Subestação Primária São Lucas

Primeira subestação isolada a gás do Metrô de São Paulo (GIS)

FABIO CRESTANI*

Figura 1 - Fotos da Subestação Primária São Lucas

No dia 22 de outubro de 2019 o Metrô de São Paulo inaugurou a Subestação Primária São Lucas, que passou a ser a responsável pela alimentação elétrica do Monotrilho da Linha 15-Prata. Assim esta linha passou a ser, do ponto de vista elétrico independente, pois até então, recebia alimentação elétrica da Subestação Tamanduateí da Linha 2-Verde.

A Primária São Lucas, possui dois transformadores de 88/138kV-22kV com potência de 33,3MVA cada um, que são responsáveis pela alimentação dos sistemas de alimentação elétrica (média tensão, tração dos trens e baixa tensão) e auxiliares (iluminação, tomadas, escadas rolantes, elevadores, ventilação principal e auxiliar e sistema de ar condicionado).

Esta subestação foi um passo importante na história do Metrô, pois trata-se de uma tecnologia nova na Companhia e assim quebra de um paradigma ao adotar a solução GIS (Gas Insulated metal-enclosed Switchgear), em tradução livre, chave isolada a gás com invólucro de metal, ao invés de uma subestação convencional.

Sua compacidade permite que em um único equipamento estejam abrigados disjuntores, chaves seccionadoras, chaves de aterramento, transformadores de potência, transformadores de corrente e barramentos. O conjunto de equipamentos está dentro de um invólucro de metal aterrado e pressurizado com SF6, um gás inerte e altamente isolante. Este arranjo físico compacto proporciona a construção em áreas de difícil desapropriação.

No caso da Subestação Primária São Lucas, o Metrô ao escolher os terrenos a serem desapropriados demonstrou o respeito ao dinheiro público e gestão eficiente, pois ao adotar a solução GIS, teve além do ganho de conhecimento técnico, economia com os custos da desapropriação de terrenos menores, menor custo com obra civil, menor custo com a montagem dos sistemas, materiais elétricos e eletromecânicos e menor custo de manutenção, uma vez que a primeira manutenção completa deve ocorrer após 17 anos, algo que não ocorre em uma subestação convencional onde a manutenção completa é realizada a cada três anos.

Para disseminar o conhecimento da solução GIS, foram treinados 24 empregados da Companhia de diversas áreas, como manutenção, engenharias da manutenção e implantação, implantação e inspeção.

Vale lembrar também, que a escolha da localização se deu pelo fato de as vias do Monotrilho e as linhas de transmissão para derivação do Ramal Aéreo do Cliente (RAC) serem próximas aos terrenos, gerando economia com infraestrutura, como banco de dutos e cabos. Outro ponto importante a ser destacado é que nesta localização, também iria ocorrer posteriormente o alteamento das linhas

Figura 2 - Subestação Primária São Lucas Transformadores 88kV, GIS e Casa de Comando. Área construída de 633,64m²

de transmissão para passagem das vias do Monotrilho, e assim já era possível deixar as torres preparadas para o RAC, otimizando assim a utilização do dinheiro público gasto com as torres de transmissão, pois estas serviriam tanto para o ramal de alimentação elétrica da subestação como para o alteamento dos cabos da linha de transmissão. E assim ocorreu conforme projetado e planejado.

Para construir a Subestação Primária São Lucas foram necessários 633,64m² de área construída, em contrapartida, para construir uma Subestação Convencional Abrigada com mesma capaciadade seriam necessários 1 576,24m² de área construída, conforme figuras 2, 3 e 4. Traduzindo isso para os custos com desapropriação, considerando o valor do metro quadrado que foi pago na época de aproximadamente 888,35 reais/m², chegamos a uma economia de 837 358,70 reais com a solução de uma Subestação GIS com compacidade que permite que utilize aproximadamente apenas 40% do espaço de uma subestação convencional.

Olhando apenas para o sistema de Alta Tensão, a solução GIS da Subestação Primária São Lucas ocupou de área construída aproximadamente 342m², enquanto uma Subestação Convencional ocuparia aproximadamente 1 190m². Fazendo a mesma analogia, chegamos a uma economia de 753 320,80 reais com custo de desapropriação e utilização de apenas 28% do espaço de uma convencional. Veja as figuras 5, 6 e 7 sobre esses cenários citados.

Soluções deste tipo demonstram que o Metrô está comprometido com seu plano de negócios, possibilitando assim a redução dos custos, otimizando recursos com eficiência, qualidade, escopo, prazo e possibilitando assim que o dinheiro dos investimentos públicos proporcionem maior ganho social para a população de São Paulo, que poderão ter maior economia com tempo de deslocamento, consumo de combustíveis, menor emissão de gases e menor número de acidentes, oferecendo transporte público com qualidade e cordialidade, através de uma rede que está cada vez mais perto para levar as pessoas cada vez mais longe, permanecendo como a opção preferencial de transporte na Região Metropolitana de São Paulo, oferecendo serviços de qualidade e cada vez mais atentos às necessidades do cidadão, com presteza, cordialidade e respeito.

Figura 5 - Alta Tensão - Subestação Primária São Lucas

Figura 6 - Alta Tensão - Subestação Primária Convencional Abrigada Figura 3 - Exemplo de Subestação Convencional Abrigada Isolada a Ar com mesma capacidade. Transformadores 88kV e Casa de Alta Tensão. Área construída de 1.190,02 m²

Os comparativos citados são em relação a uma Subestação Convencional Abrigada, também conhecida como Air Insulated Indoor Switchgear (Subestação Abrigada Isolada a Ar - AIS).

Outras vantagens da solução GIS são: • Segurança pessoal (a prova de explosão) • Instalações subterrâneas • Aplicação em ambientes altamente poluídos • Grande rigidez sísmica (à prova de terremotos) e dielétrica • Produto de material reciclável • De construção modular • Elementos intercambiáveis • Pré testado em fábrica • Fácil transporte e reduzido tempo de montagem • Reduzido custo de operação

A seguir a título de exemplo o layout de ambos os tipos de solução para Subestações adotadas dentro do Metrô-SP. Este comparativo torna bem clara a compacidade de uma Subestação GIS, onde a redução do espaço da Alta Tensão pode ser maior que 70%. Neste exemplo, usamos como comparativo as Casas de Alta Tensão e Casas de Comando. Em uma análise mais profunda ao compararmos Subestações do tipo GIS e Convencional, chegamos aos cenários apresentados nas figuras 2, 3 e 4.

Figura 7 - Alta Tensão GIS da Subestação Primária São Lucas x Alta Tensão Convencional Figura 4 - Casa de Comando. Salas Técnicas. Área construída de 386,22 m²

* Fabio Crestani é engenheiro do Metrô-SP E-mail: imprensa@metrosp.com.br