialistas em proteção. A segunda grande mudança foi com a entrada dos relés digitais microprocessados na década de 1980. Hoje as dúvidas sobre a confiabilidade e a qualidade dos relés digitais foram superadas. A história tecnológica da proteção elétrica pode ser demonstrada comparando o espaço necessário entre equipamentos modernos e antigos. Um relé microprocessado pode substituir até cinco painéis com relés eletromecânicos e dois painéis com relés eletrônicos estáticos. A Figura 3 apresenta uma comparação realizada em uma instalação que sofreu retrofit de seu sistema de proteção com a substituição de relés eletromecânicos para relés digitais.
Figura 2 – Aplicação de microcomputadores para atividades de apoio no SEP.
No início da aplicação de computadores, o processamento
de dados era central. Com o passar do tempo, o processamento foi sendo distribuído próximo das áreas usuárias. O futuro vai do processamento de dados em nuvem até os distribuídos nos próprios equipamentos de campo, constituindo um ambiente híbrido dependendo da sua aplicação. Conceitos como de Big Data e aplicação de Inteligência artificial encontram espaço para a adoção de supercomputadores novamente com processamento centralizado. Existe uma boa discussão sobre o processamento centralizado ou descentralizado, no entanto, ninguém tem dúvida sobre o papel e a importância da utilização de computadores no
Figura 3 – Comparação entre relés eletromecânicos e digitais.
setor elétrico como um grande vetor da digitalização. Sobretudo o relé de proteção é hoje um IED, como foi c) A digitalização da proteção
apresentado no histórico da automação. A possibilidade de
Os sistemas de proteção elétrica são, sem dúvida, os mais
registros em memória, incluindo as oscilografias e a capacidade
críticos do sistema de potência. Um atraso ou mau funcionamento
de aquisição de dados cada vez com maior velocidade, possibilita a
18
avaliação de proteção de distância utilizando técnicas da teoria de ondas viajantes. Funcionalidades adicionais, como a comunicação em rede, possibilidade de utilização de protocolos para aplicação de mensagem de trip e utilização de funções lógicas para controle e automação são exemplos do grande estágio de evolução destes dispositivos na atualidade. d) As telecomunicações
Figura 4 – Detalhes do cabo OPGW.
Outro vetor de grande importância na digitalização do setor elétrico são suas aplicações com telecomunicações. Nos
A partir da década de 1990, a utilização de rádios ponto a
Estados Unidos, a indústria da energia elétrica possui a segunda
ponto e ponto multiponto foram adotados para comunicação
maior infraestrutura de telecomunicações entre as indústrias,
de subestações de pequeno porte e para a comunicação de
perdendo apenas para as próprias operadoras dos sistemas de
equipamentos especiais na rede de distribuição. Em locais
telecomunicações. O motivo da implantação de infraestrutura
de difícil acesso à comunicação utilizando telefonia celular e
própria é a missão crítica por trás dos serviços de energia, que
satélite começou a ser utilizado, ganhando escala no início dos
necessitam de confiabilidade e qualidade acima da média para sua
anos 2000.
operação segura.
As redes de comunicação utilizadas para atender a última
Os primeiros sistemas de monitoramento e controle de
milha utilizando a frequência livre na faixa de 900 MHz
concessionárias eram estruturados em torno da tecnologia
passaram a ser utilizadas em maior escala acompanhando os
telefônica e usavam linhas telefônicas alugadas operando a 300
primeiros projetos de redes inteligentes.
bits/segundo. Várias empresas até instalaram sistemas de telefonia
Quando se discute 5G e 6G e o futuro das estruturas de
privada com comutação de alta velocidade e recurso de recuperação
energia e dados para atender aos avanços da digitalização
automática de falhas.
pode-se concluir que a integração das redes de energia e dados
No início, as empresas também enfrentaram um problema
serão cada vez mais importantes para o setor.
crônico: como estabelecer uma comunicação de qualidade entre instalações localizadas em locais remotos e de difícil acesso como
Fascículo
as usinas geradoras de energia?
e) Digitalização da medição de energia A medição da energia elétrica é outra função fundamental
Neste momento, houve a aplicação dos sistemas Carrier com
nas empresas de energia elétrica. A avaliação da condição de
comunicação que utilizava os cabos dos sistemas de energia como
operação de todo o sistema elétrico é baseada na medição
meio físico para resolver o problema. Estes sistemas transportavam
dos parâmetros elétricos. Toda a liquidação das transações
voz e dados, o que resolvia o problema desde que houvesse uma
comerciais de energia é realizada por sistemas de alta precisão
ligação direta entre as duas subestações.
instalados em usinas geradoras e subestações em pontos de
As limitações do sistema Carrier foram superadas com a
fronteira. Todo o faturamento de energia elétrica e a estimativa
adoção das microondas privadas, oportunizando a melhoria da
de perdas em alguns segmentos também são realizadas por
qualidade da transmissão e volumes maiores de dados em links de
medição elétrica. Dos grandes consumidores industriais aos
comunicação de longa distância.
menores consumidores residenciais, os medidores de energia
A partir da década de 1980, os cabos de fibra ótica começaram
são reconhecidos e desempenham papel fundamental.
a ser utilizados com mais frequência. Pesquisas levaram ao
Da mesma forma que os processos de proteção elétrica,
desenvolvimento do cabo OPGW (Optical Ground Wire), que faz
a medição de energia sofreu a mesma revolução a partir da
a função de para raio nas linhas de transmissão e internamente
digitalização.
é composto de dezenas de cabos de fibra ótica, fazendo com
Muitos modelos e sistemas de medição eletromecânica
que as necessidades das empresas de energia com relação às
foram desenvolvidos pela indústria da até a década de 1960,
telecomunicações fosse superada. A Figura 4 apresenta alguns
onde a medição eletrônica de estado sólido começou a ganhar
detalhes sobre o cabo OPGW.
espaço.
19
foram
A Figura 6 ilustra um monitoramento realizado de forma
desenvolvidos ainda no início do século XIX. E por volta de
analógica em contraste com os grandes centros de controle com
1879 já possuía modelos comerciais.
cada vez mais informações disponíveis em sistemas digitais.
Os
primeiros
medidores
eletromecânicos
Os medidores digitais ganharam espaço a partir da década de 1980 e atualmente dominam completamente o mercado. No sistema elétrico de potência eles começaram a ganhar espaço nas medições de fronteira e, a partir de 2010, praticamente não se comercializam medidores que não sejam eletrônicos e digitais. Assim como os relés de proteção, os dispositivos
Figura 6 – Centros de controle antigos em contraste com os atuais.
eletromecânicos (medidores) possuem maior expectativa de vida útil em comparação aos eletrônicos, mas os medidores digitais possuem uma série de benefícios que foram decisivos para mais esta mudança tecnológica. A Figura 5 ilustra a comparação entre os medidores eletromecânicos e os eletrônicos digitais.
Interessante notar que, nos grandes sistemas interligados, como é o caso do brasileiro, os Centros de Controle do Operador Nacional do Sistema (ONS) possuem a visualização de toda a rede básica e consegue, cada vez mais, aliar o despacho hidrotérmico e o controle da estabilidade do sistema, de forma ímpar, tendo novamente como requisito a digitalização. Conceitos, como IOT para energia, Big Data, Redes Inteligentes e demais elementos da indústria 4.0 transformarão os centros de controle em centros de inteligência aplicada a favor do sistema elétrico. Um exemplo desta tendência é o conceito que a Copel está trazendo para o denominado Smart Copel, preparando para os desafios da Operação do presente e do futuro.
Figura 5 – Medidores eletromecânicos versus digitais.
Atualmente, os medidores ganharam a denominação de inteligentes. Também são peças fundamentais na modernização dos sistemas elétricos através do conceito de redes inteligentes. f) Os centros de controle O último segmento que aborda a inserção da digitalização são os centros de controle. Como foi apresentado neste fascículo, o conceito de uma sala de comando e controle remonta à década de 1920. Durante mais de um século de desenvolvimento, os centros
Figura 7 – Smart Copel.
de controle também mudaram drasticamente sua tecnologia e modo de atuação. Cada vez mais distantes dos pontos de controle
*Julio Shigeaki Omori é engenheiro eletricista e possui mestrado
com cada vez mais dispositivos de monitoramento, os centros se
em Engenharia Elétrica e Informática Industrial pela Universidade
tornaram instalações fundamentais para a operação do sistema
Tecnológica Federal do Paraná. É professor de Engenharia Elétrica
elétrico e ganharão cada vez mais importância com a inserção
e de Energia na Universidade Positivo e superintendente na Copel
tecnológica e a digitalização.
Distribuição.
20
Manutenção 4.0 Por Caio Huais e Felipe Resende Sousa*
Capítulo I Oportunidades e desafios das equipes de manutenção do setor elétrico brasileiro Introdução
base única de informações. Por consequência, é possível ter acesso a informações - a nível regional, nacional ou global
As empresas de transmissão e distribuição do Sistema
- permitindo, assim, a tomada de decisões de forma rápida
Elétrico Brasileiro de Potência (SEP) passaram por várias
e embasada em dados. Concomitantemente à centralização,
transformações nos últimos anos motivadas por desafios
a padronização de processos é importante por permitir que
técnicos e operacionais. Esta transformação é aplicável também
todas as informações de uma mesma tarefa, ainda que geradas
às equipes de manutenção, cuja rotina é marcada por constantes
por várias equipes distintas, sejam cadastradas de forma única.
dificuldades, porém, com várias chances de melhoria. O
Como consequência, obtém-se a redução ou a eliminação da
objetivo deste artigo é contextualizar o leitor quanto à realidade
necessidade de minerar e refinar os dados, permitindo assim que
da manutenção, apresentando as principais oportunidades e
os gestores e os analistas trabalhem diretamente com a análise e
desafios na gestão e operação das equipes de campo.
com o processamento das informações. Por fim, a automação de processos reduz a ocupação de homem-hora indevida ao reduzir
Fascículo
Principais oportunidades observadas
o tempo gasto na realização de tarefas repetitivas, propiciando o melhor aproveitamento da carga horária de analistas.
Apesar de lidar com equipamentos, a principal ferramenta
Exemplificando toda a mudança de paradigma apresentada,
de trabalho da manutenção é a informação. Desta forma, há uma
pode-se estudar o processo de inspeções em subestações e
vastidão de dados que as equipes devem processar, tais como:
linhas de transmissão: é possível sair de um modelo manual
dados técnicos e histórico de intervenções em equipamentos;
de registro e arquivamento de formulários para a criação de
resultados de ensaios e análises em fábrica e campo; oscilografias
um aplicativo, no qual as equipes de campo inserem de forma
e registros de operações; grandezas elétricas e ambientais
padronizada as anomalias identificadas. Estas informações vão
como correntes, oscilações de tensão, temperatura ambiente e
para um servidor centralizado de dados, no qual um algoritmo
descargas atmosféricas.
automaticamente prioriza quais são as anomalias prioritárias,
Neste sentido, é altamente recomendado que todos os
considerando o custo de resolução, a probabilidade de defeito
processos passem por uma transformação baseada em três
no ativo e o impacto nos clientes, em caso de falha. Em suma,
pilares, a saber: centralização, padronização e automação.
a centralização, padronização e automação de processos gera a
Com a centralização, a gestão das equipes de forma remota
redução de perdas e gastos indevidos, bem como o rastreamento
é alcançada, uma vez que as informações por elas geradas
das informações.
(como tempo médio de atendimento, produtividade, custo
A padronização de protocolos de comunicação entre
por atividade, dentre outros) podem ser acessadas em uma
equipamentos, com destaque para o IEC 61850, é uma
21
importante melhoria que deve ser considerada. Com esta nova
a presença de equipes na sua operação e intervenção (por
tecnologia, diversos IEDs se comunicam, enviando informações
exemplo, transformadores de potência sem a possibilidade de
padronizadas e estratégicas para a manutenção. Dessa forma,
instalar linhas de vida para trabalhos em altura, necessidade de
com a unificação de protocolos de comunicação, torna-se mais
intervenções em espaços confinados e atmosferas explosivas). É
fácil o treinamento e a qualificação das equipes de campo,
comum encontrar áreas que não possuem condições adequadas
facilitando as intervenções e reduzindo erros associados à
de trabalho, ensejando assim o uso correto de equipamentos de
intervenção humana. Os dados enviados pelas IEDs, se bem
proteção coletiva e individual - EPIS e EPCs. Assim, além de
utilizados, aumentam o desempenho das equipes. Por exemplo,
garantir que todos utilizem de forma adequada os EPIs e EPCs,
a manutenção em disjuntores e religadores com base em uma
por meio da implementação e internalização de uma cultura de
periodicidade pré-determinada pode ser otimizada, ao se utilizar
segurança, é necessário aprimorar e atualizar procedimentos
da leitura das oscilografias de relés e contagem do número de
de trabalho para, principalmente, manter a integridade física e
operações em função da corrente interrompida. Assim, ocorre a
mental dos colaboradores.
transição de um paradigma de manutenção baseada em tempo
Além disso, as intervenções de manutenção sempre devem
(mais caro e menos eficiente) para a manutenção baseada na
considerar também cuidados com o meio ambiente. Ainda
condição do ativo (mais assertiva e com menores custos).
existem vários equipamentos com óleo isolante contaminado
Por fim, ainda no tema de digitalização, é inegável que
com bifenilas policloradas - ou PCB - cujo impacto ao
as distribuidoras passam por transformações significativas
ecossistema e a saúde do ser humano é elevado. Outro isolante
causadas pela IoT (internet of things, ou internet das coisas).
amplamente utilizado, o gás hexafluoreto de enxofre, ou SF6,
A instalação de sensores e outros dispositivos inteligentes em
enseja cuidados adicionais, uma vez que vazamentos deste gás
ativos estratégicos, tais como transformadores e disjuntores,
em ambientes fechados pode levar a asfixia. Assim, a criação e a
possibilita o monitoramento online de vários parâmetros tais
adoção de procedimentos de trabalho para intervenções nestes
como teor de umidade em óleo, capacitância de buchas e tempos
ativos são obrigatórias, considerando medidas preventivas e
de abertura e fechamento em disjuntores. Obtém-se assim
corretivas sob o aspecto de impacto ambiental.
o conhecimento da saúde do ativo, monitorando a evolução
Tendo em vista que uma das principais missões das
em tempo real de falhas incipientes, subsidiando a tomada de
transmissoras e distribuidoras é garantir o fornecimento
decisão. Consequentemente, ocorre uma otimização dos custos,
de energia a seus clientes, um dos grandes desafios das
permitindo que intervenções sejam feitas somente quando
mantenedoras é buscar atingir os níveis ótimos de qualidade
necessárias.
de serviço, notadamente através dos indicadores DEC e FEC.
Analisando o exposto, nota-se que todas as informações
O não cumprimento de metas definidas por órgãos reguladores
que eventualmente as equipes trabalham podem ser inseridas
pode causar multas e sanções, trazendo prejuízos financeiros
em ferramentas computacionais que auxiliam no registro e
significativos para a empresa e seus acionistas. Além disso,
processamento das informações. Conceitos tais como data-
a expansão da internet e a facilidade de acesso a informações
lakes, adaptados à realidade de cada empresa, possibilitam o
por meio de mídias sociais também gera nas distribuidoras
processamento de várias informações simultâneas, trazendo
uma enorme pressão causada pelos clientes, que conseguem
como oportunidades a intervenção em ativos de forma
transmitir rapidamente informações capazes de prejudicar
estratégica e com o menor custo possível.
a imagem da empresa perante a sociedade. Muitas vezes, a
Desafios
reversão desses prejuízos é cara e demorada. Neste contexto, a manutenção se mostra peça-chave, reduzindo a falha em equipamentos e diminuindo interrupções
O principal desafio das equipes de manutenção é relacionado
não programadas no fornecimento de energia. Apesar disso, em
a saúde, segurança e meio ambiente. Subestações e linhas de
caso de eventos associados a defeitos em equipamentos (desde
transmissão apresentam vários riscos aos colaboradores, com
os mais simples até os de grandes proporções), as equipes de
especial destaque para o risco de choque elétrico, queda de
manutenção devem intervir de forma rápida e precisa, buscando
altura e ataque de animais peçonhentos. Não raro se encontram
o retorno das condições normais de fornecimento, muitas vezes
instalações e ativos que foram construídos sem considerar
interagindo com a sociedade, amenizando ânimos exaltados de
22
terceiros. Um agravante é a topologia do sistema elétrico sob
em indicadores de continuidade de energia. Além das distâncias,
atuação: por exemplo, em sistemas radiais a falha de um único
as características do terreno também devem ser levadas em
disjuntor pode levar milhares de clientes a ficarem várias horas
conta ainda na etapa de planejamento e programação das
sem energia, devendo a manutenção restabelecer o sistema
atividades de manutenção. Por exemplo, a inspeção em linhas de
da forma mais rápida possível, muitas vezes sem os recursos
transmissão instaladas em regiões montanhosas, de vegetação
adequados.
densa e difícil acesso, reduz a produtividade das equipes. Para
Nas etapas de projeto e construção de novas instalações,
contornar este desafio, recomenda-se especial atenção nas etapas
nota-se uma tendência na compactação de equipamentos. Por
de planejamento, programação e despacho das equipes. Nestas
exemplo, disjuntores “híbridos” - equipamentos que concentram
etapas, ferramentas computacionais para a definição de rotas
disjuntores, chaves seccionadoras e transformadores de corrente
podem se mostrar aliadas na busca por aumento da eficiência e
em um único equipamento - ocupam uma área reduzida e
redução de custos.
possuem custos reduzidos, ao permitir o adensamento de
Por fim, a pandemia vista nestes últimos três anos trouxe
componentes. Porém, deve-se lembrar que a manutenção nestes
vários impactos nas equipes de manutenção. Apesar de modelos
equipamentos pode ficar comprometida, principalmente ao se
de trabalho home office e semipresenciais serem adotados
considerar que a falha em um componente pode causar a completa
em várias empresas, a necessidade de equipes em campo para
inutilização do ativo, levando à substituição do equipamento.
trabalhos de manutenção não tornou possível a aderência a esta
Além disso, a compactação excessiva de equipamentos, aliado
tendência. Infelizmente, várias empresas tiveram o pior prejuízo
ao design da subestação, pode causar dificuldades tais como o
possível: a perda de muitos colaboradores devido à Covid. Isto
correto posicionamento de guindastes e caminhões, bem como a
trouxe como consequência impactos na saúde física e mental
instalação de linhas de vida para o trabalho das equipes. Assim,
das equipes, trazendo mais um desafio para as empresas, que é
é sugerido que as etapas de planejamento, projeto e construção
a conscientização sobre os riscos da doença e a necessidade da
sempre sejam realizadas com consultas ao time de manutenção,
prevenção.
que herdará a instalação e será sua responsável pela maior parte da vida útil.
Conclusões
Fascículo
Outro desafio é a necessidade de otimização das despesas orçamentárias. O impacto financeiro de uma área de
Apesar de enfrentarem um cenário adverso, causado por
manutenção dentro de empresas de T&D é notável, e a presença
desafios operacionais, técnicos e humanos, e agravados pela
significativa de custos operacionais, ou OPEX (que não geram
pandemia, as equipes de manutenção possuem um leque
retorno financeiro para as empresas) pode gerar incômodo
de oportunidades ímpar, propiciados principalmente pela
para os acionistas. Dessa forma, é dever de manutenção “pensar
facilidade no acesso a uma ampla variedade de dados, que, se
fora da caixa”, visualizando novas formas de intervenção mais
bem processados, geram informações de valor. A adoção de
assertivas e de menor custo, em especial através da intervenção
novas metodologias e paradigmas de trabalho trará sucesso
em ativos por meio de investimentos. Nesse sentido, destaca-se
para a manutenção, permitindo atingir resultados de excelência,
a realização de retrofits em equipamentos, que possibilita o
a custos reduzidos e sem impactos na saúde, segurança e meio
aumento na vida útil e aumentam o valor contábil da empresa
ambiente.
através da substituição de unidades de adição e retirada. Além de tudo o que foi citado, a manutenção muitas vezes
*Felipe Resende de Carvalho Sousa é bacharel (2014), mestre
deve se preocupar com a localização geográfica de algumas
(2017) e doutor (2021) em Engenharia Elétrica pela Universidade
instalações. Em grandes áreas de concessão, como é o caso de
Federal de Goiás. Atua na Enel Distribuição Goiás na manutenção
várias distribuidoras, as equipes de campo podem percorrer
de subestações e linhas de alta tensão.
distâncias superiores a centenas de quilômetros para um
Caio Huais, engenheiro de produção, pós-graduado em Engenharia
atendimento programado ou emergencial. Como consequência,
Elétrica e Automação com MBA em engenharia de manutenção.
surgem fenômenos indesejáveis tais como: aumento do tempo de
Atualmente, é gerente corporativo de manutenção de alta tensão no
atendimento; elevação de custos associados à logística; impacto
Grupo Equatorial Energia.
23
24
Segurança cibernética Por Rodrigo Leal de Siqueira*
Capítulo I A digitalização: o sistema elétrico está seguro?
Atualmente estamos vivenciando um dos momentos mais fascinantes e singular da história da humanidade. Neste exato
e distribuição.
momento em que está lendo este artigo, um novo mundo está
A digitalização, assim como a descentralização e a
sendo construído a partir dos ciclos de inovação cada vez mais
descarbonização, está interligada com a transição energética, que é
curtos. As mudanças estão cada vez mais rápidas e em alguns
um conceito amplo. É um processo que consiste em uma mudança
setores disruptivos, de modo que o que é moderno hoje amanhã
na matriz energética com foco nas fontes de energia renováveis
pode estar obsoleto. A velocidade, a amplitude e o impacto com
e estando atreladas a modificações significativas na forma de
que essas mudanças estão ocorrendo estão modificando os nossos
produzir, distribuir e consumir energia, trazendo novidades em
comportamentos, o nosso trabalho e nossas vidas.
relação a tecnologias de conversão, modelos de negócios, segmentos
Somos testemunhas de toda evolução e mudanças em todos os setores, com surgimento de novos modelos de negócio e transformação de cadeias inteiras. Alguns modelos de negócio que pareciam sólidos e estabelecidos são ultrapassados em velocidade exponencial.
Fascículo
falamos sobre o setor de energia, nas áreas de geração, transmissão
industriais e relações internacionais. Hoje a transformação do setor elétrico está centrada nestes pilares conhecidos como os 3Ds da transição energética. A digitalização é a base para o desenvolvimento dos outros dois pilares, pois através das novas tecnologias estamos conseguindo
A pandemia nos mostra, claramente, que a tecnologia está cada
conectar e capilarizar o sistema elétrico. Embora não seja um
vez mais presente em nossas vidas, transformando nosso modo de
processo específico do setor de energia, é a espinha dorsal da
vida e nosso modo de trabalho, trazendo benefícios enormes em
Indústria 4.0 (IoT, big data, machine learning), responsável também
vários segmentos, inclusive no setor elétrico.
por contribuir com soluções para o setor elétrico.
Esse momento revolucionário que estamos vivendo está
O processo de digitalização de instalações do setor elétrico é cada
levando a mudanças de paradigmas, sem precedentes, na economia,
vez mais relevante e é uma tendência irreversível, uma vez que traz
nos negócios, na sociedade em geral. O setor elétrico no Brasil e no
ganhos em qualidade e desempenho. No cenário atual, os dados e a
mundo está passando por grandes mudanças e trazendo enormes
informação que eles fornecem são considerados o “novo petróleo”.
desafios para as empresas e agências do setor. Com a ruptura
Hoje, no Brasil, estamos enfrentando grandes desafios no setor
do modelo tradicional provocada pela necessidade de avanço
que podem ser transformados em oportunidades por meio da
tecnológico no setor, o processo de digitalização tomou forma
utilização inteligente de grandes quantidades de dados que as novas
trazendo consigo novas tecnologias e soluções visando atender as
tecnologias nos disponibilizam, permitindo assim maior controle,
nossas dores.
planejamento e redução dos custos com maior eficiência.
A digitalização está mudando a forma como vivemos, trabalhamos e nos relacionamos e não poderia ser diferente quando
Um exemplo é a evolução dos dispositivos inteligentes e sua penetração no setor industrial e de missão crítica.
25
preditiva, minimizando os custos, possibilitando ganhos de eficiência, melhoria na prestação do serviço, maior disponibilidade operacional e menor tempo de resposta para solicitações de clientes e demandas do mercado. Em suma, essa é uma viagem sem volta, a digitalização está mudando o mundo como o conhecemos. Neste ambiente de mudanças revolucionárias, nos cabe monitorar os riscos e oportunidades, investindo em novas soluções e demandas. Hoje, bilhões de dispositivos (sensores, câmeras, smartphones, TV, geladeira, veículos, etc.) estão conectados, aumentando a Na transmissão, por exemplo, de acordo com a Associação Brasileira das Empresas de Transmissão de Energia Elétrica (Abrate), dezenas de milhares de equipamentos deverão ser trocados até 2023 pelo fim da vida útil regulatória. Com a adoção de dispositivos inteligentes nas redes e subestações de transmissão, podemos aumentar sensivelmente a vida útil dos equipamentos instalados. A revolução digital não deixa de fora o segmento de distribuição de energia que sofre constantemente com perdas técnicas e não técnicas. Com as tecnologias apresentadas pela Indústria 4.0 é possível também fazermos a gestão da saúde dos ativos de forma mais
superfície de contato, ou seja, o perímetro, ocasionando um aumento da exposição diária a ataques cibernéticos maliciosos, colocando nossas vidas e a estabilidade da nossa sociedade em risco. Segundo estudos, a expectativa é que até 2025 existam 60 bilhões de dispositivos conectados, para uma população abaixo de 8 bilhões. Neste contexto, a segurança cibernética tem se tornado um tema cada mais relevante na sociedade em geral. Segurança cibernética tem se tornado assunto frequente no setor elétrico ao longo dos últimos anos, pois no Brasil e no mundo temos usinas e subestações interligadas em grandes infraestruturas
26
de telecomunicação e tudo isso pode ser acessado remotamente.
cibernética do Setor Elétrico Brasileiro (SEB), tendo como objetivo a
Contribuiu para que o tema ganhasse relevância durante a pandemia
definição do problema regulatório até a escolha da melhor alternativa
o fato de que grande parte da força de trabalho das empresas que
de ação regulatória.
geram, transmitem e distribuem energia foi obrigada, em um curto
A atuação regulatória da agência trouxe no final do ano passado
espaço de tempo, a trabalhar de maneira remota. Empresas tiveram
como resultado a emissão da Resolução Normativa Aneel Nº 964, de
que se adaptar rapidamente e uma elevada conectividade nessas
14 de dezembro de 2021, que dispõe sobre a política de segurança
empresas foi necessária para manter o sistema elétrico brasileiro
cibernética a ser adotada pelos agentes do setor de energia elétrica.
em operação e, ao mesmo tempo, garantir a saúde e segurança
A existência de uma regulamentação nacional para o setor
das pessoas. Esse cenário contribuiu para a explosão de incidentes
elétrico é base para que um país tenha infraestruturas críticas de
cibernéticos.
energia menos expostas e vulneráveis, garantindo a segurança
De forma geral constata-se um aumento de ataques em todo
nacional e capacidade de reação em caso de incidentes.
o mundo e o Brasil foi o quinto país que mais sofreu ataques
Pelo ONS, até o momento existia um item nos Procedimentos de
cibernéticos no ano passado. O ano de 2021 foi de consolidação
Rede que tratava do assunto, mas de forma abrangente. Após receber
das ameaças em relação a ataques cibernéticos, que nunca foram
contribuições dos agentes, o Operador Nacional do Sistema Elétrico
tão frequentes, impactantes e sofisticados. Houve vazamento de
divulgou, em 1º de julho de 2021, a Rotina Operacional RO-CB.BR.01
informações sigilosas, sequestro de dados, invasões de sistemas e
- Controles mínimos de segurança cibernética para o Ambiente
muito dinheiro perdido. As interrupções afetam a produtividade,
Regulado Cibernético. O documento, que estabelece os controles
a receita e a segurança física e 9 a cada 10 organizações do setor
de segurança cibernética a serem implementados nos centros de
industrial sofreram pelo menos uma intrusão no ano passado e 63%
operação dos agentes e nos equipamentos de infraestrutura, está em
tiveram três ou mais invasões, o que é semelhante aos resultados em
vigor desde 9 de julho de 2021. Desde então, os agentes e o Operador
2020.
devem adotar a rotina e o seu conjunto de requisitos e critérios, de
No setor elétrico, na rede de geração, transmissão e distribuição,
acordo com os prazos estabelecidos.
os ataques também vêm crescendo, principalmente a partir de 2015
A publicação dessa rotina aprimora as orientações sobre o
com o ataque à Ucrânia, ocasionando um “apagão elétrico”, atingindo
tema junto aos agentes, elevando o nível de segurança cibernética
30 subestações e em torno de 230 mil pessoas por um período de seis
de toda a operação. A rotina operacional é focada na arquitetura,
horas, causado por um vírus de computador e se tornou o primeiro
governança, inventário, gestão da vulnerabilidade, gestão de acessos e
caso registrado dessa natureza.
monitoramento e resposta a incidentes, conforme detalhado a seguir:
Nos últimos dois anos tivemos vários casos de ataques cibernéticos no setor elétrico no Brasil, como os ocorridos com CPFL, Enel, Energisa, EDP, Light, Copel e Eletronuclear, todos
Fascículo
veiculados na mídia. O tema vem ganhando tanta relevância no setor elétrico, que faz parte da agenda regulatória da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) e do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS). Em um webinar realizado pelo Cigre-Brasil no ano passado, do qual fui o anfitrião, o diretor da Aneel, Sandoval Feitosa, abriu o webinar levantando a questão de a segurança cibernética ser uma temática que vem ganhando interesse em diversos setores de infraestrutura com abrangência nacional e internacional. No setor elétrico, o aumento da conectividade entre sistemas, além de propiciar a ampliação de incidentes sofridos pelas organizações, também contribui para a sofisticação dos ataques promovidos por cibercriminosos. Nessa conjuntura, ele apresentou que a Agência vem desenvolvendo proposta de atuação regulatória sobre segurança
Segurança
cibernética
deve
ser
analisada
como
um
investimento. Um espaço cibernético seguro é um ambiente que evita indisponibilidade e permite ganhos operacionais por meio de tecnologias que viabilizam a operação remota segura e a coleta de dados que, combinados com soluções de inteligência artificial, ajudam na redução de custos com operação e manutenção. Ainda, novas
27
28
tecnologias que podem ser habilitadas por um espaço cibernético
• Visão regulatória;
seguro apoiam no aprimoramento dos índices de qualidade dos
• O estado da arte;
serviços prestados à sociedade no que tange à geração, transmissão e
• Arquitetura de rede eficiente;
distribuição de energia elétrica.
• Gestão de riscos e vulnerabilidades;
A segurança cibernética deve ser considerada como um processo
• Gestão de processos;
de melhoria contínua ao longo do tempo, e três pilares devem ser
• Conscientização e capacitação;
considerados para o sucesso do investimento neste segmento. O pilar
• Protegendo da ameaça;
da tecnologia é, provavelmente, o que a maioria das pessoas pensa
• Segurança corporativa;
quando tratamos deste tema, no entanto, temos o pilar dos processos e
• Segurança operativa;
o pilar das pessoas, que é o elo mais fraco.
• Plano de resposta a incidentes;
Assim, é fundamental aplicar os recursos disponíveis na empresa em mudança de processos, com apoio da tecnologia, e com
• Centros de operação de segurança; • O futuro.
sensibilização e capacitação das pessoas. Com relação às pessoas observa-se que profissionais ligados, em
Estamos selecionando líderes e especialistas para fazer parte
sua maioria, com trabalho com dados, cibersegurança e sistemas
da equipe que comporá os demais fascículos. Caso você se interesse
estão entre os 10 mais demandados, conforme pesquisa realizada
será um prazer conversarmos. Entre em contato comigo pelo e-mail
pelo “LinkedIn Economic Graph”, que analisou dados de empregos
rodrigol@chesf.gov.br ou pelo LinkedIn www.linkedin.com/in/
iniciados entre 2017 e 2021 e estão em alta em 2022.
rodrigolealdesiqueira.
Considerando que o ciberespaço é a nova arena de batalha e, finalizando este artigo, fica a pergunta para reflexão: a próxima
*Rodrigo Leal é graduado e mestre em engenharia elétrica. Possui MBA
pandemia será a Guerra Cibernética?
em Gestão de Projetos pela Fundação Getúlio Vargas (FGV) e curso de Gestão de Negócios da Era Digital pela Cesar School. Atualmente cursa
Sabemos que não existe “bala de prata” para tratar do tema de segurança cibernética e, por isso, pede uma abordagem holística e
na Chesf, tendo passado pelos cargos de Gerente do Departamento de
investimentos com o objetivo de proteger o perímetro das ameaças e
Telecomunicações, Assessor da Superintendência de Telecomunicações,
mitigar a exposição ao risco.
Proteção e Automação e atualmente como assessor do Diretor de
Este é o primeiro capítulo de uma série sobre segurança cibernética,
Fascículo
MBA Executivo de Negócios do Setor Elétrico pela FGV. Desde 2006 atua
Operação, coordenando vários processos da diretoria, incluindo os
que iniciamos nesta edição e se estenderá ao longo do ano. Os oito
assuntos relativos à tecnologia operativa. Ocupa ainda a posição de Vice-
capítulos deste fascículo abordarão diversos tópicos, entre os quais,
Presidente do Conselho Diretor da UTC América Latina e Coordenador do
destacam-se:
Comitê de Tecnologia da Informação e Telecomunicações no Cigre-Brasil.
Renováveis ENERGIAS COMPLEMENTARES
Ano 5 - Edição 59 / Janeiro-Fevereiro de 2022
ARMAZENAMENTO DE ENERGIA oportunidades, promessas e desafios
COLUNA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA: Gestão da ABGD 2022/2023 - Renovação e continuidade COLUNA ENERGIA SOLAR: 2022 - o melhor ano da energia solar no Brasil COLUNA ENERGIA EÓLICA: Um marco para a eólica offshore no Brasil APOIO
29
Fascículo Armazenamento de energia Por Markus Vlasits*
30
Capítulo I
Armazenamento de energia – oportunidades, promessas e desafios
Tradicionalmente, o setor de energia elétrica, não somente no Brasil,
possui apenas três usinas deste tipo – duas em São Paulo (Pedreira
mas no mundo inteiro, tem sido estruturado sobre três esferas: geração
– 100 MW, Traição – 22 MW), e uma no Rio de Janeiro (Vigário – 88
de energia, transmissão e distribuição. Neste modelo, o consumidor,
MW), mas opera uma vasta bateria hídrica através das suas usinas
seja ele residencial, comercial ou industrial é atendido por uma
hidrelétricas como reservatórios. Diferente das usinas ‘a fio d’água’,
única distribuidora de energia, que possui monopólio dentro de uma
estas usinas com reservatórios possuem a capacidade de armazenar
determinada região, com base em um contrato de concessão de longo
água, e consequentemente, energia elétrica por semanas ou até
prazo ou através de outro arranjo semelhante. Apesar deste ‘modelo
mesmo por meses. Trata-se de grandes instalações, tais como as
tradicional’ ter passado por muitas adaptações e alterações, no Brasil,
usinas de Furnas (12 GW) e Nova Ponta (510 MW), em Minas Gerais,
segundo dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) e da
ou Sobradinho (1 GW) na Bahia. Além de contribuir de forma muito
Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), mais de 99,9%
relevante para a geração de energia elétrica, estas usinas desempenham
dos consumidores de energia elétrica, representando mais de 60% do
uma papel importantíssimo no gerenciamento sazonal do recurso
consumo de eletricidade do país, ainda são atendidos através deste
hídrico brasileiro, pois elas armazenam chuvas durante o período úmido
arranjo.
e disponibilizam energia para o período seco – pelo menos, na medida
Uma das primeiras inovações do modelo tradicional tem sido a abertura do chamado ‘mercado livre’, em que determinados grupos de consumidores podem contratar energia dos geradores, seja
que o regime de chuvas, que está sendo impactado cada vez mais por mudanças climáticas, permita que isto aconteça. No entanto, ao longo da última década tem surgido, principalmente
diretamente ou por intermédio de uma comercializadora, mantendo
nos Estados Unidos, na Austrália e na China, uma nova forma de
apenas o pagamento pelo uso da rede da distribuidora. Desde 2012, a
armazenamento de energia elétrica. Trata-se de instalações de
geração distribuída, até mesmo por ser acessível para a grande maioria
menor porte, que na sua grande maioria usam uma outra tecnologia
dos consumidores, que não têm a possibilidade de migrarem para o
de armazenamento – bancos de baterias. Atualmente, esta nova
mercado livre, tem entrado como novo elemento, trazendo implicações
modalidade de armazenamento ainda é pequena. Segundo análises da
profundas para a organização tradicional do setor elétrico. De repente,
Bloomberg NEF a potência mundial de sistemas de armazenamento
consumidores finais, que até então tinham sido consumidores
estacionário não ultrapassa os 30 GW, ou seja, muito inferior à
‘passivos’, estão gerando, de forma parcial ou total, sua própria energia,
capacidade das usinas reversíveis. No entanto, a previsão é que esta
transformando-se em agentes ‘ativos’ do setor elétrico. Evidentemente,
nova forma de armazenamento estacionário ultrapasse os 350 GW de
o crescimento maciço da geração distribuída tem, por sua vez,
potência e 1.000 GWh de capacidade até o final desta década.
impulsionado uma série de outras inovações, incluindo a instalação de medidores de energia ‘inteligentes’, novos arranjos regulatórios e a possibilidade de formar consórcios energéticos ou até usinas virtuais. Uma das inovações mais recentes do setor elétrico tem sido o armazenamento de energia elétrica. Surge como opção para que consumidores individuais possam aumentar sua autonomia em relação aos agentes tradicionais do setor elétrico. E aparece também como complemento de unidades de geração de grande porte, principalmente usinas renováveis variáveis como fotovoltaicas e eólicas, ou como instalações independentes, prestando serviços para a rede elétrica.
Figura 1 - Evolução do mercado de armazenamento estacionário. Fonte: BNEF, 2021 (Adaptado por NewCharge).
Adicionalmente, há que levar em consideração o crescimento rápido
Adicionalmente, observamos que sistemas de armazenamento,
de veículos elétricos. Segundo dados da IEA (International Energy
acoplados a geradores renováveis, tem conseguido reduzir o uso de
Agency), existem atualmente aproximadamente 7 milhões de carros
geradores termelétricos no âmbito de sistemas isolados.
puramente elétricos (battery electric vehicles - BEVs), além dos veículos
É importante observar que, para o setor elétrico como um todo, o
híbridos. Aproximadamente 50% dos BEVs rodam na China, 25% na
armazenamento de energia não representa nada de novo. Há mais de
Europa, e o restante nos EUA e demais países do mundo. Importante
um século, a água está sendo usada como meio de armazenamento de
levar em consideração que um veículo elétrico, do ponto de vista
energia; e a primeira usina hidrelétrica reversível entrou em operação
energético, é nada mais que uma bateria sobre rodas, e que automóveis
na Suíça em 1907. Atualmente, existe no mundo uma capacidade
para uso particular passam a maior parte do seu tempo parados. Desta
instalada de usinas reversíveis de aproximadamente 160 GW. O Brasil
forma, os BEVs, existentes hoje a nível global, já representam uma fonte
de armazenamento de aproximadamente 340 GWh. Sempre quando
pato’ (duck curve), que é um afundamento da curva de carga (o que
estiverem parados e com suas baterias carregadas, estes veículos
representa a ‘barriga’ do pato), enquanto à noite, quando não há geração
também poderiam prestar serviços de armazenamento para seus
solar disponível, em adição a um aumento de consumo residencial,
proprietários ou para a rede elétrica como um todo.
acontece um aumento abrupto desta mesma curva de carga (o ‘pescoço’
Mas por que há tanto interesse em expandir a capacidade de
e a ‘cabeça’ do pato).
armazenamento? Quais são os motivos por trás deste interesse? Um dos principais motivos está na expansão rápida das fontes renováveis. A IEA estima que no período de 2021 a 2026 sejam adicionados à matriz elétrica mundial entre 170 GW e 220 GW de novas instalações fotovoltaicas por ano, 80 GW a 120 GW por ano de geração eólica, além de 30 GW a 40 GW por ano de geração hidrelétrica e 10 GW a 20 GW por ano de outras fontes renováveis.
Figura 3 - Curva de pato na rede elétrica da CAISO. Fonte: CAISO, 2016.
O clima da Europa Central ainda traz um outro desafio – lá, ao longo dos meses de inverno (dezembro – fevereiro), a baixa irradiação solar e pouca incidência de vento coincidem com o pico de consumo de energia Figura 2 - Expansão da geração de energia renovável – 2021-2026. Fonte: IEA, 2021.
elétrica – no jargão dos planejadores do setor elétrico alemão este fenômeno é chamado de ‘calmaria escura’ (‘Dunkelflaute’).
Este crescimento de fontes renováveis não é somente essencial para contribuir para a descarbonização da matriz elétrica mundial. Ele também segue uma lógica econômica, já que em muitos lugares deste mundo, incluindo o Brasil, as energias solar fotovoltaica e eólica são mais baratas do que a expansão de outras fontes, principalmente, a geração termelétrica. Adicionalmente, temos o fator tempo – principalmente porque a tecnologia fotovoltaica permite prazos de implantação muito menores que outras fontes, mesmo para projetos de grande porte. É importante ressaltar também que a IEA prevê que aproximadamente 40% da nova capacidade fotovoltaica global será realizada no formato de geração distribuída, o que reforçará ainda mais
Figura 4 - Exemplo de calmaria escura na Alemanha no inverno de 2017. Fonte: Agora Energiewende, 2017.
Em ambos os casos, fontes renováveis variáveis precisam ser
a mudança de paradigma no setor elétrico, conforme mencionado no
complementadas com outras fontes de energia. Tradicionalmente,
começo deste artigo.
este tem sido o papel de térmicas a gás flexíveis, já que esta tecnologia
No entanto, as fontes fotovoltaica e eólica têm uma particularidade
permite despachos relativamente rápidos. No entanto, a geração
– ambas são fontes variáveis. Esta variabilidade traz alguns desafios
térmica, além de ser cara, também traz um relevante ônus ambiental. A
para os operadores de redes elétricas. Além de estarem sujeitas a
redução no preço de baterias, junto com melhorias no seu desempenho
alterações meteorológicas de curto prazo, também possuem uma
e na sua durabilidade, tem permitido substituir estas térmicas a gás por
considerável sazonalidade, que podem ser maiores ou menores de
sistemas de armazenamento. O regime operacional desses sistemas
acordo com a região. Na somatória, esta variabilidade significa que as
têm sido bastante simples – eles absorvem o excedente da geração
curvas de geração fotovoltaica e eólica dificilmente coincidirão todos
fotovoltaica ou eólica e disponibilizam a energia durante as horas
os dias com a totalidade curva de carga dos consumidores a serem
de ponta noturna, quando o consumo estiver elevado. Desta forma,
atendidos. Na Califórnia a expansão da geração fotovoltaica tem
estes sistemas contribuem para resolver ou pelo menos amenizar o
contribuído para um atendimento de parte considerável do consumo
fenômeno da curva de pato. Na Califórnia existem vários sistemas de
ao longo da tarde, causando um fenômeno apelidado de ‘curva de
armazenamento de grande porte trabalhando neste regime.
Atualmente, o Reino Unido possui mais de 1 GWh de sistemas de armazenamento em operação, com um pipeline de mais de 15 GWh para o futuro próximo. A Alemanha, futuramente, terá um importante desafio para resolver seu problema de ‘calmaria escura’, o que deve gerar novas oportunidades na área de armazenamento, inclusive para novas tecnologias de armazenamento de longa duração, como por exemplo, baterias de fluxo ou o armazenamento através do hidrogênio verde. Mas, a Alemanha já é um mercado relevante para o armazenamento, porém, para sistemas de pequeno e médio porte instalados ‘atrás do medidor’. Isso se deve à seguinte situação: o país foi um dos pioneiros das energias renováveis (tanto solar como eólica) na Europa e tem subsidiado a construção Figura 5 - Mapa BESS de grande porte na Califórnia. Fonte: NewCharge, 2021.
de novas plantas com uma tarifa ‘prêmio’. Inicialmente, esta tarifa era substancialmente superior ao preço de energia elétrica. Todavia, a relação entre preço de energia e compensação pelo excedente se
Adicionalmente, operadores de grandes usinas fotovoltaicas
inverteu ao longo do tempo. Atualmente, o consumidor residencial
têm percebido que sistemas de armazenamento acoplados aos seus
paga na média 32,62 centavos de Euro por kWh (aproximadamente
parques solares podem ser um bom negócio porque possibilitam a
R$ 1,90/kWh), enquanto o consumidor industrial e comercial paga
comercialização de energia solar por preços diferenciados. Atualmente,
na média EUR 0,149/kWh (≈ R$ 0,9/kWh). No entanto, o excedente
quase 90% dos novos projetos de usinas fotovoltaicas na Califórnia
que uma instalação de geração distribuída injeta na rede elétrica é
e 70% no leste dos EUA são usinas híbridas com capacidade de
compensado com apenas 6,6 centavos por kWh, ou seja, o usuário do
armazenamento. Observamos tendências semelhantes em outros
sistema de geração distribuída perde até 80% do valor do excedente
países, como, por exemplo, na Austrália e na China.
de energia gerado. Nesta situação compensa instalar um sistema
Outra referência interessante para a adoção de sistemas de
de armazenamento capaz de armazenar este excedente de geração
armazenamento é o Reino Unido. Atualmente, mais de 40% da
e destiná-lo ao autoconsumo. Até o final de 2020, a Alemanha
energia britânica é proveniente de fontes renováveis, no entanto,
já havia instalado mais de 270.000 sistemas híbridos (sistemas
dada a sua posição geográfica (bom lembrar que se trata de uma
de armazenamento acoplados a um gerador FV), com capacidade
ilha), o intercâmbio energético com os demais países europeus está
cumulativa de armazenamento superior a 1 GWh. E isto é apenas o
limitado em aproximadamente 10% da potência total instalada.
começo. Vários integradores alemães já estão oferecendo soluções
Esta situação tem criado um ambiente muito propício, não somente
residenciais 100% autônomas, compostas por sistemas fotovoltaicos,
para tecnologias de gestão inteligente de energia, mas também para
bancos de baterias para o armazenamento de curto prazo e tanques de
sistemas de armazenamento voltados para a prestação dos chamados
hidrogênio e células de combustível para poder suprir energia durante
‘serviços ancilares’. Estes são, na sua essência, serviços de estabilização
as semanas da ‘calmaria escura’. O número de usuários desses sistemas
de tensão e frequência de rede, além da reserva de capacidade, em
100% autônomos ainda é baixo, mas na medida que baterias e os
momentos de carga elevada.
demais componentes do sistema de armazenamento se tornarem mais acessíveis, este número crescerá, o que trará impactos muito profundos para o futuro do setor elétrico.
Figura 6 - Mercado de serviços ancilares no Reino Unido. Fonte: NewCharge, 2021.
Figura 7 - Sistema residencial 100% autônomo na Alemanha. Fonte: Homepowersolutions, 2021.
O crescimento destas novas modalidades de armazenamento
Em comparação com baterias de chumbo-ácido, elas têm
de energia se deve, entre outras coisas, à evolução tecnológica e
proporcionado um avanço dramático na vida útil e na densidade
ao barateamento de baterias. Durante muito tempo a tecnologia
energética. Não é exagero afirmar que a revolução tecnológica
predominante de baterias tem sido a de chumbo-ácido, que ainda faz
promovida por computadores, tablets e celulares e o avanço da
parte do nosso dia a dia. No entanto, a tecnologia com maior taxa de
internet não teriam sido possíveis sem as baterias de íons de lítio.
crescimento no seu uso, tem sido a tecnologia de íons de lítio. Lítio é
Ao mesmo tempo, o preço destas baterias tem caído de mais de USD
um material fascinante: um metal de coloração cinza, extremamente
1.000 por kWh de capacidade para um pouco mais de USD 100/
leve e altamente reativo. O lítio é amplamente distribuído no nosso
kWh em 2020. Em 2021, no entanto, pela primeira vez durante
planeta, porém em concentrações muito baixas, devido a sua elevada
muito tempo o preço das baterias de lítio voltou a crescer. Este
reatividade. Por isso, a extração e o processamento de lítio são bastante
aumento de preços se deve não somente aos efeitos da pandemia,
caros. Dos cinco países com as maiores reservas conhecidas de lítio, três
mas também a um aumento muito significativo da demanda por
estão localizados na América do Sul.
baterias. A demanda proveniente da mobilidade elétrica, do mercado de sistemas estacionários e da produção de equipamento eletrônico com baterias de pequeno porte tem superado a capacidade produtiva de forma significativa. Embora os investimentos no aumento da capacidade produtiva estejam acontecendo a todo vapor, provavelmente irá demorar algum tempo até que os preços de baterias voltem a cair. Isto pode ser uma má notícia no curto prazo, mas um sinal encorajador no médio prazo. Principalmente para aplicações estacionárias existem alternativas tecnológicas, como por exemplo, a bateria de fluxo e baterias de íons com base em outros metais (por exemplo, sódio), que oferecem perspectivas interessantes. Como podemos constatar, o novo mundo de armazenamento é
Figura 8 - Reservas terrestres de lítio. Fonte: US Geological Survey, 2021 (Adaptado por NewCharge).
Baterias de lítio geralmente são compostas por um catodo formado
um tema muito amplo que dificilmente consegue ser abordado em um único artigo. Felizmente, haverá oportunidade de aprofundar esta discussão ao longo de mais sete artigos a serem publicados na Revista O Setor Elétrico até o fim deste ano. No próximo artigo
por lítio e outros metais, um anodo de grafito, separados por uma
iremos mergulhar mais a fundo no mundo das baterias e das
membrana e um eletrólito líquido orgânico.
tecnologias alternativas de armazenamento. E nos próximos artigos, avaliaremos com maior profundidade, as oportunidades e os desafios do armazenamento de energia elétrica no âmbito do setor elétrico brasileiro, que em muitos aspectos é muito diferente dos setores elétricos dos países do hemisfério Norte. Sem dúvida, 2022 será um ano muito interessante e, também, será o ano do armazenamento. *Markus Vlasits é fundador e diretor-sócio da NewCharge Projetos desde 2019. Foi diretor comercial e cofundador da Faro Energy e também diretor e, posteriormente, vice-presidente da Q-Cells SE na Alemanha, uma das principais produtoras de células e painéis fotovoltaicos. É conselheiro e
Figura 9 - Princípio funcional de uma bateria de íons de lítio. Fonte: Department of Transportation, 2018 (Adaptado por NewCharge).
coordenador do Grupo de Trabalho de Armazenamento da Associação Brasileira de Energia Solar (Absolar).
Geração distribuida
Gestão da ABGD 2022/2023 Renovação e continuidade Em mais de seis anos de atuação, a
36
potenciais das fontes renováveis: solar, eólica,
Associação Brasileira de Geração Distribuída
biomassa e resíduos sólidos. Nos últimos
(ABGD) conseguiu reconhecimento público
anos, crescemos em número de associados e
como voz ativa na defesa dos legítimos
espaço de fala que ocupamos nas mais diversas
interesses e demandas de um setor que
discussões pertinentes ao setor.
é estratégico para o desenvolvimento sustentável do País. A história da entidade reflete os avanços
Do mesmo modo que a geração distribuída, a ABGD privilegia a inovação, o que sempre se deu de maneira responsável e observando
que a geração distribuída está e continuará
a continuidade do trabalho cioso e dedicado
alcançando. Em setembro de 2015, quando a
realizado por cada um de seus integrantes de
ABGD foi fundada, o setor acumulava modestos
Diretoria e membros do Conselho Deliberativo.
13,6 MW de potência instalada. Desde
Os membros da atual gestão estão
então, geração distribuída tem sido sinônimo
trabalhando para entregar três projetos: a
de crescimento, sempre interligado com
Universidade Corporativa ABGD, o Programa
renovação. A microgeração e a minigeração
de Certificação e Selo de Qualidade ABGD e a
cresceram exponencialmente para mais
Conferência Internacional “O futuro da energia”
de 9 GW e consolidaram-se como parte
(maio a novembro de 2022).
indispensável da matriz elétrica nacional. A Diretoria da ABGD eleita para o biênio
Essas ações fazem parte de um movimento maior e imprescindível para o crescimento
2022/2023 inicia a gestão sob a boa notícia
sustentado do País. Nosso setor deve fechar o
de aprovação do Marco Legal da Geração
ano superando a marca de 16 GW de potência
Distribuída (Lei Federal 14.300/2022),
instalada, o que acarreta um volume de
levando parte da regulação do setor para um
investimentos de R$ 35 bilhões e geração de
plano juridicamente mais estável, transpondo o
mais de 230 mil postos de trabalho.
universo de Resoluções Normativas (RN). Assim, impõem-se à Associação novos
A Associação Brasileira de Geração Distribuída permanece focada na defesa dos
desafios, como dialogar com o Conselho
interesses do setor e de seus associados, o que
Nacional de Política Energética (CNPE) para
significa, inclusive, promover para a sociedade
garantir um resultado positivo para a geração
meios para concretizar a transição energética
distribuída na formulação do meio de cálculo do
e caminhos para um futuro com maior garantia
sistema de compensação.
de acesso a um bem indispensável para a vida
A entidade está preparada para apoiar e aprimorar novos modelos de negócios estruturados para explorar os múltiplos
contemporânea. Conheça, a seguir, a nova diretoria da ABGD para o biênio 2022/2023.
Diretoria executiva
Guilherme Chrispim
Carlos Felipe - Vice
Adalberto Maluf
Rogério Duarte
Joaquim Rolim
Presidente
presidente
Vice-presidente
Diretor financeiro
Diretor técnico
Diretores institucionais
37
Eduardo Lopes
Einar Tribuci
Lúcia Abadia
Clarissa Zomer
Diretor de indústria
Diretor de Jurídico e
Diretora comercial e de
Diretora de BIPV - Fotovoltaica
Tributários
eventos
na Arquitetura e Construção
Energia solar fotovoltaica
Ronaldo Koloszuk é presidente do Conselho de Administração da Absolar
Rodrigo Sauaia é presidente executivo da Absolar
Daniel Pansarella é Country Manager Brazil da Trina Solar.
2022: o melhor ano da energia solar no Brasil
Com um dos melhores recursos solares do planeta, o
38 Brasil vivencia um crescimento
representa um crescimento
crescimento de 65%, mesmo
mil empregos neste ano. Dos R$
de 49% em relação aos
em meio a um ano desafiador de
50,8 bilhões de investimentos
investimentos acumulados
pandemia global.
previstos para 2022, a geração
exponencial da tecnologia
desde 2012 até o final de 2020
solar fotovoltaica, com a
no país.
potência instalada desta fonte
Os avanços de 2021
Para 2022, o cenário de crescimento é ainda mais auspicioso. Projeções da
distribuída solar corresponderá a cerca de R$ 40,6 bilhões. Para a geração própria de
limpa, renovável e acessível
criaram mais de 153 mil
Associação apontam que, neste
energia solar fotovoltaica,
praticamente dobrando, ano após
novos empregos no Brasil,
ano, a fonte solar fotovoltaica
a ABSOLAR projeta um
ano, no país. Impulsionada por
espalhados por todas as
deverá gerar mais de 357 mil
crescimento de 105% frente
investimentos dos consumidores
regiões do território nacional.
novos empregos no país, com
ao total já instalado até 2021,
em geração própria nos telhados,
Desde 2012, a fonte solar
novos investimentos privados no
passando de 8,3 GW para 17,2
fachadas e pequenos terrenos,
já movimentou mais de R$
setor que poderão ultrapassar a
GW. Já no segmento de grandes
bem como por uma participação
66,3 bilhões em negócios e
cifra de R$ 50,8 bilhões.
usinas solares, o crescimento
cada vez maior das grandes
gerou mais de 390 mil postos
usinas solares na matriz elétrica
de trabalho. Em 2021, as
12,1 GW de potência instalada,
saltando dos atuais 4,6 GW
nacional, a energia solar tem se
contratações cresceram 65%
somando as usinas de grande
para 7,8 GW em operação até o
consolidado como uma solução
em relação aos empregos
porte e os sistemas de geração
final do ano.
importante para a redução
acumulados desde 2012 até o
própria de energia elétrica. Isso
de custos, para a melhoria
final de 2020 no país.
representará um crescimento
solar no Brasil, o setor
Serão adicionados mais de
previsto será de 67,8%,
Com o avanço da energia
de mais de 91,7% sobre a
contribui de forma cada vez
elétrico e para o aumento da
de geração, o Brasil possui
capacidade instalada atual do
mais significativa e positiva
sustentabilidade no território
atualmente mais de 13 GW de
país, hoje em 13 GW.
com as demandas nacionais
brasileiro.
potência operacional da fonte
da segurança de suprimento
Em termos de capacidade
As perspectivas para o setor
de desenvolvimento social,
solar fotovoltaica, somando
são de chegar ao final de 2022
econômico e ambiental.
Associação Brasileira de Energia
as usinas de grande porte e os
com um total acumulado de
Trata-se de uma energia elétrica
Solar Fotovoltaica (ABSOLAR),
sistemas de geração própria,
mais de 747 mil empregos no
competitiva, democrática e
somente em 2021, o setor
o que já representa quase a
Brasil desde 2012, distribuídos
limpa, fundamental para o
atraiu mais de R$ 21,8 bilhões
mesma potência instalada da
entre todos os elos produtivos
país recuperar a sua economia
em investimentos, tanto das
usina hidrelétrica de Itaipu,
do setor.
e conseguir crescer. A fonte
grandes usinas, quanto dos
a maior do Brasil e segunda
pequenos e médios sistemas
maior do planeta. Segundo
postos de trabalho deverá vir do
da evolução do país e um
instalados em residências,
a ABSOLAR, o país saltou de
segmento de geração própria
verdadeiro motor de geração
pequenos negócios e
7,9 GW, ao final de 2020,
de energia solar, que será
de oportunidades e novos
propriedades rurais. O resultado
para 13 GW ao final de 2021,
responsável por mais de 251
empregos para a sociedade.
Segundo dados da
A maior parcela destes
fotovoltaica é parte importante
Energia Eólica
Elbia Gannoum é presidente executiva da Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica)
Um marco para a eólica offshore no Brasil
No final de janeiro, o Governo publicou o Decreto Nº 10.946,
eólica onshore. O decreto só entra em vigor
que dispõe sobre a cessão
em junho deste ano. O Ministério
de uso de espaços físicos e o
de Minas e Energia (MME) terá
aproveitamento dos recursos
então 180 dias a partir desse
naturais no mar para a geração
período para aprimorar as
de energia elétrica a partir de
normas. Do ponto de vista da base
empreendimentos offshore.
regulatória, o decreto é suficiente
Entendemos que este foi um
para começar o processo, o resto
avanço crucial para que o Brasil
vem por portarias e resoluções,
possa iniciar seu caminho na
mas é preciso também
implantação de parques eólicos
desenvolver infraestrutura de
offshore com segurança para o
linhas de transmissão e portos e
investidor, governo e sociedade.
isso leva um tempo.
Acreditamos que o decreto não
O que já se sabe é que o
39
que é o hidrogênio verde. Gostaria de terminar este
Reconhecemos, ainda, o enorme esforço e dedicação do Ministro
apenas atende aos interesses
apetite do investidor e nosso
públicos e coletivos, como
potencial são enormes. Já
artigo relembrando e celebrando
de Minas e Energia, Bento de
também é importante base para
temos 80 GW de projetos em
o empenho de todos os agentes
Albuquerque, de toda a equipe
que o trabalho das empresas
análise no Ibama e o Roadmap
envolvidos nestes primeiros anos
técnica do Ministério de Minas e
possa ser feito de forma planejada
de eólica da EPE mostra um
para o desenvolvimento da eólica
Energia e das demais instituições
e organizada.
potencial de 700 GW. Este é um
offshore no Brasil. Na ABEEólica
envolvidas neste tema, todos
potencial que costumo chamar de
já estamos discutindo os temas
comprometidos em debater o
seus primeiros passos, essa
“infinito” porque, considerando
de offshore com as empresas
tema em profundidade, sempre
segurança é fundamental para
a necessidade técnica de termos
e instituições desde 2018, de
do ponto de vista técnico,
que tanto empresas como
uma matriz elétrica diversificada,
forma mais sistemática, sempre
fazendo o difícil trabalhar de unir
sociedade e governo saibam
ninguém apostaria numa fonte
junto ao Conselho Global de
estudos de outros mercados com
quais são os critérios técnicos,
única e jamais chegaremos a
Energia Eólica (GWEC), que tem
as especificidades do cenário
exigências, obrigatoriedades
precisar de toda essa energia
sido um parceiro crucial para nos
brasileiro. A fonte eólica já possui
de estudos e os órgãos que
em nossos ventos marítimos.
trazer as experiências de outros
uma longa história de sucesso
responderão e serão responsáveis
Num futuro não tão distante,
países e novos parceiros para
no Brasil com a utilização dos
por analisar, aprovar e formalizar
nossas eólicas offshore podem,
estudos e trabalho. Além disso,
ventos em terra e agora, por meio
o avanço de cada etapa
ainda, estar atreladas a uma das
já formamos uma importante
do Decreto Nº 10.946, começa
dos projetos, que possuem
indústrias que terão papel central
rede de empresas da cadeia
uma nova fase com os ventos
complexidade maior do que os de
na energia das próximas gerações,
produtiva desta indústria.
marítimos.
Num setor que está dando
40
Capa
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Por Bruno Moreira
Redes mais inteligentes já tornam possível degustar o futuro A inovação no setor elétrico brasileiro avança com a digitalização crescente do sistema de distribuição, mas novas modalidades tarifárias são necessárias para que os investimentos se tornem atraentes
41
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Os
avanços
tecnológicos
vêm
causando transformações drásticas em
que esse sistema funcione de maneira
humana, de maneira muito mais rápida
harmoniosa.
e eficiente. Nesse sentido, ganharam setor
corpo também projetos que substituíram
mundo
elétrico teve início na década de 1990.
medidores eletromecânicos por medidores
corporativo até a produção das grandes
Nessa época, os relés eletromecânicos
eletrônicos a fim de permitir a leitura
indústrias, passando pela maneira como
começaram a ser substituídos por relés
remota da energia consumida e construir
consumimos. Obviamente, o setor elétrico
digitais,
uma grande rede interconectada.
não ficou alheio a estas mudanças. O
e
tempo em que as atividades de geração,
Posteriormente,
digital
digitalização foi o desenvolvimento de
transmissão e distribuição de energia
alcançou as usinas de geração, mais
projetos com o objetivo de implantar
elétrica
A
todos os segmentos sociais, desde as nossas
relações
familiares,
o
transformação
digital
permitindo
operação
o
remota a
no
monitoramento das
instalações.
evolução
O passo seguinte dessa escalada de
dispositivos
especificamente, os sistemas de controle
redes
eletromecânicos para controle e de um
e monitoramento, tornando mais veloz e
exemplo, estudou a implantação de
grande contingente de pessoas para a
completo o fornecimento de dados para a
várias iniciativas nesse sentido até que,
realização desta tarefa está definitivamente
operação.
em 2018, conseguiu implementar um
necessitavam
de
O superintendente da Companhia
ficando para trás.
inteligentes.
A
Copel,
por
projeto-piloto em uma cidade de 15 mil
(Copel)
habitantes chamada Ipiranga (PR). “A
eletricista, membro do Cigré, e diretor-
Distribuição, Julio Omori, explica, em um
rede de Ipiranga (PR) está hoje totalmente
executivo da Baur Brasil, Daniel Bento,
webinar promovido pela Revista O Setor
automatizada e integrada, com medição
essa
elétrico
Elétrico, em outubro de 2021, que era
bidirecional
caracterizada pela intensa digitalização
natural que a transformação digital no
informações ao consumidor. Além disso,
paga tributo na atualidade a outras duas
setor elétrico se iniciasse nas plantas de
há integração com automação do sistema
tendências que envolvem a área energética
geração e nas grandes subestações, pois
de trânsito, da iluminação pública e do
em todo o mundo: a descarbonização
se tratam de ambientes confinados, que
sistema de abastecimento de água”,
e a descentralização, que junto com a
facilita a substituição de equipamentos
contou o superintendente da Copel.
digitalização formam os 3 Ds do setor
novos por antigos. Contudo, segundo
Conforme Omori, os bons resultados
elétrico. Para Bento, a descarbonização,
Omori, cada vez mais ocorrem movimentos
colhidos em Ipiranga (PR) fizeram com
que nada mais é do que a resposta à
mais
digitalização,
que a Copel tivesse certeza de que a
pressão social e das autoridades por mais
migrando das subestações para o público
tecnologia estava madura e incentivaram
sustentabilidade ambiental, é a grande
consumidor, o que torna o desafio bem
a distribuidora a ampliar seu programa
responsável hoje em dia tanto pela
maior para as distribuidoras de energia
Rede
descentralização quanto pela digitalização
elétrica. “As concessionárias precisam
outras cidades. “Atualmente, estamos
do setor.
lidar com uma área de concessão muito
desenvolvendo um projeto que engloba
grande (algumas centenas de milhares
1,5 milhão de unidades consumidoras,
agredir menos o meio ambiente é que
de
as
cerca
o setor de geração de energia pensa
oportunidades
de
comentou. Não apenas a Copel está
cada vez mais em empreendimentos de
rede”, avaliou.
De
acordo
com
transformação
do
o
engenheiro
setor
Grosso modo, segundo Bento, para
Paranaense
de
Energia
interessantes
quilômetros), de
de
sendo
inúmeras
sensoriamento
fornecendo
Elétrica
de
Inteligente
30%
da
também
(REI)
nossa
para
planta”,
avançando em redes inteligentes, mas
energia solar e eólica e veículos elétricos,
Foi assim que, ao longo da última
também outras distribuidoras, em todo o
toda uma cadeia que se beneficiaria
década, as empresas de distribuição
país, como: Cemig, Celesc, Neoenergia,
bastante em termos de confiabilidade
começaram a realizar projetos-piloto no
CPFL e Enel. “Com tantos projetos,
e eficiência de um modelo de geração
sentido de digitalizar suas redes, para que
acredito que já seja possível degustar o
distribuída de energia. Já a distribuição,
as decisões visando à retomada das redes,
futuro”, diz Omori.
de acordo com o executivo, tem como
quando houvesse falha e desligamento,
Para que o setor elétrico alcance o
papel preponderante ser o garantidor de
pudessem ser tomadas sem a intervenção
futuro, também são muito importantes as
42
Capa
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
inovações tecnológicas em transmissão
Lorena (SP) é um marco para o Subestação
uma subestação para um conjunto de
de energia. Segundo o diretor-executivo
4.0 , projeto da ISA Cteep, iniciado em
subestações e destas para o centro de
de projetos da ISA Cteep – Companhia
2021, que prevê o desenvolvimento de
controle”, afirma.
de
Elétrica
estudos de requisitos e desempenho
Paulista, Dayron Urrego, estas inovações,
de um sistema de proteção, controle,
do Brasil já foram vítimas de ataques
além de tornarem mais confiáveis a
automação e monitoramento. Com um
cibernéticos, mas que se restringiram
prestação
Transmissão
de
Energia
Grandes
grupos
de
distribuição
segmento,
piloto a ser instalado na subestação
somente ao sistema corporativo das
geram maior flexibilidade operativa ao
Jaguariúna (SP), a Subestação 4.0 difere
companhias, que são basicamente as
sistemas elétricos, viabilizando a inserção
da subestação digital Lorena (SP) por ter
tecnologias de informação que apoiam
de novas fontes de geração de energia
módulos de inteligência artificial e maior
as atividades base da empresa, não
renováveis e intermitentes, sobretudo, as
utilização da Internet das Coisas, o que
alcançando, em sua maioria, a operação
descentralizadas.
tornará possível o monitoramento em
dos equipamentos. As concessionárias
tempo real de equipamentos instalados
costumam separar as duas áreas, o que
em
na subestação. Além disso, utilizará menos
garante ao sistema de operação mais
Urrego,
equipamentos para sistemas de proteção
proteção aos ataques.
de
serviço
no
Nesse sentido, a ISA Cteep tem feito
investimentos
novas
tecnologias.
consideráveis Conforme
em 2020, a companhia aportou R$ 14
e controle.
subestações digitais, utilização de drones,
Segurança cibernética
R$ 24 milhões em investimentos.
não estão completamente imunes. “Por isso o grande desafio das distribuidoras
armazenamento de energia, entre outros. Para 2021 e 2022 foram aprovados outros
Apesar disso, Omori está ciente de que as empresas e seus sistemas de operação
milhões em projetos de inovação, como
A crescente digitalização do setor
é que na etapa da especificação do
elétrico e integração entre redes de TI
sistema, tendo em vista as conexões e
Desses investimentos, já é realidade a
e redes elétricas traz para o segmento
a interligação das redes, seja cada vez
subestação digital Lorena (SP) - primeiro
uma discussão que há algum tempo
mais necessário desenvolver um processo
empreendimento do Sistema Interligado
passava longe de suas fronteiras: a
robusto de avaliação de tecnologia de
Nacional (SIN) a contemplar a aplicação
possibilidade de ataques cibernéticos.
bloqueio, desde a criptografia, passando
de solução digital – que foi entregue
Para as distribuidoras, esse é um perigo
por firewalls, sistemas antivírus etc., além,
em 2021. Segundo Urrego, utilizando
que cada vez mais está à espreita.
claro, segregar as redes”, explica.
tecnologias como big data e conexões
Conforme o superintendente da Copel
No segmento de transmissão de
de fibra ótica, a subestação amplia o
Distribuição, quanto maiores as condições
energia elétrica, também é grande a
escopo de coleta das informações e o
de conectividade e a integração das redes
preocupação com a segurança cibernética.
processamento
trazendo
com o consumidor, quanto mais distante as
Segundo o diretor-executivo de projetos da
mais robustez ao sistema ao contribuir
concessionárias chegarem e mais acessos
ISA Cteep, a empresa já definiu processos
para que a operação seja mais confiável
remotos existirem, mais vulneráveis estarão
de
ao longo de todo o ciclo de vida da
suas redes de operação, “aumentando
resposta e recuperação
instalação.
as possibilidade de desligamento de
a defesa cibernética, com o objetivo de
disjuntores, transformadores e até de
evitar e bloquear atividades maliciosas em
linhas inteiras”.
sua origem. “Para trazer maior robustez a
O
dos
dados,
diretor-executivo
de
projeto
da ISA Cteep destaca também o fato de
a
subestação
contribuir
para
identificação,
proteção,
detecção,
que garantem
a
Omori explica que é muito mais difícil,
estes processos, a empresa tomou como
elétrico
no entanto, que haja esse tipo de ataque
base frameworks de mercado, como NIST
brasileiro. Ao utilizar mais cabos de fibra
nas redes de operação, porque os sistemas
e NERC-CIP, além de contar com o apoio
ótica, reduziu-se o emprego de cabos
de controle são muito mais segregados,
de uma empresa contratada para SOC
de cobre, o que gerou menos resíduos.
e com muito mais barreiras. “Nós do
(Security Operation Center)” diz.
Além
sustentabilidade
do
sistema
permitiu
setor sempre entendemos dessa forma:
Além disso, de acordo com Urrego,
diminuir a sala de comando, diminuindo
que o máximo possível de segregação
no processo de entrada em operação
a necessidade de construção civil e o
das redes permite que os ataques, caso
de
impacto ao meio ambiente.
ocorram, fiquem localizados e não passem
cybersecutiry
de um circuito para uma subestação, de
mandatória nos procedimentos e normas
disso,
a
digitalização
Dayron Urrego conta que a subestação
novos
projetos, é
parte
a
avaliação fundamental
de e
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
43
44
Capa
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
estabelecidos pela empresa, que incluem,
e robustez da rede. “Agora estamos
segundo Madureira, um outro cenário
mas não se limitam àqueles determinados
pensando em formas de transformar esses
se apresenta, tornando muitas vezes
pela Aneel.
dados em informações, adentrando de
desnecessário o emprego de tecnologias
uma vez no mundo de analytics, sistema
muito avançadas.
Coleta e análise de dados
big data, e para todas as vertentes da Inteligência Artificial”, ressalta.
Levando-se em conta o ambiente tarifário no qual as concessionárias estão
que
Tomando como base exemplos de
inseridas também se compreende melhor
os centros de operação são as áreas
distribuidoras que atuam no exterior,
o ritmo em que as inovações tecnológicas
da distribuidora que até o momento
Omori acredita que são inúmeras as
relacionadas aos sistemas de distribuição
mais avançaram no que diz respeito
formas de utilizar os dados coletados
avançam no pais. “O custo de energia no
à
subestações
que são descobertos diariamente pelas
país hoje é muito elevado, mas a parcela
automatizadas, os pontos de controles,
redes inteligentes, como criar um centro
cabida à distribuição é cada vez menor.
os sensores eletrônicos, os equipamentos
analítico avançado de manutenção para
Nos últimos 10 anos, diminuiu quase
de medição, todo esse aparato permite
antecipação
assim
pela metade, sendo responsáveis pelo
às concessionárias um amplo controle de
conseguir alimentar todos os processos
aumento, o custo da energia, tributos
seus ativos, trazendo mais confiabilidade
de compra de energia e planejamento.
e encargos”, destaca o presidente da
Trata-se
de
digitalização.
ponto
pacífico
As
dos
problemas
e
Abradee. Conforme Madureira, é o valor
ao sistema de distribuição. Para o diretor-executivo da Baur Brasil, Daniel Bento, no entanto, a confiabilidade
A importância de novas modalidades tarifárias
da tarifa também que fornece os limites aos avanços na digitalização e na automação do sistema elétrico de distribuição. “As
e a eficiência que a digitalização traz para a operação das concessionárias será um
Se em algumas regiões do país,
distribuidoras precisam fazer investimentos
tanto maior quanto for possível, através
as
inovadoras
adequados ao mercado que atendem e à
do auxílio da Internet das Coisas e do
tecnologias já são uma realidade, o mesmo
tarifa que têm à disposição para efetuar
conceito de Big Data, que permitirá o uso
não se pode dizer nas localidades mais
esse atendimento”, afirma.
mais racional das incontáveis informações
afastadas dos grandes centros urbanos.
Um dos pilares da digitalização do
coletadas
espalhados
O presidente da Associação Brasileira
sistema de distribuição de energia elétrica
pelas redes de distribuição. “A partir do
de Distribuidores de Energia Elétrica
é a medição inteligente. Ela permite, por
momento em que a digitalização traz uma
(Abradee), Marcos Madureira,
explica
exemplo, a microgeração distribuída, o
quantidade imensa de dados, algoritmos
que o volume de redes de distribuição do
que certamente é um grande ganho ao um
poderosos podem aprender com eles
país é muito denso, atendendo a locais
parque elétrico que almeje acompanhar
e tomar decisões mais acertadas para
com
sociodemográficas
as tendências do setor elétrico mundial,
melhorar a segurança e a confiabilidade
muito distintas entre si. “Dessa maneira é
cujas características de descentralização
do sistema e dos processos,” diz.
natural que existam disparidades no que
e
diz respeito à digitalização das redes”, diz.
pilares.
pelos
sensores
Ciente disso, a Copel vem estudando
aplicações
das
características
mais
descarbonização O
maior
são
importantes
controle
sobre
o
formas de melhorar a aplicação dos dados
Segundo Madureira, existem áreas
consumo de energia elétrica habilita as
coletados por suas redes inteligentes.
da capital paulista, por exemplo, com
unidades consumidoras a armazenarem e
Omori explica que o projeto de smart grid
densidades iguais a países do primeiro
produzirem energia elétrica.
da empresa traz a cada 15 minutos um
mundo, em que faz sentido investir em
grande volume de dados das unidades
tecnologias avançadas, como sistemas de
da
consumidoras coletado nos medidores
automatização, processos de manutenção
concessionárias nessa tecnologia precisa
eletrônicos. “São diversos parâmetros
preditiva e até ambientes de programação
levar em conta as peculiaridades da sua
elétricos, tais como tensão, corrente,
para treinamento de pessoal, visando à
área de atendimento. Uma concessionária
diversas fases, potência etc.”, informa.
análise de possíveis falhas e previsões de
no Brasil costuma atender clientes com
Segundo o superintendente da Copel
manutenção. “Por outro lado, na região
perfis de carga muito distintos e para
Distribuição, no início, a concessionária
amazônica, é difícil muitas vezes para
alguns deles não faz sentido a troca de
não sabia muito como utilizar esses dados,
a distribuidora chegar até com a rede
medidores, pois isso demandaria um
sendo o foco da empresa mais na resiliência
tradicional”, analisa. Nessas localidades,
grande aporte financeiro por parte da
Mas, de novo, para o presidente Abradee,
o
investimento
das
45
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
distribuidora que precisaria ser repassado
Até então, segundo Madureira, as
tarifário e de outras que possam surgir,
pela
o setor elétrico estará apto a caminhar
Mais uma vez, o presidente da Abradee
Aneel (tarifa branca, tarifa amarela etc.)
de maneira muito mais segura para
aborda a importância do ambiente tarifário
eram opcionais e acabavam migrando
ter um uso maior de equipamentos de
para que os investimentos nesta área
para elas apenas os consumidores que
medição mais sofisticados que possam
avancem com mais rapidez. “À medida
já possuíam características de consumo
permitir interações em uma via de mão
que se possa ter novas modalidades
próprias ao que estava sendo ofertado.
dupla entre distribuidora e consumidor”,
tarifárias que permitam a oferta de
“Dessa maneira não havia muito ganho ao
afirma o presidente da Abradee. E todos
produtos distintos, começa a fazer mais
sistema elétrico de distribuição”, afirma.
os benefícios que advêm dessa medição
sentido o investimento mais forte em
Com a possibilidade da oferta de preços
inteligente,
medição inteligente”, diz.
customizados da energia elétrica para
armazenamento, respostas pela demanda
alternativas
à tarifa de energia elétrica.
tarifárias
permitidas
tais
como
microrredes,
Madureira cita o sandbox tarifário como
os consumidores de baixa tensão das
e veículos elétricos, necessitam, segundo
uma dessas iniciativas. Aprovado pela
mais diversas regiões do país, o sandbox
Madureira, de tarifas que tornem possível
Aneel, em dezembro de 2021, o sandbox
tarifário possibilitará às distribuidoras e
oferecer o maior ganho para o sistema
tarifário é uma autorização temporária
ao setor elétrico como um todo aumentar
elétrico com o custo que efetivamente lhe
que possibilita às empresas distribuidoras
o conhecimento sobre a tarifação dos
é devido. “Nesse sentido, é fundamental
de energia testarem modelos de tarifas
consumidores de baixa tensão e diminuir
ter, em primeiro lugar, tarifas adequadas,
baseadas
o risco na escolha de soluções técnicas e
para aí investir em equipamentos que
regulatórias.
permitam realizar a medição inteligente”,
em
diferentes
tecnologias,
seguindo critérios e limites estabelecidos pela própria agência reguladora.
“Com essa iniciativa do sandbox
conclui.
46
Guia setorial
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Por Bruno Moreira
Mais de 70% das amostras de fios e cabos elétricos no país estão irregulares Números fazem parte do monitoramento de mercado realizado anualmente pela Qualifio e resultam de um rigoroso processo de avaliação
A luta para melhorar a qualidade
corroborada
pelos
dados
setoriais
de
não conformidade com o selo do Inmetro.
dos fios e cabos de baixa tensão elétrica
faturamento do mercado de fios e cabos
Todos os anos, estes produtos
disponibilizados no mercado brasileiro é
elétricos disponibilizados pelo Sindicato da
nas instalações elétricas de baixa tensão
árdua e parece não ter fim. Nos últimos
Indústria de Condutores Elétricos, Trefilação
contribuem para acidentes como incêndios e
seis anos, a porcentagem de amostras de
e Laminação de Metais Não Ferrosos do
choques elétricos, que não raramente geram
produtos testados pela Associação Brasileira
Estado de São Paulo (Sindicel). Conforme
vítimas fatais.
de Qualidade dos Fios e Cabos Elétricos
estes dados, cerca de 30% dos produtos
(Qualifio) e que foram avaliadas como em não
comercializados
brasileiro,
Brasileira de Conscientização para os Perigos
conformidade com o selo de qualidade do
em 2020, são ilegais, o que equivale a R$ 2
da Eletricidade (Abracopel), Edson Martinho,
Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade
bilhões do que a indústria faturou no período.
informa que, no ano de 2020, foram
no
mercado
O
diretor-executivo
da
presentes
Associação
mantiveram
Além disso, os fios e cabos elétricos
registrados 583 incêndios por sobrecarga
constantes apesar de todo o trabalho da
de baixa tensão em não conformidade
elétrica (muitos ocasionados por fios e cabos
Qualifio e de demais órgãos para mudar a
produzidos no Brasil acarretam perdas
mal dimensionados), com 26 vítimas fatais.
situação.
consideráveis
energia,
Já em relação aos choques elétricos, cujas
e
Tecnologia
(Inmetro)
se
à
geração
de
Se em 2016, 72% das amostras analisadas
ocasionando um imenso prejuízo econômico
causas são problemas no isolamento do cabo,
pela Qualifio estavam irregulares - e este
ao país. Em 2019, os fios e cabos elétricos de
Martinho destaca que foram contabilizados
número chegou a cair para 64%, em 2019
baixa qualidade foram responsáveis por 7%
1500 acidentes, com 690 mortes.
-, o monitoramento das amostras avaliadas
das perdas adicionais em relação ao consumo
Martinho explica que a maioria dos
em 2021 constatou que 71% das amostras
total de energia no país – aproximadamente
problemas envolvendo condutores elétricos
de fios e cabos elétricos avaliadas estão em
32.700 GWh – gerando um gasto no ano de
ocorre em instalações de baixa tensão. “Isto
não conformidade com as normas vigentes
R$ 9,2 bilhões. Levando-se em conta que,
porque, além de os consumidores finais não
no Brasil. De acordo com o secretário
em média, os investimentos do setor de
estarem acostumados a comprar produtos
executivo da Qualifio, Mauricio Sant'Anna, a
geração, são de 5% em relação ao consumo,
qualificados e com selo de garantia de
explicação para tal fato se deve ironicamente
percebe-se que o país não está conseguindo
qualidade, um complicador é que alguns
ao aumento da fiscalização. “Para tentar
repor as perdas e, dessa forma, vem pagando
produtos são fraudados, ou seja, apresentam
fugir desse controle mais rígido, fabricantes
um preço bem alto pela baixa qualidade de
o selo falsificado do Inmetro, mesmo sem
mal intencionados começam a produzir mais
seus fios e cabos elétricos.
estar em conformidade”, diz.
Problemas de ordem financeira não são
Para evitar acidentes e mortes, o diretor-
Esta quantidade de produtos em não
os únicos que podem ser acarretados por
executivo da Abracopel, recomenda que o
conformidade avaliados pela Qualifio é
fios e cabos elétricos de baixa tensão em
consumidor sempre se atente para fios que
marcas com registro burlado”, explica.
47
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
sigam as normas técnicas, que apresentem o dimensionamento adequado e que sejam produtos de boa qualidade. Em caso de dúvida, Martinho sugere sempre pedir a ajuda de um profissional. “Melhores informações sobre a qualidade de fios e cabos elétricos e sobre produtos certificados também podem ser encontradas remotamente através do site da Qualifio”, informa. Por
fim,
Martinho
recomenda
ao
consumidor sempre desconfiar de produtos muito baratos. “É importante frisar que os cabos são formados basicamente de PVC e cobre, que é uma commodity e tem o preço regido pela Bolsa de Metais de Londres, ou seja, o fornecedor de cabos não tem muito como controlar o preço de seu material. Se você encontrar um cabo muito mais barato que o outro, desconfie: ou tem menos cobre ou esse cobre é de baixa qualidade”, afirma. Com o intuito de que a quantidade de fios e cabos elétricos irregulares diminua no mercado brasileiro, não basta apenas buscar conscientizar o consumidor final, é preciso atuar em outros elos da cadeia, tais como
Crescimento do mercado de cabos subterrâneos Os últimos leilões de transmissão promovidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) – em 2018, 2019 e 2020 - devem acrescentar ao Sistema Interligado Nacional (SIN) aproximadamente 150 km de circuitos de linhas de transmissão subterrâneas nas classes de tensões de 230 kV e 345 kV (corrente alternada), com instalação prevista para os próximos cinco a seis anos. Segundo a coordenadora do Comitê de Estudos B1 - Cabos Isolados, do Cigré-Brasil, Nadia Helena Gama Ribeiro de Louredo, trata-se de algo inédito no país no tocante à implantação de sistemas de cabos isolados de potência nas classes de tensões citadas. “A previsão em questão propriamente excede o montante atual em operação no Brasil quanto à extensão de circuitos de sistemas de cabos em 230 kV e 345 kV”, comenta. Os cabos isolados de potência a serem instalados no Brasil possuem isolação em XLPE (polietileno reticulado), condutores em cobre ou alumínio, e blindagem metálica em cobre ou alumínio, sendo tecnologia largamente utilizada em âmbito internacional. No Brasil, conforme Nadia Helena, a maioria das linhas de transmissão subterrâneas nestas classes de tensão em operação refere-se a sistemas de cabos isolados com isolação em papel impregnado com óleo a baixa pressão (o chamado “ oil fluid”). Mas isso se deve ao seu longo período de operação – a mais recente começou a operar há aproximadamente 30 anos e as outras há mais de 40 anos. Nadia Helena esclarece que há muitos anos a tecnologia de cabo condutor “oil fluid” deixou de ser empregada em novos projetos no Brasil, assim como
na melhoria das condições de atuação dos
em outros países, uma vez que fatores diversos, como, por exemplo, ambientais,
órgãos de fiscalização e verificação. Nesse
de custos de manutenção corretiva e o avanço mundial em outras tecnologias,
sentido, o Sindicel distribuiu ao Instituto de
como a isolação em XLPE, entre outras, a tornaram de certa forma ultrapassada.
Pesos e Medidas (Ipem) – órgão delegado
“Porém, na história dos cabos isolados de potência, este cabo ocupará um lugar
do Inmetro - de todos os estados do Brasil equipamentos para fazer testes de resistência nos materiais. “Além disso, capacitamos gratuitamente técnicos para operarem os equipamentos doados”, declara o diretor do Sindicel, Ênio Rodrigues. A atuação para limpar o mercado de produtos irregulares e de baixa qualidade também se dá junto a revendedores e fabricantes, em que são realizadas ações de apreensão de materiais ilegais, que culminam até em prisões. O diretor do Sindicel informa que em 2020, houve ações, realizadas por diversos órgãos, entre os quais Ipem e Inmetro e até pela polícia civil, em 222 lojas e 18 empresas, que resultaram na apreensão de 78 marcas e mais de 135 mil rolos e bobinas, em 26 estados do Brasil.
de destaque devido a sua confiabilidade”, afirma. Após 40 anos atuando na área de projetos de linhas de transmissão subterrâneas em classes de tensão 88 kV / 138 kV, 230 kV e 345 kV, a coordenadora do Comitê de Estudos B1 - Cabos Isolados, do Cigre-Brasil, vislumbra um sensível crescimento na implantação de sistemas de cabos subterrâneos no Brasil. Não obstante, segundo ela, as linhas aéreas de transmissão continuarão a ser largamente implementadas de norte a sul do país. “As linhas de transmissão subterrâneas serão a alternativa mais viável em regiões urbanas ou regiões objeto de restrições ambientais”, acredita.
Guia setorial
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Internet
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Alubar
(11) 3284-7602
www.alubar.net.br
São Paulo
SP
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Autonics do Brasil
(11) 2307-8480
www.autonics.com/main
São Paulo
SP
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x
Belgo Bekaert
(31) 3329-2551
www.belgobekaertarames.com.br
Contagem
MG
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Cabelauto
(35) 3629-2500
www.cabelauto.com.br
itajubá
MG
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Cabolider
(11) 2296-2667
www.cabolider.com.br
São Paulo
SP
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Cobrecom
(11) 21183200
www.cobrecom.com.br
Itu
SP
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Comtex
(11) 55626696
www.comtex.ind.br
São Paulo
SP
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Condumax
(17) 3279-3738
www.condumax.com.br
Olímpia
SP
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Conduspar
(41) 2109-6000
www.conduspar.com.br
São José dos Pinhais
PR
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Conimel
(16) 3951-9595
www.conimel.com.br
Cravinhos
SP
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Cordeiro
(11) 4774-7400
www.cordeiro.com.br
Ferraz de Vasconcelos
SP
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D'Light
(11) 2937-4650
www.dlight.com.br
Guarulhos
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Perlex
(11) 4661-2414
www.perlex.com.br
São Paulo
SP
Frontec
(51) 3201-2477
www.frontec.com.br
São Leopoldo
RS
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Furukawa Electric
0800 041 2100
www.furukawalatam.com
Curitiba
PR
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Grupo Intelli
(16) 3820-1652
www.grupointelli.com.br
Orlândia
SP
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Hawser Conexões
(11) 4056-7047
www.hawser.com.br
Diadema
SP
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Igus do Brasil
(11) 3531-4470
www.igus.com.br
Jundiaí
SP
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Lamesa
(19) 3623-1518
www.lamesa.com.br
São João da Boa Vista
SP
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Loja Elétrica
(31) 3218-8000
www.lojaeletrica.com.br
Belo Horizonte
MG
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Nambei
(11) 5056-8900
www.nambei.com.br
São Paulo
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Neocable
(11) 48911226
www.neocable.com.br
Bom Jesus dos Perdões
SP
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Nortel
(19) 2102-7700
www.nortel.com.br
Campinas
SP
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Onix Distribuidora
(44) 3233-8500
www.onixcd.com.br
Mandaguari
PR
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Perfil
(11) 4661-2414
www.perlex.com.br
São Paulo
SP
Proauto Electric
(15) 3031-7400
www.proauto-electric.com/
Sorocaba
SP
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Prysmian Group
(15) 3500-0530
br.prysmiangroup.com
Sorocaba
SP
Sil Fios e Cabos Elétricos
(11) 3377-3333
www.sil.com.br
Guarulhos
Weidmüller Conexel
(11) 4366-9600
www.weidmueller.com
Wirex Cable
(12) 3972-6000
www.wirex.com.br
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SP
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Diadema
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Santa Branca
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Programas na área de responsabilidade social
Telemarketing
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14001 (ambiental)
Venda direta ao cliente final
x
UF
Guarulhos
9001 (qualidade)
Revendas / varejistas
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Cidade
www.acabine.com.br
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Site
(11) 2842-5252
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Telefone
ACabine
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EMPRESA
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Distribuidores / atacadistas
Fonte eólica
x
Fonte solar fotovoltaica
Comercial
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GTD (Geração, Transmissão e Distribuição)
Industrial
x
Residencial
Distribuidora
Fabricante
Fios e cabos
Certificado ISO
Principal canal de vendas
Serviço de atendimento ao cliente por telefone e/ou internet
Principal segmento de atuação
A empresa é
Outros
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x Cabo com isolação termofixa Cabos flexíveis Cabos multiplexados
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Cabo resistente ao fogo para circuitos de segurança Cabo para ligação de equipamentos
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Outros
Cabos isolados AT (cima de 6 kV)
Cabos para energia eólica
Cabos para comunicações e dados
Cabos para instalações fotovoltaicas
Cabos para instalações subterrâneas
x
Cabos isolados em média tensão (1 kV < U ≤ 6 kV)
Cabos cobertos (revestidos, não isolados)
Outros
Cabos para cabeamento estruturado
Cabos ópticos
Fios e cabos isolados para baixa tensão (até 1000 V)
Cabos coaxiais
Fios e cabos telefônicos metálicos
Outros
Cabos para instrumentação, sinalização, comando, controle
Cabos para instalações fotovoltaicas
Cabo com baixa emissão de fumaça, gases tóxicos e corrosivos
Cabos concêntricos
Cabo com isolação termoplástica
x Fios e cabos nus
x Oferece treinamento técnico para os clientes
x Possui corpo técnico especializado para oferecer suporte aos clientes
x Importa produtos acabados
Exporta produtos acabados
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
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Cabos para média tensão
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Guia setorial
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Principal segmento de atuação
SP
Chardon Group
(11) 4481-2232
www.chardongroup.com
Bragança Paulista
SP
Dutotec
(51) 2117-6600
www.dutotec.com.br
Cachoeirinha
RS
Elos
(41) 3383-9290
www.elos.com.br
São José dos Pinhais
PR
Fastweld
(11) 2423-2430
www.fastweld.com.br
Guarulhos
SP
x
Frontec
(51) 3201-2477
www.frontec.com.br
São Leopoldo
RS
x
x
Grupo Intelli
(16) 3820-1500
www.intelli.com.br
Orlândia
SP
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x
HellermannTyton
(11) 2136-9090
www.hellermanntyton.com.br
Jundiai
SP
x
x
Incesa
(17) 3279-2600
www.incesa.com.br
Olímpia
SP
x
Kanaflex
(11) 3779-1670
www.kanaflex.com.br
Cotia
SP
x
KRJ
(11) 2971-2300
www.krj.com.br
São Paulo
SP
x
Lamesa
(19) 2623-1518
www.lamesa.com.br
São João da Boa Vista
SP
Link of Americas Industrial
(47) 3307-9300
www.linkofamericas.com
Araquari
SC
Nortel
(19) 2102-7700
www.nortel.com.br
Campinas
SP
Nortel
(19) 2102-7700
www.nortel.com.br
Campinas
SP
OBO Bettermann
(15) 3335-1382
www.obo.com.br
Sorocaba
SP
Onix Distribuidora
(44) 3233-8500
www.onixcd.com.br
Mandaguari
PR
Pan Electric
(54) 2102-3333
www.pan.com.br
Bento Gonçalves
RS
x
PLP
(11) 4448-8000
www.plp.com.br
Cajamar
SP
x
x
Prysmian Group
(15) 3500-0530
br.prysmiangroup.com
Sorocaba
SP
x
x
Roxtec
(21) 3282-5160
www.roxtec.com/br
Rio de Janeiro
RJ
x
Techno do Brasil
(41) 98717-7000
www.technodobrasil.com.br
Curitiba
PR
x
Wago
(11) 2923-7200
www.wago.com.br
Jundiaí
SP
x
x
Weidmüller Conexel Ltda
(11) 4366-9600
www.weidmueller.com
Diadema
SP
x
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Outros
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Guarulhos
Internet
Cidade
www.acabine.com.br
Telemarketing
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Site
(11) 2842-5252
Venda direta ao cliente final
Comercial
x
Telefone
A Cabine
Revendas / varejistas
Industrial
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EMPRESA
Residencial
Distribuidora
Fabricante
Acessórios para Fios e Cabos
Principal canal de vendas
Transmissão e distribuição
A empresa é
Distribuidores / atacadistas
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14001 (ambiental)
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Possui corpo técnico especializado para oferecer suporte aos clientes Oferece treinamento técnico para os clientes Conectores
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Fitas Isolantes (Autofusão) Materiais para amarração de cabos
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x
x
x
x x x
x x x
Emendas
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
Outros
BAIXA TENSÃO
Nenhum dos produtos acima
Terminações
x
Fitas Isolantes
Ferramentas para aplicação de conectores
Conectores
Outros
Certificado ISO
Materiais para identificação de cabos
Fitas Isolantes (Plástica)
Ferramentas para aplicação de conectores
Exporta produtos acabados
Programas na área de responsabilidade social
Importa produtos acabados
x Serviço de atendimento ao cliente por telefone e/ou internet
9001 (qualidade)
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
51
MÉDIA TENSÃO
x
x
x x x
x x
x
x
x
x
52
Aula Prática
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Por Acássio Matheus Roque e Carlos Antônio Sartori*
Compatibilidade e resiliência eletromagnética em sistemas elétricos e eletrônicos Primeiros eventos e definição de compatibilidade eletromagnética Embora
relatos
de
à
com requisitos, técnicas de medição e
contribuição de sinais conduzidos e radiados
limites de emissão de sinais conduzidos
que possam causar interferência de um
e radiados que passaram a ser utilizados
produto, ou seja, a geração de energia
em diversos países da Europa. De maneira
eletromagnética por fontes, de maneira
semelhante, a Federal Communications
eletromagnética.
interferência
Emissão
refere-se
acidental ou deliberada, e sua liberação para
Commission (FCC), a agência independente
de
o meio. Imunidade é a capacidade de um
do Governo dos Estados Unidos, que regula
rádio e telégrafo, as preocupações com
equipamento de operar satisfatoriamente,
as comunicações nesse país, publicou, em
IEM ganharam maior importância após
sem degradação, na presença dos sinais
1979, uma regulamentação geral para
o desenvolvimento dos transistores na
resultantes das emissões (ruído) [2]. Em
todos os dispositivos eletrônicos, seguindo
década de 1950 e dos componentes de
outras palavras, atinge-se a compatibilidade
os limites recomendados pela CISPR.
alta densidade, tais como os circuitos
eletromagnética
integrados na década de 1960. Nota-se
emissão e imunidade são controlados
militares norte-americanas que adotavam
que estes apresentam níveis de imunidade
de modo que os níveis de imunidade
limites de emissão eletromagnética para
à IEM menores que os componentes
dos dispositivos, dos equipamentos e
os sistemas eletrônicos desde a década
eletromecânicos e válvulas, por exemplo.
sistemas, em qualquer localização, não
de 1960, tendo publicado a norma MIL-
Devido a esses motivos, verificou-se a
sejam excedidos. Deste modo, a busca da
STD-461, "Military Standard: Electromagnetic
necessidade da utilização de medidas de
CEM tem como função primária garantir a
Interference Characteristics Requirements
controle para as emissões eletromagnéticas
segurança e confiabilidade dos sistemas,
For Equipment", de forma a integrar a
e das características de operações, tais como
nos diversos campos de aplicação e nos
compatibilidade eletromagnética no estágio
faixas de frequências de operação etc. [1].
mais variados ambientes eletromagnéticos.
de
eletromagnética os
primórdios
A
(IEM) das
existam
desde
comunicações
compatibilidade
eletromagnética
(CEM) refere-se à capacidade de um equipamento ou sistema de funcionar satisfatoriamente
em
seu
quando
os
níveis
Pode-se
de
pesquisa
citar
e
ainda
as
instituições
desenvolvimento
para
tecnologia de comunicações de defesa [3].
Base normativa de CEM e sua evolução
Dentro da IEC, destacam-se os comitês: Comitê Técnico 77 (TC77) e a CISPR (Comitê Internacional Especial de Perturbações
ambiente
eletromagnético sem introduzir distúrbios
Em 1934, a International Electrotechnical
Radioelétricas), ambos responsáveis por
eletromagnéticos que possam comprometer
Commission (IEC) criou um comitê especial
elaboração de normas gerais de CEM; e
a operação e a segurança de qualquer
para abordar problemas emergentes de
o Comitê Consultivo em Compatibilidade
outro equipamento naquele ambiente. Os
IEM, chamado de International Special
eletromagnética (ACEC), que garante a
mecanismos de controle de IEM têm como
Committee on Radio Interference (CISPR),
coordenação entre os comitês especiais
base dois aspectos: a emissão e a imunidade
tendo este publicado diversos documentos
de CEM com outras organizações externas
53
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Tabela 1 – Estrutura da família de normas IEC 61000 [5]
Parte
Tópico
Descrição
1
Geral
Conceitos fundamentais, segurança funcional
2
Ambiente EM
Descrição, classificação do ambiente
e incertezas nas medições. eletromagnético (EM) e níveis de
Resiliência eletromagnética: segurança funcional aplicada aos fenômenos eletromagnéticos e base normativa
compatibilidade. 3
Limites
Limites de emissões e limites de imunidade
4
Método de testes e
Métodos de testes e de medidas, associados
devem se manter seguros por todo seu
técnicas de medição
aos fenômenos eletromagnéticos.
ciclo de vida. Neste contexto, a segurança
Guias de Instalação e
Guias de instalação; dispositivos e métodos
funcional tem como objetivo garantir que
Mitigação
de mitigação.
riscos provenientes de falhas aleatórias
Normas Gerais
Requisitos gerais de emissão e imunidade em
5 6
Miscelânea
9
em
sistemas
elétricos
Ainda em definição.
toleráveis e que seus impactos, em caso de ocorrência, sejam minimizados. Como
Parte
Tópico
Descrição
1
Aparatos e locais de testes
São seis partes que descrevem os aparatos para medição (corrente, tensão e campos), incluindo calibração e verificação destes. São cinco partes e especificam métodos de
Métodos de medição
avaliação de fenômenos EM. Apresenta o relatório técnico IEC contendo
Relatórios técnicos
diversos relatórios da CISPR (história da CISPR, circuitos para simular interferências etc.). 4
sistemáticas
e eletrônicos sejam reduzidos a níveis
Tabela 2 – Estrutura da família de normas CISPR 16 [6]
3
e
vários ambientes EM. Fonte: Adaptado de [7].
2
Os sistemas relacionados à segurança
Incertezas e considerações
São cinco partes e contém informações
estatísticas
sobre avaliações de incertezas nos testes e medições, considerações estatísticas de reclamações e fontes de interferência, modelo para cálculo de limites e condições de uso de métodos de testes alternativos.
Fonte: Adaptado de [7].
todos os sistemas elétricos, eletrônicos ou eletrônicos programáveis (E/E/PE) estão sujeitos a serem afetados por distúrbios eletromagnéticos, sendo possível, por esse motivo, a ocorrência de erros ou falhas que podem afetar seu bom funcionamento. Faz-se, assim, necessária a adoção de práticas relacionadas ao gerenciamento de riscos funcionais em relação aos fenômenos eletromagnéticos, sendo esta chamada, de forma mais sucinta, de resiliência eletromagnética [8]. Os procedimentos adotados, visando atingir a resiliência eletromagnética, têm como base diversas referências na literatura, podendo-se mencionar, inicialmente, as recomendações das normas IEC 61508 [9] e IEC 61000-1-2 [10]. A norma IEC 61508 é a publicação
e guia outros comitês de produtos no
citadas, diversos comitês especiais são
básica
desenvolvimento de normas específica
responsáveis pela definição dos requisitos
funcional
[4]. As normas de CEM estão divididas
específicos e formas de aplicação das
eletrônicos e eletrônicos programáveis
em duas grandes famílias: IEC 61000 [5] e
normas para aplicações específicas que
(E/E/PE), apresentando as recomendações
CISPR 16 [6], cujas estruturas básicas das
utilizam sistemas elétricos e eletrônicos.
gerais
duas famílias são apresentadas na Tabela 1
Pode-se observar na Tabela 3 os principais
funcional. Nota-se, no entanto, que esta
e na Tabela 2, respectivamente.
comitês especiais da IEC e suas respectivas
não apresenta requisitos específicos para
normas associadas.
o tratamento dos efeitos dos distúrbios
Além das duas famílias anteriormente
atual de
para
relacionada
à
equipamentos
obtenção
de
segurança elétricos,
segurança
54
Aula Prática
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Tabela 3 – Comitês especiais da IEC e respectivas normas associadas a sistemas de controle e instrumentação
Comitê
Norma ou família
Título da norma
de normas
TC 9
IEC 62236
Railway applications - Electromagnetic compatibility
TC 18
IEC 60533
Electrical and electronic installations in ships - Electromagnetic compatibility
SC 22E
IEC 61204-3
Low-voltage power supplies, d.c. output - Part 3: Electromagnetic compatibility (EMC)
SC 22G
IEC 61800-3
Adjustable speed electrical power drive systems - Part 3: EMC requirements and specific test methods
IEC 62493
Assessment of lighting equipment related to human exposure to electromagnetic fields
SC 22H
IEC 62040-2
Uninterruptible power systems (UPS) - Part 2: Electromagnetic compatibility (EMC) requirements
TC 26
IEC 60974-10
Arc welding equipment - Part 10: Electromagnetic compatibility (EMC) requirements
TC 34
IEC 61547
Equipment for general lighting purposes - EMC immunity requirements
TC 44
IEC 60204-31
Safety of machinery - Electrical equipment of machines - Part 31: Particular safety and EMC
SC 45A
IEC 62003
Nuclear power plants - Instrumentation and control important to safety - Requirements for
TC 46
IEC TR 62153-4-1
Metallic communication cable test methods - Part 4-1: Electromagnetic compatibility (EMC) - Introduction
SC 47A
IEC 61967
Integrated circuits - Measurement of electromagnetic emissions, 150 kHz to 1 GHz
IEC 62132
Integrated circuits - Measurement of electromagnetic immunity, 150 kHz to 1 GHz
SC 62A
IEC 60601-1-2
Medical electrical equipment - Part 1-2: General requirements for basic safety and essential performance -
SC 65A
IEC 61326
Electrical equipment for measurement, control, and laboratory use - EMC requirements
SC 65B
IEC 61298-3
Process measurement and control devices - General methods and procedures for evaluating
requirements for sewing machines, units and systems electromagnetic compatibility testing to electromagnetic (EMC) screening measurements
Collateral standard: Electromagnetic compatibility - Requirements and tests
performance - Part 3: Tests for the effects of influence quantities IEC 60770-1
Transmitters for use in industrial-process control systems - Part 1: Methods for performance evaluation
TC 79
IEC 62599-2
Alarm systems - Part 2: Electromagnetic compatibility - Immunity requirements for
TC 95
IEC 60255-26
Measuring relays and protection equipment - Part 26: Electromagnetic compatibility requirements
components of fire and security alarm systems TC 96
IEC 62041
Safety of transformers, reactors, power supply units and combinations thereof - EMC requirements
TC 100
IEC 60728-2
Cable networks for television signals, sound signals and interactive services - Part 2: Electromagnetic
IEC 60728-12
Cabled distribution systems for television and sound signals - Part 12: Electromagnetic compatibility of systems
compatibility for equipment
TA 5 Fonte: Autoria própria.
eletromagnéticos. Para esse propósito,
fornece
métodos
e validação, e garantindo a segurança
a norma IEC 61000-1-2 fornece um guia
práticos para auxiliar no gerenciamento
funcional durante todo o ciclo de vida do
para a avaliação dos efeitos dos ambientes
dos níveis de riscos, devido a distúrbios
sistema.
eletromagnéticos nos sistemas elétricos
eletromagnéticos, por todo o ciclo de vida
relacionados
Ressalta-se
dos equipamentos e sistemas eletrônicos.
que o processo para obtenção segurança
Essa publicação deverá impactar diversas
funcional considerando os aspectos de CEM
aplicações específicas de equipamentos
envolve todo o ciclo de vida do sistema
elétricos e eletrônicos que deverão abordar
introdução aos tópicos gerais relacionados
ou equipamento, desde a concepção do
as técnicas discutidas na norma citada. As
aos conceitos de compatibilidade e de
projeto até o seu descomissionamento.
técnicas e medidas apontadas na norma
resiliência eletromagnéticas em sistemas
Esse ciclo e a relação entre as principais
IEEE 1848 englobam a aplicação de
elétricos
referências normativas são apresentados
técnicas desde o projeto, como aplicação
que a preocupação com os tópicos de
na Figura 1.
à
segurança.
um
conjunto
de
Conclusões Este
artigo
e
apresenta
eletrônicos.
uma
breve
Observa-se
de princípios de segregação, redundância
interferência eletromagnética é bastante
Deve-se, ainda, mencionar a recém-
e diversidade e de métodos de correção de
antiga (final do século XIX e início do
publicada norma IEEE 1848 [11] que
erro, passando pelos ciclos de verificação
século XX), assim como a verificação da
55
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Practice and Applications (Early Access), pp. 1-9, 2020. [9] IEC 61508, "Functional safety of electrical/ electronic/programmable electronic safetyrelated systems - Parts 1 to 7", International Electrotechnical Commission, 2010. [10] IEC 61000-1-2, "Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 1-2: General - Methodology for the achievement of functional safety of electrical and electronic systems including equipment with regard to electromagnetic phenomena", 1.0 ed., International Electrotechnical Commission, 2016. [11] Institute of Electrical and Electronics Engineers, “IEEE Std 1848, "Techniques & Measures to Manage Functional Safety and Other Risks With Regard to Electromagnetic Disturbances",” IEEE, 2020. Carlos Antônio Sartori é engenheiro eletricista, Mestre e Doutor pela Escola Politécnica Figura 1 - Ciclo de vida de segurança funcional e aspectos de CEM, relacionando as normas IEC 61508 e IEC 61000-1-2. Fonte: Adaptado de [10].
da Universidade de São Paulo -EPUSP e estágios de pós-doutorado no Institut National Polytechnique de Grenoble (ENSIEG-INPG/LEG) e na École Centrale de Lyon (ECL-UMR 5005),
necessidade de adoção de procedimentos
International Electrotechnical Commission,
e
1990, p. 73
requisitos
descritos
em
normas
internacionais (início na década de 1930).
[3] MIL-STD-461G, "Military Standard:
As duas grandes famílias de normas, IEC
Electromagnetic Interference Characteristics
61000 e CISPR 16, são as publicações
Requirements For Equipment", US Military
básicas sobre CEM da IEC e especificam
Specs/Standards/Handbooks, 2015
as
[4] “IEC EMC Players,” International
condições
gerais
ou
requisitos
necessários para atingir a compatibilidade eletromagnética. Os tópicos gerais sobre resiliência eletromagnética, também, são abordados, ressaltando-se a preocupação dos efeitos resultantes dos fenômenos eletromagnéticos
sobre
os
sistemas
elétricos e eletrônicos relacionados à segurança, sendo consideradas as normas IEC 61508, IEC 61000-1-2 e IEEE 1848.
Referências
Electrotechnical Commission, [Online].
atuando em ambas como Professor Convidado. Atualmente, é Professor Convidado do Programa de Pós-graduação do Departamento de Energia e Automação Elétricas da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo PEA/EPUSP, Engenheiro-Tecnologista Sênior III (Aposentado) e Professor do Programa de Pós-graduação do
Disponível em: https:// http://pubweb2.iec.
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares
ch/emc/iec_emc/iec_emc_players_intro.htm.
IPEN/CNEN-SP, e Professor Associado da
Acesso em 1-12-2021.
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo.
[5] “IEC 61000, "Electromagnetic
Acássio Matheus Roque é engenheiro eletricista
compatibility (EMC)",” International
pela Universidade de São Paulo com formação
Electrotechnical Commission, 2020
complementar em Controle e Automação (Diploma
[6] CISPR 16, "Specification for radio
de Estudos Especiais concedido pela Escola
disturbance and immunity measuring apparatus and methods", International Electrotechnical Commission, 2019. [7] “Basic EMC publications”, [Online]. Disponível em: http://pubweb2.iec.ch/emc/
de Engenharia de São Carlos - EESC), tendo realizado intercâmbio na Universidade do Porto em Portugal, no curso de Engenharia Eletrotécnica. É mestrando do Programa de Pós-graduação do Departamento de Energia e Automação Elétricas
[1] C. R. Paul, Introduction to Electromagnetic
basic_emc/basic_61000.htm. Acesso em
Compatibility, 2nd ed., Wiley-Interscience,
7-12-2021.
2006, p. 1016.
[8] K. Armstrong e A. Duffy, “Reducing the
Paulo PEA/EPUSP. Atualmente, é Especialista em
[2] IEC 60050-161, "International
Functional Safety Risks (and other be caused
Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear e Defesa
Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 161:
by EMI - new IEEE Standard 1848,” IEEE
(Engenheiro Eletrônico) na empresa Amazônia
Electromagnetic compatibility", 1.0 ed.,
Letters on Electromagnetic Compatibility
Azul Tecnologias de Defesa S.A.
da Escola Politécnica da Universidade de São
56
Espaço Aterramento Por Geraldo Roberto de Almeida e Paulo Edmundo da F. Freire*
Materiais para aterramento elétrico O material para aterramento elétrico, na sua acepção mais ampla, pode ser qualquer
material
condutor
da ordem de milissegundos (ou de ciclos), podendo durar até meio-segundo.
elétrico.
Quando da ocorrência de um dos dois
Todavia, o melhor material deve ser aquele
tipos de eventos acima citados, a energia
que maximize os seguintes atributos:
total a que os condutores do aterramento
condutividade
resistência
são submetidos pode ser associada à área
mecânica e térmica, e resistência à corrosão
sob a curva corrente x tempo. Neste caso,
pelo solo.
a massa de metal condutor deve ser capaz
elétrica,
Os materiais tipicamente utilizados em
de suportar esta energia por toda a duração
aterramento elétrico são os condutores
do evento, sem o comprometimento das
de cobre e os bimetálicos aço-cobre.
suas características elétricas e mecânicas.
Define-se um condutor bimetálico como
Os eventos de falta para a terra, em
aquele composto por um núcleo central
função da sua maior duração (de fração
com um revestimento de outro metal, onde
de segundo), são os que vão definir as
na interface entre os dois metais a ligação
características do material dos condutores
não é apenas mecânica, mas ocorre a
de aterramento. Os eventos de natureza
nível de estrutura cristalina. Neste tipo de
impulsiva, que duram mil vezes menos do
condutor procura-se aliar as virtudes de
que as faltas para a terra (microssegundos),
cada tipo de material. No caso do condutor
são mais importantes para as definições
bimetálico aço-cobre, tem-se um núcleo de
de isolamento e de proteção contra
aço recoberto por uma camada de cobre,
sobretensões das instalações.
onde alia-se a resistência mecânica do aço à condutividade elétrica do cobre. O
percentual
IACS
A
referência
internacionalmente
reconhecida para o dimensionamento de
(International
aterramentos de instalações de média e
Annealed Copper Standard) estabelece
de alta tensão é a norma americana IEEE
a condutividade do metal em função da
STD 80. Esta norma utiliza a expressão
condutividade do cobre puro, sendo o
de Onderdonk para o cálculo da seção
cobre 100% IACS e o aço 8% IACS. Os
mínima do material condutor, em função
condutores
das solicitações térmicas impostas pelas
bimetálicos
aço-cobre
são
fabricados nos seguintes percentuais IACS – 21%, 30%, 40%, 53% e 61%.
correntes previstas de falta para a terra. A expressão de Onderdonk parte da
Sistemas de aterramento podem ser
premissa que o processo térmico no condutor
submetidos a duas circunstâncias extremas:
é adiabático, sem troca de energia com o
surtos com origem externa ou interna ao
meio circundante (no caso, o solo). A Tabela
sistema elétrico de potência, e faltas para
1 apresenta a expressão de Onderdonk e os
a terra decorrentes de alguma falha de
seus parâmetros, que permite o cálculo da
isolamento. De forma geral, os surtos têm
seção máxima admissível para o condutor
duração da ordem de microssegundos,
em função de uma temperatura máxima no
enquanto as falhas para a terra têm duração
final do evento.
57
Tabela 1 - Expressão de Onderdonk
Temperatura máxima admissível pelos condutores de aterramento
estão associados às temperaturas de transição de fase (fusão, solidificação). Quando o condutor for uma liga de dois ou mais metais, há que se considerar
A
questão
mais
controversa
na
os diagramas de fase da liga, que
escolha do condutor de aterramento é
é
a temperatura máxima admissível para a
(percentual de cada metal). Quando
condição de circulação de uma corrente
o condutor é bimetálico, devem ser
de falta para a terra. A clássica expressão
considerados os desempenhos individuais
de
dos dois metais que o compõem.
Onderdonk
considera
apenas
o
da
sua
composição
A definição da máxima temperatura
estresse térmico, que, em última instância, pode resultar na fusão do material.
dependente
admissível
para
um
determinado
considerar,
condutor, sem que seja comprometida a
também, o esforço mecânico associado
sua função mecânica, deve considerar o
à circulação de uma alta corrente no
tensor de escoamento, que é o esforço
condutor. Este esforço deve permanecer
associado a uma deformação plástica do
nos limites da deformação elástica do
material, o que significa que a aplicação
metal para que ele retorne à sua forma
do esforço resulta em uma deformação
original após a aplicação da corrente de
permanente.
falta. Se o esforço ultrapassar este limite,
amolecimento são correlacionadas com
o metal entra no regime de deformação
o tensor de escoamento. A chamada
plástica associado a uma deformação
deformação por fluência (creep) é uma
permanente, que no condutor pode se
deformação plástica, que geralmente
manifestar pela constrição e afinamento
ocorre quando um material é tensionado
da sua seção.
a uma temperatura próxima ao seu ponto
Porém,
há
que
se
As
temperaturas
de
A premissa básica, do ponto de
de fusão. A fluência dos materiais é
vista mecânico, é que o material não
classicamente associada à plasticidade
deve amolecer durante o evento, o que
em função do tempo sob uma tensão
compromete as conexões e a rigidez do
fixa
condutor e, por extensão, a integridade
frequentemente superior a cerca de 0,5
de todo o sistema de aterramento.
Tm, onde Tm é a temperatura absoluta
A análise do desempenho elétrico,
a
uma
temperatura
elevada,
de fusão [Kesser & Pérez-Prado, 2004].
térmico e mecânico do condutor é função
Considerando, de forma conservativa,
da sua composição. Quando o metal
o critério de 0,5 Tm, a temperatura
condutor for puro, os limites térmicos
máxima em que o cobre começa a
58
Espaço Aterramento
de
proteção
já
são
programados
amolecer é da ordem de 542 °C. Para
Cabe mencionar que a fórmula de
o aço, esta temperatura é da ordem de
Onderdonk foi criada com o intuito de
segundo este protocolo. Neste caso,
765 °C. A Tabela 2 apresenta a densidade
abarcar os condutores de cobre, de modo
nas instalações interligadas a redes que
de corrente admissível em condutores
que acaba sendo mais conservadora
utilizam religadores, a temperatura de
de cobre e de aço, para atingir a
quando
amolecimento
temperatura de amolecimento (0,5 Tm),
bimetálicos dadas as premissas implícitas
reduzida para a temperatura máxima
considerando um tempo de aplicação
em seu desenvolvimento. Dessa forma,
admissível para conexões mecânicas, que
da falta de 1 s e temperatura ambiente
é
fabricantes
é T_M=250 °C. Esta redução é necessária
de 40 °C. Verifica-se que o cobre admite
de bimetálicos sejam consultados a
porque, no caso de religamento de falta
uma densidade de corrente quase quatro
respeito dos testes reais conduzidos
sustentada, o condutor e a conexão não
vezes superior à do aço.
em
de
têm tempo para esfriar para a temperatura
limites térmicos maiores do que os aqui
ambiente antes do segundo evento de
mencionados.
falta para a terra.
Quando bimetálico
o vale
material a
em
uso
temperatura
é de
amolecimento do material mais resiliente,
usada
aconselhável
para
que
laboratório
para
condutores
os
utilização
do
material
deve
ser
Para concluir, cabe tecer algumas considerações
Deste modo, associa-se ao desempenho
de religamentos após falhas fortuitas
-
elétrico do cobre o desempenho térmico
no sistema de transmissão. É prática
in AC Substation Grounding
do aço. A Tabela 3 apresenta a densidade
comum
-
de corrente admissível para condutores
automático dos circuitos para verificação
Fundamentals of Creep in Metals and
bimetálicos aço-cobre para um tempo de
se a falta é sustentada. Os dispositivos
Alloys. Elsevier. 2004.
a
sobre
operação
os
de
protocolos
REFERÊNCIAS
que no caso do aço-cobre é 765 °C.
religamento
IEEE STD 80/2013 - Guide for Safety Kassner,
ME.,
Pérez-Prado,
MT.
aplicação da falta de 1 s e temperatura ambiente de 40 °C. Verifica-se que o
condutor
bimetálico
é
capaz
de
Tabela 2 - Densidade de corrente admissível para os dois principais condutores de aterramento para um tempo de aplicação da falta de 1 s e temperatura ambiente de 40 °C
transportar entre 50% e 90% da corrente que um condutor de cobre de mesma seção é capaz de transportar. Para compensar a perda de capacidade de corrente e de condutividade elétrica (considerando dois condutores de mesma seção), o condutor bimetálico oferece duas vantagens com relação ao de cobre puro: resistência mecânica bem superior
Tabela 3 - Densidade de corrente admissível para condutores bimetálicos aço-cobre, para um tempo de aplicação da falta de 1 s e temperatura ambiente de 40 °C
e eliminação do risco de roubo. Com corrente
relação
às
apresentadas
densidades nas
de
Tabelas
2 e 3, cabe lembrar que são valores conservativos, tanto pelo critério de 0,5 Tm como pela expressão de Onderdonk, que considera que não ocorre dissipação da energia térmica com o meio durante
Geraldo Roberto de Almeida é engenheiro eletricista, Mestre em Engenharia Elétrica e Doutor em
a aplicação da corrente (o que não
Ciências pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Atualmente, é Pesquisador Associado
é verdade). Se a duração da falta for
PEA USP (2000-) e consultor independente para transmissão subterrânea de eletricidade.
diferente de 1 s, os valores de densidade de corrente apresentados nestas tabelas devem ser corrigidos pela expressão de Onderdonk.
Paulo Edmundo da Fonseca Freire é engenheiro eletricista e Mestre em Sistemas de Potência (PUC RJ). Doutor em Geociências (UNICAMP) e membro do CIGRE e do COBEI, também atua como diretor da Paiol Engenharia.
60
Espaço SBQEE
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Por Ricardo Torquato, Tiago Ricciardi e Walmir Freitas*
Extração de informações de infraestruturas avançadas de medições em sistemas modernos de energia elétrica - Power Quality Data Analytics
Uma
característica
importante
dos
(valores típicos são 5, 15, 60 minutos);
sistemas modernos de energia elétrica é
•
a disponibilidade de uma infraestrutura
(qualímetros
avançada de medição (em inglês: AMI
magnitude (valores rms) e ângulo de tensão
– Advanced Metering Infrastructure). A
e corrente tanto na frequência fundamental
adoção
dessa
permitirá
quanto em frequências harmônicas, além de
avanços
disruptivos
desenvolvimento
formas de onda de eventos. São instalados
de técnicas inovadoras para transformar
em pontos específicos da rede e podem
os dados coletados em informações úteis
armazenar
para tomada de decisão e gerenciamento
temporal de poucos segundos;
ativo desses sistemas elétricos, tanto em
• Medição de forma de onda ininterrupta
termos
infraestrutura e
Medição
de
qualidade
de
convencionais):
informações
com
energia coleta
resolução
em
(gapless): coleta formas de onda de tensão
termos de operação e monitoramento
e corrente puras, de forma ininterrupta,
de equipamentos. Nessas infraestruturas
com taxas de amostragem típicas de 32
avançadas de medição, os seguintes dados
a 128 amostras por ciclo. Assim como os
tipicamente estão disponíveis:
qualímetros convencionais, são instalados
de
planejamento,
quanto
em pontos específicos da rede, tais como no • Medição SCADA (Supervisory Control and
início de alimentadores.
Data Acquisition): magnitude de tensão e corrente na frequência fundamental,
Com
a
presença de
desses
medição,
sistemas
potência ativa e reativa, coletados em pontos
avançados
específicos da rede (início de alimentador,
fornecer dados detalhados e granulares
religadores, chaves telecomandadas etc.),
(como a forma de onda não processada),
com resolução temporal da ordem de
é possível desenvolver uma série de novas
segundos até minutos e informações sobre
metodologias capazes de transformar tais
status de chaves e equipamentos;
dados em informações relevantes para
• Medição inteligente de faturamento: estes
monitoramento ativo de equipamentos e da
medidores coletam informações para fins de
rede elétrica como um todo. Reconhecendo
faturamento e são instalados em unidades
a relevância desta área emergente, o IEEE
consumidoras (sendo, portanto, muito mais
estabeleceu
numerosos e dispersos que os medidores
Group on Power Quality Data Analytics para
e sensores indicados no item anterior), com
liderar e concentrar os esforços de coleta de
resolução temporal da ordem de minutos
informações, tais como assinaturas típicas de
recentemente
capazes
o
de
Working
61
Espaço SBQEE
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
falhas de equipamentos e desenvolvimento de metodologias de processamento de dados para extração de informação útil de medições. Nesse contexto, Power Quality Data Analytics é definida como uma subárea da qualidade de energia especializada em coletar dados de medição, processálos, extrair informações úteis e aplicar os resultados para solucionar diferentes problemas em sistemas elétricos, tais como: • Qualidade de energia; • Proteção de sistemas de energia; • Monitoramento ativo da condição operativa de equipamentos e de redes elétricas. A figura ao lado apresenta algumas das potenciais aplicações que podem ser
de um banco de capacitores em derivação
corrente podem ser utilizadas para detectar o
dentro do próprio parque, ou na rede elétrica
início do processo de degradação ou ruptura
próxima ao parque.
do isolamento de cabos subterrâneos,
vislumbradas com o avanço de pesquisas
Detecção e localização de perdas não
condutores aéreos, transformadores etc., o
científicas e tecnológicas neste tema. O
técnicas: dados de medidores inteligentes
qual, se não identificado rapidamente, pode
universo de aplicação é extenso, cobrindo
instalados em consumidores também podem
evoluir para um curto-circuito permanente
desde o monitoramento de equipamentos
ser utilizados para combate de perdas não
na rede. Este processo de degradação
individuais até o gerenciamento ativo de
técnicas, tanto em redes de distribuição de
manifesta-se na forma de picos de corrente de
redes elétricas, bem como podendo ser
média tensão quanto em redes de baixa
curtíssima duração (menos de um ciclo) e que
aplicado desde a gestão de ativos das
tensão, empregando, por exemplo, técnicas
geralmente ocorrem repetidas vezes antes da
concessionárias até o monitoramento de
avançadas de estimação de estado, visto
ruptura permanente (ou temporária, no caso
equipamentos individuais dos consumidores.
que tipicamente a principal forma de fraude
de redes áreas) da isolação. Se estes curtos-
Tal área se encaixa perfeitamente em um
consiste na alteração das medições de
circuitos incipientes forem identificados pelo
dos motes primordiais das redes elétricas
potência ativa.
sistema de medição e monitoramento, é
inteligentes: from generators to refrigerators.
Gestão automatizada da base GIS:
possível realizar manutenção preventiva no
Nos parágrafos seguintes, são discutidos
atualmente, a base GIS é fundamental tanto
local de ocorrência dos eventos e, assim,
alguns exemplos concretos de aplicações
para o planejamento quanto para a operação
evitar falhas de maior proporção.
que podem se beneficiar de informações de
dos sistemas de distribuição. Contudo, a
O surgimento e evolução da área Power
medição.
quantidade de erros existentes nessas bases
Quality Data Analytics abre uma ampla
Gerenciamento de ressonâncias em
de dados é significativa, afetando a qualidade
possibilidade
parques eólicos: medições de tensões
do processo de tomada de decisão. Os dados
fabricantes
e correntes harmônicas com resolução
provenientes dos medidores inteligentes
colaborar para revolucionar a gestão de
temporal de alguns minutos no ponto de
de faturamento podem ser empregados
ativos e o gerenciamento da operação das
acoplamento de um parque eólico com a
juntamente com técnicas de Data Science
redes elétricas.
rede podem ser utilizadas para monitorar
para correção automática e periódica desses
*Ricardo Torquato é pesquisador de Pós-
o risco de ressonâncias harmônicas mal
sistemas, impactando positivamente diversos
Doutorado na Universidade Estadual de Campinas
amortecidas nestes parques e, desta forma,
setores das empresas de distribuição, desde
(UNICAMP);
evitar sua ocorrência. Isto é possível, pois
a engenharia, passando pela operação e
Tiago R. Ricciardi é diretor de Inovação na Energy
estas medições de tensão e corrente
alcançando até o setor comercial.
Research and Analytics (ERA);
harmônicas permitem antecipar a resposta do parque eólico à conexão, por exemplo,
Antecipação
de
curtos-circuitos
e
defeitos: medições de forma de onda de
para e
que
concessionárias,
desenvolvedores
possam
Walmir Freitas é professor titular na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).
62
Espaço Cigre-Brasil
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Por Carla Damasceno Peixoto*
Linhas de transmissão subterrâneas de alta tensão
Nos
grandes
centros
urbanos,
a
em constante atualização e otimização de
disponíveis
evolução natural para o transporte de
custos, justificando o seu largo emprego
elaborados por grupos de trabalho do
grandes blocos de potência envolve,
onde necessário.
CIGRE – comunidade global colaborativa
nos
documentos
técnicos
muitas vezes, a única solução viável, a
Frente ao investimento inicial envolvido
implantação de linhas subterrâneas tanto
e pressões ambientais há que se olhar com
experiência
na classe de tensão de subtransmissão,
atenção para o empreendimento como um
Atualmente, o CIGRE está finalizando
como na de transmissão. A necessidade
todo, com o emprego de planejamento,
o
de expansão, revitalização e otimização do
licenciamento e técnicas atualizadas para
Internacional mais recente, o Working
Sistema Elétrico Brasileiro e o aumento da
a infraestrutura, projeto, definição do
Group B1.61, Installation of HV Cable
interligação de fontes de energia renováveis
material, instalação e gestão destes ativos.
Systems
até esses centros, em espaços cada vez
O prazo de obtenção do licenciamento
documentos técnicos emitidos por esta
mais restritos, requerem otimização da
ambiental é facilitado pelo menor impacto,
organização e atualizando novas técnicas
ocupação deste tipo de sistemas elétricos.
se comparado com a linha aérea, o que
neste segmento, emitirá em breve uma
reduz
brochura técnica completa sobre este
São de primordial importância, e fazem
aproximadamente
pela
metade
que
compartilha
resultado
–
no
conhecimento
setor
do
que,
e
eletroenergético.
Grupo
baseado
de
Trabalho
em
outros
parte dos grandes projetos, a viabilização
o tempo da respectiva aprovação e
de
soluções
liberação. Os principais impactos surgem
Outras brochuras técnicas de igual
subterrâneas integrais ou parciais do
durante a fase de construção e podem ser
relevância encontram-se disponíveis hoje
“enterramento” de linhas aéreas existentes,
mitigados – exemplos: informar e consultar
no acervo técnico do CIGRE, inclusive a
aumentando a segurança na travessia de
as autoridades locais, comunidade e outras
que trata de segurança da instalação frente
áreas sensíveis.
partes interessadas; uso de equipamentos
ao risco de incêndios nas instalações de
empreendimentos
com
assunto.
Além de seu largo emprego nas
de menor ruído, regime de trabalho em
cabos isolados a TB nº 720 - Fire Issues for
tensões de subtransmissão, os circuitos
horários que produzam menor impacto
Insulated Cables Installed in Air.
subterrâneos
tensão,
à população local; redução da área de
Estabelecido desde 1921 na França,
tradicionalmente de maior dimensão nas
neste
nível
de
escavação e o uso de técnicas construtivas
e em 1971 no Brasil, sob o cunho de
cidades de São Paulo e Rio de Janeiro,
através de perfurações horizontais ou
Comitê
vêm crescendo e/ou surgindo também
construção de túneis ou microtúneis nas
Brasil), o CIGRE conta com profissionais
em outros estados brasileiros nas tensões
áreas sensíveis. Outro ponto interessante
de mais de 90 países e 1250 organizações
de transmissão atraindo investimentos,
trata do aproveitamento das grandes
afiliadas, incluindo grandes especialistas
como é o caso do Amazonas, Ceará e Rio
obras promovidas pelos órgãos públicos,
do mundo.
Grande do Sul, vide os últimos leilões de
compatibilizando
estas
a
trabalho, abrangendo todas as áreas
transmissão da agência reguladora Aneel.
construção
para
da
centrais do sistema eletroenergético.
.
infraestrutura destas linhas.
A implantação de linha de transmissão
civil
obras
com
implantação
Nacional
Brasileiro
(CIGRE-
Engloba 16 domínios de
Entre esses domínios, mais de 250
subterrânea (LS) em alta tensão (AT) é uma
O detalhamento dos requisitos, as
grupos de trabalho se baseiam em
tendência no Brasil e no mundo e cada
melhores práticas e as recomendações
conhecimentos práticos para resolver
vez mais aumentam as classes de tensões.
técnicas para a implantação de linhas
os desafios existentes e futuros que se
Possuem alta confiabilidade, tecnologias
subterrâneas
apresentam nessa área.
de
AT
encontram-se
PARATEC
Apoio
Proteção contra raios
64
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
Medida de proteção contra surtos: blindagem As medidas de proteção contra surtos
e os suportes metálicos existentes no teto,
deve ter sua blindagem aterrada nas duas
(MPS) têm o objetivo de minimizar a diferença
nas paredes e no piso. Para atuar como parte
extremidades, a menos que, em função da
de tensão que pode aparecer nos terminais
da blindagem espacial, o elemento metálico
topologia da instalação, haja diferença de
dos equipamentos elétricos ou eletrônicos a
em questão deve apresentar continuidade
potencial de regime permanente entre a
níveis por eles suportáveis.
elétrica com os outros componentes da
blindagem e o aterramento, o que ocasionaria
A ABNT NBR 5419-4 elenca como
blindagem espacial configurando-o como
circulação permanente de corrente elétrica
principais medidas de proteção contra
envoltório metálico do espaço que delimita
pela blindagem, podendo comprometer o
surtos o aterramento, a equipotencialização,
a ZPR. O aproveitamento dos elementos
funcionamento ou a eficiência do sistema.
o correto encaminhamento dos condutores
construtivos (naturais) é uma vantagem
Uma
na instalação elétrica, a blindagem e a
quando se utilizam elementos da própria
blindagem diretamente em uma extremidade
utilização de dispositivo de proteção contra
edificação para configurar uma blindagem
e indiretamente através de um DPS na
surto (DPS). Quanto maior for o número de
espacial, essa pode ser uma forma prática
outra. Infelizmente, na prática, muitas vezes
medidas corretamente adotadas em conjunto,
e econômica de obtermos esse tipo de
a blindagem do condutor não é aterrada em
mais eficiente será a proteção.
proteção na instalação, ao invés de blindar ou
nenhuma das extremidades, frustrando o objetivo inicialmente projetado.
alternativa
viável
seria
aterrar
a
Uma das medidas utilizadas considerada
proteger, individualmente, cada um dos seus
bastante eficaz é a blindagem, que pode ser
componentes. Considerar a utilização da
dividida entre a blindagem espacial, realizada
blindagem espacial a partir da confecção do
conduzir
no ambiente da instalação, e a blindagem dos
projeto da estrutura é a forma mais econômica
descarga atmosférica, e não apenas uma
condutores elétricos de energia e de sinal da
e eficiente de efetivar sua instalação e seu
corrente nela induzida, é necessário que a
instalação interna à estrutura.
funcionamento. Segundo a ABNT NBR
espessura da blindagem atenda os critérios
Caso exista a possibilidade da blindagem uma
parcela
da
corrente
da
A blindagem configurada em uma MPS
5419, uma blindagem espacial começa a ser
de suportabilidade, conforme determina a
é um componente demarcador das fronteiras
eficaz contra efeitos provenientes dos raios
ABNT NBR 5419. Quando a blindagem
entre as zonas de proteção contra raios
quando os módulos que formam a malha têm
fizer parte do subsistema de captação ou de
(ZPR) que diminui a propagação do campo
dimensões menores que 5 metros.
descida deve atender aos mesmos critérios
eletromagnético oriundo do raio e que
A blindagem dos condutores das linhas
impede a indução de correntes de surto nas
de energia e de sinal ou os dutos metálicos
linhas elétricas de energia e de sinal.
totalmente
de especificação que constam da ABNT NBR 5419-3 para esses subsistemas.
os
A blindagem das linhas externas à
neles
estrutura segue os mesmos princípios já
o ambiente da estrutura é denominada
induzidos, ou seja, aqueles que têm origem
apresentados, mas a sua aplicação pode
de blindagem espacial. Pode ser formada
dentro da própria ZPR onde a linha se
depender do provedor destas linhas e
por elementos metálicos especificamente
encontra. A blindagem de linhas é uma
neste caso esta blindagem pode não ser
projetados e instalados para esse fim ou
prática conhecida e utilizada normalmente
responsabilidade do projetista da PDA.
pelos
Quando uma blindagem envolve todo
próprios
elementos
condutores
fechados minimizam
que os
envolvem surtos
construtivos
para evitar interferências em circuitos de sinal
interconectados da estrutura, como as barras
que comprometam a transmissão de dados
Agradecimentos ao Eng. Sergio Santos por sua
do concreto armado, as armaduras estruturais
entre equipamentos. Um cabo blindado
contribuição.
Iluminação pública
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
65
Luciano Haas Rosito é engenheiro eletricista, diretor comercial da Tecnowatt e coordenador da Comissão de Estudos CE: 03:034:03 – Luminárias e acessórios da ABNT/ Cobei. É professor das disciplinas de Iluminação de exteriores e Projeto de iluminação de exteriores do IPOG, e palestrante em seminários e eventos na área de iluminação e eficiência energética. | lrosito@tecnowatt.com.br
O mercado de iluminação em 2022
Dando sequência a esta série de
processos, bem como possibilidade de
ser de menores investimentos. O ano de
artigos sobre o tema iluminação e para
melhorias de produtividade para enfrentar
2021 não foi diferente, entretanto, com
iniciar 2022, trataremos do panorama
este problema.
os investimentos das PPPs, com obras e
atual do mercado de iluminação e as
Os eventos específicos do segmento
investimentos em eficiência energética,
de iluminação que foram adiados no
foi
O ano de 2021 foi cheio de desafios
formato presencial, como Expolux e LED
mas com um volume interessante de
e incertezas, em um ano ainda marcado
Fórum, devem acontecer em 2022 com
oportunidades e com uma perspectiva
pela presença da Covid-19 em nossas
uma grande adesão do público em geral,
de maiores investimentos em 2022 em
vidas, e com o avanço da vacinação
que aguarda as novidades e reencontros
função de um planejamento feito em 2021
que não foi suficiente para retomada
para início do segundo semestre. Ambos os
e a necessidade de aplicação de recursos
com segurança de muitos eventos de
eventos citados têm previsão de ocorrerem
destinados à iluminação pública através da
iluminação no Brasil e no exterior. Para
em agosto de 2022 com novidades para
arrecadação da CIP/COSIP.
o setor de iluminação, o ano teve como
os participantes. A internacional L+B
Do ponto de vista normativo, segue em
um dos principais problemas a questão
(Light + Building), que foi adiada de março
2022 a nova consulta nacional da revisão
da logística internacional com a crise
para outubro de 2022, também gera boa
da ABNT NBR 5101: Iluminação pública
de componentes, que acabou afetando
expectativa de que efetivamente seja um
– Procedimento, que se espera publicação
diretamente os negócios, representando
momento de atualização e renovação de
ainda no primeiro semestre. A norma de
aumento de custos e prazos, obrigando
conhecimentos.
iluminação de túneis também segue em
perspectivas para o ano de 2022.
um
ano
sem
muitas
surpresas,
fornecedores a buscar alternativas que
A ruptura que ocorreu neste período
revisão. Na CE:03:034:03 – Luminárias e
nem sempre se mostraram efetivas. Logo,
despertou a necessidade de investimento
acessórios, está em fase final a revisão da
cada vez mais se faz necessário um
em tecnologias para o segmento de
ABNT NBR 60598-1 Luminárias – parte 1
planejamento de longo prazo visto que
iluminação e novas perspectivas para
: requisitos gerais e ensaios, que também
para 2022 não há perspectiva de melhoria
este mercado. O virtual que, então foi
deve ser submetida a consulta pública no
significativa,
primeiro
uma necessidade, segue em crescimento
primeiro semestre de 2022. Também estão
semestre. O aumento de custos reais em
com a tendência de aprimoramentos e
em revisão outras normas, como a ABNT
moeda estrangeira também representou
consolidação. Os sistemas de iluminação
NBR 15129: Luminárias para iluminação
um desafio para os fabricantes que se
conectada também ganham espaço e
pública — Requisitos particulares, além
baseiam em compras de componentes
importância, representando uma opção
de outras normas que necessitam ser
importados e acabou afetando também
real de aumento de economia de energia
atualizadas. Os desafios seguem altos,
qualquer fornecedor local que compra
e gerenciamento completo nas diversas
mas a perspectiva de 2022 para o
matéria-prima
aplicações de iluminação.
segmento de iluminação é de retomadas
pelo
menos
importada.
no
Este
desafio
também acabou sendo uma oportunidade
Para os investimentos públicos, o ano
de revisão de modelo de negócio e
de primeiro mandato de prefeitos costuma
e conquistas importantes, consolidando a importância deste setor.
66
Quadros e painéis
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Nunziante Graziano é engenheiro eletricista, mestre em energia, redes e equipamentos pelo Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (IEE/ USP), Doutor em Business Administration pela Florida Christian University, Conselheiro do CREASP, membro da Câmara Especializada de Engenharia Elétrica do CREASP e diretor da Gimi Pogliano Blindosbarra Barramentos Blindados e da GIMI Quadros elétricos | nunziante@gimipogliano.com.br
ABNT NBR IEC 61439 está valendo! Prezado leitor, o tema que gostaria de discutir hoje é o fim do prazo de convivência da antiga família de normas para a construção de conjuntos de manobra e comando de baixa tensão, a saudosa NBR IEC 60439, com a nova versão, a NBR IEC 61439. Pois bem, lá em 16/12/2016, a ABNT publicou a NBR IEC 61439-1 e a NBR IEC 61439-2, sendo a primeira concernente às regras gerais, condições de funcionamento, requisitos construtivos e técnicos para os CONJUNTOS, enquanto a parte 2 trata dos conjuntos de potência. Este conjunto de normas para Conjuntos de manobra e comando de baixa tensão é composto por: ABNT IEC/TR 61439-0 – Diretrizes para especificação dos conjuntos; ABNT NBR IEC 61439-1 – Regras gerais; ABNT NBR IEC 61439-2 – Conjuntos de manobra e comando de potência; ABNT NBR IEC 61439-3 – Quadros de distribuição destinado a ser utilizado por pessoas comuns (DBO); ABNT NBR IEC 61439-4 – Requisitos particulares para conjuntos para canteiros de obras (CCO); ABNT NBR IEC 61 439-5 – Conjuntos para redes de distribuição pública; ABNT NBR IEC 61 439-6 – Sistemas de linhas elétricas pré-fabricadas; ABNT NBR IEC 61439-7 – Conjuntos para instalações públicas específicas como marinas, acampamentos, locais de eventos e estações de recarga para veículos elétricos. Observada a lista acima, além da data da publicação de 16/12/2016, o prazo de convivência com a antiga versão findou em 16/12/2021, ou seja, o conjunto de normas supracitadas é o único vigente neste momento.
Durante esses últimos cinco anos, muitos como eu viajaram o Brasil,
Então, pergunto: todos os interessados, especificadores, peritos,
física ou digitalmente, divulgando as principais alterações entre as versões
projetistas, fabricantes, usuários finais, etc., estão preparados? Pois o jogo
das normas aqui citadas. Muitos fabricantes incorporaram em suas linhas
já tem regras novas e o árbitro já apitou o início do jogo!
as soluções que atendem a estes novos requisitos, muitos projetistas
Ainda vemos muitos projetos, licitações, especificações citando
revisaram seus requisitos, usuários aprenderam a avaliar as diferenças, o
APENAS a versão anterior circulando em obras em andamento.
que é ótimo! Entretanto, muitos não o fizeram e é a estes a quem me dirijo
Encontramos também muita desinformação quanto à validade de ensaios,
neste momento. Esta publicação tem como objetivo alertar a todos que as
requisição de painéis TTA/PTTA, entre tantas modificações que precisam
novas regras estão valendo.
ser incorporadas pelo corpo técnico nacional, que ainda não o foram.
Boa Leitura!
68
Eletricidade com segurança
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Aguinaldo Bizzo de Almeida é engenheiro eletricista e de Segurança do Trabalho. É membro do GT\ GTT - Laboração da NR 10 (vigente). É inspetor de conformidade e ensaios elétricos da ABNT NBR 5410 (baixa tensão) e ABNT NBR 14039 (média tensão). Conselheiro do CREA SP – Câmara Especializada de Engenharia Elétrica, atua ainda como diretor da DPST - Desenvolvimento e Planejamento em Segurança do Trabalho e da B&T - Ensaios Elétricos.
Interface da NR 10 com a NR 1 - desafios e perspectivas na elaboração do Inventário de Riscos Elétricos
A NR 10 – Segurança em Instalações
a segurança e a saúde dos trabalhadores
as organizações, profissionais do SESMT,
Serviços em Eletricidade está em fase de
expostos aos perigos decorrentes do
PLH – Profissionais Legalmente Habilitados
atualização com previsão de finalização
emprego da energia elétrica, observando
na área elétrica e outros gestores, uma vez
neste ano de 2022 e traz propostas
o Gerenciamento de Riscos Ocupacionais
que a “incorreta classificação dos riscos
significativas de mudanças que exigirão
(GRO)”.
elétricos” leva à adoção de medidas de
das
organizações
novas
ações
para
Assim, para atendimento à NR 1,
controle
insuficientes
e\ou
ineficazes
de
para a proteção dos profissionais da área
organizações
elétrica, pessoas comuns, meio ambiente,
devem elaborar o PGR – Programa
patrimônio e a continuidade do processo
atendimento aos requisitos técnicos e
independentemente
do
processo
legais para o processo de operação e
atualização da NR 10, as
manutenção das instalações elétricas nos diversos setores produtivos e que serão
de Gerenciamento de Riscos para o
produtivo.
tratados em artigos ao longo do ano.
Fator de Risco (Perigo), sendo que,
Ressalta-se
que,
para
a
correta
para organizações
interpretação quanto à hierarquia das NRs
Gerenciamento de Riscos Ocupacionais e
que atuam no SEP – Sistema Elétrico
na definição de ações no Plano de Ação
que entrou em vigor em janeiro de 2022,
de Potência (como concessionárias de
para atendimento aos requisitos legais,
define a obrigatoriedade da elaboração
energia e de telecomunicações), seja
deve considerar o disposto na Portaria SIT/
do PGR – Programa de Gerenciamento
para organizações que estão no SEC -
MTB Nº 787, de 27 de novembro de 2018,
de Riscos onde é necessária a elaboração
Sistema Elétrico de Consumo (segmento
que dispõe sobre as regras de aplicação,
do
industrial),
A NR 1, que dispõe sobre o GRO –
infelizmente, seja
documentos
interpretação e estruturação das Normas
os processos de
denominados “PGR” genéricos. Estes
Regulamentadoras e estabelece normas
operação e manutenção das instalações
documentos não retratam a realidade
para a consolidação dos atos normativos,
elétricas, em que se destaca sua interface
laboral, não considerando de forma correta
com destaque para a classificação das
com todas as NRs,
NRs, conforme segue:
Inventário
Adicionais
de para
Riscos
Elétricos
e
predominam
incluindo a NR 10.
as premissas estabelecidas na NR 1
Inclusive, o texto em atualização (vide
(Norma Geral), e ,especialmente na NR 10
consulta pública) evidencia essa interface:
(Norma Especial), que obrigatoriamente
Classificação das NRs:
“Esta Norma estabelece os requisitos
deve ser considerada na elaboração do
- Gerais: são as normas
e
a
Inventário de Riscos Elétricos e Adicionais,
que regulamentam aspectos
implementação de medidas de controle e
exigido no GRO\PGR para atividades em
decorrentes da relação jurídica
sistemas preventivos, de forma a garantir
instalações elétricas. Essa condição expõe
prevista na Lei sem estarem
condições
mínimas
objetivando
69
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
condicionadas a outros requisitos,
demais exigências legais de segurança e
com atividades, instalações,
saúde no trabalho”. Assim, considerando
equipamentos ou setores e
que o PERIGO ELETRICIDADE está
atividades econômicas específicas;
caracterizado em instalações elétricas
- Especiais: são as normas que
nos diversos segmentos produtivos, além
regulamentam a execução do
do disposto na NR 10, deve se avaliar
trabalho considerando atividades,
o disposto em outras NR com suas
instalações ou equipamentos
interfaces
empregados, sem estarem
instalações elétricas, como por exemplo
condicionadas a setores ou
NR 18 - Condições de Segurança e Saúde
atividades econômicas específicas;
no Trabalho na Indústria da Construção,
- Setoriais: são normas que
NR 12 – Máquinas e Equipamentos, NR
regulamentam a execução do
20 - Segurança e Saúde no Trabalho
trabalho ou atividades econômicas
com Inflamáveis e Combustíveis, NR 22
específicas.
– Segurança e Saúde Ocupacional na
Nota: caso haja conflito aparente
Mineração, outras. Dessa
entre dispositivos de NR, a solução
e especificidades com as
forma,
o
entendimento
deverá observar a seguinte regra:
adequado da interpretação e aplicação
1) NR setorial se sobrepõe à NR
das NRs para a correta elaboração do
especial ou geral;
Inventário de Riscos Elétricos no PGR
2) NR especial se sobrepõe à geral;
será
tratado
de
forma
estratificada
em artigos nesta coluna, em que a Ressalta-se o disposto na NR 1 para
estruturação do GRO - Gerenciamento de
a etapa: IDENTIFICAÇÃO DE PERIGOS,
Riscos Ocupacionais para o processo de
a
de
operação e manutenção das instalações
identificação de perigos deve considerar o
elétricas deve considerar minimamente o
disposto nas Normas Regulamentadoras e
disposto na figura a seguir.
qual
define
que
“o
processo
70
Energia com qualidade
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp e da SBQEE. jstarosta@acaoenge.com.br
O consumo de reativos e a “geração distribuída” Parte 2
Na edição de julho/2020, abordamos algumas questões
referenciam as posições dos vetores das potências. No caso
sobre o consumo de energia reativa e a geração distribuída (GD).
ilustrado, as potências ativas e reativas estão no quadrante
O conteúdo pode ser recuperado no link: https://osetoreletrico.
I, a potência gerada pela GD no quadrante Q II e a potência
com.br/o-consumo-de-reativos-e-a-geracao-distribuida/
reativa injetada ou compensada por capacitores no quadrante
Voltamos ao tema, pois em função da evolução das plantas de geração distribuída, especialmente as solares fotovoltaicas, surgiram
diversos
casos
práticos
que
merecem
Q IV. As resultantes variam de quadrante em função de suas composições.
atenção
quanto ao entendimento da questão da compensação reativa em consumidores/produtores de energia. A temática pode ser estendida em outros cenários semelhantes a esses sistemas como os de armazenamento que poderão também “gerar” energia no sentido da carga para a fonte e mesmo em sistemas de geração eólica, biomassa ou combustíveis fósseis quando a fonte injeta energia com fator de potência próximo a 100%. O comportamento relativo dos vetores que representam as potências ativa (P), reativa (Q) e aparente (S) nos quatro quadrantes define com clareza as situações associadas ao perfil de carga consumida e da GD conectada. Essas situações irão impactar no fator de potência horário do consumidor registrado pela distribuidora, na cobrança de excedentes de energia reativa e no modelo de sistema de compensação a ser implantado. As avaliações a seguir serão feitas apenas em 60Hz, conforme
Figura 1 – registro de potências nos quatro quadrantes.
definição do FP no Módulo 8 do Prodist-Aneel (potência ativa e potência reativa em quadratura). P1 – Potência ativa da carga;
Os quatro quadrantes
PG - Potência ativa injetada pela GD; P2 - Potência ativa resultante;
A Figura 1 indica os quatro quadrantes (QI a QIV) que
Q1 - Potência reativa da carga;
71
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
Qinj - Potência reativa compensada por capacitores;
Sendo as variáveis resumidamente definidas (ver texto completo
Q2 - Potência reativa resultante;
na resolução 414 da Aneel, artigo 96):
S1 - Potência aparente da carga na situação original (P1/Q1);
• ERE = valor correspondente à energia reativa excedente;
S2 - Potência aparente com injeção da GD;
• EEAMT = energia ativa medida em cada intervalo “T” de 1 (uma)
S3 - Potência aparente com injeção de GD e compensação reativa;
hora, durante o período de faturamento;
Φ1 - Ângulo de fase da carga;
• fR = 0,92;
Φ2 - Ângulo de fase da composição carga e GD.
• fT = fator de potência calculado em cada intervalo “T” de 1 (uma) hora;
Como consequência das compensações variáveis das energias
• VRERE = tarifa aplicável para excedente de energia reativa;
ativa (pela GD) e reativa (por capacitores), o ângulo de fase - Φ em
• DRE(p) = valor da demanda de potência reativa excedente à
60 Hz e o fator de potência assumirão valores conforme a dinâmica
quantidade permitida pelo fator de potência de referência “fR” no
da carga, da energia injetada e do sistema de compensação
período de faturamento, em Reais (R$);”
reativa, se existente. Como as cargas e a energia injetada pela
• PAMT = demanda de potência ativa medida no intervalo
GD são normalmente variáveis, o sistema de compensação reativa
de integralização de 1 (uma) hora “T”, durante o período de
também o deve ser e as resultantes vetoriais nos quatro quadrantes
faturamento, em quilowatt (kW);
assumem valores em função dessa composição instantânea e são
• “PAF(p) = demanda de potência ativa faturável, em cada posto
integradas a cada hora, conforme a Resolução 414, da Aneel,
tarifário “p” no período de faturamento, em quilowatt (kW);
que prevê a tarifação do excedente de energia reativa abaixo
• VRDRE = valor de referência, em Reais por quilowatt (R$/kW),
reproduzidas de forma editada:
• T = indica intervalo de 1 (uma) hora, no período de faturamento; • “p = indica posto tarifário ponta ou fora de ponta;
• Fator de potência: razão entre a energia elétrica ativa e a raiz
• n1 = número de intervalos de integralização “T” do período de
quadrada da soma dos quadrados das energias elétricas ativa e
faturamento para os postos tarifários ponta e fora de ponta; e
reativa, consumidas em um mesmo período especificado;
• n2 = número de intervalos de integralização “T”, por posto
• A integração das energias ativa e reativa são efetuadas em
tarifário “p”, no período de faturamento.
períodos de uma hora, portanto, de 720 a 730 intervalos por mês; • O fator de potência de referência “fR”, indutivo ou capacitivo, tem
Observando-se a Figura 1, as potências ativas P1, PG e P2 -
como limite mínimo permitido para as unidades consumidoras do
esta resultante da diferença de P1 e PG - podem ser entendidas
grupo A o valor de 0,92. (Recomendação dada pela REN Aneel
como potências instantâneas ou se definidas conforme ANEEL
569 de 23.07.2013);
414, demandas médias no período de uma hora, ou o saldo da
• Aos montantes de energia elétrica e demanda de potência
energia ativa (diferença da gerada e consumida) neste período
reativa que excederem o limite permitido, aplicam-se as cobranças
de uma hora, numericamente igual à demanda média. Note que,
estabelecidas nos arts. 96 e 97, a serem adicionadas ao faturamento
caso a energia injetada pela GD seja superior àquela consumida
regular de unidades consumidoras do grupo A, incluídas aquelas
pela carga e apesar da situação configurar um vetor no Q II, não
que optarem por faturamento com aplicação da tarifa do grupo B
se pode considerá-lo exatamente dessa forma pela definição da
nos termos do art. 100. (Redação dada pela REN Aneel 569 de
resolução 414, já que o fator de potência é calculado em função
23.07.2013);
da energia resultante (sempre positiva). Contudo, a questão é
• Os valores correspondentes à energia elétrica e demanda
interpretativa e a falta de regulação adequada a esse tema dificulta
de potências reativas excedentes são apurados conforme as
o entendimento, não físico, mas relacionado ao próprio modelo de
seguintes equações:
faturamento.
Agradecimentos aos colegas por colaborarem com a produção deste artigo: Javier Aprea, da Aprea Engenharia; Claudio Puga e Ricardo Silva, da Landis Gyr; José Teodoro, da CPFL; José Rubens Macedo Jr., professor na Universidade Federal de Uberlândia.
Instalações Ex
Apoio
72
Roberval Bulgarelli é engenheiro eletricista. Mestrado em Proteção de Sistemas Elétricos de Potência pela POLI/USP. Consultor sobre equipamentos e instalações em atmosferas explosivas. Representante do Brasil no TC-31 da IEC e no IECEx. Coordenador do Subcomitê SCB 003:031 (Atmosferas explosivas) do Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-003/COBEI). Condecorado com o Prêmio Internacional de Reconhecimento IEC 1906 Award. Organizador do Livro "O ciclo total de vida das instalações em atmosferas explosivas".
A importância dos detalhes típicos de projetos elétricos e de instrumentação “Ex” - Parte 2/3 Dando sequência ao artigo sobre este assunto apresentado na edição anterior, são mostrados a seguir exemplos de detalhes típicos de projeto para a montagem de equipamentos elétricos e de instrumentação “Ex”. Estes exemplos são utilizados por diversas empresas da indústria do petróleo e petroquímica, tanto do Brasil como de outros países do mundo, incorporam diferentes tipos de equipamentos elétricos e de instrumentação e diferentes tipos de proteção “Ex” disponibilizados no mercado por fabricantes de equipamentos “Ex”.
O Setor Elétrico / Janeiro-Fevereiro de 2022
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