O Setor Elétrico (edição 167 - Dez/2019)

Ano 14 - Edição 167 Dezembro de 2019

Legalização de projetos e tendências do mercado

Aprenda como legalizar um projeto fotovoltaico na concessionária e conheça mais sobre tecnologias como sistemas híbridos, drones e a sinergia de veículos elétricos com a energia solar

A mecânica Newtoniana é insuficiente para calcular e projetar linhas aéreas de transmissão O trabalho aborda o problema clássico de cálculo e projeto de um vão ancorado e analisa o aspecto de confiabilidade de condutores e estruturas para linhas clássicas de até 500km Normatização para o teste de conformidade dos indicadores de tensão em regime permanente

Sumário atitude@atitudeeditorial.com.br Diretores Adolfo Vaiser Simone Vaiser Assistente de circulação, pesquisa e eventos Henrique Vaiser – henrique@atitudeeditorial.com.br Assistente de criação Victor Gargano - victor@atitudeeditorial.com.br Administração Paulo Martins Oliveira Sobrinho administrativo@atitudeeditorial.com.br Editora Luciana Freitas - 80.519-SP luciana@atitudeeditorial.com.br Publicidade Diretor comercial Adolfo Vaiser - adolfo@atitudeeditorial.com.br Contatos publicitários Ana Maria Rancoleta - anamaria@atitudeeditorial.com.br Representantes

Suplemento Renováveis

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Fascículo: Legalização de projetos e tendências do mercado Notícias de mercado Coluna solar: Os desafios tributários do setor solar fotovoltaico Coluna eólica: E segue o crescimento dos Certificados de Energia Renovável

Paraná / Santa Catarina Spala Marketing e Representações Gilberto Paulin - gilberto@spalamkt.com.br João Batista Silva - joao@spalamkt.com.br (41) 3027-5565 Direção de arte e produção

4

Editorial

6

Coluna do consultor

Leonardo Piva - atitude@leonardopiva.com.br Consultor técnico José Starosta

Será que conseguiremos botar o País para a frente?

Colaborador técnico de normas Jobson Modena Colaboradores técnicos da publicação

8

Daniel Bento, João Barrico, Jobson Modena, José Starosta,

Seções Mercado, Empresas e Produtos

Juliana Iwashita, Roberval Bulgarelli e Sergio Roberto Santos Colaboradores desta edição Angelo Cesar Colombini, Antônio Roberto Panicali, Bruno Soares Moreira Cesar Borba, Elbia Gannoum, Fábio Nieves Barreira, Francisco de Assis Araújo Gonçalves Jr., Geraldo R. de Almeida, Hans Rauschmayer, Hélio Eiji Sueta, Javier Aprea, Jobson Modena, José Starosta, Júlia Fernandes Araujo, Lorenna Baptista de Oliveira, Luana Merenciano da Silva, Márcio Zamboti Fortes, Paulo E. Q. M. Barreto, Rafael Morgado, Roberval Bulgarelli, Rodrigo Sauaia e Ronaldo Koloszuk

Painel de notícias

15

Fascículos BIM – Building Information Modeling / Modelagem das Informações da Construção Equipamentos para ensaios em campo Linhas elétricas para baixa tensão

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.

Capa: 2jenn | shutterstock.com Impressão - Mundial Gráfica e Editora

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Cinase TEC A mecânica Newtoniana é insuficiente para calcular e projetar linhas aéreas de transmissão

48

Espaço 5419 Uso de telhas feitas com ligas metálicas como sistema de captores naturais – Parte 2

50

Distribuição - Correios

Espaço SBQEE Normatização para o teste de conformidade dos indicadores de tensão em regime permanente

Atitude Editorial Publicações Técnicas Ltda.

Rua Piracuama, 280, Sala 41 Cep: 05017-040 – Perdizes – São Paulo (SP) Fone/Fax - (11) 3872-4404 www.osetoreletrico.com.br atitude@atitudeeditorial.com.br

Filiada à

Colunistas

52 54 56

Jobson Modena – Proteção contra raios José Starosta – Energia com qualidade Roberval Bulgarelli – Instalações Ex

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Editorial

4

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

www.osetoreletrico.com.br

Ano 14 - Edição 167 Dezembro de 2019

Legalização de projetos e tendências do mercado

Aprenda como legalizar um projeto fotovoltaico na concessionária e conheça mais sobre tecnologias como sistemas híbridos, drones e a sinergia de veículos elétricos com a energia solar O Setor Elétrico - Ano 14 - Edição 167 – Dezembro de 2019

A mecânica Newtoniana é insuficiente para calcular e projetar linhas aéreas de transmissão O trabalho aborda o problema clássico de cálculo e projeto de um vão ancorado e analisa o aspecto de confiabilidade de condutores e estruturas para linhas clássicas de até 500km Normatização para o teste de conformidade dos indicadores de tensão em regime permanente

Edição 167

Um ano decisivo para o Brasil

Mais um ano se encerrou e o clima que permanece é de

na construção civil, sejam obras de grande porte, sejam

expectativa e apreensão por parte do brasileiro em relação

pequenas construções e reformas residenciais.

ao futuro que 2020 trará. Investidores estão interessados em

saber o que os próximos 12 meses reservam para a economia

crescimento do Produto Interno Bruto (PIB), 2020 promete

brasileira; já a população aguarda ansiosamente pela abertura

ser um período em que o Brasil terá de superar grandes

de novos postos de trabalho, ou ainda, por ações que

obstáculos para reverter o cenário econômico e colocar ordem

impulsionem a geração de emprego e renda no País, a fim de

na casa. Como medida, a Reforma da Previdência é um passo

reduzir o quadro atual, composto por aproximadamente 12

essencial para garantir a viabilidade do sistema de seguridade

milhões de desempregados.

social e a sustentabilidade da dívida pública. Porém, para

assegurar o crescimento sustentado da economia brasileira,

Segundo dados apresentados recentemente pela

Apesar de o Governo ter elevado a previsão de

Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica

o governo precisará buscar uma "ambiciosa agenda de

(Abinee), o faturamento e a produção do setor ficaram

reformas", incluindo reformas tributárias, abertura comercial e

estáveis em 2019, pois, mesmo diante do crescimento nominal

investimento em infraestrutura.

de 5%, não houve aumento real no total faturado, que fechou

o ano em R$154 bilhões.

noite, mas, para que se alcance resultados eficazes e metas

bem-sucedidas, é necessário manter uma constante, sempre

Quanto à área de Geração, Transmissão e Distribuição de

O fato é que nenhuma mudança ocorre do dia para a

Energia Elétrica (GTD), o faturamento nominal permaneceu

defendendo os interesses públicos ao invés dos pessoais.

no mesmo nível de 2018, que, deflacionado, representa

queda real de 4,5%. Também nesse caso, tal desempenho

mais incentivos à pesquisa e ao desenvolvimento, quebra de

acompanha a produção de bens de capital para o setor

paradigmas, projetos saindo do papel, estímulos à indústria

de energia elétrica, que, com base nos dados do Instituto

nacional, mais igualdade aos cidadãos, e que possamos

Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), deverá recuar

continuar juntos, batalhando pelo crescimento do nosso

cerca de 2%, mantida a mesma comparação.

mercado.

Nos casos de Utilidades Domésticas e Material Elétrico

de Instalação, foram observados incrementos de 8% e 9%,

A minha esperança é que tenhamos um Brasil melhor, com

Desejo a todos um próspero ano novo, repleto de boas

notícias!

respectivamente, o que representam acréscimos reais de 2,5% e 3,6%. O desempenho da área de Material Elétrico

Feliz 2020!

de Instalação é atribuído à retomada dos investimentos

Luciana Freitas

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Revista O Setor Elétrico

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Coluna do consultor

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

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

Será que conseguiremos botar o País para a frente?

No final deste 2019, uma ponta de otimismo surge com o anúncio da

previsão do aumento do Produto Interno Bruto (PIB) da ordem de 1%, contrariando as previsões de meses atrás. Como dizem os especialistas e até o próprio ministro Guedes, temos que esperar que este resultado não seja mais um “voo de galinha”.

Fato é que sendo o voo de galinha ou de águia, os simples mortais que são os responsáveis pela renda (empregador ou empregado) não suportam mais trabalhar sem resultados; altas taxas, altos impostos, ineficiência nos processos, burocracias estúpidas, sem contar as patologias administrativas e burocráticas que o Brasil está acometido já há bom tempo, como o baixo nível das instituições de ensino (nossos recém-formados chegam ao mercado sem saber a diferença da tensão eficaz e os valores da forma de onda).

Outros fatores de sofrimento são os altos custos de logística para a

operação de nossas empresas, quer para o transporte de pessoas e de carga, taxas escandalosas de portos e aeroportos e outros prejuízos decorrentes da deficiência de nossa infraestrutura, como a incompetência na questão da ligação ferroviária rápida entre os principais centros urbanos do País. Pior, devido à roubalheira que se estabeleceu por aqui nos últimos anos, não temos certeza se as empreiteiras que sobraram poderão construir o que falta. A boa expectativa deste ponto é que tudo indica que os custos dos empreendimentos futuros serão mais próximos da realidade, pois não alimentarão corrupção. Será?

As mudanças estruturais que são perseguidas pelo atual governo, trazem uma

ponta de esperança e podem impactar na redução dos custos operacionais e de impostos das empresas e empregados, melhor situação para a sobrevivência da previdência e redução das taxas de juros com incremento dos financiamentos.

Tudo isso depende de nossos deputados e senadores que não conseguem entender que estão lá para discutir grandes questões nacionais e não para benefício próprio.

Que o voo de águia nos guie para a reconstrução de um novo momento, privilegiando os que trabalham e que efetivamente respondem pelo nosso crescimento.

Painel de mercado

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O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Perigo das redes aéreas de energia é maior no verão Marcada por fortes chuvas e ventanias, a estação deixa a população ainda mais vulnerável aos perigos da rede de distribuição de energia elétrica construída de forma aérea

O verão é uma das estações mais

aguardadas

pelo

brasileiro.

O

altas

desse

período

temperaturas,

no

do

ano.

entanto,

Daniel Bento.

calor,

as férias e as praias são alguns dos atrativos

podendo morrer”, informa o especialista

a sua atenção redobrada.

As

Cuidados a serem adotados pela população

Queda de árvores e cabos soltos – Muitas vezes, os fortes ventos provocam

vêm

acompanhadas do aumento da umidade,

As

energia

a queda de cabos elétricos, seja apenas

com chuvas intensas e fortes ventos,

representam mais de 99% da infraestrutura

pelo vento em si, ou devido à queda de

provocando

redes

aéreas

de

desligamentos

de distribuição de eletricidade no país e

árvores e galhos sobre a rede elétrica.

e acidentes envolvendo a rede aérea de

são altamente vulneráveis às condições

Tal condição oferece grande risco de

energia elétrica, muito vulnerável aos

climáticas. “No verão, as cidades sofrem

acidente, tendo em vista que este cabo

efeitos climáticos. Por este motivo, todo

com as fortes tempestades que afetam a

pode estar energizado. Em situações

cuidado é pouco. O especialista em

rede e deixam milhares de pessoas sem

como essa, em nenhuma hipótese esse

energia Daniel Bento, diretor executivo da

energia elétrica. Mas a pior consequência

cabo deve ser tocado. As pessoas não

Baur do Brasil, alerta para alguns cuidados

são os acidentes com as pessoas que

devem sequer se aproximar, pois apenas

especiais que a população deve tomar o

entram em contato com a rede energizada,

a proximidade dos cabos energizados de

ano todo, mas que nesse período deve ter

sofrendo queimaduras ou até mesmo

alta tensão utilizados nas redes aéreas já é

recorrentes

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

9

suficiente para causar um choque elétrico.

Busca por abrigo em árvores – A busca por abrigo das tempestades debaixo de árvores também deve ser evitada, não apenas pelos motivos apresentados anteriormente sobre a queda dos cabos, mas também devido à possibilidade de um raio cair na árvore, podendo vir a atingir também a pessoa.

Queima de equipamentos – Raios e trovões também potencializam os danos causados pela rede elétrica aérea, pois quando eles atingem a rede, a descarga elétrica pode se propagar para dentro das casas, danificando equipamentos elétricos. Neste caso, a melhor ação possível a ser adotada é desconectar estes equipamentos da tomada em situações de tempestade com incidência de raios.

Pipas – As pipas em contato com a rede elétrica oferecem um perigo muito grande para as pessoas que estão empinando, em geral crianças e adolescentes. Não é raro as pipas se enroscarem nos fios da rede elétrica aérea, podendo conduzir a eletricidade até a pessoa que está segurando a linha, principalmente se ela tiver cerol ou outro tipo de material que as crianças gostam de utilizar. É muito importante orientá-las para empinar suas pipas apenas em regiões abertas, que não tenha rede elétrica próxima.

Solução definitiva para o problema

As orientações e recomendações citadas são apenas

para minimizar os danos e acidentes, convivendo com esses riscos proporcionados pela rede de distribuição aérea.

Contudo, para resolver o problema em definitivo, a solução mais segura para a população é converter a rede elétrica para a forma subterrânea.

Muitos países do mundo já adotam essa solução. Embora

o Brasil conte com essa configuração de rede, ela está concentrada em poucas regiões centrais e, normalmente, turísticas, como a Avenida Paulista, em São Paulo (SP), a Esplanada dos Ministérios, em Brasília (DF), e a Orla de Copacabana, no Rio de Janeiro (RJ).

Além da visível vantagem estética, a rede de energia

subterrânea é considerada muito mais confiável e segura por não estar sujeita aos efeitos do clima. “Com as redes subterrâneas, as cidades se beneficiam com a melhora das condições de segurança para toda a população e ainda proporciona condições mais atrativas para o turismo, tendo em vista a grande evolução na condição estética da paisagem urbana”, conclui Bento.

Painel de mercado

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O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Faturamento e produção do setor eletroeletrônico permanecem estáveis em 2019 Segundo a Abinee, apesar do crescimento nominal de 5%, não houve aumento real no total faturado, que fechou o ano em R$154 bilhões

O faturamento da indústria eletroeletrônica

encerrou 2019 em R$154 bilhões. De acordo com a Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica (Abinee), que divulgou seus indicadores anuais no dia 05 de dezembro, apesar do crescimento nominal de 5% na comparação com 2018 (R$146,1 bilhões), não houve aumento real, uma vez que a inflação do setor, segundo o Índice de Preços ao Produtor (IPP), também fechou o ano em 5%.

A produção industrial de bens eletroelet­

rônicos

também

apresentou

estabilidade

em 2019 em relação ao ano passado. Já a utilização da capacidade instalada subiu de 74% para 75% este ano.

A estabilidade no faturamento e na produção do setor ocorre após dois anos consecutivos de resultados positivos. “Este

Balança comercial

um Índice de Confiança positivo, porém menor

ano, o setor andou de lado e não conseguimos

As exportações pouco contribuíram para o

do que o do ano passado”, observa Barbato. Em

apresentar crescimento”, afirma o presidente

faturamento da indústria eletroeletrônica, com

novembro de 2018, logo depois das eleições,

executivo da Abinee, Humberto Barbato. Ele

queda de 5% em 2019, passando de US$5,9

o otimismo era maior e o ICEI havia alcançado

ressalta que a atividade produtiva ficou aquém

bilhões para US$5,6 bilhões. Já as importações

65,2 pontos.

das expectativas, em função, principalmente,

subiram 1%, de US$31,8 bilhões, em 2018, para

da demora na aprovação das reformas, que só

US$31,9 bilhões este ano. Com isso, o déficit

Produto Interno Bruto (PIB) de 2,2% e inflação

tiveram encaminhamento positivo no segundo

da balança comercial deve atingir US$26,4

em torno de 3,6% ao ano em 2020, o setor

semestre.

bilhões, total 2% superior ao apresentado em

eletroeletrônico espera um crescimento nominal

2018 (US$25,9 bilhões).

de 8% e real (descontada a inflação) de 4% no

Emprego

Considerando a projeção de crescimento do

faturamento, que deve alcançar R$166 bilhões.

Perspectivas

número de empregados do setor, que subiu

Para 2020, os empresários do setor

na produção e aumento no nível de emprego,

de 232,2 mil para 235 mil trabalhadores em

têm expectativas favoráveis. A mais recente

que deve passar de 235 mil para 239 mil

2019, um acréscimo de 2,8 mil postos de

Sondagem realizada com os associados da

trabalhadores.

trabalho, correspondente a um aumento de

Abinee indicou que 76% das empresas projetam

1,2%.

crescimento nas vendas/encomendas no próximo

bilhões) e as importações, 11% (US$35,3

ano; 21%, estabilidade e apenas 3%, queda.

bilhões) — neste último caso, em função da

está longe de alcançar os níveis de emprego

esperada ampliação na atividade produtiva.

dos anos anteriores. Em dezembro de 2013,

Setor Eletroeletrônico (ICEI) divulgado pela

“Aos poucos, a economia vai se reativando

o setor empregava 308,6 mil trabalhadores.

Abinee, em novembro, atingiu 61 pontos. Acima

e o ambiente parece demonstrar uma maior

“São

de 50 pontos, o ICEI indica confiança do

confiança dos empresários”, afirma o presidente

empresário. “Estamos encerrando 2019 com

do Conselho da Abinee, Irineu Govêa.

Houve,

entretanto,

incremento

no

Apesar disso, a indústria eletroeletrônica

empregos

que

dificilmente

recuperados”, afirma Barbato.

serão

Também o último Índice de Confiança do

A Abinee também projeta elevação de 3%

As exportações devem crescer 4% (US$5,8

11

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Leilões de Energia Existente A-1 e A-2 movimentam R$918 milhões

A Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) e a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) realizaram, no dia 06 de dezembro, os Leilões de Energia Existente A-1 e A-2 de 2019, com negociação de 508.776MWh (29MW médios) em energia elétrica para fornecimento entre 1º de janeiro de 2020 e 31 de dezembro de 2021 e 4.888.080MWh (279MW médios) entre 1º de janeiro de 2021 e 31 de dezembro de 2022. Ao todo, foram negociados R$918,9 milhões.

O Leilão de Energia Existente A-1 negociou energia ao preço médio de R$ 158,37/MWh,

com deságio de 16,65% em relação preço-teto estabelecido, de R$190,00/MWh.

No Leilão de Energia Existente A-2, foram negociados 4.888.080MWh ao preço médio

de R$171,52/MWh, alcançando deságio de 9,7%. Quatro empreendimentos térmicos a gás natural negociaram energia no certame, sendo três localizados no Maranhão e um em Minas Gerais.

Os certames tiveram como objetivo a venda de energia elétrica proveniente de empreendimentos existentes para suprir as necessidades de distribuidoras que atendem o consumidor final.

ONS, CCEE e EPE divulgam projeção da carga para o período de 2020 a 2024 Carga do SIN deverá crescer 3,7%, em média, no quadriênio O Operador Nacional do Setor Elétrico

(ONS),

a

Câmara

de

Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) e a Empresa de Pesquisa Energética

(EPE)

divulgaram

os

dados da Previsão de carga para o Planejamento

Anual

da

Operação

Energética – Ciclo 2020 (2020-2024).

Para o período 2020-2024, a previsão é de um crescimento médio da carga de 3,7% por ano. Somente em 2020, a carga deverá aumentar 4,2% no Sistema Interligado Nacional (SIN), considerando uma elevação do Produto Interno Bruto (PIB) de 2,3%.

As previsões de elevação da carga do SIN para os próximos anos estão relacionadas à

melhora da expectativa da economia brasileira, que demonstra sinais de retomada gradual, fato que resultou em revisões positivas da expectativa do PIB das instituições econômicas e financeiras.

A expectativa é que a carga registre um crescimento de 2,1% em 2019, fechando

o ano com 67.975MW médios, uma redução de 363MW médios em relação à 2ª revisão quadrimestral de 2019, divulgada em julho.

Painel de empresas

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O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

DuPont muda estratégia de negócios de EPIs no Brasil Divulgação / DuPont

Reformulação prevê abordagem focada nas necessidades de cada segmento industrial

Mensagem e ação focadas na proteção

de especificação e compra de EPIs. "Se

mundo em que operam. A DuPont continua

ideal dos trabalhadores de acordo com as

antes apresentávamos nosso portfólio de

a desenvolver insights profundos sobre os

especificidades de cada segmento industrial.

uma forma mais geral para a indústria, agora,

clientes nos setores de Óleo e Gás, Utilitários

Essa é a nova estratégia da área de segurança

vamos apontar tecnologias focadas nos riscos

e

e

Manufatura

para

fornecer

soluções

globalmente

de cada segmento industrial", afirma Matheus

personalizadas, trazendo a ciência para a

chamada de Safety & Construction (S&C),

Barbosa, gerente de marketing da DuPont

força de trabalho global de hoje.

que contempla a plataforma de soluções para

Personal Protection para a América Latina.

segurança do trabalho, ou DuPont Personal

O novo site de DuPont ™ Nomex ® explica a

Saúde do Trabalho, plataforma viabilizada pelo

Protection.

utilização do material em diversos segmentos.

Ministério Público do Trabalho e OIT Brasil,

A mudança vem no esteio de uma

"Nossa ideia é falar a língua de cada vertical

de 2012 a 2018, o número de acidentes

nova fase na história da DuPont, com a

de indústria, porque o cotidiano desses

de trabalhadores com carteira assinada

segregação da antiga holding DowDuPont

trabalhadores é diferente e exige soluções

foi superior a 4,5 milhões. Desses, mais de

em três empresas independentes. Esta

específicas de segurança", explica.

17.700 foram fatais. Nesse período, o Instituto

nova DuPont está estruturada para atender

Como exemplo, Barbosa cita que o

Nacional do Seguro Social (INSS) gastou

as necessidades do usuário final, com uma

trabalhador de uma plataforma de petróleo

mais de R$85,2 bilhões com afastamentos

tomada de decisão mais ágil, o que vem ao

enfrenta riscos diferentes de um funcionário

acidentários.

encontro das necessidades do País.

de uma hidrelétrica. "O primeiro, precisa

prioritariamente

às

outras ações, como treinamento de equipes

está focado em trazer soluções simplificadas

proteções térmica e química. O segundo,

específicas, reformulação de plataformas

para os gerentes de segurança. Um exemplo

de vestimentas que garantam segurança

digitais (como o DuPont ™ SafeSPEC ™)

bastante atual é o portfólio global de Nomex®,

primordial contra arco elétrico", comenta.

e mudanças no portfólio da empresa. Para

que atende às necessidades dos usuários de

A DuPont Personal Protection torna mais

Barbosa, a nova abordagem também permitirá

equipamentos de proteção individual industrial

fácil o processo de especificação de peças

maior proximidade e agilidade no recebimento

(EPI). Hoje, os produtos têm certificações

de vestuário para os gerentes de segurança,

de insights de clientes, garantindo soluções

com padrão global, simplificando o processo

porque foram certificadas nas regiões do

cada vez melhores e mais personalizadas.

construção

da

DuPont,

O portfólio de proteção pessoal da DuPont

de

EPIs

voltados

Segundo o Observatório de Segurança e

A nova estratégia envolve uma série de

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O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

ABB assina contrato para atualizar usina hidrelétrica da Copel no Brasil Investimento de US$2,5 milhões na usina hidrelétrica Governador José Richa busca melhorar a confiabilidade da energia no estado do Paraná permite que o loop de controle do Unitrol®

soluções e tecnologias para a indústria 4.0,

6000 reaja mais rapidamente às perturbações

fornecerá sistemas de excitação e regulação

da rede, sem desconectar a unidade da rede. O

de velocidade para quatro unidades geradoras

Unitrol® 6000 SES também possui dois canais

na usina hidrelétrica Governador José Richa,

separados e um canal de backup adicional para

construída há 20 anos, no rio Iguaçu, e ajudará

controle de emergência do gerador. Cada canal

a Companhia Paranaense de Energia (Copel)

é projetado para lidar com a corrente máxima de

a melhorar a visibilidade de seus dados

campo, aumentando a confiabilidade.

operacionais, utilizando diagnósticos preditivos.

A usina hidrelétrica produz 1240MW de energia

para substituir ou adicionar componentes

instalada, com capacidade para atender às

sem parar ou desligar o sistema –, enquanto o

e um total de mais de 130 milhões de MWh

demandas de energia de aproximadamente

sistema ainda estiver em operação, melhorará

gerados, chegou a hora de modernizar a usina

4,5 milhões de habitantes, cerca de 40% da

a disponibilidade e estenderá o tempo de

Governador José Richa para garantir que seus

população do Paraná. “A atualização do sistema

atividade do gerador na planta. O tempo maior

altos níveis de desempenho e confiabilidade

de excitação e dos reguladores de velocidade

de atividade aumenta a lucratividade, além de

permaneçam. O suporte ao ciclo de vida da

da turbina e sua integração no sistema de

proteger os componentes elétricos.

ABB nos ofereceu a tranquilidade de podermos

automação ABB Ability™ 800xA melhorará o

A ABB também está apoiando a Copel com

atualizar nossos sistemas e termos certeza de

desempenho e a confiabilidade dessa usina

serviços de gestão de ativos e ciclo de vida para

que o treinamento apropriado seria fornecido,

hidrelétrica”, declarou Maurício Cunha, chefe de

otimizar a planta. “A modernização visa aumentar

sem a necessidade de preocupação com o

Automação Industrial da ABB Brasil.

a eficiência operacional da usina, que é uma meta

tempo de inatividade dispendioso”, conclui.

O sistema de excitação estática (SES)

estratégica da Copel”, afirma Jaime de Oliveira

Unitrol® 6000 da ABB inclui um controlador

Kuhn, superintendente de Geração de Energia

velocidade da turbina e está em conformidade

de alto desempenho. O hardware moderno

da Copel GeT. “Após 20 anos de operações

com os regulamentos do código da rede.

Divulgação / ABB

A ABB, multinacional que desenvolve

A manutenção de troca a quente – técnica

O novo sistema inclui um regulador de

GRUPO

Painel de produtos

14

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

CGTI lança Dispositivo Separador Óleo-Água www.dispositivoseparador.com.br

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O Dispositivo Separador

Óleo-Água separa, monitora, sinaliza e bloqueia a passagem de óleo, retendo-o na ocorrência de vazamentos em subestações. É uma caixa fabricada em fibra de vidro e resina especial para suportar altas temperaturas. Suas dimensões são 0,97m de comprimento, por 0,68m de largura e 0,56m de altura. O Dispositivo suporta o óleo com temperaturas até 240°C e a vazão nominal é de seis metros cúbicos por hora. Para instalar a caixa, a recomendação é que o fosso de instalação seja de, no mínimo, 1,5m de comprimento, por 1,2 de largura, por 0,7 de profundidade. As conexões de entrada são rosca BSP – inox 326 e a de saída é PVC, ambas padrão de 2”, podendo ser customizadas para aplicação específica.

Ao receber água e óleo das bacias coletoras sob os transformadores, o dispositivo

retém o óleo através de mantas absorvedoras. Na ocorrência de sinistro, resultando em grandes vazamentos de óleo, o sensor do Dispositivo identifica a presença de óleo fechando

VANTAGENS:

automaticamente a válvula de entrada e sinalizando in loco e remotamente a ocorrência para a supervisão da subastação.

* Aplique o torque exato de aperto * Uso de ferramantas convencionais para aperto * Ruptura suave do parafuso de ruptura * Pressão de contato garantida continuamente * Torque preciso e indepedente do operator * A ruptura ocorre sempre na superfície do conector * Após a ruptura, um sextavado interno que permite a remoção do parafuso.

O óleo ficará retido no sistema de contenção (bacia coletora e tubulação até o Dispositivo)

até que providências sejam tomadas pela área de manutenção. Seus diferenciais são monitoramento remoto, em tempo real e com sinalização de vazamentos; segurança; é de fácil instalação; opera sem a necessidade de controle presencial; atende a NBR 13231-2015 (Proteção Contra Incêndio em Subestações Elétricas) e é de fácil manutenção.

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Fascículos

Apoio:

BIM – Building Information Modeling / Modelagem das Informações da Construção

16

Francisco de Assis Araújo Gonçalves Jr. Capítulo XII – O BIM e as novas Realidades de projeto (RV, RA, RM) - Introdução - Realidade Aumentada (RA), Virtual (RV), Mista - Realidade Virtual x projetos - Realidade Aumentada x projetos - Realidade Mista x projetos - Conclusão

Equipamentos para ensaios em campo

20

Rafael Morgado Capítulo XII – Óleos isolantes – Ensaios de perdas dielétricas - Óleos isolantes e aplicações - Manutenção de óleos isolantes - Ensaios de perdas dielétricas - Equipamentos

Linhas elétricas para baixa tensão

24

Paulo E. Q. M. Barreto Capítulo XII – Instalação de condutores (III) - Linha elétrica pré-fabricada - Conexões de condutores - Especificação

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BIM - Building Information Modeling / Modelagem das Informações da Construção

16

Por Francisco Gonçalves Jr.*

Capítulo XII O BIM e as novas Realidades de projeto (RV, RA, RM)

Introdução

Com o avanço da tecnologia e a chegada da computação

de paradigma, relacionada aos métodos tradicionais de projetar,

tridimensional, ficou cada vez mais fácil trazer uma experiência

planejar, executar, orçar e gerenciar um empreendimento, para

nova ao ser humano, no que diz respeito à exploração de outras

um novo conceito no qual a informação, integração, colaboração

realidades. Isso acontece principalmente devido à gama de

e engenharia, simultaneamente, possuem um papel extremamente

aplicações, que aumenta a cada dia, chegando, até a nos confundir

importante.

com vários termos, como Realidade Virtual, Realidade Aumentada,

Toda cadeia produtiva da construção civil deve se preparar para

Realidade Mista entre outras nomenclaturas.

isso. Novas normas, ferramentas e processos devem ser elaborados,

Essa procura por uma nova forma de visualizar a realidade que

padronizados e difundidos de acordo com a nossa realidade. Deverá

está à frente dos nossos olhos não é nova, pois tem como objetivo

haver um maior incentivo não somente por parte da iniciativa

buscar novas formas de manipulação e interação do ambiente.

privada, mas, também, pelo governo e instituições de ensino, para

Podemos citar desde os simuladores de voos até as diversas

que o BIM seja popularizado em toda a cadeia da construção civil

engenhocas as quais se tenta aplicar o conceito.

nacional.

Fascículo

Realidade Aumentada (RA), Virtual (RV), Mista

O futuro do BIM passa, principalmente, por uma mudança

No mercado AEC, com a nova tendência da construção virtual

Novas tecnologias e ferramentas que faziam parte apenas do

do BIM, esse tipo de aplicação ganha força e um potencial gigante a

campo da experimentação já estão sendo utilizadas na prática no

ser explorado, a partir de uma gama de aplicativos e equipamentos

fluxo BIM, como as ferramentas de Realidade Aumentada (RA),

que vão desde os óculos de papelão aos mais sofisticados até as luvas

por meio do uso de óculos de Realidade Virtual (RV), nas etapas

e controles com sensores que permitem a interação entre o mundo

de construção, comercialização e manutenção dos imóveis, por

real, virtual e o modelo BIM gerado da edificação.

exemplo.

Na Realidade Virtual, há diversas possibilidades de aplicações

Aplicação de técnicas de Escaneamento a Laser (LS), utilizando

como, por exemplo, a utilização dos óculos VR, onde o usuário tem

drones para obtenção de nuvens de pontos, para os casos de

uma imersão no mundo virtual e se desprende do campo físico.

reformas ou retrofit de edificações, geração de modelo virtual da

Assim, pode-se efetuar passeios virtuais em várias etapas do projeto,

mesma com riqueza de detalhes e precisão.

desde a concepção, compatibilização, execução, até chegar à fase de

Além das ferramentas já descritas, podemos citar, também, o

comercialização do imóvel.

uso de outras tecnologias como inteligência artificial, impressão 3D,

Hoje, diversas construtoras estão investindo altamente em

ferramentas de design computacional ou modelagem algorítmica,

modelos BIM sofisticados, para antecipar e simular o showroom aos

IoT (Internet das coisas) e Big Data.

clientes, fazendo com que eles tenham uma experiência imersiva

17

Apoio:

que auxilie na decisão de compra do imóvel, ocasionando, também,

desempenho, utilizam sensores, controles e recursos multimídia

em uma grande economia em apartamentos decorados. Além disso,

mais sofisticados, que geram uma experiência com alto grau de

nesses passeios virtuais, o cliente pode verificar o resultado final do

imersão ao usuário. Atualmente no mercado, há duas opções com

apartamento decorado e interagir ou alterar elementos em tempo real.

esses requisitos tecnológicos: os Oculus Rift o HTC.

Realidade Virtual x projetos

imersiva. Para isso, há vários softwares com essa finalidade,

Após a aquisição dos óculos RV, é hora de ter a experiência

Pelo o que podemos perceber, a Realidade Virtual possui

que atendem desde os iniciantes que desejam visualizar seus

diversas aplicações. E quando se trata de projetos de engenharia,

projetos até as construtoras que buscam encantar seus clientes,

ela apresenta um potencial ainda maior, pois deixa-se de lado as

proporcionando um preview realista de como ficará a sua futura

representações gráficas tradicionais em CAD 2D e parte-se para um

aquisição.

mundo imersivo virtual das disciplinas a serem projetadas.

Há duas opções no mercado para quem quer ingressar

Mas como isso ocorre no BIM? Vários projetistas exportam seus

nessa nova forma de apresentação dos seus projetos em BIM.

projetos em formatos compatíveis, em aplicativos específicos que

A primeira é o BIMx da Graphisoft, que permite a visualização

permitem a união dos mesmos, para que seja possível a construção

de projetos BIM por meio de um app para celular, na qual será

virtual da edificação. Este fator permite que os projetistas façam um

possível acessar o modelo do projeto compartilhado de várias

passeio virtual pelo projeto, analisando todos os componentes das

formas. Uma delas é a visualização do modelo através dos óculos

instalações que estão sendo incluídas, facilitando o entendimento

VR acoplados ao celular, proporcionado uma ótima experiência

das soluções e interferências entre as disciplinas. Como a base do

de navegação pela edificação, seja pela equipe de projetos ou

BIM é a informação, esses modelos virtuais podem ser acrescidos

pelos demais envolvidos na obra.

de informações não só para o projeto, mas para as demais fases da construção, como a execução, o orçamento e a manutenção.

Outra opção interessante e fácil de utilizar é a plataforma online para compartilhamento de modelos 3D Sketchfab. Nela, é possível efetuar o upload de modelos de projetos em BIM e

• Periféricos e aplicativos

compartilhá-los por meio de links ou pela geração de QR Code,

No caso da RV, duas soluções tecnológicas de óculos já são

para visualização em desktop e dispositivos móveis. No caso da

bastante utilizadas. Primeiramente, utiliza-se óculos que funcionam

RV, o site Sketchfab possui um botão “View in VR” que permite

em conjunto com smartphones. Nesse padrão, inicia-se com os

visualizar o modelo 3D no formato para Cardboard VR.

óculos Google CARD Board que, basicamente, consistem nos óculos de papelão com duas lentes, na qual encaixamos o smarphone.

Nessa categoria, tem-se diversas opções no mercado, que variam um pouco no seu preço, material de fabricação e acessórios. Mas todos seguem o mesmo conceito: ser aplicados em conjunto com smartphones.

Figura 2 – Plataforma Sketchfab opção “View in VR”.

Realidade Aumentada x projetos Outra “febre do momento” no cenário de projetos é o uso da tecnologia de Realidade Aumentada, a qual ficou muito conhecida e popularizada com o game Pokemon Go, o qual misturava o mundo físico dos jogadores com os elementos Figura 1 – Óculos Google CARD Board.

virtuais do jogo. Essa é a premissa básica da RA: misturar elementos do mundo físico real com elementos virtuais.

A outra categoria de óculos RV utiliza recursos avançados

Por ser uma tecnologia recente, possui diversas definições

de processamento de imagens. Para tanto, são conectados a

e interpretações que podem confundir um pouco os seus

computadores com placas gráficas e configurações de alto

usuários.

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BIM - Building Information Modeling

18

Ou então, o que você acha de o projetista mostrar o seu projeto em 3D no ambiente real, onde a edificação será

contato. Muitas dessas aplicações já foram mostradas em filmes futuristas, como o Homem de ferro (Marvel Comics).

construída? Sim, isso já é possível com aplicativos que utilizam

Nesse cenário tão futurista, o que chega mais próximo

a tecnologia de RA. Através de smartphones e tablets, é possível

dessa tecnologia aplicada a projetos é a utilização dos óculos

visualizar a edificação em 3D em escala real 1:1 com a estrutura,

de Realidade Mista fabricados pela Microsoft HoloLens, o

instalações elétricas, hidrossanitárias e demais sistemas

qual alguns escritórios de projetos e gerenciamento em BIM já

projetados, gerando uma nova experiência de integração de

estão utilizando em aplicações reais com diversos usos. Com

como vai ficar o projeto no seu ambiente real e com as suas

esses óculos, por exemplo, as empresas fazem a coordenação

implicações. Com isso, é possível mostrar para o cliente ou

e revisão de projetos no próprio local da obra e, quando

equipe de execução a proposta técnica decidida no projeto,

estamos falando de reforma de obras complexas, os ganhos e

revolucionando ainda mais o processo da construção civil e

aplicações são ainda maiores.

abrindo um universo de novas aplicações.

As vantagens do uso dos óculos de Realidade Mista é que

Dentre as ferramentas computacionais disponíveis, uma

eles são um dispositivo autônomo, não sendo necessário o

que vem se destacando e sendo utilizada com frequência é o

uso de celulares ou cabos conectados a computadores, pois

App Augin, que é uma plataforma nacional de RA e ainda sem

a ferramenta possui comunicação WI-FI. Na realidade, os

custo com diversos plugins para diversas ferramentas BIM, na

óculos de Realidade Mista são um dispositivo que possui um

qual utiliza-se arquivos dos modelos de projeto no formato

computador com Windows 10, câmera, sensores, sistema de

*.IFC. Com essa ferramenta, é possível visualizar o modelo BIM

microfone e áudio e um display holográfico.

da edificação em diversas escalas e superfícies para diversas aplicações; estudo, análise, compatibilização, demonstrações,

Conclusão

inclusive na locação da obra, como exemplificado acima. Outra

Como vimos, o uso de todas essas tecnologias promovem

opção bem interessante é fazer a visualização do modelo de RA

mais facilidade na comunicação entre responsáveis pelo

sobre o projeto 2D impresso sobre a mesa do escritório.

projeto e clientes, além de inúmeros outros benefícios, como a diminuição de erros e maior produtividade na obra, entendimento e qualidade, com uma gama de usos a serem explorados que vão muito além dos projetos.

A digitalização da construção civil é um caminho sem volta, e a forma de elaborar projetos irá sofrer um grande impacto, fazendo com que o projetista busque novos conhecimentos de forma multidisciplinar, fazendo com que a forma de elaborar e apresentar os seus projetos sejam reinventados todos os dias.

Fascículo

Referências Archdaily: Disponível em: < http://www. https://www. archdaily.com.br/br>. Acesso em: 02 de dezembro de 2019.

Sketchfab: Disponível em: < http://www. https://sketchfab. com>. Acesso em: 02 de dezembro de 2019.

Figura 3 – Aplicação de RA com Augin.

Augin: Disponível em: < https://augin.app/>. Acesso em: 02 de dezembro de 2019.

Realidade Mista x projetos Dando continuidade à Realidade Aumentada, de acordo

*Francisco de Assis Araújo Gonçalves Jr. é especialista em produtos

com a literatura, temos uma nova definição do que seria a

e serviços na AltoQi, graduado em Engenharia de Produção Elétrica

Realidade Mista, a qual se diferencia da RA definida acima

pela Universidade Federal de Santa Catarina, Pós-Graduado em

pois permite a interação com o objeto virtual, que é sobreposto

Instalações Elétricas e Engenharia de Segurança do Trabalho pela

ao mundo físico, utilizando outros meios como as projeções

Universidade do Sul de Santa Catarina, MBA em plataforma BIM -

holográficas e diversos tipos de displays, inclusive lentes de

Modelagem, Planejamento e Orçamento pelo INBEC.

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19

Apoio:

Equipamentos para ensaios em campo

20

Por Rafael Morgado*

Capítulo XII Óleos isolantes – Ensaios de perdas dielétricas

Este artigo discute brevemente a importância dos óleos

transformador com a aplicação de óleos isolantes foi construído

isolantes em aplicações de alta tensão e detalha um dos principais

pela General Electric, em 1892, cerca de apenas uma década após a

ensaios físico-químicos realizados em sua manutenção, o de perdas

construção dos primeiros transformadores à seco (ver figura 1).

dielétricas.

Fascículo

Óleos isolantes e aplicações

Os óleos isolantes são materiais que apresentam características dielétricas muito superiores ao ar, com rigidez dielétrica cerca de cinco vezes maior, pelo menos. Tais características permitiram a

Os primeiros transformadores de alta tensão surgiram no final do

redução dos espaços vazios nos transformadores e possibilitaram

século XIX, nos Estados Unidos. A tecnologia empregada fazia uso do

o desenvolvimento de novas tecnologias a custos mais acessíveis,

próprio ar como meio dielétrico, isolando os enrolamentos primário

como os equipamentos portáteis de alta tensão. Outras aplicações

e secundário. A necessidade de refrigeração, redução de custos e

incluem também elementos, como chaves e comutadores, imersos

diminuição dos espaços entre componentes levou ao surgimento

em óleo. Óleos isolantes são, atualmente, fundamentais para a

dos projetos de transformadores com isolamento à óleo. O primeiro

tecnologia dos Sistemas Elétricos de Potência (SEP).

Figura 1 – Exemplos de transformadores à óleo e à seco e suas diferenças construtivas.

21

Apoio:

Manutenção de óleos isolantes Embora a utilização dos óleos isolantes apresente uma série de vantagens para os dispositivos de alta tensão, algumas precauções devem ser tomadas. Pelo fato de que não são substituídos continuamente como o ar durante a operação, os óleos estão sujeitos a ação do tempo, sendo necessárias proteções físicas para evitar contaminações, como entrada de umidade do ar, oxigênio, materiais particulados, entre outros. As contaminações podem comprometer as características dielétricas do óleo e podem inviabilizar a sua aplicação, permitindo o arqueamento elétrico ou a atividade de descargas parciais nos transformadores. Quando irregularidades não são identificadas em tempo, acidentes graves podem ocorrer, como explosões, inclusive.

Para evitar que tais eventos trágicos ocorram a manutenção preditiva dos óleos é indicada, determinando as características

Tabela 1 – Principais técnicas utilizadas na manutenção de

rotina de óleos isolantes de transformadores, instrumentos e outros elementos.

Ensaio

Norma de referência

Cor

NBR 14483

Rigidez Dielétrica

NBR 60156

Fator de Perdas Dielétricas

NBR 12133

Índice de Neutralização

NBR 14248

Tensão Interfacial

NBR 6234

Teor de água

NBR 10710

Ponto de fulgor

NBR 11341

Contagem de partículas

NBR 14275

Cromatografia de gases

NBR 7070 e NBR 7274

Ensaios de perdas dielétricas

presentes e prevendo as futuras. A manutenção preditiva consiste

Dentre os ensaios e técnicas de rotina o de perdas dielétricas

na avaliação em laboratório, de amostras retiradas periodicamente

é considerado um dos mais importantes, pois apresenta alta

do tanque de armazenamento. As amostras são geralmente

sensibilidade e confiabilidade na avaliação das características

analisadas conforme normas específicas, tais quais a ABNT NBR

dielétricas do óleo. Embora muito frequente no Brasil, ainda são

10576 ou ABNT NBR 16518, onde a escolha dos critérios de

notáveis as dúvidas sobre os seus fundamentos.

avaliação depende do tipo de óleo isolante, aplicação, ou objetivo

Quando um óleo é aplicado dentro de um transformador, este

da análise. Os ensaios Físico-Químicos e a Cromatografia de Gases

isola duas partes vivas, sob alta tensão, constituindo um sistema

constituem os principais pilares de avaliação, pois seus resultados

capacitivo. O óleo isolante, idealmente, deveria bloquear totalmente

são diretamente correlacionados às propriedades elétricas do óleo.

a corrente elétrica que o atravessa, mas isso não ocorre. Qualquer

Apoio:

Equipamentos para ensaios em campo

22

Figura 2 – Capacitor ideal e real. Note que o capacitor real é representado por um capacitor ideal em paralelo com um resistor, pois quando submetido a uma tensão contínua, permite a passagem de uma pequena corrente elétrica.

dielétrico, na prática, sempre permite uma pequena passagem de

definição do fator de perdas. Quanto maior o valor do tangente

corrente através de si, de modo que pode ser representado pelo

delta, maior é a corrente elétrica que atravessa o resistor e piores são

circuito equivalente acima.

as características dielétricas do material, dissipando mais energia.

Dielétricos de boa qualidade irão apresentar circuitos

Assim, o procedimento de manutenção consiste em avaliar

equivalentes com resistência R muito elevada, tendendo ao

o óleo isolante periodicamente, verificando como seu tangente

infinito. Quanto melhor a qualidade do isolamento, ou seja, do

delta cresce ao longo do tempo, verificando possíveis variações

óleo, mais próximo ele se comportará de um capacitor ideal, ou

abruptas, decorrentes de contaminações, ou mesmo somente para

seja, bloqueando totalmente a corrente elétrica que o atravessa.

acompanhar o grau de envelhecimento do óleo. O mesmo tipo

Já os óleos contaminados e com propriedades dielétricas ruins

de procedimento é indicado na avaliação do isolamento de cabos

permitirão a passagem de corrente elétrica significativa através do

isolados, com seus respectivos critérios de avaliação.

óleo, apresentando uma resistência R menor.

Os óleos com menor resistência (má qualidade) apresentam

Equipamentos

maiores perdas de energia via efeito Joule, pois quanto maior a corrente elétrica nos resistores maior será a dissipação de

A realização de ensaios de perdas dielétricas em óleos isolantes

energia, principalmente na forma de calor. Por isso os ensaios são

geralmente é realizada utilizando equipamentos baseados em

denominados de perdas dielétricas ou de dissipação, pois avalia-se

sistemas de ponte de medição, que permitem a aferição direta do

a dissipação de energia pelos óleos, correlacionando os resultados

fator de perdas em altas tensões, com excelente precisão. Para que

a sua qualidade como isolamento elétrico. A avaliação quantitativa nos ensaios é feita pela medição do fator de perdas, também

Fascículo

chamado tangente delta, e definido como:

Figura 3 – Definição do fator de perdas (Tangente delta) em acordo com o circuito equivalente de um óleo isolante e com o diagrama fasorial para os componentes da corrente elétrica.

O tangente delta é definido como a razão dos componentes da corrente elétrica, resistivo e capacitivo. Como discutido, para um óleo de boa qualidade, o valor da corrente elétrica IR, no circuito equivalente, é muito baixa e para um óleo de má qualidade o valor de IR é significativo. Por meio do diagrama fasorial define-se o ângulo delta, conforme mostrado na figura acima, em relação ao eixo vertical. O tangente delta é, desse modo, exatamente a

Figura 4 – Exemplos de resultados de manutenção preditiva por tangente delta para óleos isolantes (à esquerda) e cabos isolados com isolamento em EPR (à direita).

23

Apoio:

Figura 5 – Exemplo de um típico equipamento para medição do tangente delta de óleos isolantes em laboratório.

seja possível uma avaliação confiável e contínua ao longo do tempo indicam-se equipamentos com sensibilidade de pelo menos 1% dos valores medidos, de modo que a resolução dos equipamentos mais modernos está atualmente em 1E-6. Tal requisito é necessário para que óleos, considerados bons, sejam acompanhados ao longo do tempo, permitindo o estudo do seu envelhecimento. Os requisitos normativos também indicam que os ensaios sejam realizados, muitas vezes, em temperaturas acima à do ambiente, entre 90oC e 100oC, sendo o sistema de aquecimento fundamental para o tempo de análise e qualidade dos resultados (ver figura 5).

Vale ressaltar que a qualidade dos equipamentos

é

fundamental,

pois

resultados falsos ou inexatos podem ter consequências desastrosas, como a aprovação de óleos de má qualidade, levando a condições de risco e a falta de segurança para estruturas e trabalhadores.

Por este motivo, a calibração e manutenção periódica dos equipamentos é prática comum e se faz necessária. *Rafael Morgado é físico pela Universidade de São Paulo (USP), mestre e doutor pelo IPENUSP, com ampla experiência em propriedades elétricas de materiais e tratamento estatístico de dados. Gerente do Laboratório de Metrologia e Reparos da Baur do Brasil e professor universitário do ciclo básico do curso de Engenharia da Universidade Paulista (UNIP). É autor de diversos artigos internacionais, livros didáticos e um software patenteado para tratamento estatístico de dados.

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Linhas elétricas para baixa tensão

24

Por Paulo E. Q. M. Barreto*

Capítulo XII Instalação de condutores (III)

Este último artigo da série “Linhas elétricas para baixa tensão”, iniciado na edição de janeiro/2019, conclui o tópico relativo à

de alumínio, com as devidas considerações que são feitas pelo fabricante do barramento.

instalação de condutores. Durante esses 12 artigos da série, foram abordados os principais conceitos, características, aplicações, dimensionamentos,

especificações,

requisitos

normativos

As conexões de condutores elétricos têm sua importância

definições de alguns termos referentes a condutos e condutores

durante a execução de uma instalação elétrica, mas também devem

elétricos de baixa tensão.

ser objeto de preocupação e de especificação já na fase de projeto,

Linha elétrica pré-fabricada

Fascículo

Conexões de condutores

e

em função de certas peculiaridades.

Alguns cuidados simples podem passar despercebidos no

Também conhecida por busway, busduct, ou formalmente, por

momento da execução de uma instalação, principalmente em casos

barramento blindado, a linha elétrica pré-fabricada tem um único

não corriqueiros, e uma decisão mal tomada ou algum improviso

requisito estabelecido pela NBR 5410 em 6.2.11.9: “os invólucros

por parte do instalador pode colocar em risco a segurança da

ou coberturas das linhas pré-fabricadas devem assegurar proteção

instalação.

contra contatos acidentais com partes vivas. Devem possuir grau

Por outro lado, fixações de condutores em dispositivos de

de proteção no mínimo IP2X e atender às prescrições de B.2.” – as

proteção e manobra, equipamentos, terminais, conectores, entre

quais se referem ao uso de barreiras ou invólucros, como medida de

outros, poderão ser realizadas de modo inadequado por mero

proteção contra contato com partes vivas (choques elétricos). Já a

desconhecimento do executante sobre a melhor forma de fazê-

norma NBR 16019 contempla diversos requisitos específicos para a

las. Há diferenças, por exemplo, em função do material condutor

instalação dessas linhas.

(cobre, alumínio, aço), por ser fio ou cabo, por usar ou não terminal,

Na edição de maio (Capítulo V desta série), foi tratado

qual tipo de terminal, qual tipo de borne do dispositivo etc.

do item 6.2.3.8 da NBR 5410 referente às restrições do uso

Quando o condutor for conectado a elementos condutivos que

de condutores de alumínio. Uma dúvida recorrente no meio

não os destinados à condução de corrente elétrica nas condições

técnico é se a NBR 5410 admite ou não o uso de barramentos

normais de funcionamento, deve-se ter o cuidado de analisar

de alumínio. Pois bem, a restrição citada nesta norma não inclui

a eletronegatividade dos materiais envolvidos para não causar

os barramentos blindados, que podem, portanto, conter barras

corrosão galvânica.

25

Apoio:

caixas, quadros etc., que garantam a necessária acessibilidade e proteção mecânica.

6.2.8.9 As conexões devem ser realizadas de modo que a pressão de contato independa do material isolante.

6.2.8.10 É vedada a aplicação de solda a estanho na terminação de condutores, para conectá-los a bornes ou terminais de dispositivos ou equipamentos elétricos.

Embora seja prática comum para boa parte dos montadores de quadros de distribuição, a aplicação de solda a estanho nas pontas dos cabos com o objetivo de melhorar a conexão, pode, ao contrário, piorá-la, por ficarem submetidas a esforços de pressão ou compressão.

Haste e conexão inadequadas – corrosão galvânica.

Essa vedação na norma é importante, pois deve-se ter em mente que o aperto da conexão foi realizado à temperatura ambiente.

Como se vê, o assunto conexões não se limita às usuais emendas

Posteriormente, pela conexão soldada irá circular corrente elétrica

de condutores em caixas de passagem, e a norma NBR 5410

nas condições normais (corrente de carga) e anormais (sobrecarga

estabelece em 6.2.8 alguns requisitos básicos relativos a conexões de

e curto-circuito) de funcionamento da instalação, elevando a

condutores, conforme segue:

temperatura no condutor e na conexão, dilatando os metais, amolecendo a solda e provocando o mau contato.

6.2.8.1 As conexões de condutores entre si e com outros componentes

Nas condições normais, a conexão poderá atingir o limite de

da instalação devem garantir continuidade elétrica durável, adequada

temperatura para serviço contínuo dos condutores envolvidos

suportabilidade mecânica e adequada proteção mecânica.

(70ºC, 90ºC, ou mais, dependendo do material da isolação) e, no

6.2.8.2 Na seleção dos meios de conexão devem ser considerados:

caso de sobrecorrente, as temperaturas serão mais elevadas (160ºC,

a) o material dos condutores, incluindo sua isolação;

250ºC ou mais).

b) a quantidade de fios e formato dos condutores;

A questão central é qual será o comportamento da solda nessas

c) a seção dos condutores;

condições? Será que a cada ocorrência de sobrecorrente o pessoal

d) o número de condutores a serem conectados conjuntamente.

de manutenção (quando existe) faz inspeção em todas as conexões

NOTA – É aconselhável evitar o uso de conexões soldadas em circuitos

soldadas antes de reenergizar o circuito?

de energia. Se tais conexões forem utilizadas, elas devem ter resistência à fluência e a solicitações mecânicas compatível com a aplicação.

6.2.8.11 Os meios de conexão utilizados na ligação direta de

6.2.8.3 As conexões devem ser acessíveis para verificação, ensaios e

condutores de alumínio a terminais de dispositivos ou equipamentos

manutenção, exceto nos seguintes casos:

elétricos que admitam tal conexão devem atender os requisitos das

a) emendas de cabos enterrados; e

normas aplicáveis a conexões para alumínio.

b) emendas imersas em compostos ou seladas.

NOTA – Na falta de meios de conexão adequados para conexão direta

6.2.8.7 Salvo nos casos de linhas aéreas e de linhas de contato

com alumínio, o condutor deve ser emendado com um condutor de

alimentando equipamentos móveis, as conexões de condutores entre

cobre, através de conector especial, e então ligado ao equipamento.

si e com equipamentos não devem ser submetidas a nenhum esforço

6.2.8.13 As conexões prensadas devem ser realizadas por meio de

de tração ou de torção.

ferramentas adequadas ao tipo e tamanho de conector utilizado, de acordo com as recomendações do fabricante do conector.

Este último requisito é importante, principalmente em quadros

6.2.8.14 Em condutores de alumínio somente são admitidas emendas

de distribuição, nos quais, seja pela inexistência de espaço interno,

por meio de conectores por compressão ou solda adequada.

seja pelas seções avantajadas dos condutores, o instalador é obrigado

6.2.8.15 A conexão entre cobre e alumínio deve ser realizada

a improvisar e a forçar as conexões dos cabos nos bornes dos

exclusivamente por meio de conectores adequados a este fim.

dispositivos de proteção, sem levar em conta o estresse mecânico que poderá ocorrer nesses pontos.

Como se pode observar nesses poucos itens destacados neste artigo, as conexões devem ser objeto de muita atenção por parte

6.2.8.8 Nas linhas elétricas constituídas por condutos fechados só se

de quem executa uma instalação elétrica, sob pena de danificar

admitem conexões contidas em invólucros apropriados, tais como

componentes e até de dar causa a um incêndio futuramente.

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Linhas elétricas para baixa tensão

26

Especificação

polietileno termofixo (XLPE) para tensão de 0,6/1kV - Sem

Para elaboração de um bom projeto, execução e manutenção de

cobertura – Requisitos de desempenho. Esses tipos de cabos são

instalações elétricas é imprescindível o conhecimento de algumas

muito utilizados em instalações aparentes ao tempo, em função

características construtivas dos condutores elétricos, bem como de

das propriedades do XLPE. Possui limite de temperatura de

suas normas correspondentes.

90ºC para serviço contínuo.

Basicamente, a seleção, instalação, dimensionamento e

- NBR 7286: Cabos de potência com isolação extrudada de

especificação de condutores elétricos, devem levar em conta as

borracha etilenopropileno (EPR, HEPR ou EPR 105) para

seguintes características construtivas:

tensões de 1kV a 35kV — Requisitos de desempenho. Abrange os cabos uni ou multipolares (0,6/1kV) utilizados nas mesmas

a) Quanto à forma física, os condutores podem ser do tipo: fio, cabo

aplicações do cabo conforme NBR 7288, porém, com isolação

(isolado, uni ou multipolar), ou barra (de seção circular ou não).

diferente, que possui outras propriedades físicas. Embora o seu

b) Quanto ao material condutor: cobre ou alumínio.

uso predominante tenha sido em indústrias e subestações, mais

c) Quanto ao acabamento: nu, com isolação, com cobertura.

recentemente tem sido aplicado também na área predial. Possui

d) Quanto ao material isolante: PVC, EPR, XLPE, silicone, entre outros.

limite de temperatura de 90ºC para serviço contínuo.

- NBR 7288: Cabos de potência com isolação sólida extrudada de cloreto de polivinila (PVC) ou polietileno (PE) para tensões de 1kV a 6kV. Abrange os conhecidos cabos uni ou multipolares (0,6/1kV) – com cobertura – utilizados em bandejas, leitos, linhas enterradas, linhas aparentes. Possui limite de temperatura de 70ºC para serviço contínuo.

- NBR 13248: Cabos de potência e condutores isolados sem

Cabo isolado 750V.

Cabo unipolar 0,6/1kV.

cobertura, não halogenados e com baixa emissão de fumaça, para tensões até 1kV - Requisitos de desempenho. São os conhecidos cabos LSZH ou LS0H (low smoke, zero halogen), os quais, sob condição de chama, libera fumaça branca, não tóxica e não corrosiva. São cabos exigidos pelas normas NBR 5410 e NBR 13570 em certas condições de instalação.

- NBR 13418: Cabos resistentes ao fogo para instalações de segurança – Especificação. Esses cabos, diferentes dos demais,

Cabo multipolar 0,6/1kV.

Cabo PP 750V.

sob condição de chama, continua em operação por um tempo determinado. São cabos para serem utilizados na alimentação

As normas técnicas aplicáveis para os condutores mais utilizados são:

de equipamentos que, justamente na condição de incêndio, devem entrar em operação, como por exemplo, bombas de

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incêndio e de pressurização de escada.

- NBR NM 247-3: Cabos isolados com policloreto de vinila

- NBR 16612: Cabos de potência para sistemas fotovoltaicos,

(PVC) para tensões nominais até 450/750V, inclusive – Parte

não halogenados, isolados, com cobertura, para tensão de até

3: Condutores isolado (sem cobertura) para instalações fixas.

1,8kVcc. entre condutores – Requisitos de desempenho. São

São os cabos mais utilizados e encontrados no mercado, com

cabos especialmente construídos para ligação dos arranjos

aplicação em circuitos terminais e alimentadores de quadros de

fotovoltaicos, já que trabalharão sob severa condição ambiental

distribuição. Possui limite de temperatura de 70ºC para serviço

(intempéries e raios solares) e em corrente contínua.

contínuo.

- NBR NM 247-5: Cabos isolados com policloreto de vinila (PVC) para tensões nominais até 450/750V, inclusive – Parte 5: Cabos flexíveis (cordões). São os conhecidos cabos PP e paralelos (antiga norma NBR 13249), utilizados para ligação de equipamentos (geladeira, secador de cabelo, aparelho de

*Paulo E. Q. M. Barreto é engenheiro eletricista, pós-graduado em Eletrotécnica. Tem experiência nas áreas de ensino, projeto, execução, manutenção, inspeção e perícia de instalações elétricas. É membro da Comissão que revisa a norma ABNT NBR 5410 desde 1982. Professor em cursos de pós-graduação. Coordenador da Divisão de Instalações

TV, computador etc.). Reforçando o que já foi dito em edição

Elétricas do Instituto de Engenharia. Ex-conselheiro do CREA-SP e

anterior, esse tipo de cabo não deve ser utilizado nas instalações

da ABEE-SP. Inspetor da 1ª certificação de uma instalação elétrica no

fixas em geral.

Brasil, no âmbito do Inmetro, em 2001. Consultor e diretor da Barreto

- NBR 7285: Cabos de potência com isolação extrudada de

Engenharia. www.barreto.eng.br

Renováveis Apoio:

ENERGIAS COMPLEMENTARES

Ano 3 - Edição 42 / Dezembro de 2019

FASCÍCULO

Capítulo XII - Legalização de projetos e tendências do mercado NOTÍCIAS DE MERCADO COLUNA SOLAR: OS DESAFIOS TRIBUTÁRIOS DO SETOR SOLAR FOTOVOLTAICO COLUNA EÓLICA: E SEGUE O CRESCIMENTO DOS CERTIFICADOS DE ENERGIA RENOVÁVEL APOIO

27

Apoio

28

Fascículo Por Hans Rauschmayer*

LEGALIZAÇÃO DE PROJETOS E TENDÊNCIAS DO MERCADO

Renováveis

29

1 - Introdução

Figura 1: Etapas do processo de legalização de um projeto fotovoltaico conectado à rede.

O presente fascículo encerra a série iniciada em janeiro,

Além de vender energia, ela também distribui energia dentro

que continuará disponível no site www.solarize.com.br.

do Ambiente de Contratação Livre (ACL), também chamado

Aprenderemos neste mês como legalizar um projeto fotovoltaico na

de “Mercado Livre”. E é isso que ela faz na Geração Distribuída

concessionária.

também: ela recebe energia gerada pelo consumidor produtor, sem

E vamos ainda dar uma olhada em tendências do mercado:

qualquer cunho comercial, e a devolve em outro horário.

sistemas híbridos, uso de drones como ferramenta e a sinergia de

veículos elétricos com a energia solar.

diferentes esferas:

2 - Legalização de Projetos Fotovoltaicos – Princípios

O estado oferece diversas concessões. No nosso contexto,

O relacionamento entre o cliente e a distribuidora envolve

•

A esfera contratual: consumo e produção de energia;

•

O faturamento da energia;

•

A esfera técnica: como acessar à rede para receber e injetar

energia.

estamos falando da distribuição regional de energia. Portanto, seria mais correto usar o termo “distribuidora” ao invés de

“concessionária”.

de Energia Elétrica (Aneel), de forma simplificada. Sobre o

O lado contratual é padronizado pela Agência Nacional

A distribuidora local tem o monopólio de fornecimento de

faturamento falamos no fascículo 10 – ele também é padronizado.

energia elétrica na sua área de concessão. Ela ganhou o direito de

Ambas estão descritas na Regulação Normativa REN 482/2012 da

vender energia e assumiu a obrigação de atender todos os clientes

Aneel.

naquela área.

O lado técnico é o mais delicado para a distribuidora, porque

Apoio

Fascículo

30

Renováveis

envolve equipamento individual e pode causar impactos na rede e

4.2 - O Processo

em outros clientes dela.

A figura 1 apresenta as etapas do processo (detalhadas nos

PRODIST): 3 - Normas para definir o acesso à rede • O profissional elabora o projeto e prepara a documentação;

A Aneel descreveu as condições para o acesso à rede no

• Opcionalmente, ele faz a consulta de acesso. Este passo é

documento chamado PRODIST (Procedimentos de Distribuição

recomendado quando o acesso pode envolver custos adicionais,

de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional), no Módulo 3 –

como, por exemplo, obras na subestação da distribuidora;

Acesso ao Sistema de Distribuição, Seção 3.7 – Acesso de Micro e

• A solicitação de acesso representa o início da legalização e deve

Minigeração Distribuída.

ser acompanhada pelos documentos necessários (veja a seguir);

Cada distribuidora publica uma norma própria que alinha as regras

• A distribuidora analisa os documentos e o ponto de conexão no

do PRODIST à sua norma do acesso à rede.

local e informa pendências ou condições específicas; • Depois da resolução das pendências, a distribuidora emite o

4 - O Processo da Legalização

Parecer de Acesso e envia, junto, os contratos a serem fechados; • O parecer tem validade de 120 dias, que é o prazo para instalar o

4.1 - Os Atores

sistema;

• Concluída a instalação, o profissional solicita a vistoria;

O processo da legalização envolve três atores:

• A distribuidora conduz a vistoria, emite um relatório e troca o • O acessante, que é o proprietário ou locatário da unidade de

medidor;

consumo onde o sistema solar será conectado;

• Eventuais pendências devem ser adequadas antes da troca e

• Um profissional habilitado que conduz o processo e representa

liberação do acesso.

o cliente frente à distribuidora. Infelizmente não existem regras uniformes no Brasil sobre a habilitação do profissional

para conduzir o processo. Algumas distribuidoras são até mais

passo em caso de micro e minigeração. Para eventuais obras de

A figura 1 indica os prazos máximos da distribuidora para cada

restritivas do que os conselhos regionais e as câmeras técnicas. É

reforço da rede, os prazos são maiores.

importante consultar a distribuidora; • A distribuidora de energia.

4.3 - A Documentação

A PRODIST define também a documentação a ser entregue ao

31

solicitar o acesso, que é feito no site da distribuidora:

• Se houver compensação remota (veja fascículo 10), os dados das respectivas unidades e a porcentagem de rateio;

• O formulário de solicitação, definido na PRODIST;

• Eventuais documentos que comprovam a relação entre os

• A ART de projeto e execução. Procure informações sobre os

participantes do rateio;

detalhes da ART que a respectiva distribuidora espera;

• Em sistemas com potência acima de 10kW é exigida uma documentação

• Diagrama unifilar e memorial descritivo;

técnica mais detalhada, com diagrama de blocos e projeto elétrico;

• Os certificados Inmetro dos inversores; • Dados para registro do sistema no banco de dados da Aneel;

Figura 2: Exemplo de projeto unifilar para legalização do projeto.

4.4 - O Projeto Unifilar

Apoio

Fascículo

32

Frequentemente percebe-se entre empresas iniciantes neste setor

Renováveis

limitar a potência da carga;

uma preocupação com o conteúdo ou formato do projeto unifilar a ser

• Gerenciamento de energia: as baterias são carregadas quando há

entregue à distribuidora. No entanto, ele é bastante simples e repetitivo

energia solar sobressaliente e descarregadas à noite, com objetivo de

e inclui poucos elementos. Figura 2 apresenta um exemplo.

aumentar a cota do autoconsumo; • Controle de gerador: um gerador externo é ativado dependendo da

4.5 - Microgeração versus Minigeração

demanda atual e da carga das baterias;

• Devolução à rede: a injeção de energia à rede pode ser desligada,

Na definição dos procedimentos, a Aneel partiu da premissa que o

cliente que deseja instalar um sistema de microgeração (até 75kW de

evitando assim a necessidade da legalização na distribuidora.

potência) deve ter um acesso simplificado sem custo adicional.

Já nos casos de minigeração, a concessionário pode solicitar do

Diversos parâmetros permitem balancear os objetivos de segurança

acessante uma série de estudos, pagos por ele mesmo. O próprio acesso

energética, economia e gerenciamento de energia.

à rede pode exigir obras custeadas pelo cliente. Por isso recomenda-se

executar a Consulta de Acesso em casos de dúvidas.

com a queda de preço das baterias. A taxação proposta pela Aneel, se

Inversores híbridos devem aumentar sua participação no mercado

realmente for aprovada, será mais um incentivo para usar baterias e 5 - Tendências do Mercado

reduzir a parcela da energia injetada.

5.1 - Inversores Híbridos

Os projetos que usam inversores híbridos são mais exigentes do

que aqueles sem baterias, por causa dos cálculos em torno de potência, corrente e carga, e por causa das modificações na rede predial existente.

5.2 - Drones como Ferramenta de Trabalho

Figura 3: Um inversor híbrido e suas possíveis conexões.

Inversores híbridos oferecem funções para sistemas conectados à rede

(on-grid), e autônomos (off-grid). Eles carregam e descarregam baterias.

A faixa de aplicações é bastante ampla: • Nobreak: o inversor alimenta uma sub-rede emergencial em caso de

Figura 4: Exemplo de uma laje, onde o levantamento por drone economiza o trabalho.

falha da rede da concessionária. As baterias são carregadas pelo sol,

Drones surgiram como equipamento de diversão. Logo em seguida,

durante o dia, e pela rede, quando esta está disponível;

foram usados para filmar festas e eventos.

• Off-grid com backup pela rede: o inversor alimenta uma sub-rede a

partir do sol e das baterias. Quando a tensão das baterias cai abaixo de

suas instalações executadas com drones. Além de documentar o

um limite configurável entra a rede para alimentar a carga;

sistema, o vídeo e permite ao proprietário compartilhar a aquisição com

• Peak-shaving: as baterias são carregadas em horário de baixo

seus amigos – marketing perfeito para a integradora.

consumo e descarregados em horário de alto consumo com objetivo de

No setor de energia solar, muitas instaladoras já costumam filmar

Em usinas de porte maior, o drone pode tirar uma foto por dia,

33

sempre do mesmo lugar, para mostrar o progresso no estilo time-lapse.

A filmagem permite também um acompanhamento remoto.

brasileira. Quem acompanha nosso blog já viu notícias de guardas

municipais (figura 5), de ônibus municipais e de empresas de

Para uma usina em funcionamento é imprescindível detectar

Veículos elétricos estão começando a aparecer na realidade

e consertar defeitos, antes que acumulem prejuízos financeiros.

transporte executivo.

Drones com câmeras termográficas conseguem apontar módulos ou

células com problemas, porque estes esquentam mais do que as em

urbanos. Nestas aplicações, os veículos rodam, diariamente, um

funcionamento normal.

percurso conhecido e são recarregadas durante a noite. As questões

O primeiro grande mercado será o uso comercial em serviços

da autonomia restrita e da demora na recarga não aparecem.

Mapeamento aéreo

No planejamento de instalações lança-se mão do mapeamento

por quilômetro rodado e da manutenção, quando comparado aos

aéreo de terrenos ou edificações. O drone é programado para sobrevoar a

veículos equipados com motores a explosão. Publicamos estudos

área de interesse e tirar fotos com uma sobreposição definida.

para carros elétricos, onde o valor caiu de 0,40 ou 0,50 R$ / km

As fotos, depois, são tratadas em softwares específicos e geram dois

com gasolina para 0,13 R$ / km com energia da concessionária

produtos:

(acesse na coletânea de apresentações do nosso site).

A grande vantagem dos veículos elétricos é o custo menor

Com energia solar, o custo por quilômetro cai ainda mais, a

• Mapas ortomosáicos, similares a imagens de satélite, só que com uma

meros R$0,06 R$. Imbatível, quando a montadora oferece modelos

definição e precisão muito superior;

de aluguel para diluir o valor de compra mais alto.

• Modelos em 3D para levantamento integral de coberturas: a figura

4 mostra uma laje típica, repleta de obstáculos, entre os quais foram

elétricos andam de mãos dadas: quem se interesse por uma dessas

Podemos afirmar que os mercados de energia solar e de veículos

encaixados os módulos, respeitando o sombreamento. Um voo de drone

tecnologias, invariavelmente vai querer a outra também. Uma

de 10 minutos substitui várias horas gastas para levantamento da

vantagem para empresas que conhecem ambas.

planta da cobertura e substitui acesso pessoal.

A questão chave para o uso de veículos elétricos é a

infraestrutura de carregamento: a potência do eletroposto define o

O aproveitamento completo destas técnicas se faz com um software

tempo da recarga e a conexão na rede predial e na distribuidora.

de modelagem que importa tanto o mapa ortomosáico quanto o modelo

3D. PV*SOL premium é um exemplo disso (leia mais no fascículo 11).

compartilhado em edifícios ou pontos públicos de recarga, que

As opções de faturamento devem ser estudadas para uso

foram liberadas pela Aneel na Resolução 819/2018.

5.3 - Veículos elétricos 6 - Conclusão

Agradecemos ao convite da revista O Setor Elétrico para

apresentar em 12 fascículos o conteúdo resumido do nosso curso para projetos fotovoltaicos conectados à rede. O conteúdo continua disponível no nosso site www.solarize.com.br, junto com material adicional, e será atualizado oportunamente.

Esperamos que tenha gostado e aproveitado. Em caso de

sugestões ou dúvidas, não hesite em nos contatar. *Hans Rauschmayer é sócio-gerente da empresa Solarize Treinamentos Profissionais Ltda., onde montou a abrangente grade de capacitação [visite www.solarize.com.br]. Reconhecido especialista em energia solar, já foi convidado para ensinar e palestrar em Figura 5: A Guarda Municipal de São José dos Campos com seus carros elétricos (foto do site da prefeitura).

universidades, instituições, congressos nacionais e internacionais e vários programas de TV.

34

Notícias

renováveis

GreenYellow inicia comercialização de energia no Brasil com expectativa de faturamento de R$80 milhões A companhia, que fornece soluções de eficiência energética e energia solar a clientes das verticais de varejo, logística e indústria, complementa sua oferta com esta nova iniciativa

A GreenYellow, empresa

multinacional de origem francesa dedicada ao fornecimento de serviços de eficiência energética e energia solar, anunciou que passa a comercializar energia em todo o País. Com esta iniciativa, a companhia, que em 2019 completou cinco anos de atuação no mercado brasileiro, oferece um pacote completo de soluções que ajudam seus clientes a estruturar e garantir a eficiência de energia, bem como um modelo mais sustentável, proporcionando mais economia.

Para Pierre-Yves Mourgue,

diretor-presidente da GreenYellow no Brasil, este anúncio reforça o compromisso da companhia em oferecer uma solução

fotovoltaicas que chegarão em

diretor de estratégia e inovação

fim, na qual a GreenYellow atue

completa a seus clientes, desde a

50MWp de potência instalada

da GreenYellow no Brasil, iniciar

como uma facilitadora, ajudando

comercialização, monitoramento

ainda em 2019. Estas soluções

a comercialização de energia

as empresas a melhorar seus

até a gestão da energia, visando

têm gerado economia de

é um passo importante para a

processos e a diminuir custos,

eficiência. “Acreditamos que

energia acumulada aos clientes,

companhia. “Temos expertise

nos tornando um operador de

este mercado tem um grande

superando os 573GWh, energia

no negócio de energia e fazemos

transição energética para nossos

potencial e por isso decidimos

suficiente para abastecer mais

parte de um grupo francês

clientes”, declara.

investir nele. Já firmamos acordos

de 230 mil casas em um ano,

consolidado, o que nos confere

de comercialização de energia

bem como a geração anual de

credibilidade para atuar neste

homologação da produção de

com alguns de nossos clientes.

cerca de 15GWh (sete mil casas

mercado de comercialização e

suas plantas fotovoltaicas

Nossa expectativa é ampliar

adicionais). “Temos investido

gestão de energia, no qual muitas

pela I-REC (Internacional

nossa carteira e alcançar um

continuamente e atuado em

empresas não possuem uma área

REC Standard), organização

faturamento de R$80 milhões

importantes projetos, que têm

ou têm facilidade de fazer essa

internacional que estabelece

com este serviço em um período

rendido bons resultados aos

gestão. Certamente, o grande

padrões globais de rastreamento

de 12 meses”, afirma.

clientes. Hoje, atuamos nos

diferencial da companhia no

de atributos ambientais de

A GreenYellow tem a

segmentos de varejo, logística

contexto da comercialização de

energia. “Esta ação reforça o

atuação no Brasil, a GreenYellow

e indústria. Nosso objetivo

suprimento energético é o fato

nosso compromisso na produção

investiu cerca de R$600 milhões

é continuar investindo em

de poder oferecer um pacote

do recurso com a característica

em projetos de eficiência

soluções inovadoras, capazes

completo para os clientes,

renovável. A aquisição destes

energética e de geração solar

de proporcionar cada vez

desde a venda do recurso até

certificados pode ajudar nossos

distribuída. A companhia

mais eficácia aos negócios

a gestão e possível redução no

clientes na comprovação da

está prestes a alcançar 1 mil

das empresas”, complementa

consumo por meio de ações de

utilização de energia limpa,

projetos de eficiência energética

Mourgue.

eficiência energética. O objetivo

ressaltando a preocupação com o

implementados, além de usinas

é oferecer uma oferta fim a

meio ambiente”, conclui Mourgue.

Ao longo dos cinco anos de

Segundo Gabriel Vibert,

renováveis

Notícias

Golden Distribuidora anuncia entrada no mercado de energia solar com investimento de R$80 milhões em linha de montagem no País Com a marca de Go Solar, nova unidade fabril é instalada em São Paulo para atender revendedores e instaladores do setor de geração distribuída

A Golden

Distribuidora, empresa com 30 anos no ramo de distribuição de tecnologia, acaba de anunciar um investimento de cerca de R$80 milhões na criação de uma unidade fabril de geradores e equipamentos fotovoltaicos no Brasil.

A inauguração

da linha de montagem, instalada no estado de São Paulo, integra o plano de expansão da companhia para atender o segmento de energia solar na geração distribuída. A nova unidade de negócios chega ao mercado sob a marca de Go Solar.

O foco da atuação será na distribuição de geradores fotovoltaicos e acessórios

para o mercado nacional de geração solar distribuída por meio dos canais de vendas da própria organização, pulverizados pelo País, bem como pela ampliação de portfólio de revendedores e integradores do mercado fotovoltaico nacional.

Para a criação da nova divisão, a organização trouxe uma equipe de excelência

do mercado de energia solar fotovoltaica. Para gerenciar o negócio, foi contratado o engenheiro Renan Ribeiro, com experiência de quatro anos no mercado, responsável pelo desenvolvimento de um distribuidor no Nordeste do País.

A Go Solar entra no mercado com parceiros reconhecidos mundialmente,

como Jinko e Trina para os módulos solares, SMA e Goodwe para os inversores e Weildmuller para as string box e conectores.

De acordo com Davi Saadia, CEO da Golden Distribuidora e da Go Solar, a

proposta é atender os revendedores e integradores com produtos de alta qualidade e reconhecidos no mercado. “Por sermos uma distribuidora bastante consolidada no Brasil na área de TI, um dos grandes diferenciais da Go Solar é a agilidade de um player renomado no mercado, com suporte técnico e comercial”, comenta.

35

Energia solar fotovoltaica

36

Ronaldo Koloszuk é presidente do Conselho de Administração da Absolar

Rodrigo Sauaia é presidente executivo da Absolar

Fábio Nieves é sócio da Vella Pugliese Buosi Guidoni

Os desafios tributários do setor solar fotovoltaico

sejam implementadas as regras

nº 101/1997, os Estados e o

fronteira de inovações do setor.

Internacional de Energia

desequilibradas propostas pela

DF acordaram que não seriam

Renovável (IRENA), a fonte solar

Aneel de alteração da Resolução

exigidos o ICMS e o IPI, inclusive,

potencial da tecnologia solar

fotovoltaica é a maior geradora de

Normativa nº 482/2012, que

na importação, relativos aos

fotovoltaica na redução dos

empregos renováveis do mundo,

impactam desmedidamente

aquecedores solares de água,

gastos públicos com energia

sendo responsável por 3,6

o mercado, as expectativas

aos geradores fotovoltaicos,

elétrica e, simultaneamente,

milhões (32%) dos 11 milhões de

de desenvolvimento do setor

às células solares em módulos

em proporcionar valiosos

empregos renováveis do planeta.

poderão ser frustradas. No

ou painéis, bem como sobre as

benefícios econômicos, sociais,

No Brasil, dados da Associação

entanto, os desafios do setor solar

partes e peças componentes

ambientais e estratégicos às

Brasileira de Energia Solar

fotovoltaico não se restringem às

dos geradores fotovoltaicos.

suas regiões, os Estados e o

Fotovoltaica (Absolar) apontam

questões regulatórias. Olhando

O mesmo foi aplicado para

DF deram um passo adicional:

que a tecnologia será responsável

pelo aspecto tributário, há

partes, peças, equipamentos e

por meio do Convênio ICMS nº

pela geração de mais de 109 mil

importantes temas que precisam

sistemas de geração de energia

114/2017, estabeleceram as

empregos de qualidade entre

ser abordados e merecem maiores

eólica, participantes do mesmo

diretrizes para conceder isenção

2012 e 2019. Olhando para o

esclarecimentos.

Convênio.

do ICMS nas saídas internas com

futuro, projeções da Bloomberg

equipamentos e componentes

New Energy Finance (BNEF)

suportes fiscais do setor são

18 anos e precisa ser revisada

para geração de energia elétrica

apontam que, no ano de 2050, a

proporcionados por meio de

e aprimorada para acompanhar

solar fotovoltaica, quando

solar fotovoltaica corresponderá

tributos indiretos: ICMS, IPI,

a intensa evolução tecnológica

destinada ao atendimento do

a mais de 30% da capacidade

PIS e COFINS. Começando a

vivenciada pelo setor solar

consumo de prédios próprios

instalada da matriz elétrica do

abordagem do tema pelo ICMS

fotovoltaico no período. Os

públicos estaduais.

País, com o potencial de gerar

e pelo IPI, o primeiro imposto,

sistemas mudaram e novos

mais de 1 milhão de empregos à

cobrado pelos Estados e pelo

equipamentos e peças foram

conceituação e do potencial

sociedade brasileira.

Distrito Federal (DF), onera a

incorporados à tecnologia, sendo

de grande alívio no orçamento

importação e circulação jurídica

necessário adequar a redação

do Poder Público, tal Convênio

fotovoltaica tem ganhado

de mercadorias. Nesse sentido,

do Convênio, para isentar tais

teve impacto limitado, dado

destaque nos noticiários, em

destaca-se o entendimento

componentes, hoje considerados

que apenas os Estados de São

razão da proposta da Agência

atualmente vigente, de que a

imprescindíveis para a geração

Paulo, Pará e Bahia aderiram à

Nacional de Energia Elétrica

energia elétrica se classifica

de energia elétrica a partir do

iniciativa. É preciso estender a

(Aneel) de revisar as regras

tributariamente como uma

sol: inversores, estruturas para o

iniciativa às outras 24 unidades

da Resolução Normativa nº

mercadoria. O segundo imposto,

suporte de geradores, entre outros

da Federação, bem como à União

482/2012, que regula a micro

exigido pela União, agrava a

bens e, mais recentemente,

e aos Municípios do País. Também

e minigeração distribuída e o

industrialização e a importação de

baterias para o armazenamento

seria fundamental aprimorar a

Sistema de Compensação de

produtos industrializados.

de energia elétrica, este último

redação deste Convênio, para

Energia Elétrica (SCEE). Caso

parte da nova e mais recente

que imóveis onde estão sediadas

Segundo dados da Agência

Atualmente, a solar

Atualmente, os principais

Por meio do Convênio ICMS

Esta norma foi editada há

Reconhecendo o vasto

Apesar de louvável em sua

Energia solar fotovoltaica

37

as autarquias e as fundações

correspondente à soma da energia

autoconsumo remoto, múltiplas

e serviços e de seus processos

mantidas pelo Poder Público

elétrica injetada na rede de

unidades consumidoras e

de elaboração e prestação. Ou

acessem as mesmas condições,

distribuição pela mesma unidade

geração compartilhada; e (ii) a

seja, quanto menos onerosa ou

com isonomia entre os agentes

consumidora com os créditos

compensação de energia elétrica

prejudicial ambientalmente for a

públicos do Brasil.

de energia ativa originados na

produzida por minigeração até

geração de energia elétrica, menor

própria unidade consumidora no

5MW.

deverá ser a tributação incidente

Estado Brasileiro são muito

mesmo mês, em meses anteriores

sobre ela, tema abordado no

elevados, sendo uma das

ou em outra unidade consumidora

exigir o ICMS sobre os encargos

artigo 170 da Constituição

causas de atravancamento do

do mesmo titular, nos termos do

de transmissão TUSD e TUST, na

Federal.

desenvolvimento do País. Por

SCEE.

medida em que o Poder Judiciário,

isso, a diminuição nos custos

em reiteradas vezes, tem

constitucional que a geração de

com energia elétrica é matéria

nº 116/2015 abrange a

declarado ilegal a cobrança do

energia elétrica por tecnologias

de indiscutível urgência à

compensação de energia elétrica

ICMS sobre a remuneração desses

de baixo impacto, como a solar

administração pública, razão pela

produzida por minigeração apenas

custos.

fotovoltaica, seja tributada de

qual as limitações existentes no

até 1MW e não se aplica ao custo

maneira proporcional e justa em

Convênio ICMS nº 114/2017

de disponibilidade, à energia

em seu artigo 225, declara o

relação ao seu baixo impacto

requerem revisão, sob a ótica da

reativa, à demanda de potência,

meio ambiente ecologicamente

ambiental no meio ambiente.

eficiência e eficácia alocativa de

aos encargos de conexão ou uso

equilibrado, como bem de uso

recursos públicos.

do sistema de distribuição, e a

comum do povo e essencial

desafios, mas a Absolar tem

quaisquer outros valores cobrados

à sadia qualidade de vida,

adotado a postura ativa

ICMS nº 116/2015, com

pela distribuidora. Com isso, foi

impondo-se ao Poder Público e à

de interagir com todos os

base na Resolução Normativa

mais restrito do que a Resolução.

coletividade o dever de defendê-lo

atores públicos, de modo

nº 482/2012, que autoriza

Assim, a proposta é que o

e preservá-lo para as presentes e

que a tributação sobre a

os Estados e o DF a conceder

Convênio ICMS nº 16/2015 seja

futuras gerações. A concretização

energia solar fotovoltaica seja

isenção do ICMS incidente sobre

revisado, de forma a isentar: (i)

desse princípio passa pelo Poder

realizada segundo as normas

a energia elétrica fornecida

a microgeração e a minigeração

Público conferir tratamento

constitucionais e no melhor

pela distribuidora à unidade

a partir de suas diferentes

diferenciado conforme o grau de

interesse da população e da

consumidora, na quantidade

modalidades: geração local,

impacto ambiental dos produtos

sociedade.

Os gastos operacionais do

Há também o Convênio

Todavia, o Convênio

Além disso, não há sentido em

A Constituição Federal,

Portanto, é direito e dever

Não são pequenos os

Energia Eólica

38

Elbia Gannoum é presidente executiva da Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica)

E segue o crescimento dos Certificados de Energia Renovável é chegar a cinco milhões de

Associação Brasileira de Geração

de Energia Renovável (RECs)

o ano sem falar de um assunto

certificados. A cada quatro RECs

de Energia Limpa (Abragel)

correspondentes ao montante

que cresce em importância para

transacionados no Brasil, três

e a Associação Brasileira de

produzido. Um REC é a prova de

o setor de energias renováveis.

RECs são de empreendimentos

Energia Eólica (ABEEólica), e

que 1MWh (um megawatt hora)

Refiro-me ao Programa de

eólicos de nossos associados. O

já conta com apoio da Câmara

foi injetado no sistema a partir de

Certificação de Energia Renovável,

crescimento do interesse pela

de Comercialização de Energia

uma fonte de geração de energia

que está registrando um

certificação e compra dos RECs

Elétrica (CCEE) e Associação

renovável. Quando um consumidor

crescimento considerável no

sinaliza que as empresas estão

Brasileira dos Comercializadores

compra um REC de uma geradora,

Brasil e demonstra que existe

preferindo consumir energia

de Energia (Abraceel).

ele se apropria, por meio de um

um futuro promissor para as

renovável e, ao mesmo tempo,

certificado, daquela energia que foi

empresas que quiserem investir

mostra o compromisso com a

existe, por vezes, alguma

injetada no sistema, e aquele REC

neste negócio. No último artigo de

mudança de comportamento

dificuldade de entender como

não será usado por mais ninguém

2018, também resolvi falar deste

energético. Quanto mais cresce a

funcionam os certificados e

e aquela quantidade de energia sai

tema e a explicação é simples:

procura por RECs, mais cresce a

seu processo de certificado.

da conta do sistema. Os RECs com

sinto que precisamos abordá-lo

necessidade de termos geradoras

Nós, inclusive, entrevistamos

a chancela do nosso Programa

cada vez mais, para tirar dúvidas,

de energia renovável. Para que

recentemente, no Cabeça de

REC Brazil também trazem

explicar detalhes e fazer a nossa

uma determinada geradora possa

Vento, o Podcast da ABEEólica,

consigo ações de sustentabilidade

mensagem chegar à sociedade.

emitir RECs e vendê-los, ela

Fernando Lopes, do Instituto

auditadas relacionadas aos

Os certificados são mais um fruto

precisa passar por um processo de

Totum, para que explicasse a

Objetivos de Desenvolvimento

importante dos nossos bons

certificação. No site do Programa

nossos associados os principais

Sustentável (ODS) da Organização

ventos e que trará benefícios

www.recbrazil.com.br, é possível

pontos do programa de

das Nações Unidas (ONU).

não apenas para as empresas

ter informações detalhadas sobre

certificação. Repito a dica aqui

que aderirem ao programa, mas

todo o processo e como é feita a

e quem quiser ouvir as didáticas

anteriormente, nós estamos

para o próprio setor eólico como

compra e venda verificadas, em

explicações do Fernando, é só

investindo nesse Programa

um todo, já que impulsiona seu

ambiente certificado, de acordo

procurar o “Cabeça de Vento”

porque acreditamos em seu

crescimento.

com as legislações vigentes que

no Spotify, Deezer e Itunes.

enorme potencial e em seus

Não gostaria de terminar

Como nós já percebemos,

Como já escrevi

normatizam este sistema.

Bom, mas acho que também

benefícios para a sociedade. E

por RECs é maior a cada dia.

vale explicar um pouco aqui no

queremos que nossa mensagem

Até novembro de 2019, por

mencionando são fornecidos pelo

texto. O sistema funciona por um

se espalhe para empresários

exemplo, já havíamos chegado

Instituto Totum, emissor local

sistema de contabilização que

e para a sociedade. Em breve,

à marca de 2,1 milhão de

de RECs no Brasil credenciado

controla o equilíbrio entre entrada

inclusive, o Instituto lançará uma

certificados comercializados

pela organização mundial

e saída de certificados. Quando

campanha de vídeos didáticos

no ano, o que já era o dobro

I-REC Services. O Programa de

uma geradora é certificada, a

sobre o assunto e eu voltarei

do que foi comercializado em

Certificação de Energia Renovável,

energia gerada é acompanhada

a falar deste tema aqui neste

2018. Em 2020, a estimativa

por sua vez, foi criado pela

da geração dos Certificados

espaço.

O fato é que a demanda

Estes dados que estou

40

Tec

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Por Geraldo R. de Almeida*

A mecânica Newtoniana é insuficiente para calcular e projetar linhas aéreas de transmissão

Tec 41

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

RESUMO – Nos últimos 100 anos, temos usado a mecânica Newtoniana para calcular e projetar linhas aéreas de transmissão

conseguimos fazer viagens espaciais, colocar satélites em órbita da terra, viajar à Lua e descobrir novos planetas.

de energia elétrica. A maioria das linhas aéreas de transmissão no

Agora, no entanto, afirma-se no presente texto que esta mecânica

mundo foram projetadas em AC (corrente alternada) com bundles

é insuficiente para dimensionar mecanicamente linhas de transmissão

de no máximo 4 condutores por fase. Linhas em AC geralmente

muito longas.

tem comprimento limitado em cerca 500 km por limitações da modalidade AC, mesmo que atualmente os FACTS (Flexible AC Transmission Systems) tenham aumentado em muito o comprimento

O ENSINO DA MECÂNICA E DA ENGENHARIA MECÂNICA

destas linhas de transmissão. Para longos links em DC (corrente

Quando se ensina mecânica (e engenharia mecânica) é mandatório

contínua), o cálculo e projeto mecânico são inteiramente análogos

o exordium com as três leis de Newton. Não conseguimos revogá-las

àqueles das linhas em AC, mas o comprimento é muito mais longo

e as usamos quando queremos simplificar alguma coisa em termos de

(cerca de 2000km) e os bundles chegam a seis ou mais condutores.

fenomenologia universal.

A análise parte desde os princípios da mecânica Newtoniana, na sua

A mecânica Newtoniana é tão poderosa que fazemos tudo para

forma de equilíbrio de forças e momentos, associada ao conceito

continuar usando-a. O ensino da mecânica (e engenharia) começa com

de inércia, mostrando que o desempenho dos mate-riais e as

a Mecânica do Ponto Material. Todos que passaram por um curso de

configurações de estruturas são estudados sem que seja levado em

mecânica já ouviram de seus mestres essa assertiva. Por ser a mecânica do

conta o conceito de confiabilidade mecânica. Este trabalho aborda

ponto material (Estática, Cinemática e Dinâmica) de fácil entendimento,

o problema clássico de cálculo e projeto de um vão ancorado, com

nos cursos de Mecânica do Corpo Rígido, transformamos o corpo rígido

todas as restrições incluídas e analisa o aspecto de confiabilidade de

(com dimensões volumétricas e peso) num centro de massa (centro de

condutores e estruturas para linhas clássicas de até 500km, deixando

gravidade do corpo e seu peso inerente) e, com isso, conseguimos usar

em evidência que a confiabilidade intrínseca (sem efeitos externos)

muitos conhecimentos da mecânica do ponto material. Quando não

é rompida para linhas mais longas.

mais podemos usar o centro de gravidade e o peso, porque os corpos são

INTRODUÇÃO Os fundamentos da mecânica estão concentrados nas três leis de Newton, formuladas a mais de 250 anos:

deformáveis, usa-se a mecânica Newtoniana com algumas adaptações.

As deformações admitidas são aquelas de pequenas entidades. Stephen Timoshenko foi o engenheiro mais brilhante no uso destas adaptações.

Timoshenko [02] foi o grande inspirador da Mecânica do Meio Contínuo. Foi tanta sua influência, que os engenheiros admitiam

1ª Lei – Um corpo em movimento retilíneo uniforme não pode alterar

que a Mecânica do Contínuo poderia resolver todos os problemas da

sozinho o seu estado de movimento.

engenharia, desde que se pudesse resolver os problemas concernentes a

2ª Lei – A relação entre a massa de um corpo em movimento e a força

não linearidade e turbulência inerentes ao meio.

que provoca este movimento é uma constante, denominada aceleração.

Em 1967, a comunidade de engenharia foi surpreendida com

3ª Lei – A toda ação (força) corresponde uma reação (força) de igual

Olgierd Cecil Zienkiewicz [03], que desenvolveu as bases do método

intensidade e sentido contrário.

de elementos finitos (MEF) com a discretização do meio contínuo em pequenos elementos e impondo a estes elementos, um funcional

Com toda ciência e tecnologia de hoje, estas três leis parecem

Lagrangeano.

argumentos lúdicos e até óbvios, mas na época em que foram formuladas

Minimizado este funcional através de algum algoritmo, numa

geraram grande controvérsia. É preciso lembrar que se iniciava a fase

matriz de informação (Stiffness Matrix) a mecânica do meio contínuo

iluminista da humanidade.

consegue uma poderosa ferramenta para dimensionamento de grandes

Em sua famosa obra “PRINCIPIA”, Newton teve que desenvolver

estruturas.

uma matemática especial, o Cálculo Integral e Diferencial, onde usou

Quando os corpos entravam no limiar da transição de fase (fase

os conceitos de limites para integração de áreas, enquanto Leibniz usou

plástica e fase elástica) a mecânica newtoniana era constrangida a levar em

o conceito de diferenciação reversa. Ambos foram contemporâneos e

conta o comportamento dos materiais. Começavam a surgir as equações

trabalharam independentemente um do outro. Por isto esta parte da

constitutivas dos materiais e a Mecânica do Meio Contínuo [04].

matemática é creditada aos dois.

Isaac Newton é considerado no meio científico a mente mais

O limite da mecânica Newtoniana parece ser realmente as equações de Navier Stokes, um dos “7 Problemas do Milênio” do Instituto Clay.

brilhante de todos os tempos. Com seu cálculo diferencial e integral,

Mesmo após todo o exposto, continuamos a dizer que a mecânica

desenvolveu uma ferramenta que validou as leis da gravitação universal

Newtoniana é insuficiente para cálculo e projeto de linhas aéreas de

observadas por Kepler 100 anos antes. Com a mecânica Newtoniana,

transmissão muito longas.

Tec

42

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

O PROJETO CLÁSSICO DE UM VÃO DE TRANSMISSÃO No projeto clássico [05] de uma linha aérea de transmissão de energia elétrica, usando mecânica Newtoniana, modela-se a linha como um cabo suspenso por duas estruturas. Pelo cálculo variacional quando o único sistema de força atuando é o próprio peso do cabo, suspenso pelas extremidades, este se acomoda numa linha elástica denominada catenária.

Como trabalhar com a curva catenária no passado, quando toda engenharia era feita com régua de cálculo, implicava em muito trabalho, a curva catenária era aproximada por uma parábola. Isto era possível porque a linha elástica disposta em catenária tem geralmente uma flecha muito menor que o vão de suspensão (< 5% do comprimento do vão) e então aproximar uma catenária por parábola implicava num erro menor que 5%.

A figura a seguir ilustra de modo singelo como projetar um vão de transmissão com a mecânica Newtoniana.

T1

Tração no estado (1)

T2

Tração no estado (2)

P1

Peso linear no estado (1)

P2 a

Peso linear no estado (2) Comprimento do vão

α

Coeficiente de dilatação linear

E

Módulo de elasticidade linear

S

Seção transversal Todos os demais estados intermediários do vão de transmissão

também poderiam ser calculados com a mesma equação anterior, gerando uma tabela de estados comumente conhecida como tabela de vão e fechamento.

Tabela 1 – Tabela de tensão e fechamento típica.

Figura 1 – Grandezas envolvidas em um vão de uma LT.

O vão de transmissão é calculado considerando dois estados extremos: (1) Tracionado extremo, quando o cabo se encontra desligado, numa manhã muito fria e com vento extremo (ao norte do trópico de câncer, os engenheiros consideram também alguma camada de gelo sobre o cabo), e (2) Relaxado extremo, quando o cabo está com corrente máxima, num dia de verão muito quente e sem vento.

Na engenharia primitiva (há mais de 100 anos) estes estados poderiam ser considerados, “do lado da segurança” trazendo relativo conforto ao investidor ou construtor.

O estado mais tracionado é calculado com a equação;

Nessa tabela pode ser apreciado como varia a força na cabeça das estruturas em função da flecha e dos parâmetros dos materiais considerando uma abordagem de resistência dos materiais em função da variável de estado termodinâmica “temperatura”.

A mecânica Newtoniana somente consegue “observar” os materiais no capítulo denominado “Resistencia dos Materiais”.

No caso clássico de projeto de linhas aéreas de transmissão, esta observação e medição é feita através de dois ensaios: (1) Tensão e Deformação em cabo completo [06] e (2) Fluência mecânica em cabo completo [07] (ver figura 2).

f

Flecha do cabo

H

Esforço de tração longitudinal

w

Peso linear do cabo

a

Vão entre as estruturas O estado menos tracionado dos cabos (flecha máxima) construído

com as hipóteses já citadas, requer para o cálculo algumas informações dos materiais do cabo.

A figura anterior ilustra os resultados dos dois ensaios acoplados no mesmo gráfico.

Este gráfico corresponde ao ensaio de um cabo ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced) de formação 26/7, vinte e seis fios de alumínio em duas camadas e uma corda de 7 fios de aço (zincado ou aluminizado). A maioria dos engenheiros de linhas aéreas de transmissão já viram alguma vez esta figura.

Na manhã fria e sem carga, o máximo esforço permitido no cabo

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Tec 43

Figura 2 – Gráfico da Aluminum Association of América de cabo CAA.

ACSR poderia chegar ao “joelho” da curva final do cabo completo e final do aço. No dia quente, o que limitava a flecha era a distância de segurança entre os condutores e a vegetação.

Nas duas situações (em especial na primeira), a garantia que os cabos suspensos funcionariam em equilíbrio autônomo era a existência da alma de aço no núcleo do cabo ACSR. Todo critério EDS foi formulado em função de o máximo esforço coincidir com o uso do aço no seu limite máximo. Por isso os velhos engenheiros de transmissão diziam que “o que segura os cabos suspensos é a sua alma de aço”.

O LIMITE DOS MATERIAIS Todos que militam nas engenharias já ouviram falar das limitações de desempenhos dos materiais [08]. No projeto e cálculo de uma linha aérea de transmissão de energia elétrica, também estas limitações estão presentes.

As limitações de desempenho dos materiais de cabos em vãos tracionados e suspensos são de duas entidades: (1) desempenho governado pelas propriedades intrínsecas dos materiais constituintes dos cabos (fluência mecânica), e (2) quanto tempo os materiais conjugados (aço + alumínio) devem durar com solicitações mecânicas endógenas e exógenas?

A mecânica Newtoniana não está aparelhada para responder estas perguntas. A confiabilidade intrínseca pode ser respondida com algumas adaptações com a Mecânica Lagrangeana, sem considerar efeitos dissipativos nos materiais em desempenho sob tração e solicitações eólicas. Para estas últimas é necessário um aparelhamento muito mais avançado para avaliação de desempenho.

Mesmo a Mecânica Lagrangeana precisa de aparelhamento da termodinâmica para conseguir “observar” os processos dissipativos que acontecem num cabo suspenso quando este sai da “funcional catenária” e vai para qualquer funcional decorrente de vibrações eólicas (nós e anti nós de linha elástica com peso distribuído e tracionada somente são observáveis com modelos de cálculo variacional e mecânica estatística).

Todos estes aspectos ficam de dimensão muito maior se uma linha de transmissão for muito longa devendo percorrer uma distância onde a assinatura ambiental varia muito, como

44

Tec fenomenologia ao longo do caminho.

O critério EDS foi desenvolvido tendo como paradigma cabos

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

funcional de um cabo suspenso e tracionado sem variáveis exógenas atuantes.

ACSR que possuem aço na alma. Outros tipos de cabos, usando apenas ligas de alumínio estão ainda devendo a sustentação termodinâmica

O gráfico abaixo é o mesmo já visto anteriormente, apenas num

para o uso do mesmo EDS dos cabos ACSR. Os adeptos de uso de

formato da Aluminum Association of América (desde 1950). Nesse

liga de alumínio com o mesmo EDS dos cabos ACSR têm explorado

gráfico, está salientado uma área ocre como a energia elastoplástica

o mesmo critério, mas sem nenhuma sustentação termodinâmica.

ainda disponível depois de 10 anos tracionado. Observando toda

A limitação do material pode ser manejada em dois aspectos: (1)

energia elastoplástica, correspondente à área dentro da curva inicial

Tempo médio para a primeira falha (mecânica) no condutor e (2)

composta (aço + alumínio), a curva final do aço e a fronteira do

Tempo de vida para todo o material do condutor.

ensaio de tração e deformação (aproximadamente 0,45%), a área

No primeiro caso, tempo médio não significa que o cabo suspenso

ocre é cerca da metade da área total. Em termos termodinâmicos

e tracionado vai romper, mas significa que a função de risco para a

o significado é que em 10 anos o cabo tracionado (25% EDS)

primeira falha já é um (1). A implicação desta assertiva vai para o

consome a metade de sua energia elastoplástica. Em outras palavras,

arrendamento da operação. Esse risco, se não for conhecido, não

o alumínio atinge seu tempo médio para primeira falha (MTTF)

poderá fazer parte dos custos de operação. Se o risco ocorrer de fato

mecânica em 10 anos.

e a linha cair, esse custo pode não está coberto pela RAP (Receita Anual Permitida nos leilões de transmissão).

O segundo caso é ainda pior. A concessão de transmissão no Brasil é feita na modalidade de arrendamento por 30 anos. Se

O resultado desta aproximação experimental, leva por dedução analítica, que existe um funcional termodinâmico extraível dos ensaios, do tipo Função de Densidade de Probabilidade de WEIBULL.

nenhuma falha acontecer no arrendamento e o sistema voltar para o arrendador, este voltará completamente depauperado. Por isso, no fim do arrendamento o arrendatário deveria recondutorar as linhas.

Em resumo, as limitações dos materiais usados como condutores de linhas de transmissão na modalidade de projeto atual e arrendadas por 30 anos trazem insegurança técnico-financeira para o investidor e compromete o ativo do arrendador.

A CONFIABILIDADE INTRÍNSECA DOS MATERIAIS O ensaio de tensão-deformação conjugado com o ensaio de fluência mecânica fornece uma maneira experimental de apreciar o

Figura 3 – Gráfico com destaque representando a energia elastoplástica.

Tabela 2 – Variáveis das diferentes configurações de condutores para compor a equação 1.

CABO

τ0

t0

N

ACSR

24500 PSI

86400 horas

20,66

AAC 1350

12500 PSI

86400 horas

10,34

AAAC 6201

20500 PSI

86400 horas

19,25

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Tec 45

Dentro do funcional de Weibull {τ0 ,t0 } é sempre uma característica do metal alumínio (ou outro qualquer, ensaiado da mesma forma), seja no ACSR ou nas ligas 1350, 6201 ou qualquer outra que tenha mais de 99% de alumínio na matriz. 10 anos de MTTF é uma propriedade do alumínio e isto não pode ser intuido ou derivado da mecânica Newtoniana, mas com alguma complacência pode ser deduzida com a mecânica Lagrangeana. Daí a primeira insuficiência da mecânica Newtoniana para calcular e projetar uma linha de transmissão.

A segunda insuficiência da mecânica Newtoniana para cálculo e projeto de uma linha de transmissão aérea, vem das causas exógenas (vento, temperatura e gelo). Essa insuficiência somente pode ser superada com análise funcional avançada e modelos dentro da mecânica estatística. Neste trabalho ficaremos apenas na confiabilidade com fatores endógenos.

Exemplo 1 Qual a probabilidade de sobrevivência, em um ano, para uma linha que usou 10.000 km de cabos alumínio liga endurecida?

A probabilidade de sobrevivência em um ano é 100% considerando apenas causas endógenas.

Exemplo 2 Qual o tempo médio para a primeira falha mecânica em um link de contínua de: (1) “L” km, (2) Dois polos e (3) Nb cabos no bundle. O cabo é um CA de 37 fios liga alumínio1350 (EDS 25%).

Tabela 3 – Influência do comprimento do cabo no MTTF.

Tec

46

Enquanto em linhas curtas o MTTF intrínseco (apenas o cabo suspenso, sem nenhuma contra ação do ambiente) nem comparece como variável de risco, em longos links o MTTF já comparece trazendo riscos mecânico e financeiro para operação.

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Se o desempenho mecânico das ligas de alumínio é inferior ao do aço em várias solicitações (por exemplo fluência e fadiga cíclica)?

ASSERTIVAS EM NEGÓCIOS

Como no Brasil existe um grande número de links em corrente

Com a mecânica Newtoniana sendo insuficiente para calcular e

contínua construídas com alumínio EC 1350, paira a dúvida: este risco

projetar linhas de transmissão longas, como avaliar os riscos envolvidos

foi considerado no projeto?

e quem pagará os prêmios de seguros decorrentes dos riscos? Se o

ASSERTIVAS CIENTÍFICAS

decaimento da carga de ruptura dos cabos implica em aumento dos custos de operação das linhas (aumento em potencial, mas se realizados

A - De um lado está a Mecânica Newtoniana que maneja forças e

serão falhas). Estão estes custos cobertos pela RAP? Se não estão quem

momentos conseguindo descrever trajetórias em equilíbrio autônomo,

pagaria a indisponibilidade das linhas?

mas não consegue alcançar os corpos em movimento com deformações.

Do outro lado está a Mecânica dos Materiais, querendo usar a Mecânica

Quando a arrendatário devolver a linha ao arrendador, o primeiro reatualizará os ativos (recondutorará a linha)?

Newtoniana estabecendo um contínuo no meio. Existe um gap entre ambas, sendo que a primeira não consegue observar a segunda e a

“Todo o texto, conhecimentos, modelos, heurísticas e opiniões são de

segunda (cabos suspensos em funcionais estocásticos) está sem a

responsabilidade do autor; que está a disposição para discutí-los em sede

memória da primeira.

acadêmica ou de negócios”.

B - O gap entre as duas abordagens tem sido enfrentado com auxílio da mecânica Lagrangeana e a discretização do contínuo. Esta abordagem

BIBLIOGRAFIA

amplamente desenvolvida impõem um funcional (Lagrangeano) para

[01] Isaac Newton Philosophiae naturalis principia mathematica, também

cada elemento e o minimiza. Quando estes funcionais são minimizados,

referido como Principia Mathematica ou simplesmente PRINCIPIA. Publicada

o equilíbrio termodinâmico está garantido, mas ainda não se consegue

em 5 de julho de 1687.

manejar funcionais com variações dimensionais, como acontece num cabo suspenso submetido a fluência e vibração eólica.

ASSERTIVAS TÉCNICAS C - O desacoplamento entre a engenharia de abordagem em mecânica Newtoniana e a engenharia dos materiais, no que concerne ao desempenho a longo tempo, impõe o uso de materiais de máximo desempenho mecânico como o aço, que sirva de garantia para mitigar o GAP entre as abordagens de engenharia.

[02] Stephen Timoshenko 60th Anniversary Volume, Contributions to the Mechanics of Solids Dedicated to Stephen Timoshenko by His Friends. New York: The Macmillan Co., 1938. 7he Collected Papers of Stephen P. Timoshenko.

New York: McGrawHill. 1953.

[03] Olgierd Cecil Zienkiewicz - The Finite Element Method in Structural and Continuum Mechanics, 1967.

[04] Dimitrienko, Yuriy (2011). Nonlinear Continuum Mechanics and Large Inelastic Deformations. Germany: Springer.

[05] Paulo Roberto Labegalini , José Ayrton Labegalini , Rubens Dario

D - O AÇO é o melhor material estrutural descoberto pelo homem a

Fuchs , Márcio Tadeu de Almeida - PROJETOS MECÂNICOS DAS LINHAS

mais de 3000 anos atrás, seja em módulo de elasticidade, seja em tensão

AÉREAS DE TRANSMISSÃO - Editora Blucher

de ruptura, seja em fluência e fadiga cíclica. Ainda não foi descoberto

[06] NBR 7306 – ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas –

na natureza ou desenvolvido na tecnologia (inclusive a nano tecnologia)

Condutores elétricos de alumínio – Tensão e deformação em condutores de

algum material contra tipo que reunisse em si, todos os predicados do

alumínio – MÉTODO DE ENSAIO.

aço.

[07] AAA (ALUMINUM ASSOCIATION OF AMERICA) – Stress-Strain-

E - Há 100 anos para viabilizar o alumínio como condutor elétrico

Creep curves for Aluminum Overhead Electrical Conductors. A technical report

suspenso, os americanos colocaram um reforço de aço na alma dos

for aluminum association’s Electrical Technical Commitee.

cabos. Este reforço garantia o desempenho mecânico do cabo suspenso e

[08] Dieter G. E. –Metalurgia Mecânica; 2ª ED, Guanabara Dois 1981.

o alumínio garantia a condução elétrica.

[09] J. W. Gibbs - Elementary Principles in Statistical Mechanics Developed

F. A retirada do aço da alma dos condutores de alumínio, deixa todo

with Especial Reference to the Rational Foundations of Thermodynamics.

desempenho elétrico e mecânico para o alumínio.

Dover Publ., New York, 1960.

G. O AÇO pode trabalhar com EDS de até 33% (por breve duração ou longo – a ser testado) conforme foi mostrado no joelho da curva tensão deformação. Nesta mesma condição, o aço tem sido usado com EDS de até 25% (da carga de ruptura) porque nesta condição o stress

[10] Mikhail Lifshits Lectures on Gaussian Processes -Springer Briefs in Mathematics - Springer Heidelberg Dordrecht London New York - pp 133 [11] I. M. Gelfand – S.V. Fomin Calculus of Variation -DOVER edition first published in 2000 - pp 226

está na condição relaxada sob o domínio do aço. Como pode o alumínio

[12] A. B. Pippard – Elements of Classical Thermonamycs – CAMBRIDGE

(todas as ligas) trabalhar como mesmo EDS (25% da carga de ruptura)?

[13] L. Boltzmann - Lectures on Gas Theory (Dover Publications, Nova

Tec 47

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Iorque, 1995).

[14] Kapur, K. C.; Lamberson, L. R - Reliability in Engineering Design. New York: John Wiley & Sons (1977).

[15] W. Weibull – A Statistical Distribution Function for Wide Applicability – Journal of Applied Mechanics, 18 293-296 (1951) [16] T. W. Dakin," Electrical Insulation Deterioration Treated as a Chemical Rate Phenomenon” AIEE Trans. Vol 67, 1948 pp 113-122.

[17] Stanley E. Kiersztyn, “Formal Theoretical Foundation of Electrical Aging of Dielectrics. Power Apparatus and Systems, IEEE Transactions on (Volume:PAS-100 , Issue: 11 ) Nov 1981.

[18] Karl Petersen - Ergodic Theory - Cambridge Press University

Reliability – To Be Publishing Soon [25] Christian Robert; George Casella; A Short History of Markov Chain Monte Carlo: Subjective Recollections from Incomplete Data1. Statistical Science 2011, Vol. 26, No. 1, 102–115 DOI: 10.1214/10-STS351 c Institute of Mathematical Statistics, 2011 [26] George Casella; Edward I. George - Explaining the Gibbs Sampler The American Statistician, Vol. 46, No. 3. (Aug. 1992), pp. 167-174.

[27] Robert, C. P. George Casella – Monte Carlo Statistical Methods (second edition) – Springer Verlag.

[28] Ya. G. Sinai. On the Foundation of Ergodic Hypothesis for Dynamical System of Statistical Mechanics, Dokl. Akad Nauk SSSR 153 (1963), 1261-1264.

[19] Callister Jr W. D. - Materials Science and Technology: An Introduction - John Wiley and Sons 2000.

[20] B. Neubauer and U. Wedel, International Conference on Advances in Life Prediction Methods, ASME, New York (1983), p. 307 [21] Michael F, Ashby – Material Selection in Mechanical Design.

Burlington Massachusetts Buttenworth 1999 [22] AAA (Aluminum Association of America) – Stress-Strain-Creep

*Geraldo Roberto de Almeida é graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Juiz de Fora (1971), mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (2005) e doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (2011). Atualmente, é sócio diretor – TAG INOVACAO TECNOLOGICA LTDA e diretor – TECHSYS TECNOLOGIA E SISTEMAS, consultor do GRUPO INTELLI, engen-heiro especialista em

curves for Aluminum Overhead Electrical Conductors. A technical report for

Engenharia e Tecnologia de cabos elétricos. Tem experiência na área de

aluminum association’s Electrical Technical Committee.

Engen-haria de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Materiais Não-Metálicos,

[23] V.V.Prasolov - Intuitive Topology. American Mathematical Society 1995.

atuando principalmente nos seguintes temas: alta tensão, confiabilidade, linhas

[24] G. R. de Almeida - Mathematical Approach for Bare Conductor

de transmissão, cabos nus e cabos isolados de alta tensão.

Espaço 5419

Espaço 5419

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Por Dr. Hélio Eiji Sueta*

Uso de telhas feitas com ligas metálicas como sistema de captores naturais – Parte 2

Para os diferentes tipos de amostras

de ferro; 0,221% de manganês; 2,34%

foram aplicados impulsos de 100kA,

de zinco, 0,0036% de cálcio; 0,01% de

150kA e 200kA. Nestas aplicações, foram

fosforo; 0,0068% de enxofre e 0,026%

registrados e calculados o valor de pico

de silício.

da corrente (kA), a carga (C), a Energia

Nas demais amostras, os teores

(kJ/Ω) e o estado da amostra (deformou

apresentados

ou perfurou).

amostra prensada, na calibração STD-1

(Standardless), relativa à análise sem

Após os testes, as amostras de Nº 7

foram

padrões

31 (Zinco 0,5mm) e 40 (Zinco 0,65mm)

compreendidos entre o flúor e o urânio,

foram analisadas no LCT – Laboratório

em

de Caracterização Tecnológica da Escola

de raios X, marca Malvern Panalytical,

Politécnica da USP para a verificação da

modelo

composição destas amostras.

normalizados a 100%. A Perda ao Fogo

utilizadas

duas

técnicas

elementos

em

(Galvalume); 18 (Liga IEE); 24 (Alumínio);

Foram

dos

dosados

espectrômetro Zetium.

de Os

químicos

fluorescência valores

foram

(PF) foi realizada a 1.020°C por 2h.

diferentes para a caracterização das

amostras, sendo que, para um tipo de

mostrou uma quantidade de alumínio

amostra, uma foi mais representativa e,

de 42,6%; de zinco de 38,3%; de ferro

para as outras, a outra técnica forneceu

de 17,2%; silício de 0,98% e fósforo

resultados mais coerentes.

(0,17%); enxofre (0,35%), cloro (0,07%),

Na

amostra

chamada

de

A amostra chamada de “Liga IEE”

potássio (0,04%), cálcio (0,02%), titânio

“galvalume”, os teores apresentados

(0,02%),

foram

(0,02%), níquel (0,01%).

determinados

por

análise

crômio

(0,06%),

manganês

quantitativa em amostras preparadas

A amostra chamada de alumínio

por digestão com água régia e dosados

mostrou uma quantidade de 98,3% de

em espectrômetro de emissão óptica

alumínio, mas é composta também por

(ICP OES), marca Horiba, modelo Ultima

pequenas quantidades (<< 1%) de sódio,

Expert.

manganês,

Esta

amostra,

chamada

de

silício,

fósforo,

enxofre,

galvalume, foi obtida na amostra Nº 07,

cloro, potássio, cálcio, titânio, vanádio,

apresentando: 3,57% de alumínio; 93,1%

manganês, ferro, níquel, gálio, zircônio e

49

Apoio

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

geralmente aço, recobertas por uma

chumbo.

As amostras chamadas de “zinco

liga metálica composta, geralmente, por

1

alumínio e zinco e outros materiais em

(0,5mm)”

e

“zinco

2

(0,65mm)”,

mostraram uma quantidade de alumínio

pequena quantidade.

(40,9% na Zn 1 e 43,4% na Zn 2); de ferro

Um motivo bastante plausível para as

(16,7% na Zn 1 e 13,4% na Zn 2), zinco

definições

(38,1% na Zn 1 e 38,6 na Zn 2) e silício

das chapas metálicas, seria a questão

(0,57 % na Zn 1 e 1,03% na Zn 2). Foi

mecânica que não tem nenhuma relação

encontrada também a presença de vários

aos efeitos das descargas atmosféricas

materiais em pequenas quantidades (<< 1%) de fósforo, enxofre, cloro, potássio,

Figura 5: Telha galvalume – 100kA.

nas

telhas

das

espessuras

metálicas,

mas

mínimas

sim,

na

suportabilidade a esforços mecânicos nas

cálcio (somente na Zn 2), titânio, crômio,

superfícies das mesmas ou nas fixações,

manganês e níquel (somente na Zn 2).

devido a pesos excessivos nas telhas ou

esforços devidos a ventos ou chuva.

Resumidamente, os resultados dos

ensaios de simulação de corrente de

Alguns pontos muito importantes para o

continuidade mostraram que todas as

uso destas telhas como parte integrante

amostras foram perfuradas e, como

do subsistema de captores para proteção

se esperava, as perfurações possuem

contra

aspecto arredondado com o diâmetro da

verificação do conteúdo da estrutura,

perfuração aumentando com o aumento

não podendo esta possuir elementos

da carga. A Figura 4 mostra algumas

explosivos ou prontamente combustíveis

perfurações em telhas tipo Galvalume.

Figura 6: Telha de alumínio com 200kA.

descargas

atmosféricas

são:

em contato ou próximos das chapas metálicas; verificação se, no caso da chapa perfurar devido a uma descarga atmosférica, o material fundido devido

de alumínio apresentaram perfurações

a esta perfuração não irá tocar em

em todos os níveis de corrente impulsiva

materiais explosivos e/ou prontamente

(ver Figura 6).

combustíveis; verificar se nas emendas,

junções e conexões deste sistema metálico,

Para se ter conclusões mais concretas,

Figura 4: Perfurações após os ensaios de corrente de continuidade em telhas tipo galvalume.

outras verificações devem ser realizadas,

não

como por exemplo, um estudo mais

O uso de mini captores corretamente

aprofundado de desgaste de materiais

fixados nestas telhas é uma ação muito

por arcos elétricos, o comportamento de

boa, pois, se estiverem adequadamente

onda

emendas e superposições destes tipos

posicionados e dimensionados, serão

10/350μs, a não ser para a amostra

de telhas com a passagem de correntes

pontos preferenciais para as descargas

chamada de alumínio, as outras amostras

de descargas atmosféricas, e também

atmosféricas evitando, assim, perfurações

não furaram para as correntes impulsivas

um estudo aprofundado de fusões de

e gerações de pontos quentes ou fusão

de 100kA (ver Figura 5). Com 150kA,

materiais pela passagem destas correntes.

de materiais.

as amostras Zinco 1 e Zinco 2 também

O que podemos concluir deste estudo é

não furaram e a amostra chamada de

que as chapas metálicas utilizadas como

*Hélio Eiji Sueta é chefe adjunto da Divisão

Galvalume apresentou um pequeno furo

cobertura de estruturas não são feitas

Científica de Planejamento, Análise e

irregular. Com 200kA, todas as amostras

de materiais puros; todas são compostas

Desenvolvimento Energético do Instituto de

apresentaram perfurações e deformações

por diversos materiais, sendo muitas,

Energia e Ambiente da Universidade de São

mecânicas na chapa. Todas as amostras

compostas por um material principal,

Paulo.

de

Em relação ao ensaio com impulsos corrente

com

forma

de

haverá

centelhamento

perigoso.

50

Espaço SBQEE

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Por Javier Aprea*

Normatização para o teste de conformidade dos indicadores de tensão em regime permanente No Brasil, a distribuição da energia

da Incerteza de Medição da Associação

elétrica é regulada pela Agência Nacional

Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)

de Energia Elétrica (Aneel) através dos

e do Instituto Nacional de Metrologia,

Procedimentos de Distribuição de Energia

Qualidade e Tecnologia (Inmetro). Contudo,

Elétrica

Nacional

os seguintes indicadores, específicos para

(PRODIST). A revisão 10 do Módulo 8

o Brasil, ainda carecem de metodologia

do PRODIST, que trata da qualidade do

própria para ensaios:

no

Sistema

Elétrico

produto e serviço, estabelece uma série de indicadores que devem ser calculados

• Duração Relativa da transgressão de

por equipamentos eletrônicos de medição

tensão Precária - DRP e Duração Relativa

para avaliação da Qualidade da Energia

da transgressão de tensão Crítica - DRC da

Elétrica (QEE) fornecida aos consumidores.

tensão em regime permanente;

Os métodos de medição baseiam-se nas

• Fator de Impacto (FI) das Variações de

mais recentes versões das normas da

Tensão de Curta Duração (VTCD);

International Eletrotechnical Commission

• Distorção Harmônica Total de Tensão

(IEC)

para componentes múltiplas de 3 (DTT3).

61000-4-7:2010,

61000-4-15:2010

e 61000-4-30:2015. Esta última define os fenômenos da QEE, a forma de agregação

Para o cálculo dos indicadores DRP e

dos dados e as classes A e S dos analisadores.

DRC, os equipamentos realizam a medição

Para garantir a conformidade com essa

da tensão eficaz ou Root Mean Square (RMS)

norma, a IEC 62586-1:2017 apresenta

com precisão melhor do que 1% e calculam

os requisitos para os equipamentos que

o valor agregado médio em intervalos

medem os parâmetros da QEE e a IEC

consecutivos de 10 minutos. Para medições

62586-2:2017 define o caderno de testes e

amostrais,

a metodologia de ensaio.

validos, compondo um período típico de

Para homologação dos equipamentos

medição de sete dias. A cada novo registro,

usados por concessionárias de energia, a

o equipamento classifica o valor da tensão

Universidade Federal de Uberlândia (UFU)

com relação ao valor nominal declarado

realiza ensaios e emite um Relatório Técnico

ou declared input voltage – Udin em uma

conforme o Caderno de Ensaios para

das faixas definidas como adequado,

Certificação de Instrumento de Medição

precário ou crítico. A soma dos registros

para as Campanhas de Medição de QEE.

classificados como precários e críticos é

Em âmbito acadêmico, há um estudo em

totalizada separadamente. A partir destes

andamento na Universidade de Brasília

totalizadores, deverão ser calculados os

(UnB) que versa sobre a implementação

indicadores individualmente para cada fase

de um caderno de testes baseado na

de sistemas polifásicos, sendo escolhido o

IEC 62586 e na avaliação dos dados de

indicador de maior valor percentual como o

medição conforme o Guia para a Expressão

representativo do sistema medido.

considera-se

1008

registros

Espaço SBQEE

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

51

Além da capacidade de cálculo e

regularizar estes níveis.

classificação, o equipamento deverá ser

Recentemente

a

unidade – pu, avaliou-se as tabelas 4 a 12

capaz de realizar o expurgo de dados

Audiência Pública (AP) 060/2018 com

do anexo I do Módulo 8 do PRODIST, para

inválidos. Segundo item 9.1.10.2, da se­ção

o intuito de melhorar a capacidade

tensões abaixo de 1kV, a fim de encontrar

8.1 do PRODIST, os registros de 10 minutos

de fiscalização da Agência através da

faixas percentuais precárias e críticas que

nos quais for identificada uma VTCD

rastreabilidade das medições de tensão

independem da tensão nominal. Os valores

temporária são inválidos e deverão ser

em regime permanente e da apuração dos

pro­postos foram definidos de forma a

expurgados do conjunto de 1008 leituras,

indicadores DRP e DRC. Esta AP propõe

proporcionar disparidades quando forem

devendo ser substituídos pelo próximo

o uso de medidores de faturamento com

aplicadas VTCDs. Com base nos valores

intervalo de agregação de 10 minutos

capacidade de medir esses indicadores

apresentados e utilizando uma abordagem

válido. Assim sendo, o período para aqui­

de forma permanente em substituição às

semelhante à utilizada na IEC 62586-2,

sição de 1008 registros válidos poderá ser

medições amostrais. Portanto, a correta

define-se os pontos de teste para aplicação

maior do que os sete dias, de acordo com

indicação de ultrapassagem ou não dos

da medição de DRP e DRC.

a incidência de VTCDs temporárias na rede

limites é indispensável e, por isso, se faz

elétrica sob medição.

necessária uma metodologia de ensaios

*Javier Aprea possui graduação em Engenharia

a

um sinal de tensão baseado no sistema por Aneel

realizou

para garantir a conformidade do cálculo

Elétrica (1987) e Mestrado Acadêmico em

baseada nestes indicadores, o PRODIST

desses indicadores.

Computação (1991), ambos pela Universidade

define os limites máximos de 3,0% para

Federal do Rio Grande do Sul, e Mestrado em

DRP e 0,5% para DRC. As distribuidoras de

metodologia de teste apresentada como

Engenharia Elétrica (1994) pela Universidade

energia elétrica apuram os indicadores e

artigo técnico na XIII Conferência Brasileira

Tecnológica de Eindhoven, na Holanda.

apresentam relatórios trimestrais con­tendo

sobre

Tem ampla experiência como engenheiro de

as medições para apreciação pela Aneel.

(CBQEE), realizada de 1 a 4 de setembro

Desenvolvimento de Produtos e Gestão de

Se algum dos limites for ultrapassado, a

de 2019, em São Caetano do Sul (SP).

Equipes de alto desempenho. Atuou 16 anos

concessionária tem um período de 90 dias

Esta metodologia também foi proposta no

como engenheiro de Desenvolvimento na

para regularizar a tensão com relação ao

Grupo de Trabalho 9 da Comissão de Estudo

Philips Electronics, na Holanda, e 12 anos

DRP e 15 dias no caso do DRC. Caso a

003:013.001 sobre medidores integradores

como gerente de P&D na IMS Power Quality,

regularização não seja realizada no período

do Comitê Brasileiro de Eletricidade ABNT/

onde foi o responsável pelo desenvolvimento

determinado, a distribuidora é obrigada a

CB-003 para normatização.

de equipamentos e software para a medição, a

compensar financeiramente os clientes da

As faixas precárias e críticas são

análise e o controle da Qualidade da Energia

rede que tiveram seus níveis de tensão fora

definidas de acordo com o valor Udin no

Elétrica e projetos de Inovação colaborativos.

dos limites, além de ainda ser obrigada a

ponto de medição. Com o intuito de criar

Hoje em dia, atua como consultor de Tecnologia

Para a regulação dos níveis de tensão

A IMS Power Quality desenvolveu uma

Qualidade

da

Energia

Continua na próxima edição.

Elétrica

52

Apoio

Proteção contra raios

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

Avaliação de riscos devidos à incidência de raios em áreas abertas – Parte 03/04 Por Professor Antônio Roberto Panicali, da Proelco

Modelagem e resultados numéricos A

figura

2

mostra

uma

visão

anos de descargas em uma região com

As

Ng=10raios/km2.ano,

posicionados

histogramas das intensidades incidentes

alea­ toriamente

distribuições

nos

segundo

figuras captores

3a

e

Franklin

b

mostram dos

os

postes,

tridimensional do modelo gerado pelo

uniformes nas duas dimensões, tendo ao

chamando-se a atenção para a incidência

software na análise de risco: a arquibancada

centro a arquibancada. A cada raio, foi

de

em si foi modelada por 15 paralelepípedos

atribuída uma corrente de pico com valores

(>200kA). Por outro lado, como indicado

com as partes superiores correspondendo

também

conformidade

na figura 3, a presença dos postes com

aos níveis da estrutura; o modelo incluiu

com os parâmetros estatísticos descritos

captores não impede a incidência de raios

também os dois postes de iluminação na

no Anexo-A da NBR 5419-1 (2015),

em uma grande extensão da estrutura,

parte posterior da arquibancada cujas

envolvendo

e

mesmo nos níveis superior e adjacente

alturas, 30m, levaram em conta a presença

negativas. De modo a incluir no estudo

aos postes, atingidos respectivamente

das hastes captoras. O modelo inclui

o possível efeito de raios de grande

por 2.256 e 350 descargas. Embora

ainda uma estrutura correspondente ao

intensidade, associados a esferas rolantes

tais resultados possam, à primeira vista,

alambrado existente, próximo ao nível do

de grandes dimensões, a arquibancada

parecer inconsistentes com a proximidade

campo.

com dimensões em planta de 120m x 80m

dos captores, cumpre lembrar que a maioria

foi considerada como situada no centro de

das descargas apresentam correntes de

uma área plana de 800m x 800m.

pico inferiores a 20kA, correspondendo

No presente estudo, foram gerados

793.800 raios correspondentes a 100.000

aleatórios,

em

descargas

positivas

descargas

de

grande

intensidade

a esferas rolantes com raios inferiores a 70m, portanto, passíveis de atingir partes dos degraus mais elevados da estrutura, levando grande risco aos torcedores ali situados. As figuras 4a e b mostram os histogramas das descargas incidentes nos dois níveis superiores: como esperado, nota-se o efeito da presença dos postes de iluminação pela eliminação de descargas acima de 100kA; fica também evidente o efeito de blindagem do nível superior sobre o nível imediatamente abaixo, resultando em descargas em menor número e com menores intensidades mas, mesmo assim, suficientes para representar um risco Figura 2: Visualização da maquete eletrônica usada na simulação de incidência de raios.

efetivo para torcedores naquelas áreas.

53

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Figura 3: Histogramas das intensidades incidentes nos captores Franklin dos postes.

Figura 4: Histogramas das descargas incidentes nos dois níveis superiores.

A Tabela abaixo mostra o número de raios incidentes em cada nível da arquibancada, em um

período de 100.000 anos: Níveis

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 TOTAL

(figura 2) Número de 2,3K 350 25 14 25 14 20 15 16

6

5

1

0

0

0

2.782

incidências

Com base nos dados da tabela acima e, levando-se em conta o fator de ocupação Fo,

Fo=(52 semanas/ano)x(8 horas/semana)/(8760 horas em um ano)=0.095 chega-se ao total de descargas atingindo a arquibancada no período considerado de 100.000 anos: 265 acidentes/100.000 anos

Portanto, muito acima do valor (10-5/ano) considerado seguro. Note-se que, mesmo

eliminando as contribuições das duas fileiras de acentos no topo da arquibancada, chegaremos a um total da ordem de 17 acidentes/100.000 anos

Portanto, ainda muito acima do limite de segurança da norma!

É importante notar que, laudos anteriores, baseados na metodologia de análise risco para

estruturas consideraram o SPDA instalado nos postes existentes como adequados à proteção dos torcedores no local. Na realidade, com base na metodologia descrita acima, o risco de incidência direta sobre os torcedores, sem a presença dos postes de iluminação com captores, aumentaria o risco acidentes graves e/ou morte de torcedores, de 265 para cerca de 2.000 vezes acima do limite de segurança da norma vigente. Conclui-se, então, que, embora a presença dos postes com captores resulte em uma sensível redução do risco, ainda é insuficiente para atender às exigências da regulamentação vigente.

54

Energia com qualidade

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

José Starosta é diretor da Ação Engenharia e Instalações e membro da diretoria do Deinfra-Fiesp e da SBQEE. jstarosta@acaoenge.com.br

Ruídos em alta frequência nas instalações elétricas

Em maio de 2017, abordávamos nesta coluna as questões associadas

às supra harmônicas, definidas como ruídos ou distúrbios nos barramentos e redes elétricas na frequência industrial, porém com frequências entre 2KHz e 150kHz. O que se pode observar na contínua observação do tema está relacionado aos ruídos causados pelos disparos dos elementos semicondutores que estão presentes no controle dos dispositivos ligados à rede elétrica, como os retificadores em aplicação em corrente contínua ou aqueles associados aos inversores em aplicação de acionamento de motores ou mesmo nos UPS’s. Em outras palavras, uma rede elétrica alimentando, por exemplo, um UPS equipado com IGBT em seus retificadores, que operem em 80 ou 100kHz, poderão gerar este ruído nos barramentos onde as cargas são alimentadas por estas fontes, sobrepondo-se este ruído aos 60Hz da rede.

Este fenômeno poderá surgir em função da topologia do próprio

acionamento ou dependendo das características do circuito e instalação,

Figura 1 – Registro da potência ativa durante o período total da medição.

como a potência de curto-circuito, outras cargas alimentadas e outras variáveis.

A qualidade da alimentação (e, portanto, qualidade da energia) poderá ser afetada notadamente se as cargas possuírem baixa imunidade ou alta sensibilidade.

O exemplo abaixo aponta o registro de um ruído próximo a 5kHz (89ª

harmônica) quando da ligação de um retificador em rede elétrica industrial.

Na figura 1, observa-se o perfil da carga (potência ativa) durante o período da avaliação, e na figura 2, a distorção total de tensão THDV durante este mesmo período de operação. A medição foi então dividida em dois períodos, denominados “A” e “B” do gráfico da figura 2. O período B indica aquele em que um retificador foi inserido no barramento de alimentação das cargas. A THDV no barramento foi elevada de 6% (período inicial – janela A) para 10% (da janela B). A figura 3 apresenta o comportamento das harmônicas de tensão

Figura 2 – Registro da distorção total da tensão (THDV) durante o período total da medição.

durante todo o período de monitoração (A+B); chama atenção a presença de todas as harmônicas até maiores que a de ordem 120; (7,2kHz). Na sequência, foram estudadas as duas partes da medição em separado (A e B); a parte A sem o retificador e a parte B com o retificador, identificadas pelas janelas respectivas.

As conclusões da avaliação entre os períodos A e B são resumidas na

tabela 1. Observa-se que durante a janela B, os valores de distorção de tensão extrapolaram os limites toleráveis do acionamento, causando o desligamento da carga. Notar que, em regime permanente, a impedância de uma rede indutiva tem forte contribuição da frequência (ω e, portanto, ωL). Cabem pesquisas das ações corretivas, como a verificação e eliminação da causa da distorção de corrente do retificador, avaliação da sensibilidade/imunidade dos equipamentos que foram desligados, instalação de filtro de alta frequência, avaliação da aplicação de transformador isolador e outras alternativas.

Figura 3 – Espectro das componentes das tensões harmônicas durante o período “A”.

55

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Figura 8 – Comportamento das principais harmônicas (83ª à 90ª) de tensão durante o período “B”.

Figura 4 – Comportamento temporal das principais tensões harmônicas (5ª a 13ª) durante o período “A”.

TABELA 1 – RESUMO DOS VALORES OBTIDOS NAS MEDIÇÕES.

Variável elétrica

Período da

Período da

Distorção total

janela A

Janela B

de tensão –

6,5%

10%

THDV

Notas Desligamento da carga no período

Tensão

da janela B

Harmônica-com

5ª Harmônica –

89ª

Tensões com

maior distorção

HDV 3%

harmônica –

frequências mais

HDV-5%

altas surgem com maior intensidade no ligamento do retificador (janela B)

Figura 5 – Comportamento da forma de onda típica de tensão do período “A”.

Aparência da

Tipicamente com Presença de

forma de onda

cortes de tensão ruídos de alta

de tensão

(notches)

frequência

Segundo a referência [1], a denominação “supraharmonic” ou “supra-

harmônicas” teria sido proposta por A. McAechern no IEEE-PES GM 2013, em Vancouver, e estaria associada à presença de sinais de tensão no intervalo de frequências acima definido.

Algumas considerações são importantes, já que as normas existentes

trazem poucas referências sobre estes fenômenos e mesmo os instrumentos aplicados em medição de qualidade de energia não atingem toda a faixa de frequência proposta (os atuais de até 1024 amostras por ciclo podem registrar até a 512ª ordem harmônica).

Figura 6 – Comportamento da forma de onda típica de tensão do período “B”.

As soluções aplicáveis estão associadas a topologias de redes e circuitos,

cuidados com a emissão de equipamentos e fontes, uso de filtros e outras em desenvolvimento. A monitoração é a primeira atividade caso algum fenômeno de falha de operação ocorra e conduzirá na pesquisa de solução do problema.

REFERÊNCIAS 1. Agudelo-Martínez, Daniel e outros: Supraharmonic Bands detection for low voltage devices – 17th International conference on Harmonics and Quality of Power.

2. Conducted emissions in the 2kHz -150kHz band Supra-harmonics –Pqube- 3 Application Note v3.0 3. Busatto Tatiano e outros: Interaction between Grid-Connected PV systems and LED Lamps: Directions for Further Research on Harmonics and Supraharmonics - 17th International conference on Harmonics and Figura 7 – Espectro das componentes das tensões harmônicas durante o período “B”.

Quality of Power.

4. Ação Engenharia e Instalações – relatórios técnicos

56

Instalações Ex

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

Roberval Bulgarelli é consultor técnico e engenheiro sênior da Petrobras. É representante do Brasil no TC-31 da IEC e no IECEx e coordenador do Subcomitê SC-31 do Comitê Brasileiro de Eletricidade (Cobei). bulgarelli@petrobras.com.br

Eletricidade estática em atmosferas explosivas – Riscos, controle e mitigação – Parte 06/08

8. Limitação de área superficial de partes ou equipamentos não metálicos

a seguir, dependendo do nível de proteção

mantida acima de 65%, na maioria dos

de equipamento (EPL) pretendido.

casos, dependendo das características do

material isolante existente.

Limitação de áreas de superfícies de

equipamentos para instalação em áreas

Mesmo que o ar úmido seja não

classificadas.

condutivo, a água ou a umidade presente

da eletricidade estática em atmosferas

Estes valores admissíveis para as

no ar pode adsorver sobre a superfície de

explosivas é a seleção de materiais

áreas superficiais podem ser aumentados

muitos materiais isolantes, dependendo

metálicos ou condutivos que possuam

por um fator de quatro, se a área exposta

da natureza hidroscópica do material. Isto

uma resistência de isolamento menor que

de material não metálico estiver rodeada

pode ser suficiente para evitar o acúmulo

1GΩ. Como alternativa, a área superficial

e em contato de estruturas condutoras

de cargas eletrostática, desde que exista

de partes não metálicas deve ser limitada.

aterradas.

um caminho adequado para que estas

A abordagem básica para o controle

Brasileiras adotadas ABNT NBR ISO 80079-36, 0,

cargas possam ser dissipadas para a

De acordo com as Normas Técnicas

e

ABNT

ABNT

NBR

NBR IEC

IEC

60079-

60079

14,

9. Umidificação de materiais sólidos para evitar o carregamento eletrostático

terra.

Entretanto, de o

respectivamente sob os pontos de vista

alguns vidro

ou

embora materiais fibras)

superfície

(por

exemplo,

possam

certificação

Dentre as ações que podem ser

umidade

tomadas para se evitar o carregamento

uma condutividade superficial que seja

de equipamentos em áreas classificada,

eletrostático

suficiente

o acúmulo de cargas eletrostáticas em

pode

de

cargas eletrostáticas, outros materiais não

equipamentos elétricos “Ex” destinados

materiais sólidos, de forma a reduzir a sua

apresentam esta característica, tal como o

à instalação em áreas classificadas do

resistividade superficial. A resistividade

PTFE (politetrafluoroetileno / “teflon”) ou

Grupo II (Gases inflamáveis) pode ser

superficial de alguns materiais sólidos

o polietileno, sendo capazes de acumular

evitado pela limitação de sua área de

isolantes pode ser reduzida a níveis

cargas eletrostáticas mesmo na presença

superfície, de acordo com tabela indicada

dissipativos se a umidade relativa for

de elevados níveis de umidade relativa do

avaliação,

fabricação,

ser

em citada

áreas a

classificadas

umidificação

para

evitar

para

adsorver

de equipamentos “Ex” e de instalação

de

suficiente

a

o

assegurar acúmulo

de

ar.

Também quando a umidade relativa do ar cai para valores abaixo de cerca de 30%, os materiais que são susceptíveis a umidificação geralmente voltam a se tornar isolantes, ocasionando o acúmulo de cargas eletrostáticas. O aumento da umidade relativa do ar, desta forma, não é

57

O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

efetivo em todos os casos e, em geral, não

sistema de equipotencialização.

pode ser utilizado como a única medida

de proteção contra o acúmulo de cargas

materiais

eletrostáticas em áreas classificadas. Este

devem serem utilizados na fabricação

requisito é particularmente importante em

dos equipamentos, de forma a evitar o

locais com elevado risco de presença de

acúmulo de eletricidade estática. Sob o

atmosferas explosivas, tais como em Zona

ponto de vista de permitir a dissipação da

0 ou Zona 20.

eletricidade estática, o valor máximo para a

Por princípio e critério geral de projeto, condutivos

ou

dissipativos

resistência à terra de todas as partes de tais

10. Valores de resistência de terra para fins de controle de eletricidade estática em atmosferas explosivas

equipamentos é de 1MΩ, embora valores campo das instalações nestes casos. É

de até 100MΩ possam ser aceitáveis, de

importante que todas as conexões de terra

acordo com as especificações indicadas

e de equipotencialidade sejam confiáveis,

na IEC TS 60079-32-1.

em

permanentes, não sujeitas à deterioração e

atmosferas explosivas é recomendado que

submetidas a rotinas de inspeção elétrica

de terra é apresentado na Tabela a seguir

as partes metálicas dos equipamentos

e mecânica.

sob o ponto de vista de evitar o acúmulo

elétricos ou de processo possuam com

As partes condutivas móveis requerem

de cargas eletrostáticas, de acordo com a

um bom contato à terra e apresentem uma

conexões especiais para o aterramento,

Especificação Técnica internacional IEC

resistência da ordem de 10Ω. Embora

sendo recomendado que tenham uma

TS 60079-32-1.

valores da ordem de até 1MΩ sejam

resistência à terra não superior a 1MΩ.

aceitáveis para as conexões metálicas

efetivamente

para fins da dissipação da eletricidade

risco de geração de cargas eletrostáticas

este motivo, outras medidas de controle

estática, os valores acima de 10Ω podem

pode ser suficientemente baixo, a ligação

mitigadoras para evitar o acúmulo de

dar uma indicação inicial de surgimento

à terra dos componentes metálicos, para

cargas eletrostáticas são necessárias para

de problemas (por exemplo, corrosão

controle exclusivo da eletricidade estática,

que estes materiais sejam utilizados com

ou uma conexão com mau contato),

pode não ser necessária em todos os

segurança em áreas onde uma atmosfera

sendo recomendada uma verificação de

casos, desde que haja um adequado

explosiva possa estar presente.

Em

instalações

elétricas

Em áreas de Zona 2 e Zona 22, onde o

Um resumo das resistências máximas

É reconhecido não ser possível aterrar materiais

Resistências máximas de aterramento para o controle de eletricidade estática em áreas classificadas.

Continua na próxima edição.

isolantes.

Por

58

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O Setor Elétrico / Dezembro de 2019

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