Energia para a - site.celesc.com.brsite.celesc.com.br/ped/images/arquivos/Revista_PD/vfinal.pdf ·...

ATÉ A REVOLUÇÃO INDUSTRIAL, a sociedade

utilizou-se de tecnologias simples para apro-

veitar os elementos naturais disponíveis e de-

les obter energia.

A ascensão de uma nova tecnologia no

século XVIII, a máquina a vapor, capaz de

usar calor para produzir trabalho, transfor-

mou significativamente a organização social,

criando outros modos de produção e níveis

de consumo.

Nos dois séculos seguintes, o uso maciço

de fontes fósseis (petróleo e carvão, principal-

mente), como base da economia, imprimiu um

ritmo sem precedentes à exploração dos re-

cursos naturais, acarretando novos problemas

e estratégias geopolíticas.

O aproveitamento tecnológico da eletrici-

dade, desde o final do século XIX, contribuiu

para a viabilização de inúmeras atividades e

processos que modificaram os conceitos pro-

dutivos e propiciaram o acesso a um novo ní-

vel de qualidade de vida, proporcionado por

outros bens de consumo e serviços.

Mais do que nunca, a capacidade do plane-

ta para suportar a exploração intensiva de seus

recursos é apontada como a principal motiva-

ção para buscar alternativas adequadas e aten-

der às exigências de energia. O fundamento é

Cleverson SiewertP R E S I D E N T E D O G R U P O C E L E S C

Energia para a sustentabilidade

coerente e digno: garantir condições adequa-

das à vida presente sem comprometer o mesmo

direito às gerações futuras. Em outras palavras,

estamos falando de Sustentabilidade.

Um dos pilares da sustentabilidade é o

modo como usamos os recursos naturais dis-

poníveis, o que está relacionado diretamente

às fontes de energia, seu uso e seus aprovei-

tamentos. Por isso, entendemos que o conhe-

cimento gerado pelas áreas de Eficiência

Energética, pela Pesquisa e pela Inovação são

fundamentais em diferentes contextos, tanto

para países já intensamente industrializados

como para aqueles em desenvolvimento.

Ao completar 60 anos de fundação, a Ce-

lesc tem a satisfação de prover uma nova fren-

te de informação para o próprio setor elétrico e

áreas afins: a revista Eficiência & Inovação.

O propósito é justamente divulgar as

suas ações de eficiência energética, inova-

ção e os projetos de P&D que visam simulta-

neamente estimular o uso eficiente e seguro

da energia, oferecer mais conforto e qualida-

de de vida para o cidadão catarinense e res-

peitar o meio ambiente.

De forma simples, podemos dizer: é mais

uma maneira de fazer a energia da Celesc ge-

rar sustentabilidade.

A luta para sustentar a existência humana

e criar melhores condições de vida

sempre se orientou pela busca de fontes

de energia

D A P R E S I D Ê N C I A

Numa economia baseada em conhecimento, a Inovação e a Eficiência passam a ser fundamentais no dia a dia de uma empresa ou organização. E uma coisa tem a ver com a outra, pois os ganhos de produtividade e eficiência são decorrentes de inovações tecnológicas em processos produtivos e de práticas inovadoras e inteligentes de uso final da energia. Melhorar a competitividade do negócio e construir uma imagem positiva perante a sociedade, por meio de ações criativas, inteligentes e inovadoras, são estratégias básicas de sobrevivência nessa nova economia. Aos poucos, isso vem deixando de ser apenas retórica e passa a ser uma prática sistemática e consistente em várias empresas, inclusive as controladas pelo poder público. O que a Celesc vem fazendo nos últimos anos nas áreas de P&D e de Eficiência Energética é exemplo de que é possível se livrar das tradicionais amarras burocráticas que dificultam a inovação nas empresas e os avanços que a sociedade requer. Esta publicação é um passo a mais nessa direção e ajuda a evidenciar os esforços e os resultados da Empresa nessas duas áreas”.

Máximo Luiz Pompermayer, S U P E R I N T E N D E N T E D A A N E E L

Se são as ideias inovadoras que movem o mundo, a Divisão de Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética – o setor da Celesc voltado à inovação – teve um papel determinante nos avanços que a Empresa logrou, nas últimas décadas, nos setores de qualidade e confiabilidade, de segurança e de redução do consumo. O futuro da Celesc passa necessariamente pelas ideias que surgem nessa Divisão.”

James Alberto Giacomazzi, D I R E T O R D E D I S T R I B U I Ç Ã O

É um orgulho fazer parte da história do PEE Celesc há treze anos e ver a evolução dos projetos executados, tanto na qualidade dos materiais e serviços, quanto na diversidade de equipamentos eficientizados e nos benefícios estendidos para um grupo maior de consumidores, e perceber o impacto da redução de consumo de energia elétrica na vida dos beneficiados.”

Jandira Jeane Gadotti, I N T E G R A N T E D A E Q U I P E D E P E E

Eficiência e Inovação na Celesc: uma história sob vários ângulos

P O N T O D E V I S TA

Estamos trabalhando fortemente em busca de grandes avanços que possibilitem a transformação do setor elétrico, com projetos voltados à eficiência energética, às fontes renováveis, ao combate às perdas comerciais, à confiabilidade e qualidade dos serviços de energia elétrica e à segurança. A Celesc tem se tornado referência pelos investimentos e principalmente por projetos de destaque em âmbito nacional.”

Marco Aurélio Gianesini, G E R E N T E D A D I V I S Ã O D E P E S Q U I S A E D E S E N V O LV I M E N T O E E F I C I Ê N C I A E N E R G É T I C A D A C E L E S C D I S T R I B U I Ç Ã O

É tempo de comemorar mais esta conquista! Esta publicação é fruto do trabalho dos que se dedicaram ao longo do tempo – os gerentes de projeto e pesquisadores, além dos profissionais que atuam no P&D e EE – que acreditaram que poderíamos mudar para melhor e aprender com os novos desafios. A partir de agora, é chegado o tempo de irmos para águas mais profundas e mostrarmos o quanto evoluímos e aprendemos.”

Luiz Afonso Pereira Athayde Filho, I N T E G R A N T E D A E Q U I P E D E P & D

E D I T O R I A L

VEÍCULO DE DIVULGAÇÃO DOS PROGRAMAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA - PEE E PESQUISA E DESENVOLVIMENTO - P&D CELESC ANEEL

Officio (officio.com.br)E D I Ç ÃO

Letícia WilsonJORNALISTA RESPONSÁVEL [DRT/RS 8 .757 ]

Maria ViccariC O O R D E N AÇ ÃO G E R A L

Arquivos Celesc/Autores dos projetos e bancos de imagensF OTO S

Cleverson SiewertD I R E TO R P R E S I D E N T E

Antônio José LinharesD I R E TO R D E A S S U N TO S R E G U L ATÓ R I O S E J U R Í D I C O S

Rubens José Della VolpeD I R E TO R D E P L A N E JA M E N TO E C O N T R O L E I N T E R N O

Eduardo Cesconeto de SouzaD I R E TO R C O M E R C I A L

Ênio Andrade BrancoD I R E TO R D E G E R AÇ ÃO , T R A N S M I S S ÃO E N O V O S N E G Ó C I O S

James Alberto GiacomazziD I R E TO R D E D I ST R I B U I Ç ÃO

José Carlos OnedaD I R E TO R D E F I N A N ÇA S E R E L AÇ Õ E S C O M I N V E ST I D O R E S

Nelson Marcelo SantiagoD I R E TO R D E G E STÃO C O R P O R AT I VA

Prezado leitor,

Ao completar 60 anos de fundação, a Ce-

lesc consolida um novo meio de divulgação de

suas ações de eficiência energética e de seus

projetos de P&D, visando dar ciência sobre os

conhecimentos adquiridos e sobre os benefí-

cios resultantes disso.

Essa iniciativa está fortemente vinculada

aos nossos Valores Corporativos, a saber: Re-

sultados, Inovação, Valorização das Pessoas,

Comprometimento, Responsabilidade Socio-

ambiental, Ética e Segurança.

De várias formas, diz respeito também ao

princípio de Sustentabilidade, que norteia a

Celesc em todos os âmbitos de trabalho por

meio da gestão voltada para o Planejamento

Estratégico e a Eficiência Operacional. Para o

nosso consumidor e cidadão catarinense,

isso significa orientação sobre o uso eficien-

te e seguro da energia, mais conforto e qua-

lidade de vida e respeito permanente ao

meio ambiente.

Na prática, isso pode ser descrito com nú-

meros. Desde 1989, com investimento de R$140

milhões em 84 projetos de eficiência energética,

a Celesc Distribuição conseguiu reduzir 144GWh

no consumo e 50,9MW na demanda do sistema

elétrico em sua área de concessão.

Os projetos de P&D, por sua vez, têm pro-

piciado continuamente maior qualidade e

confiabilidade na distribuição de energia. São

projetos alinhados às últimas tendências vol-

tadas à superação de desafios tecnológicos e

de mercado na área de Energia, como a confi-

guração e consolidação de redes inteligentes.

Atualmente, estão em andamento 34 projetos

de P&D e outros quatro estão em contratação,

somando R$80 milhões em investimentos.

Desejamos a todos boa leitura!

O futuro, a curto prazo

Eng. Marco Aurélio GianesiniCHEFE DA DIVISÃO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DA CELESC DISTRIBUIÇÃO

Equipe da Divisão Pesquisa e Desenvolvimento e Eficiência Energética da Celesc Distribuição:

Luiz A. P. Athayde Fº, Jandira J. Gadotti, Mario C. Machado Jr., Rafael Lemos,

Fabrício M. Engelkes, Marco A. Gianesini, Marcio S. Lautert, Arthur Rangel Laureano,

Maria Viccari, Luiz A. Zabot, Sérgio F. Fragoso, Thiago Jeremias e Roberto Kinceler

w w w. c e l e s c . c o m . b r Fale conosco: [email protected]

4 CELESC DISTRIBUIÇÃO S.A.

Sumá

rio 6H I S T Ó R I A

Pesquisa, desenvolvimento e eficiência

9 P E E 1 | H O S P I T A I S

Cooperação com a saúde

12P E E 2 | B Ô N U S E F I C I E N T E

Eletrodomésticos mais eficientes para redução do consumo de energia

14P E E 3 | I N D Ú S T R I A

Energia garantida para a produção industrial

17P E E 4 | C A L A M I D A D E

Iniciativas que beneficiam milhares de consumidores

20P & D 1 | Q U A L I D A D E

Rede monitorada com segurança e precisão

22 P & D 2 | T R A C I O N A M E N T O

Dinamômetro eficiente

24P & D 3 | M O N I T O R A M E N T O

Sensores facilitam a identificação de falhas

26 P & D 4 | I S O L A D O R E S

Equipamentos sustentáveis

28 P & D 5 | A C E S S O R E M O T O

Medição e acesso remoto

30P & D 6 | M A T E R I A I S I

Melhoria da continuidade e maior durabilidade

EFICIÊNCIA & INOVAÇÃO | ABRIL/2016 - Nº 1 5

EFICIÊNCIA & IN

OVAÇÃO | NÚM

ERO 1 | ABRIL 2016

P & D 7 | M A T E R I A I S I I

Mais qualidade, eficiência e segurança 32

P & D 8 | C O N T R O L E

Acompanhamento do consumo em tempo real 34

P & D 9 | A E R O G E R A D O R E S

Produção de alimentos e geração de energia 36

P & D 1 0 | P L A N E J A M E N T O

Menos incertezas, maior eficiência 38P & D 1 1 | R E L I G A M E N T O

Informações interligadas, agilidade na reenergização 40

P & D 1 2 | S E G U R A N Ç A

Sistema de realidade virtual ajuda a evitar acidentes 42

P & D 1 3 | T R A N S F O R M A D O R E S

Diagnóstico rápido e seguro 44P & D 1 4 | F A S E A M E N T O

Menos acidentes e mais agilidade 46P & D 1 5 | R E D E S G E R A D O R A S I

Redes distritais para integrar microgeradores 48P & D 1 6 | R E D E S G E R A D O R A S I I

Microgeração integrada 50C E L E S C 6 0 A N O S

Seis décadas de muita energia para os catarinenses 52


PEE

UMA PARTE FUNDAMENTAL do contexto de

sustentabilidade diz respeito ao bom uso de

recursos naturais e das fontes de energia. Por

isso, a eficiência energética tem recebido des-

taque crescente em virtude de seus objetivos

principais, como obter melhor desempenho

na produção de bens e serviços com menor

gasto de energia.

A Celesc trabalha nessa frente de ação,

desde 1999. De lá até 2015, por meio de 84

projetos de eficiência energética, conseguiu

reduzir 144GWh no consumo de energia elé-

trica e 50,9MW na demanda do sistema elé-

trico em sua área de concessão. Nesse perío-

do, os investimentos chegaram a R$140 milhões.

Umas das ações mais relevantes foi o subsí-

dio à substituição de tecnologia com a troca

de aparelhos de refrigeração antigos por no-

vos, que beneficiou 35 mil unidades consu-

midoras residenciais.

A elaboração de projetos de eficiência

energética é complexa, pois eles precisam ser

viáveis tecnicamente para que a distribuidora

possa executá-los, conforme determinada a le-

gislação do agente regulador, no caso, a Agên-

cia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

Segundo especialistas da área de Ener-

gia, mais de 80% das chamadas públicas das

distribuidoras brasileiras não conseguem

Pesquisa, desenvolvimento e eficiênciaHá 15 anos, conforme determina a lei, a Celesc Distribuição investe parte de sua receita em projetos de Pesquisa & Desenvolvimento e de Eficiência Energética. Resultados desses programas têm papel importante na melhoria da qualidade da energia e dos serviços prestados.

Por Vânia Mattozo

H I S T Ó R I A


Para o restante da popula-

ção, foi elaborado o projeto

Bônus Eficiente por meio do qual

a Celesc subsidiou a compra, por seus consu-

midores, de aparelhos refrigeradores, congela-

dores ou condicionadores de ar de tecnologia

mais moderna e eficiente. O resultado foi a re-

dução de até 30% no consumo daqueles que

participaram.

Indústria

Em Santa Catarina, o setor industrial res-

ponde por 42,5% do consumo de energia elétri-

ca. Pelo Programa de Eficiência Energética, a

Celesc desenvolveu projetos para auxiliar esse

setor na implantação e execução de ações para

renovar o parque fabril catari-

nense e reduzir os custos com

energia elétrica de suas indús-

trias, tornando-as mais competitivas.

O Projeto Indústria+Eficiente, por exem-

plo, foi mais uma grande ação desenvolvida

para combater o desperdício de energia elé-

trica. O projeto selecionou e financiou, com

juro zero, ações de eficiência energética em

instalações industriais. Foram investidos

R$19 milhões, em 2013, para promover a re-

novação do parque fabril e reduzir custos

com energia elétrica, permitindo, assim, que

a indústria catarinense se tornasse mais

competitiva. A seleção dos projetos foi feita

por chamada pública.

atingir seus propósitos, pois grande par-

te dos projetos submetidos não é ade-

quada para atender às especificidades

dos editais. “São necessários cálculos

de engenharia para atender às exigên-

cias do órgão regulador, como os dados

estimados da economia de energia re-

sultante do projeto”, aponta o chefe da

Divisão de Pesquisa & Desenvolvimento

e Eficiência Energética da Celesc, eng.

Marco Aurélio Gianesini.

Para garantir confiabilidade às esti-

mativas de economia, existem metodolo-

gias consagradas internacionalmente e

adotadas pela ANEEL que reduzem os

riscos do projeto, desde a sua concepção

até a conclusão: “No entanto, a elaboração

desses projetos exige conhecimentos diversos

de engenharia, eletricidade, economia e esta-

tística”, aponta Gianesini.

Prioridade para Baixa Renda

Por lei, boa parte dos investimentos das

distribuidoras em Eficiência Energética deve

ser destinada aos consumidores de baixa ren-

da. Em Santa Catarina, 74.765 unidades (6%

do total de 1,9 milhão de unidades consumido-

ras) possuem esse perfil e são contempladas

por projetos que preveem a substituição de

lâmpadas e de refrigeradores, a instalação de

aquecedores solares e de trocadores de calor.

Os agentes da EficiênciaEm 1989, em acordo com o Progra-

ma Nacional de Conservação de Energia

Elétrica (Procel) da Eletrobras, foi criado

o Procel Celesc, para incentivar ações

de uso eficiente e correto da energia elé-

trica. O programa tinha até mascote, o

Wattinho, que aparecia em todos os

materiais impressos e até nas faturas,

nas quais apresentava dicas de econo-

mia de energia aos consumidores.

Em 2004, do Procel Celesc nasceu,

o ProCeleficiência que, entre outras

ações, lançou um portal de internet

que divulga projetos da área de eficiên-

cia energética, fornece dicas e informa-

ções e oferece um simulador do consu-

mo de energia. A partir do Pro Cel

eficiência, vieram o Procel nas Escolas,

que atuava entre os estudantes do ensi-

no fundamental; o Celesc na sua casa,

que se deslocava em um ônibus espe-

cialmente preparado com um sistema

multimídia para palestras e apre sen-

tações, entre outros.

O mascote Agente Celesc, um dete-

tive bem-humorado que combate os vi-

lões do desperdício, foi criado para o

Celesc na sua casa. Há 10 anos, o Pro

Celeficiência transformou-se no PEE

Celesc e a reformulação pela qual pas-

sou teve reflexos no Agente Celesc, que

se tornou ainda mais “descolado”, cheio

de recursos tecnológicos e de dicas.

O Programa de Eficiência Energética

da Celesc proporcionou, desde sua cria-

ção, redução de, aproximadamente, 161

mil MWh/ano, equivalente ao consumo

mensal de 780 mil residências. Somente

em 2014, foram investidos R$38 mi-

lhões, beneficiando principalmente co-

munidades de baixa renda, hospitais fi-

lantrópicos e consumidores residenciais.

A sequência de mascotes da Eficiência Energética da Celesc: o

Wattinho mais antigo, dos anos 1980, e o moderno, dos anos 2000. O Agente Celesc antes e depois de

2004, ano da reformulação e incorporação do ProCeleficiência

ao PEE Celesc.


� Quantidade de projetos mantidos pelo P&D da Celesc e seus temas entre 2000 e 2015

P&D

Na busca por soluções para superar os desa-

fios tecnológicos e de mercado em sua área

de concessão, tendo como diretrizes a eficiên-

cia operacional e a confiabilidade do sistema

elétrico, a Celesc tem investido crescente-

mente em seu Programa de P&D. Em 2014,

mais de R$20 milhões foram aplicados.

A Celesc iniciou seu programa de P&D em

2000, com a criação da lei que estabelece que

as concessionárias devem investir anualmente

0,75% de sua receita operacional líquida em

pesquisa e desenvolvimento e 0,25% em pro-

gramas de Eficiência Energética.

Os projetos de P&D desenvolvidos no de-

correr dos anos têm sido responsáveis pela

qualidade percebida por mais de 2,7 milhões

de unidades consumidoras na área de conces-

são, que corresponde a 92% do território de

Santa Catarina.

Os recursos são procurados por empresas

e instituições de pesquisas brasileiras de mé-

rito reconhecido de todo o País.

Nos últimos anos, os projetos do P&D da

Celesc têm sido direcionados a temas que se-

guem as últimas tendências do setor: qualida-

de e confiabilidade na distribuição de energia,

transmissão de dados via rede elétrica, efici-

ência energética e medição.

Todos os anos é organizado um workshop

de P&D para divulgar os investimentos realiza-

dos e tornar públicos conhecimentos e resul-

tados decorrentes da conclusão desses proje-

tos. Outro objetivo é a troca de experiências e

interação entre a Celesc e empresas, institui-

ções de ensino e segmentos da sociedade

com interesse potencial nessas informações,

como Poder Público, corporações de Bombei-

ros e Defesa Civil, entre outros.

Em novembro de 2015, a Celesc organizou

um encontro sobre inovação do qual participa-

ram, além dos parceiros do programa de P&D,

representantes de várias empresas e entidades:

Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL),

Federação das Indústrias do Estado de Santa

Catarina (Fiesc), Companhia Estadual de Água,

Esgoto e Saneamento (Casan), SCGás, Associa-

ção Catarinense de Empresas de Tecnologia

(ACATE), SENAI, Corporação de Bombeiros Mili-

tares de Santa Catarina e Agência Reguladora

de Serviços de Santa Catarina (ARESC).

Atualmente, estão em desenvolvimento

34 projetos de pesquisa, que somam investi-

mento de R$64 milhões, e outros quatro proje-

tos estão em contratação, com recursos esti-

mados de R$16,2 milhões. Mais outros quatro

projetos foram aprovados na última chamada

pública e vão acrescentar mais R$35 milhões

ao Programa P&D.

O presidente da Celesc, Cleverson Siewert,

destaca essas metas: “No orçamento e plane-

jamento estratégico para 2016, já agregamos

receita para novos negócios. Vamos começar

pequenos, mas a tendência é evoluir ao longo

do tempo”.

42

35

22 21

1513

10 10 9

1

Segurança Meio ambiente

Operaçãode sistemasde energia

elétrica

Fontes alternativas de geração de energia

elétrica

Qualidade e con�abilidade dos serviços de energia

elétrica

E�ciênciaenergética

Medição, faturamento

e combatea perdas

comerciais

Planejamento de sistemas de energia

elétrica

OutrosSupervisão, controle e

proteção de sistemas de

energia elétrica

H I S T Ó R I A


Cooperaçãocom a saúde

O projeto Hospitais Filantrópicos per-mitiu a redução do consumo de ener-gia de 28 estabele-cimentos de saúde do Estado de Santa Catarina, por meio da troca de equipa-mentos obsoletos por outros novos e eficientes.

OS HOSPITAIS filantrópicos – instituições de

caráter privado, sem fins lucrativos, responsá-

veis por 80% dos atendimentos pelo Sistema

Único de Saúde (SUS) em Santa Catarina –

são conhecidos tanto pelo espírito altruísta de

seus fundadores quanto pelas dificuldades

econômicas que enfrentam para se manterem

em funcionamento. São, então, sempre bem-

-vindas quaisquer ações que tenham como

objetivo conservar abertas as portas desses

estabelecimentos, promover redução de seus

custos de operação para, assim, viabilizar ou-

tros investimentos.

Esse cenário fez surgir, entre os integran-

tes do PEE da Celesc, ideias de projetos que

reduzissem o custo financeiro desses hospi-

tais, no que tange aos gastos com energia

elétrica e com a manutenção de equipamen-

tos elétricos antigos e ineficientes, por meio

da sua substituição por equipamentos com

Selo PROCEL/INMETRO de eficiência energé-

tica. Inicialmente, em 2009, foram executa-

dos projetos em dois hospitais, nos quais o

diagnóstico apontou a viabilidade de substi-

tuição da iluminação, motores, condicionado-

res de ar e autoclaves.

A partir dessa experiência e de seus re-

sultados animadores, criou-se um único pro-

jeto que abrangeu 26 hospitais e acrescentou

refrigeradores à gama de equipamentos a se-

rem substituídos. Executado nos anos de

2011 a 2013, o Projeto Hospitais Filantrópicos

teve início com a medição do consumo de

energia elétrica e da demanda na ponta dos

equipamentos antigos pelo período de uma

semana. Foram utilizadas as opções A e B do

Protocolo Internacional de Medição e Verifi-

cação de Performance (PIMVP), nas quais a

energia medida é exclusivamente do equipa-

mento a ser avaliado.

P E E 1 | H O S P I TA I S


As medições subsidiaram a elaboração

do diagnóstico energético de cada institui-

ção, o qual apontou a viabilidade de execu-

ção (definida pela Relação Custo/Benefício

– RCB < 0,80), os equipamentos a serem

substituídos e o investimento por hospital.

Posteriormente, ca da entidade assinou o

Termo de Cooperação Técnica com a Celesc,

que estabeleceu os objetivos, as res pon sabi-

lidades das partes, cronogramas físico/fi-

nanceiro e as condições para a substituição

dos equipamentos.

Na sequência, teve início a etapa de obras,

com a substituição dos equipamentos inefi-

cientes, os quais foram encaminhados para o

descarte ambientalmente correto, comprovado

pela emissão de certificados. Foram instalados

cerca de 58.000 equipamentos, entre lâmpadas

fluorescentes compactas e tubulares T5, lumi-

nárias com refletor facetado em alumínio ano-

dizado de alta pureza, refrigeradores, condicio-

nadores de ar split quente/frio com controle re-

moto digital, motores de alto rendimento e au-

toclaves com duas portas (tipo barreira). “O pro-

jeto também promoveu a adequação da ilumi-

nação dos ambientes e da potência dos condi-

cionadores de ar, em observância às normas

Cada sistema foi medido antes e depois da substituição dos equipamentos. A diferença obtida equivale à economia de energia e à demanda retirada no horário de ponta.

Resultados do projeto Hospitais Filantrópicos da Celesc Distribuição

Hospitais Município Nº leitos

E q u i p a m e n t o s s u b s t i t u í d o sInvestimento

(R$)EE

(MWh/ano)RDP (kW)Luminárias Lâmpadas Condicionadores

de ar Refrigeradores Autoclave Motor

Hospital São José Criciúma 297 877 1.468 29 2 240.891,92 182,34 47,04

Hospital Nossa Sra. da Conceição Tubarão 410 2 144.883,86 8,98 42,15

Hospital e Mat. Nossa Sra. da Conceição Angelina 52 284 429 1 74.092,68 35,03 12,95

Hospital Regional de Araranguá Araranguá 126 913 1.107 9 10 15 187.548,53 167,66 30,00

Hospital Santa Isabel Blumenau 263 1.947 2.865 99 45 669.381,77 552,91 86,47

Hospital Maicé Caçador 110 950 1.432 18 7 11 303.009,67 243,48 39,54

Hospital Regional do Oeste Chapecó 298 1.955 3.327 17 7 27 617.104,40 518,55 94,33

Hospital São Francisco Concórdia 218 1.394 1.964 35 27 2 7 649.348,68 289,26 84,09

Imperial Hospital de Caridade Florianópolis 224 2.572 4.243 35 18 8 688.619,48 570,43 104,33

Hospital São Camilo Imbituba 97 535 720 4 110.888,97 72,40 16,20

Hospital e Mat. Marieta Konder Bornhausen Itajaí 344 2.345 3.599 34 35 641.389,61 509,21 80,72

Hospital Bom Jesus Ituporanga 60 847 1.099 9 6 1 3 258.029,79 141,11 42,68

Hospital e Matern. Jaraguá Jaraguá do Sul 126 531 781 26 8 205.393,05 168,86 28,05

Hospital Infantil Seara do Bem Lages 86 619 832 7 5 157.274,94 134,72 18,44

Hospital Nossa Senhora dos Prazeres Lages 197 696 970 14 5 227.199,16 173,46 29,93

Hospital Senhor Bom Jesus dos Passos Laguna 106 758 993 12 138.514,77 82,52 24,31

Hospital Municipal Henrique Lage Lauro Müller 99 272 315 1 5 66.121,98 52,90 12,47

Hospital e Mat. São Vicente de Paulo Mafra 76 885 1.422 9 8 4 244.974,96 176,10 30,95

Hospital São Marcos Nova Veneza 69 608 718 2 93.058,12 51,14 18,45

Fundação Hospitalar Santa Otília Orleans 53 339 385 9 1 1 81.120,17 45,35 12,77

Hospital Regional Alto Vale Rio do Sul 179 1.795 2.767 59 23 12 491.589,66 391,41 72,99

Hospital São Francisco de Assis Sto Amaro da Imperatriz 105 341 424 8 70.777,95 43,62 12,46

Hospital Padre João Berthier São Carlos 62 306 435 3 83.463,56 61,87 11,25

Assoc. Hospitalar Benefic. de Saudades Saudades 34 314 414 2 61.919,07 27,05 13,62

Hospital Dom Joaquim Sombrio 77 481 557 55.938,95 37,97 11,86

Hospital São José e Mat. Chiquinha Gallotti Tijucas 60 302 393 8 12 1 164.336,55 69,69 32,97

Hospital São José de Urubici Urubici 51 476 579 66.358,86 20,49 14,99

Hospital Salvatoriano Divino Salvador Videira 99 605 820 4 3 140.691,27 104,91 18,89

TOTAL 3.978 23.947 35.058 426 253 6 90 6.933.922,40 4.933,42 1.044,91

P E E 1 | H O S P I TA I S


Ao final do projeto, em cada hospital, foi realizada uma palestra aos colaborado-res sobre as ações implementadas pela

Celesc e sobre as vantagens do uso racional da energia elétrica.

�Alexandre Dutra Alves e Jandira Jeane Gadotti (Celesc), com Vera Regina Novo Sobrosa – gerente administrativa do Imperial Hospital de Caridade de Florianópolis. Abaixo, um dos certifica-dos que comprovam o correto descarte dos equipamentos substituídos.

técnicas”, destaca a gerente do projeto, Jandi-

ra Jeane Gadotti, da Celesc.

Todos os interruptores de energia do edi-

fício receberam adesivos estampados com a

frase “desligue ao sair”. Em cada instituição,

após a conclusão das obras, foram

promovidas palestras aos colabo-

radores, divulgando as ações rea-

lizadas, os resultados alcançados

e estimulando a consciência a res-

peito dos benefícios do uso racio-

nal de energia.

Por fim, foi efetuada uma pes-

quisa de satisfação com o repre-

sentante do hospital para avaliar a

qualidade dos equipamentos ins-

talados e dos serviços executados. Todos os

itens consultados receberam notas entre

“bom” e “excelente”.

Concluídas as obras, foi realizada a medi-

ção do sistema eficiente por mais uma sema-

na. A comparação das medições antes e após

a substituição permitiu apurar os resultados

do projeto, em economia de energia e redu-

ção da demanda na ponta.

IDENTIFICAÇÃO JUNTO À ANEEL

APLPEE5697_PROJETO_0003_S11 – Hospital São José, de CriciúmaAPLPEE5697_PROJETO_0002_S10 – Hospital N. Sra. da Conceição, de TubarãoAPLPEE5697_PROJETO_0005_S15 – Hospitais Filantrópicos

EQUIPE CELESC

Jandira Jeane Gadotti (gerente), Marco Aurélio Gianesini, Alexandre Dutra Alves e Wamilton Silva

EMPRESA EXECUTORA

Padoin Engenharia e Proj. Elétricos Ltda________________________________________

Este projeto foi apresentado no Citenel/Seenel 2015

O projeto Hospitais Filantrópicos da

Celesc atendeu 28 estabelecimentos cata-

rinenses de saúde – 3.978 leitos – com in-

vestimentos na ordem de R$6,9 milhões,

e resultou em quase 5 mil KWh/ano de

economia de energia e 1.045kW de redu-

ção de demanda na ponta. A energia

economizada corresponde ao consumo anual

de 3.425 residências.


COM A SUBSTITUIÇÃO de um eletrodoméstico

e de cinco lâmpadas incandescentes, o percen-

tual de redução de consumo de energia pode-

ria atingir até 30%. Essa constatação foi a prin-

cipal motivação para realizar o projeto de PEE

“Bônus Eficiente – Substituição de Refrigera-

dores, Congeladores, Condicionadores de Ar e

Lâmpadas – Tipologia Residencial”, que bene-

ficiou milhares de consumidores catarinenses.

Além de adquirirem um eletrodoméstico novo

com até 50% de desconto, esses consumidores

registraram uma economia de até 30% na fatu-

ra de energia elétrica em função da maior efici-

ência desses equipamentos.

Para viabilizar o projeto, a Celesc custeou

parte do valor do bem adquirido em um

dos 43 pontos de venda da

rede varejista contratada por

meio de um processo licitató-

rio. O consumidor recebia um

bônus de até 50% do valor na

compra de um eletrodoméstico -

refrigerador, congelador/freezer

ou condicionadores de ar –

com Selo Procel e de cinco lâm-

padas fluorescentes compac-

tas. Em troca, o consumidor

entregava seu equipamento

antigo e ineficiente e cinco

lâmpadas incandescentes.

A meta, além de atender aos aspectos

regulatórios da ANEEL, era proporcionar aos

consumidores residenciais economia de

energia elétrica e redução na fatura. Essas

pessoas puderam adquirir produtos abaixo

do preço de mercado. “O projeto ainda trou-

xe benefícios à concessionária, como redu-

ção das perdas técnicas, redução da deman-

da e consequente adequação de seus inves-

timentos”, destaca o gerente do projeto,

Mario César Machado Junior, da Celesc. Ou-

tros ganhos indiretos foram: a promoção da

proteção ao meio ambiente, com o descarte

correto dos equipamentos; o aumento de

vendas no comércio, com a injeção de recur-

sos na economia e na mídia catarinen-

se; o aumento da arrecadação de

impostos ao Estado; e, não me-

nos importante, a dissemina-

ção, à sociedade catarinense,

dos conceitos do uso seguro da

energia elétrica, gerando mu-

danças de hábitos, cidadania

e qualidade de vida. Em ape-

nas 30 dias de comercializa-

ção, o comércio varejista con-

tratado pela concessionária

realizou a comercialização de

24 mil eletrodomésticos, qua-

se dez vezes a média de ven-

Eletrodomésticos mais eficientes para redução do consumo de energiaProjeto estimula a substituição de ele-trodomésticos e lâm-padas, subsidiando a compra, e benefi-cia 330 mil pessoas com produtos mais eficientes e com a redução de até 30% na fatura da energia elétrica.

P E E 2 | B Ô N U S E F I C I E N T E

� O projeto Bônus Eficiente foi premiado como Melhor Projeto de Eficiência Energética no CITENEL/SEENEL, realizado em agosto de 2015, na Bahia.


Bônus Eficiente em números Valor total do projeto R$79.921.023,44Investimento Celesc Distribuição R$45.731.106,82Contrapartida dos consumidores R$34.189.916,62Economia 44,29 GWh/ano

suficientes para abastecer 17.890 residências/anoRedução de Demanda na Ponta 14,29 GWConsumidores beneficiados 330 mil pessoasEletrodomésticos substituídos 61.197Lâmpadas substituídas 413.105CO2 a menos na atmosfera 30.800 toneladas = ao plantio de 184.958 árvores.

Doações a instituições beneficentes R$3 milhõesFontes: Celesc Distribuição / Ministério da Ciência e Tecnologia / Instituto Brasileiro de Florestas

das da loja para o mesmo período, sobrecar-

regando a logística de entrega e a linha de

produção do fabricante.

O projeto foi executado em duas versões,

uma realizada entre os anos de 2012 e 2013 e

outra entre 2013 e 2015. Na primeira, 29.117

famílias foram beneficiadas com o desconto

de 50% na substituição de seus eletrodomés-

ticos e 35 mil famílias substituíram lâmpadas

incandescentes por fluorescentes compactas.

Assim, estima-se que 140 mil pessoas foram

atendidas em 274 municípios da área de

abrangência da concessionária. O investimen-

to da Celesc com o “Bônus Eficiente” foi de

R$21.132.138,99, o que representa 21,7GWh/

ano de energia economizada e 7GW de redu-

ção de demanda na ponta, o equivalente ao

abastecimento de cerca de 9.000 residências

durante um ano. Completando o projeto, a

ação social de todos os consumidores possibi-

litou arrecadar cerca de R$1,3 milhão, recur-

sos doados para a Federação das APAEs de

Santa Catarina.

Na segunda fase, o bônus restringiu-se à

compra de geladeiras e freezers. Em dois anos

de comercialização de produtos, pouco mais

de 26.990 geladeiras, 6.889 freezers e 238.105

lâmpadas foram substituídos em 47.621 resi-

dências, beneficiando cerca de 190 mil catari-

nenses com, aproximadamente, 30% de redu-

ção em suas faturas de energia. Nessa etapa,

foram arrecadados R$1,7 milhão em doações

dos consumidores, distribuídos a dez institui-

ções beneficentes do Estado.

O processo

Uma estrutura com mais de 100 cami-

nhões e um depósito exclusivo atendeu a lo-

gística de entrega dos produtos novos e de re-

tirada dos produtos antigos.

Condicionadores de ar Refrigerador/Freezer Lâmpadas

C O R R E S P O N D E M N A C O N TA D E E N E R G I A E L É T R I C A A A P R O X I M A D A M E N T E :

20% 28% 22%S U B S T I T U I N D O P O R E Q U I PA M E N T O S C O M S E L O P R O C E L , A E C O N O M I A M É D I A É D E :

40% R$6,90/mês ou R$82,80/ano

25% R$6,00/mês ou R$72,00/ano

75%R$14,00/mês R$168,00/ano

Para viabilização da operação/logística do

projeto, exigiu-se da contratada a utilização de

um software de controle dos processos de co-

mercialização, entrega do eletrodoméstico no-

vo, retirada do eletrodoméstico antigo, logística

da reciclagem, distribuição de lâmpadas, doa-

ção à instituição beneficente e Medição e Veri-

ficação (M&V). O sistema ainda acessava o

banco de dados da Celesc e conferia a situação

de adimplência do consumidor.

EMPRESAS EXECUTORA

Lojas Colombo e 3E Engenhar ia

GERENTE DO PROJETO

Mar io César Machado Jún io r


O POTENCIAL de economia de energia no se-

tor industrial é de 31,5TWh/ano. Comparando

esse potencial com o balanço energético do

país, concluiu-se que um bom programa de

eficiência energética no setor poderia resultar

num grau de economia que se tornaria equi-

valente à quarta maior fonte de energia elétri-

ca no Brasil.

Ciente da importância do setor industrial,

das vantagens em investir em projetos de efi-

ciência energética nesse setor e buscando au-

xiliar na renovação do parque fabril catarinen-

se e na redução dos custos na indústria com

energia elétrica, a Celesc desenvolveu o Pro-

grama “Indústria+Eficiente”, que selecionou

e financiou, a juro zero, projetos de eficiência

energética em instalações industriais.

O “Indústria+Eficiente” foi destinado a con-

sumidores industriais, livres ou cativos. A sele-

ção dos projetos foi feita por meio de chamada

pública e estes deveriam obedecer aos critérios

estabelecidos no Manual do Programa de Efici-

ência Energética de 2008 da ANEEL. O valor dis-

ponibilizado para a chamada pública foi R$20

milhões. A participação foi significativa. O Pro-

grama contou com a apresentação de 25 proje-

tos de diversas áreas do setor, a um custo total

de mais de R$38 milhões.

Foram selecionados para receber verba

do programa os projetos melhor classifica-

dos, conforme os critérios Energia Economi-

zada, Redução de Demanda no Horário de

Ponta e a Relação Custo Benefício (RCB). A

Tigre, com um projeto, a Tupy, com dois, e a

BRF, também com dois projetos, foram as

empresas beneficiadas.

Tigre

A Tigre desenvolveu um projeto visando a

eficientização de parte dos seus sistemas de

refrigeração e força motriz, investindo na mo-

dernização por meio da troca de equipamen-

tos e automatização da operação. Foram

substituí dos 2 chillers e 91 motores e instala-

dos 81 inversores de frequência. O custo final

Energia garantida para a produção industrial Para o setor industrial, a energia é o insumo essencial e correspon-de a 19% do custo direto de produção. Como 62% do parque fabril brasileiro tem mais de 10 anos, a obsolescência de seus equipa-mentos faz crescer o consumo sem aumento da produtividade.

Posição ProjetoEnergia Conservada

(MWh/ano)Redução de Demanda

na Ponta (kW)Relação Custo

Benefício (RCB)Nota Custo Total

1ª Tigre 5.345,56 632,65 0,67 2,19 R$5.935.910,37

2ª BRF - Chapecó 4.708,04 531,74 0,40 2,17 R$2.770.549,32

3ª Tupy - 69 kV 6.276,89 218,22 0,65 1,70 R$5.760.020,02

4ª BRF - Concórdia 2.638,43 253,68 0,33 1,52 R$1.305.155,99

5ª Tupy - 138 kV 4.797,96 183,26 0,61 1,43 R$4.078.830,77

TOTAL 23.766,90 1.819,55 0,53 R$19.850.466,46

� Projetos Selecionados

P E E 3 | I N D Ú S T R I A


Residencial22,91%

Industrial42,09%

Acima de40 anos2,09% 0 a 5 anos

13,19%

5 a 10 anos25%

10 a 20 anos29,86%

20 a 40 anos29,86%

Comercial16,96%

Rural5,82%

Demais Setores12,22%

Projeto Custo TotalEnergia Conservada

(MWh/ano)Redução de Demanda

na Ponta (kW)Relação Custo

Benefício (RCB)Custo da Energia

Conservada (R$/MWh/ano)

BRF - Chapecó R$2.675.728,88 5.654,47 785.90 0.31 R$47.32

BRF - Concórdia R$1.270.617,24 2.991,71 269,00 0,28 R$42,47

Tigre R$4.526.165,58 5.285,00 744,05 0,52 R$85,64

Tupy R$9.741.025,23 10.642,60 394,57 0,66 R$91,53

TOTAL R$18.213.536,93 24.573,78 2.193,52 0,50 R$74,12

� Resultados Obtidos

desse projeto foi de R$4,53 milhões, gerando

uma economia de energia de 5,28GWh/ano

(redução de 33,1% em relação ao sistema an-

tigo), além do corte de uma demanda de

758,4kW no horário de ponta. O custo da

energia conservada (CEC) foi de R$85,64/

MWh e a relação de custo-benefício foi de

0,57. A economia mensal gerada é de aproxi-

madamente R$88,4 mil.

BRF

Os dois projetos da BRF S.A. foram base-

ados na eficientização energética de parte

do sistema de força motriz com a substitui-

ção de motores antigos e de baixo rendimen-

to por novos de alto rendimento. Foram tro-

cados 68 motores no projeto executado na

unidade de Chapecó e 45 motores na unida-

de de Concórdia.

O projeto de Chapecó apresentou um cus-

to final de R$2,67 milhões, gerando uma eco-

nomia de energia de 5,65GWh/ano (redução

de 4,31% em relação ao sistema antigo) e

uma demanda de 785,9kW evitada no horário

de ponta. O custo da energia conservada

(CEC) foi de R$47,32/MWh e a relação de cus-

to-benefício foi de 0,31. A economia mensal

gerada é de aproximadamente R$94,6 mil.

Já o projeto de Concórdia apresentou

um custo final de R$1,27 milhões, gerando

uma economia de energia de 2,99GWh/ano

(redução de 5,34% em relação ao sistema

antigo) e uma demanda de 269kW elimina-

da no horário de ponta. O custo da energia

conservada (CEC) foi de R$42,47/MWh e a

relação de custo-benefício foi de 0,28. A

economia mensal gerada é de aproximada-

mente R$50,7 mil.

Tupy

Na Tupy, os dois projetos selecionados fo-

ram reunidos em um só, baseado na eficientiza-

ção de parte do seu sistema de força motriz,

com a modernização dos sistemas por meio da

troca de equipamentos e da automatização da

� Consumo de energia elétrica em Santa Catarina por setor (CELESC, 2014) e Idade média do parque fabril brasileiro (ABRAMAN, 2013).


operação. Foram substituídos 297 motores e

instalados 139 inversores de frequência. O

custo final desse projeto foi de R$9,74 mi-

lhões, gerando uma economia de energia de

10,64GWh/ano (redução de 17,71% em rela-

ção ao sistema antigo) e uma demanda de

394,6kW evitada no horário de ponta. O custo

da energia conservada (CEC) foi de R$91,64/

MWh e a relação de custo-benefício foi de

0,66. A economia mensal gerada é de aproxi-

madamente R$169,6 mil.

No total, o Programa Indústria+Eficiente

investiu mais de R$18 milhões na troca de 2

chillers e de 501 motores, e em centenas de

ações de automação, gerando uma economia

total de 24,57GWh/ano e uma redução da de-

manda no horário de ponta de 2,21MW. Essa

economia corresponde ao consumo de mais

de 10 mil residências durante o mesmo perío-

do e à redução de mais de 3,5 mil toneladas

de CO2 emitidos para a atmosfera.

Hidráulica 430,9

Gás natural 69,0

Biomassa 46,4

E�ciência no Setor Industrial 31,5

Derivados de petróleo 26,6

Carvão e derivados 15,8

Nuclear 14,6

Eólica 6,6

1%Eólica

2,3%Nuclear

2,5%Carvão ederivados

4,1%Derivados de petróleo

5%E�ciência Setor Industrial

7,2%Biomassa

10,7% Gás natural

67,2%Hidráulica

O custo médio da energia conservada foi

de R$74,12/MWh, que está abaixo da média

nacional alcançada (R$104,40/MWh) por

projetos de eficiência energética participan-

tes do PEE da ANEEL. Esse custo também fi-

cou abaixo do valor marginal de expansão do

sistema elétrico nacional (R$139,00/MWh -

Resumo FinalNº de empresas beneficiadas 4 (Tigre, BRF Chapecó, BRF Concórdia e Tupy)

Valor Investido R$18.213.536,93

Energia Conservada 24.572,94MWh/ano

Demanda Evitada na Ponta 2.207,86 kW

Relação Custo-Benefício 0,51

Custo da Energia Conservada R$74,12/MWh

Ações Realizadas Troca de equipamentos (2 chillers e 501 motores) e Automação de processos (instalação de 220 inversores)

Usos finais eficientizados Força Motriz e Refrigeração

EPE, 2014), comprovando que ações de efici-

ência energética no setor industrial são al-

ternativas viáveis. Ou seja, a mesma quanti-

dade de energia pode ser disponibilizada, a

preços mais baixos, sem a necessidade de

novas obras e com efeitos positivos no meio

ambiente.

� Potencial de eficiência energética no setor industrial na matriz elétrica brasileira (EPE, 2014 e CNI,2009).

P E E 3 | P R O D U Ç Ã O

EMPRESAS EXECUTORA

APS Engenhar ia e Acxxus Engenhar ia

GERENTE DO PROJETO

Ar thur Range l Laureano

Este projeto foi apresentado no VIII Congresso de Inovação Tecnológica em Energia Elétrica - CITENEL/SEENEL/2015


Projeto “Calamidade Pública” atende 5.500 consumidores de baixa renda de 13 municípios atingidos pela grande enchente e pelos deslizamentos ocorridos em 2008 com a troca de refrigeradores e instalação de sistemas de aquecimento solar de água. O projeto “Energia do Bem”, por sua vez, promove benfeitoria semelhante a milhares de consumidores inscritos na Tarifa Social, em 43 cidades.

SANTA CATARINA constantemente registra

fortes chuvas intermitentes. No entanto, em

novembro de 2008, um elevado volume de

chuva caiu ininterruptamente durante vários

dias seguidos em 49 cidades catarinenses,

resultando no maior índice pluviométrico já

registrado no Estado desde 1852, quando

esse monitoramento passou a ser feito. A

consequência foi a ocorrência da maior en-

chente da história de Santa Catarina e de

deslizamentos de grandes proporções. Ape-

nas em Blumenau, a precipitação estimada

foi de 300 bilhões de litros de água, o sufi-

ciente para abastecer a cidade de São Paulo

por três meses. No total, 13 municípios decla-

raram situação de calamidade pública, 79 mil

pessoas tiveram de deixar suas casas, 6 mil

casas foram completamente destruídas e

mais de 130 mortes foram contabilizadas.

A tragédia mobilizou todo o País e milhares

de brasileiros enviaram ao Estado doações em

solidariedade, desde alimentos e roupas a itens

básicos de limpeza e higiene. Essa situação sem

precedentes motivou a Celesc Distribuição a lan-

çar o projeto de eficiência energética “Calamida-

de Pública”, por meio do programa de Eficiência

Energética ANEEL. Tratou-se do investimento de

R$9.030.728,42 em benefício de 5.500 consumi-

dores de baixa renda, atingidos pela enchente e

deslizamentos da região do Vale do Rio Itajaí, es-

pecificamente nos municípios de Benedito Novo,

Blumenau, Brusque, Camboriú, Gaspar, Ilhota,

Itajaí, Luiz Alves, Nova Trento, Pomerode, Rio dos

Cedros, Rodeio, Timbó.

Os recursos foram empregados para a

substituição de 3.000 refrigeradores antigos

por refrigeradores novos, com etiqueta A do In-

metro e Selo Procel, beneficiando os consumi-

dores que perderam suas casas e, também, evi-

tando a inserção no sistema elétrico de equipa-

mentos obsoletos, que eventualmente seriam

adquiridos por eles. Adicionalmente, foram ins-

talados 2.500 sistemas de aquecimento solar

de água para banho em conjuntos habitacio-

nais construídos para as famílias atingidas, as-

sim como em residências dos programas

COHAB, Instituto Ressoar, Instituto Guga Kuer-

ten, Programa Minha Casa, Minha Vida e ou-

tras indicadas pelas Secretarias de Assistência

Social e Defesa Civil dos municípios atingidos.

“Com a economia de energia e a redução de

Iniciativas que beneficiam milhares de consumidores

P E E 4 | C A L A M I D A D E


� Na primeira foto, casas doadas por produtores de petróleo árabes instaladas em Luiz Alves. Tanto essas quanto as de Ilhota (foto seguinte) foram erguidas com painéis de PVC preenchidos com concreto. Na terceira foto, casas da Cohab em Brusque que, assim como as outras, receberam sistemas solares de aquecimento de água.

demanda no horário de ponta, além de contri-

buir com o Programa de Eficiência Energética

da ANEEL, proporcionou economia na fatura de

energia dos clientes. De certa forma, é um re-

curso financeiro economizado que o cliente

pode aplicar para melhoria da sua qualidade de

vida”, ressalta o gerente do projeto, Thiago Je-

remias, da Celesc.

Metodologia e logística

Para atingir a viabilidade econômica do pro-

jeto (RCB), foram adotadas estratégias diferen-

ciadas. No caso dos refrigeradores, moradores e

voluntários organizaram-se em mutirões para a

entrega dos equipamentos, dispensando, assim,

o custo de entrega e recolhimento. As prefeitu-

ras também disponibilizaram mão de obra e veí-

culos para auxiliar nessa etapa. Outro ponto po-

sitivo foi o convênio celebrado entre a Celesc e a

Prefeitura de Blumenau, possibilitando ao exe-

cutivo municipal assumir os trâmites licitatórios,

o que permitiu maior agilidade nos processos.

Por meio desse convênio, foram adquiridos 450

refrigeradores em caráter de urgência e entre-

gues diretamente nos abrigos.

Em relação aos sistemas de aquecimento

solar, foram priorizadas as famílias com três

ou mais membros, de forma a maximizar a

economia de energia. Os levantamentos dos

possíveis beneficiados foram feitos com o au-

xílio das Secretarias de Assistência Social e da

Defesa Civil dos municípios.

Para mensurar os resultados de economia

de energia e de redução de demanda na ponta

para os refrigeradores, foram utilizadas as op-

ções A e D do Protocolo Internacional de Medi-

ção e Verificação de Performance – PIMVP. As

medições em 50 residências foram distribuídas

ao longo do ano, em condições climáticas dife-

rentes (verão e inverno), feitas no dia anterior e

no dia seguinte à ação de eficiên-

cia energética. Com a medição,

chegou-se a um modelo de consu-

mo dos refrigeradores em função

da temperatura externa. Como al-

gumas famílias perderam suas ca-

sas e, consequentemente, seus

eletrodomésticos, a opção D foi

aplicada para estimar o consumo

de equipamentos antigos que dei-

xaram de entrar no sistema elétri-

co. Con siderou-se como consumo a média dos

equipamentos existentes.

Verificou-se, também, uma economia de

energia adicional relacionada a efeitos interati-

vos na ordem de 6%, como a redução de perdas

elétricas e a reciclagem dos materiais descarta-

dos nos refri geradores. Para isso, utilizou-se te-

oria semelhante àquelas utilizadas em projetos

de troca de material reciclado por bônus na fa-

tura. Estima-se que, para cada tonelada de me-

tal reciclado, são economizados 5,3MWh; a

mesma quantidade de vidro economiza

0,64MWh; enquanto que a reciclagem de pa-

pel e plástico proporcionam, respectivamente,

3,5MWh e 5,06MWh. O descarte dos refrigera-

dores resultou na reciclagem de 81 toneladas

de metal, de 10,7 toneladas de plástico e à eco-

nomia 483,8MWh. Se esse montante for distri-

buído ao longo da vida útil do projeto, a econo-

mia média será de 32,25MWh/ano.

P E E 4 | C A L A M I D A D E


“Energia do Bem”

� No total, 3.000 refrigeradores foram substituídos por novos, mais eficientes. Os antigos foram corretamente descar-tados e reciclados. Moradores e voluntários auxiliaram no transporte dos equipamentos.

Consumidores inscritos na Tarifa

Social de Energia Elétrica (TSEE)

da Celesc participaram do Diag-

nóstico Energético promovido pela

Empresa no Projeto de Eficiência

Energética “Energia do Bem”. No to-

tal, 35.000 unidades consumidoras,

de 43 cidades, foram vistoriadas por

técnicos para avaliação do refrigerador

existente, da viabilidade de instalação

do sistema de aquecimento solar de

água e para o cadastramento da quanti-

dade de lâmpadas ineficientes.

A partir de então, estabeleceu-se a abran-

gência do projeto: substituição de 18.000 refri-

geradores, instalação de 5.000 sistemas de

aquecimento solar de água e a troca de

150.000 lâmpadas incandescentes por fluores-

centes compactas. Ao todo, foram investidos

cerca de R$50 milhões no projeto, que excluiu

apenas aqueles consumidores que já haviam

sido beneficiados por outros projetos seme-

lhantes. “Estima-se uma economia de energia

de aproximadamente 21.000MWh/ano, o que

equivale ao consumo anual de 8.500 residên-

cias”, afirma o gerente do projeto, Marcio dos

Santos Lautert. Segundo Marcio, os consumi-

dores que receberem refrigerador, aquecimen-

to solar e lâmpadas terão uma redução de até

70% no valor da conta de energia.

O projeto “Energia do Bem” era iniciado

com palestras para a comunidade sobre

economia e segurança, além de reforçar a

importância de se ter uma ligação de ener-

gia regular e de estar adimplente com a Ce-

lesc. Passava-se, então, à etapa de Diagnós-

tico Energético para avaliação dos equipa-

mentos e lâmpadas existentes nas residên-

cias dos consumidores participantes da Tari-

fa Social de Energia Elétrica, pessoas cadas-

tradas na Celesc e beneficiárias de algum

programa social do governo, como Bolsa Fa-

mília, por exemplo. Todos os refrigeradores

e lâmpadas recolhidas foram encaminhados

para a reciclagem.

� Consumidores satisfeitos com o Energia do Bem manifestaram seu contenta-mento à Celesc. Alguns, por meio de cartas.

EMPRESA EXECUTORA

APS Engenhar ia , Cete l , Quantum Engenhar ia , Gaz in

GERENTES DO PROJETO

Th iago Jeremias e Marc io dos Santos Lauter t


A AGÊNCIA NACIONAL de Energia Elétrica

(ANEEL) criou, em 2008, os Procedimentos de

Distribuição de Energia Elétrica no Sistema

Elétrico Nacional (PRODIST), que normatizam

e padronizam as atividades técnicas relacio-

nadas ao funcionamento e desempenho dos

sistemas de distribuição de energia no Brasil.

O PRODIST exige, das empresas de distribui-

ção, padrões de qualidade para a energia en-

tregue ao consumidor.

Para conservar esses padrões, as distribui-

doras precisam manter a contínua monitoração

dos níveis de tensão e corrente em suas redes,

não só na entrada de energia do consumidor,

mas também em vários pontos do sistema elétri-

co, da geração às subestações e às linhas de

transmissão de média tensão. Para isso, atual-

mente são empregados equipamentos de medi-

ção ligados diretamente à linha viva, o que, além

de representar alto risco de operação decorrente

de potenciais falhas de isolação, não atendem

plenamente as exigências do PRODIST.

Foram esses fatores que inspiraram a Re-

ason, empresa de tecnologia com base em

Florianópolis, a apresentar ao P&D da Celesc

Distribuição o projeto de um Sistema Óptico

de Medição de Qualidade de Energia Elétrica

para Média Tensão (SOMQEE-MT), com tec-

nologia totalmente nacional. O desenvolvi-

mento do projeto aconteceu entre fevereiro

de 2013 e fevereiro de 2015.

Inicialmente, os pesquisadores do proje-

to estudaram outros equipamentos de moni-

toração existentes no mercado. A pesquisa

de patentes identificou dois sistemas es-

trangeiros. O holandês OptiSense, que saiu

do mercado em 2014, deixou como única

opção o inglês PowerSense. Uma análise

mais profunda demonstrou que, por esse

último, apenas a corrente é medida optica-

mente, enquanto a tensão é monitorada por

meio de divisor resistivo, a mesma tecnolo-

gia utilizada pelos sistemas convencionais.

O protótipo do SOMQEE-MT desenvolvi-

do pelo projeto, portátil e de fácil instalação,

é composto por três Transdutores Ópticos de

Corrente e Tensão (TOCT) conectados direta-

mente às três fases da linha viva de Média

Tensão, sem que essa seja desligada. O fun-

cionamento do TOCT é baseado no efeito

Faraday, que consiste na interferência de um

campo eletromagnético sobre as ondas de

luz. Essa interferência pode ser medida e va-

ria de acordo com os valores de corrente en-

volvidos. Exposto ao sistema elétrico, um

sensor óptico do TOCT mede a corrente elé-

trica no ponto amostrado, enquanto os sinais

de tensão e temperatura são coletados por

uma placa eletrônica. Esses dados são, en-

tão, enviados através de fibras ópticas ao

Módulo de Processamento e Controle (MPC),

acoplado ao poste e composto por placas

eletrônicas e sistemas ópticos de medição

controlados por um computador dedicado,

com software de aquisição de dados.

O MPC, então, por meio de um modem

celular, comunica-se com a central remota

de análise por internet transmitindo os da-

dos de Qualidade de Energia Elétrica e a po-

sição geográfica do procedimento. Esta é

obtida graças a um GPS que também faz

parte do sistema.

Na Central de Análise, um conjunto de

software entra em operação:

» SOMQEE_config – responsável pela configuração do MPC.

» SOMQEE_monit – monitora as formas de onda medidas.

A concepção do SOMQEE-MT, que permite a monitoração do sistema de distribuição de energia diretamente em linha viva e com total segurança, garante mais qualidade ao produto entregue ao consumidor.

P & D 1 | Q U A L I D A D E

Rede monitorada com segurança e precisão


» SOMQEE_calib – permite ajustes no procedimento.

» SOMQEE_conect – realiza o processo de comunicação remota.

» Análise e Power-QEE – Analisa grafica-mente os dados recebidos.

O protótipo desenvolvido foi submetido a

testes de alta tensão em laboratórios da Ce-

lesc. Em campo, sob condições reais de uso,

o SOMQEE-MT foi instalado em uma linha de

13,8 mil volts.

Nos ensaios com o sistema de medição de

potencial, foram adotadas duas faixas de me-

dição (B e C). Para o sistema B, de 0 a 5kV, o

padrão apresentava uma boa classe de exati-

dão, porém, com faixa de medição reduzida,

ao passo que para o sistema C, de 0 a 13,8kV,

o padrão apresentava uma maior faixa de me-

dição, enquanto a classe de exatidão era infe-

rior. Os resultados iniciais desses ensaios es-

tão na tabela abaixo.

O SOMQEE foi aprovado nos ensaios

dielétricos de tensão aplicada à frequência

industrial, até 70kV, realizados nas dependên-

cias da Celesc.

A patente do SOMQEE-MT foi requerida

junto ao INPI. O equipamento significa não só

a independência da Celesc – e do Brasil – de

TOCTs

MPC GPS

Cabos de fibra óptica

Rede

Internet (modem celular)

CENTRAL DE ANÁLISE

Manutenção e testes

laboratoriais

� O funcionamento do SOMQEE-MT: Transdutores Ópticos de Corrente e Tensão (TOCTs) conectados à linha viva ligam-se ao Módulo de Processamento e Controle (MPC) via cabos de fibra óptica. Os dados, incluindo a posição geográfica, são enviados por internet à Central de Análise na sede da Celesc. Testes e manutenção podem ser feitos com a utilização de um cabo de rede.

SOMQEE SistemaErro de relação

(%)Erro de fase

(graus)Faixa de medição

Temperatura (ºC)

Sistema de medição de corrente A ±0.6 0,3 100 a 4.000 A 20 a 25

Sistema de medição de potencialB ±0.6 0,7 0 a 5 kV 20 a 25

C ±1,0 0,4 13,8 kV 20 a 25

� Ensaios laboratoriais com o SOMQEE resultaram em números bastante satisfatórios

tecnologias estrangeiras de medição e moni-

toramento de energia elétrica, mas também

um produto nacional que pode ser comerciali-

zado nos mercados interno e externo.

”Com a saída da OptiSense do mercado

in ternacional, o SOMQEE-MT é, hoje, o único

equipamento com sensores ligados direta-

mente na média tensão, que possui uma com-

pleta isolação óptica na medição de tensão e

corrente”, garante Rafael Zimmermann Hom-

ma, gerente do projeto. Existe, inclusive, a

possibilidade de transformar o SOMQEE-MT

em um produto para ser comercializado no

Brasil e no exterior.

EMPRESAS EXECUTORA

Reason Tecnologia

EQUIPE DA EMPRESA EXECUTORA

Po l i ca rpo U l iana , Moac i r Wendhausen , Anton io C . Z immermann

EQUIPE DA CELESC

Rafae l Z . Homma, Ar i ldo J . Carva lho e Igor K . Kha i ra l la

E s t e p r o j e t o f o i a p r e s e n t a d o n o V I I I C o n g r e s s o d e I n o v a ç ã o T e c n o l ó g i c a e m E n e r g i a E l é t r i c a - C I T E N E L / S E E N E L / 2 0 1 5

PROJETO 5697-3312/2012


O LANÇAMENTO e a tração de condutores exige atenção a um conjunto de parâmetros no mo-mento da instalação, de forma a assegurar o adequado desempenho da rede de distribuição. Sem a correta observação dos parâmetros ope-racionais, os condutores das redes são submeti-dos a trações inadequadas, o que pode levar à alteração do prumo ou ao envergamento do poste, a curtos-circuitos por toque acidental en-tre fases, à descontinuidade de fornecimento e, o mais grave, ao rompimento dos condutores. Nesse caso, as ocorrências têm elevada pericu-losidade. Cabos rompidos podem provocar le-sões e até a morte de técnicos e transeuntes.

Embora existam métodos já padronizados de tração seguidos pelas distribuidoras, estes não têm sido suficientes, nem práticos ou nem sempre são observados. Esse cenário motivou a criação de um dinamômetro automático e por-tátil por meio do projeto de P&D “Desenvolvi-mento de Talha para Tracionamento de Condu-tores de Redes de Distribuição com Dinamôme-tro Inteligente Acoplado”, elaborado pela Bo-reste Sistemas e pela Celesc Distribuição. Sem similar no mercado nacional, o dinamômetro inteligente é destinado ao tra cio namento de condutores e inclui diversas funcionalidades, entre as quais a de selecionar a adequada tra-ção de montagem do condutor considerando a temperatura ambiente no ato da instalação, o vão regulador e o tipo do condutor aplicado.

Equipamento para o tracionamento de condutores de redes garante maior segurança a opera-dores e cidadãos

Os procedimentos adequados de tração envolvem a medição da temperatura ambiente (pe lo equipamento) no ato da instalação e o conhecimento do vão regulador, o qual é calcu-lado a partir do projeto da rede e do tipo e bito-la do condutor. Com base nesses parâmetros, é calculada a tração de montagem a ser aplica-da. Atualmente, para aplicar a tração de mon-tagem calculada, o eletricista deve dispor de um dinamômetro e de um termômetro, conhe-cer o tipo e bitola do condutor e saber interpre-tar a tabela de trações de montagem, além da talha para aplicar a tração selecionada. Com o dinamômetro inteligente, o processo de identi-ficação dos parâmetros a serem empregados é rápido e automático, o que amplia a produtivi-dade das equipes de eletricistas e fiscais.

Como o equipamento tem de ser utilizado in loco, os principais requisitos considerados no seu desenvolvimento foram portabilidade, ro-bustez e peso reduzido. Outras características

importantes são a presença de fonte de ali-mentação própria, com baterias recarregáveis de grande autonomia; sensor de temperatura ambiente; célula de carga dimensionada para tracionamento de até 2.000kgf; empacotamento com design apropriado e material adequado para absorver impactos e resistir a poeira e água.

“A equipe desse projeto inicialmente esta-va orientada ao desenvolvimento de uma talha com um conjunto de funcionalidades que atendesse aos objetivos desse projeto. Porém, avaliou-se que sua aplicação, dessa forma, se-ria comprometida pela necessidade de substi-tuição do parque de equipamentos existentes nas concessionárias e nas empresas prestado-ras de serviços de construção e manutenção de redes”, explica o gerente do projeto, Márcio Godoy, da Celesc. Assim, um dos principais di-recionamentos do projeto foi o desenvolvimen-to de um equipamento que pudesse ser utiliza-do por todas as equipes de instalação e de

Dinamômetro eficiente

� Dinamômetro inteligente para tracionamento de condutores de redes de distribuição aérea.

P & D 2 | T R A C I O N A M E N T O


montagem de redes de distribuição aérea em conjunto com os equipamentos já existentes (talhas diversas). “O processo de instalação de condutores em redes de distribuição aérea uti-lizando o dinamômetro inteligente segue basi-camente a mesma rotina do processo usual; porém, o equipamento incorpora melhorias que asseguram um novo padrão de qualidade e segurança”, complementa Márcio.

Como funcionaCom base nos dados do projeto, o fiscal

de obras insere, via teclado, os parâmetros no equipamento – como os comprimentos de cada um dos vãos do trecho da rede que está sendo instalada – e o dinamômetro inteligen-te calcula o vão regulador e o esforço adequa-do. Caso o projeto já disponibilize a informa-ção do vão médio, esta poderá ser inserida diretamente, sem a necessidade do valor indi-vidual de cada vão. Na sequência, o fiscal se-leciona o tipo de cabo e informa a fase que está sendo tracionada. Com base nessas in-formações e com a temperatura medida pelo próprio equipamento, o dinamômetro inteli-gente executa o algoritmo de cálculo da tra-ção de montagem, cujo resultado é apresen-tado no display e armazenado na memória do equipamento, juntamente com os demais da-dos de entrada e de temperatura.

O dinamômetro inteligente, então, é içado para o eletricista no alto do poste. Este deve, então, intercalar o equipamento entre o ponto de fixação no poste e a talha e iniciar o tracio-namento por meio desta. Quando a tração al-cança a faixa entre 80% a 95% do valor da tração de montagem, o dinamômetro inteli-gente emite sinais sonoros (bips) intermiten-tes. Quando a faixa de tração no condutor al-cança valores entre 95% a 105% da tração de montagem, o bip passa a ser contínuo, indi-cando a aproximação do valor desejado. Ain-da é previsto um sinal sonoro de alerta, caso se ultrapasse 105% da tração.

Nessa situação, a tração está finalizada e o condutor está em condições de ser ancora-do na estrutura de fixação, por meio de alça pré-formada ou grampo de ancoragem. O ele-tricista deve pressionar o botão “X” do dina-mômetro inteligente para gravar na memória do equipamento a tração final aplicada ao

máx 30º

máx 30º

� Posicionamento do Dinamômetro Inteligente entre a talha e o ponto fixação na estrutura.

� Início de lançamento de condutores em uma rede de distribuição de média tensão.

� Condutores lançados em uma rede de distribuição de média tensão.

condutor. “Todo o procedimento de traciona-mento até o alcance da tração final aplicada, bem como a gravação desses valores, deve ser realizado nos três condutores de forma si-multânea, conforme preceituam as normas de tracionamento de condutores em redes de distribuição aérea”, alerta Márcio.

EMPRESAS EXECUTORA

Boreste S istemas


Adrian Fritz, Amilcar Borin Bodini, Daniel Kraemer Aliaga, Francisco José S. Pimentel, Isaias Masiero Filho, Luiz Alberto de Miranda, Luiz Fernando Schrickte, Lúcio Tadeu Prazeres, Patrícia M. Bonina Zimath

EQUIPE DA CELESC

Márc io Luc iano de Vargas Godoy, Jean Eduardo Constanz i , Fáb io Machado Bur igo


PROJETO 5697-6712/2012

Dinamômetro

Poste


SÃO VÁRIOS os fatores que provocam o aque-

cimento dos circuitos elétricos, constituídos

por cabos, conectores e isoladores, compro-

metendo o seu funcionamento. Em virtude de

problemas decorrentes de montagem, oxida-

ções e vibrações, tais elementos acabam so-

frendo aquecimento na união por efeito Jou-

le. Nesse sentido, o monitoramento das linhas

de transmissão e distribuição é constante,

para detectar os pontos de falha e evitar a in-

terrupção do fornecimento de energia elétri-

ca. Tradicionalmente, são uti lizadas câmeras

infravermelhas. No entanto, esse método tem

alto custo operacional e, em algumas condi-

ções, pode não operar com precisão. Dessa

forma, a adoção de cristais líquidos para a

identificação desses pontos quentes repre-

senta maior eficiência, tornando esses tipos de

defeitos visíveis a olho nu, considerando a va-

riação de cores que esses materiais apresen-

tam em determinadas faixas de temperatura.

A verificação e a testagem das vantagens

desse material como sensor de temperatura

motivou a realização do projeto “Desenvolvi-

mento de Sensores Térmicos Baseados em

Cristais Líquidos para a Monitoração de Pontos

Quentes em Equipamentos do Sistema de Dis-

tribuição”, executado pela Universidade do Ex-

tremo Sul Catarinense (UNESC) e pela Celesc

Distribuição. A utilização de cristais líquidos

como sensores térmicos já é uma realidade em

outros setores, como na indústria alimentícia,

para a identificação da temperatura de seus

produtos, e na área médica, para mapeamento

da distribuição de calor no corpo humano.

Quando condutores de eletricidade, co-

nectores e isoladores falham, o sistema de

proteção da rede elétrica retira essa rede de

operação, restringindo o fornecimento de

energia. A concessionária é, então, acionada,

procedendo à manutenção para reestabelecer

o sistema. Entretanto, nem sempre os pontos

específicos das falhas são facilmente identifi-

cados. Várias tecnologias de detecção têm

sido desenvolvidas e comercializadas nos últi-

mos anos, com base em diferentes mecanis-

mos de transmissão de sinal físico-químicos,

com colorimetria, metal-óxido, eletroquímica,

quimiluminescência e semicondutores. Po-

rém, estes se revelam limitados em sua apli-

cação devido à falta de sensibilidade, seletivi-

dade ou portabilidade. Neste sentido, a

aplicação de sensores de natureza orgânica

pode ser uma alternativa, já que estes apre-

sentam, normalmente, alta constante dielétri-

ca, além de outras propriedades, como a alte-

ração de cor quando submetidos à variação

de temperatura ou campo eletromagnético.

� Interrupções por grupo e ano na região de Concórdia.

Ocorrências em rede Qtd (%)

Ocorrências programadas 1 0,01

Programada – Supridora 4 0,05

Programada de Emergência (Manutenção)

10 0,14

Acidental – Supridora 2 0,02

Associada a problema de carregamento

262 3,67

Associada ao meio ambiente

3047 42,71

Associada à má conexão 110 1,54

Associada a defeito de componentes

3090 43,31

Associada a terceiros 491 6,88

Outras 116 1,62

Projeto comprova as vantagens da utilização de sensores de cristais líquidos como alternativa para o monitoramento de pontos quentes em circuitos elétricos.

Sensores facilitam a identificação de falhas

P & D 3 | M O N I T O R A M E N T O


Para a obtenção de compostos com pro-

priedades líquido-cristalinas, os quais serão

utilizados como sensores termocrômicos, as

equipes do projeto realizaram as sínteses

de três diferentes classes de cristais líqui-

dos: cristais líquidos convencionais, cristais

líquidos não convencionais e cristais líqui-

dos colestéricos. Esses compostos foram

sintetizados no Laboratório de Pesquisa em

Materiais (LAPEM), situado na UNESC, em

Criciúma. Após serem realizadas as sínte-

ses dos compostos das três séries deseja-

das, é feita a avaliação das suas proprieda-

des termotrópicas e eletro-ópticas, sem a

adição de resina e com a adição de resina

polimérica, a fim de obter uma forma de

aplicação desses compostos em superfícies

de conectores elétricos. Um método de ava-

liação da resina polimérica é na forma de

filmes, e, para a continuidade dos testes,

optou-se pela técnica de casting, pela qual

se obteve filmes mais resistentes e maleá-

veis. Iniciou-se, assim, a dopagem das resi-

nas poliméricas com os compostos sinteti-

zados, para avaliar suas propriedades como

sensores para identificação e pontos quen-

tes em conexões elétricas.

OR

RO

NN

RO

RO

OR

OR

OR

RO

� Imagem da resina polimérica utilizando a técnica de casting.

� Imagem da luminescência do composto em solução

Estrutura geral dos compostos da classe dos cristais líquidos

não convencionais.

ENTIDADE EXECUTORA

Univers idade do Extremo Sul Catar inense - Unesc

EQUIPE DA ENTIDADE EXECUTORA

Roselane Bussolo Cesconeto, Alexandre Golçalvez Dal-Bó, Georgina Gisel López Cisneros, Janir de Quadra Paim, Julio César Valdivia Martinez, Leonardo Wencke Oenning, Luana Francisco Vieira, Luciano da silva, Marcio Roberto da Rocha, Marcos Marques da Silva Paula , Tiago Elias Allievi

EQUIPE DA CELESC

G i l van Menosso , C r i s t iano D ick Smider le , José Afonso Romanc in i

Saiba mais sobre os cristais líquidos Os cristais líquidos são substâncias

orgânicas, um estado da matéria existente

entre a fase cristalina e líquida, caracteri-

zado pela perda parcial ou completa da

ordenação posicional em sólidos cristali-

nos, conservando a ordem orientacional

das moléculas constituintes. A ordem

orientacional garante ao cristal líquido es-

tabilidade mecânica semelhante aos sóli-

dos, ao mesmo tempo em que permite

característica de fluir como líquidos. Esses

materiais apresentam fases intermediá-

rias líquido-cristalinas, denominadas me-

sofases, e suas moléculas constituintes

são denominadas mesógenos.

Em um sólido cristalino, as unidades da

fase (íons, moléculas, por exemplo) estão

em um arranjo ordenado em três dimen-

sões, ou seja, possuem uma orientação e

uma posição dentro de uma célula unitária

de longo alcance. Em um líquido isotrópico,

as unidades perdem tal arranjo e se encon-

tram aleatoriamente dispersas no espaço,

com propriedades ópticas, elétricas e mag-

néticas, invariáveis. O grau de desordem

aumenta com o aumento da temperatura.

PROJETO 5697-8712/2012


Condições de contorno,

(Resíduo, Umidade, Pressão etc.)

Entradas

Processamento

(Moagem, Prensagem etc)

Saídas

% Matérias-primasPropriedades

(Resistência, Abs. etc.)

Condições de contorno

(Resíduo, Umidade, Pressão etc.)

A PRODUÇÃO de isoladores elétricos porcelâ-nicos no Brasil está baseada na tecnologia de extrusão. Desde a sua implantação no país, há cerca de 75 anos, esse método produtivo sofreu poucas melhorias e, por isso, está to-talmente dissociado das preocupações am-bientais da atualidade. A obtenção de produ-tos por extrusão consome grandes quan ti-dades de energia durante a secagem, produz volumes excessivos de perdas e emprega ma-térias-primas de jazidas distantes das fábri-cas, o que aumenta as emissões de gases poluentes devido ao transporte.

Há 30 anos, indústrias da Alemanha desen-volveram o processo de conformação do bloco do isolador via prensagem isostática em substi-tuição ao processo por extrusão. E essa iniciativa foi a principal motivação do projeto de P&D “Prensagem Isostática: Redução do Consumo Energético e do Impacto Ambiental na Produção de Isoladores Elétricos”, executado pela empre-sa T-cota Laboratório Cerâmico e pela Celesc Distribuição. “A conformação via prensagem isostática traz consigo significativas vantagens em relação à extrusão como, por exemplo, a re-dução do tempo de produção do isolador da or-dem de 60 a 75%, sobretudo pela redução do tempo de secagem do bloco verde e do produto usinado a verde, o que leva a outro benefício: a redução do consumo energético durante o pro-cesso de fabricação”, enfatiza o gerente do pro-jeto, Alessandro Dadam, da Celesc. Outros bene-fícios são a diminuição das perdas por geração de “retalho” (sobras da usinagem do bloco) e a evolução em propriedades mecânicas, na com-plexidade geométrica e nas dimensões dos isola-dores produzidos para redes de distribuição.

De maneira mais detalhada, podem-se destacar as seguintes vantagens da prensa-gem isostática em relação ao processo con-vencional via extrusão:

» Redução do tempo de produção do produto em até 75%

O processo de conformação aplicado tra-dicionalmente na produção de isoladores elétricos, denominado extrusão, pode ser definido tecnicamente pela indução da pas-sagem de um material plástico coesivo por meio de matriz rígida que determina as di-mensões geométricas da secção transversal constante do produto. A utilização desse processo na fabricação de isoladores elétri-cos de porcelana é viabilizada caso seja sa-tisfeita a condição de se processar um mate-rial plástico coesivo com teor de umidade da ordem de 20%. A condição de conformar blocos de tão alta umidade determina lenti-

dão e alto custo de secagem. Outra operação que demanda tempo é a usinagem, na qual geometria e dimensões do produto são defi-nidas. O processo isostático permite confor-mar isoladores elétricos de porcelana via prensagem de grânulos de umidade entre 2,0 e 5,0%. O tempo de secagem de blocos prensados isostaticamente é significativa-mente menor, porque implica menor quanti-dade de água para a moldagem. A adoção do novo processo pode reduzir o tempo de pro-dução de isoladores em 75% e o prazo de fabricação de cinco semanas para duas.

» Redução do consumo energético em 50%

Na extrusão, a secagem usualmente ne-cessita reduzir 21% da umidade do bloco. Por prensagem isostática, há necessidade de se-cagem de apenas 3% de água, já que o pó é conformado com teor de umidade de cerca de

Fabricação de isoladores elétricos com consumo energético e impacto ambiental reduzidos.

Equipamentos sustentáveis

P & D 4 | I S O L A D O R E S

� Variáveis de entrada e de saída e condições de contorno da metodologia experimental.


3%. Dessa forma, o consumo energético pas-sa de 1255,8kWh/t (extrusão convencional) para 602kWh/t (na prensagem isostática con-vencional). Além de reduzir em 50% o consu-mo energético, o processo de produção via prensagem isostática também diminuiu pela metade o volume de emissões de carbono por tonelada de porcelana produzida.

» Redução do impacto ambiental e de perdas de matéria-prima

Na conformação por extrusão, apenas 1/3 do bloco usinado resulta em produto, ou seja, 2/3 do bloco é “retalho” de usinagem. A cau-sa da geração de retalho baseia-se na diferen-ça entre a geometria primária de seção trans-versal constante do produto, condição impe-rativa no processo de extrusão, e a geometria final formada por série de “saias”, cuja função principal é aumentar o percurso da corrente elétrica no isolador.

No processo de conformação via prensa-gem isostática, a maior liberdade no controle da geometria da seção transversal do bloco aproxima-o da forma final do produto. A geo-metria do produto acabado é produzida pela usinagem do bloco, processo de conformação que gera retalho em forma de pó. Com o em-prego da prensagem isostática e redução de retalhos, todo pó produzido poderá ser rein-troduzido na massa, eliminando a necessida-de do despejo em aterros sanitários.

» Melhoria de propriedades mecânicas do isolador

A microestrutura do produto verde é forte-mente influenciada pelo mecanismo de con-formação, sendo a extrusão responsável por uma série de falhas. A massa cerâmica com-porta-se como fluido viscoso durante a extru-são, produzindo linhas de fluxo preferenciais de material devido à distribuição não unifor-me de carga. Essas linhas orientam partículas,

principalmente de argilas e caulins, que promovem gra-dientes de retração de seca-gem no bloco extrudado, e assim, produzem trincas transversais durante a seca-gem e queima do produto. O mecanismo de conformação por prensagem isostática ex-clui a possibilidade da produção de microes-trutura de partículas orientadas em virtude da aplicação da carga ser uniformemente distri-buída. Dessa forma, há a melhoria significati-va das propriedades mecânicas do isolador, com aumento da vida útil do produto.

No estudo da geométria, um protótipo do isolador foi simulado usando o método de ele-mentos finitos aplicado à formulação de cam-po elétrico em regime harmônico. Essa formu-lação permite modelar o material dielétrico do

isolador e o material condutor usado para representar o efei-to da poluição sobre as saias do isolador, o pino e a parte de

ferro do isolador e o anel anticorona.Os resultados das simulações mostram

que a poluição sobre as saias do isolador au-menta o módulo do campo elétrico próximo destas. Daí a necessidade do anel anticorona, que irá reduzir o campo elétrico.

Observa-se que a condutividade elétrica aumenta com o nível de poluição, sobretudo em regiões com alta salinidade, onde há cor-rentes superficiais no isolador e risco frequen-te de arco elétrico (flashover).

� Propriedades a seco da massa cerâmica desenvolvida.

Densidade aparente a seco [g/cm³] Resistencia mecânica a seco [kgf/cm²]

Extrusão 2,009 47,09Prensagem

Isostática 1,995 59,67

� Queima da massa cerâmica desenvolvida.

Temperatura (ºC)

1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290

Retração linear (%)Extrusão - - 5,52 5,58 5,48 5,32 4,86Prensagem Isostática 6,73 6,97 7,17 7,07 6,95 - -

Absorção de água (%)Extrusão - - 0,87 0,47 0,20 0,13 0,09Prensagem Isostática 2,01 0,56 0,27 0,09 0,08 - -

Densidade aparente pós-queima (g/cm3)

Extrusão - - 2,362 2,367 2,361 2,332 2,298Prensagem Isostática 2,363 2,382 2,401 2,398 2,387 - -

� Deformação e resistência pós-queima.

Deformação piroplástica (mm) Resistência mecânica à flexão pós-queima (kgf/cm2)

Extrusão 6,83 472,173

Prensagem Isostática 4,90 528,147

� Prensa isostática utilizada no desenvol-vimento do projeto.

EMPRESA EXECUTORA

T-Cota Laboratór io Cerâmico


Eduardo Roberto Batiston, Felipe Augusto Corbellini de Souza, Henrique Cislagui da Silva, Nilson Schwartz da Silva, Rui Acácio Lima Neto

EQUIPE DA CELESC

A lessandro Dadam , Marce lo H isao Oka , Matheus Soares Marco

PROJETO 5697-9512/2012


SOFTWARE E HARDWARE reunidos em um úni-

co equipamento: a Plataforma Eletrônica de

Medição e Comunicação (PMC). Esse é o resul-

tado do projeto de P&D “Sistema Integrado

Remoto Antifurto de Medição com Acesso à

Internet”, desenvolvido pela Fundação de

Apoio à Capacitação em Tecnologia da Infor-

mação (Facti) e pela Celesc Distribuição. O pro-

tótipo desenvolvido será instalado na unidade

consumidora, integrando um medidor eletrôni-

co inteligente (MEI), um controle inteligente

(CI) e modens do tipo PLC para comunicação de

dados via rede elétrica. Assim, realizará as fun-

cionalidades referentes ao conceito da Rede

Elétrica Inteligente (REI) e a disponibilidade de

ponto de acesso à internet ao consumidor final.

A concessionária, por meio do monitora-

mento remoto, poderá desenhar a curva de

carga do consumidor, retornando a ele as op-

ções de utilização de energia nos horários nos

quais o custo do quilowatt/hora é menor.

Além do acompanhamento em tempo real do

consumo, a empresa poderá avaliar o tráfego

de dados de medição com relação ao alcance

da transmissão, utilizando, como canal, a rede

elétrica. “Outros resultados obtidos remota-

mente são a detecção de fraudes, em casos

de violação de equipamento; o corte e o reli-

gamento, em caso de inadimplência; e a dis-

ponibilidade de acesso a serviços básicos de

internet de até 1MB/s, podendo ser utilizada

para a população de baixa renda, escolas pú-

blicas e empresas com baixo fluxo de dados”,

acrescenta o gerente do projeto, João Luiz

Langer, da Celesc.

Para o desenvolvimento do projeto, o ce-

nário escolhido foi desenhado após visita

técnica e conhecimento da infraestrutura de

comunicação existente na região de aplica-

ção, onde se utilizava um enlace ponto a

ponto de fibra óptica para comunicação in-

terna. A partir de então, foi proposta uma

infraestrutura de comunicação teórica que

pode ser explorada em pesquisas futuras

para garantir a comunicação entre a unida-

de consumidora e a concessionária, conten-

do um número mínimo de elementos: protó-

tipo, repetidores, concentradores, headend,

Medição e acesso remotoMedidor inteligente, integrado a tecnologias de comunicação via rede elétrica, permite o acesso remoto à unidade consumidora em rede de baixa tensão. O sistema possibilita à concessionária realizar medição, corte e religamento, detectar fraudes e, ainda, oferece ponto de internet ao consumidor.

� Protótipo final com detalhes do projeto da caixa que abriga a PMC.

P & D 5 | A C E S S O R E M O T O


backbone e outros, como condutores (cabos

ou fios) e conectores. O elemento de pesqui-

sa e desenvolvimento é o equipamento do

usuário final que será instalado na unidade

consumidora. A característica de inovação é

a integração física e lógica de três tecnolo-

gias em um único produto para o desenvol-

vimento de atividades referentes ao concei-

to de Smart Grid (Rede Elétrica Inteligente

– REI) e acesso à internet pelo usuário final.

O mote principal era a detecção

de fraudes, caracterizada pela viola-

ção física do medidor com fins de

adulteração para modificações de

configurações, alterações e mudan-

ças de dados ou características de

componentes. Foi proposta a utiliza-

ção de dispositivos passivos do tipo

chave de contato afixados em pon-

tos estratégicos no interior do gabi-

nete do Medidor Eletrônico Inteli-

gente (MEI). Assim, é possível moni-

torar a abertura da tampa por pes-

soas não autorizadas. Foi utilizada a

interrupção da porta do microcon-

trolador (Host-MEI) para fazer o mo-

nitoramento dessas chaves. Sempre

que houver o acionamento de qual-

quer uma das oito chaves, o fluxo de

execução do firmware será desviado

para a função de tratamento da roti-

na de interrupção da porta na qual

as chaves estão conectadas. Essa

rotina tem a função de comunicar,

instantaneamente, o evento ao mi-

crocontrolador que realiza as medi-

ções de energia elétrica. Sempre

que o MEI receber a informação do

microcontrolador, este deverá ter a capacidade

de capturar e registrar os dados referentes ao

horário e calendário em que o evento foi emiti-

do. Mensagens de alerta de tentativa de viola-

ção física do MEI são mostradas na interface

gráfica do usuário.

“Futuramente, com a abertura de novas

chamadas de P&D, os conhecimentos tecno-

lógicos adquiridos nesse projeto servirão de

base para desenvolvimento de medição de

geração distribuída; utilização para tarifa

branca, com tarifas diferenciadas para a po-

pulação em horários diferenciados; desenvol-

vimento de sistema para balanço energético

por setor utilizando concentradores locais

para detecção antirroubo de energia; e expan-

são para tecnologias de altas taxas de dados

que podem prover serviços para condomínios

verticais e horizontais e outros clientes”,

acrescenta João Luiz Langer.

� Resumo dos resultados do projeto proposto.

Tecnologia Principais Características

Metodologia do Projeto » Entendimento dos protocolos de medição e comunicação; » Simulação e testes dos circuitos analógicos;» Programação , simulação e testes dos microcontroladores e processadores;» Programação simulação e testes do host;» Especificação e aquisição de materiais e componentes;» Confecção das PCI (Placas de Circuitos Impressos);» Testes e Validação.

Medidor Eletrônico Inteligente - MEI

» Aplicação da metodologia de projeto;» Hardware : AFE, MCU e outros;» Firmware : O firmware é capaz de suportar as características a seguir: Medição

de grandezas elétricas, detecção de falhas (ausência da tensões de entradas (fase 1, 2 ou 3); queda de energia, violação física (tamper detection).

Modem Tecnologia NPLC - Narrowband PLC

» Aplicação da metodologia de projeto;» Hardware : AFE, MCU e outros;» Firmware (Maior abrangência de padrão (Prime e G3) e banda – CENELEC (A, B,

C, D), FCC e ARIB;» Parâmetro analisado será o máximo alcance sem repetidores.

Modem Tecnologia BPLC - Broadband PLC

» Aplicação da metodologia de projeto;» Hardware : AFE, MCU, Ethernet e outros;» Firmaware: Maior abrangência de PADRÃO (homeplug AV – Acima de

200Mbps), mas foi desenvolvido o projeto com as tecnologias: homeplug 1.0 (Até 14Mbps) e prototipagem com homeplug Green PHY (Até 9,8 Mbps);

» Parâmetro analisado foi maior alcance sem repetidores.

PMC Plataforma Eletrônica de Medição (MEI) e Comunicação (NPLC + BPLC)

» Aplicação da metodologia de projeto;» Hardware : Capacidade de gerenciar as três tecnologias e baixo custo;» Software: Capacidade de integrar as três tecnologias em desenvolvimento.

ENTIDADE EXECUTORA

Fundação de Apoio à Capaci tação em Tecnologia da Informação – Fact i


Alexsander Deucher, Ângela A. dos Santos, Cristian Hamanaka, Claudionor Santos, José C. da Silva

EQUIPE DA CELESC

João Lu i z Langer , D ion i Pad i lha , Rogér io O . Ros inha , Wel l ington Melo


PROJETO 5697-2112/2012


� Bancada de testes que permitia o uso do Modelo Simplificado, no qual variáveis ambientais e elétricas controladas eram aplicadas aos materiais em teste.

� Os eletrodos, ou corpos de prova, feitos dos materiais selecionados, que foram avaliados pelo Modelo Simplificado.

� As ferragens acondionadas na câmara de névoa salina, o método tradicional de seleção dos materiais componentes das redes elétricas.

Melhoria da continuidade e maior durabilidadeRedes elétricas aéreas posicionadas em regiões litorâneas têm a durabilidade de suas ferragens comprometida pela oxidação. O Modelo Simplificado para a Seleção de Novos Materiais, além de testar a resistência destes às intempéries, usa características elétricas em suas avaliações.

CONSIDERANDO-SE reentrâncias e saliên-

cias, o litoral brasileiro alcança mais de 9 mil

quilômetros de extensão. Destes, 450 são

concessão da Celesc, que atende essas áre-

as com a mesma tecnologia utilizada em ou-

tras regiões e por outras concessionárias: re-

des aéreas com condutores nus e ferragens

em aço galvanizado (celas, cintas, mãos fran-

cesas, pinos de isoladores, parafusos etc.).

Esses materiais apresentam uma vida média

de quatro anos, muito aquém dos mais de 20

anos que podem atingir quando aplicados a

ambientes não corrosivos.

Essa baixa durabilidade litorânea tem co-

brado da concessionária elevados investimen-

tos em manutenção. Estima-se que, a cada 4

anos, a Celesc despenda nas zonas costeiras

algo em torno de R$5 milhões para manter

crescente a oferta de energia e satisfazer o pa-

drão de qualidade estabelecido pela ANEEL.

A baixa vida média dessas ferragens é conse-

quência da ação da maresia associada à corrente

de fuga proveniente da degradação dos isolado-

res. Esta age como forte acelerador do processo.

O cenário descrito motivou os pesquisa-

dores da Techsys Engenharia e Sistemas a de-

senvolverem um modelo simplificado que pu-

desse representar, em laboratório e de manei-

ra fidedigna, as condições a que são submeti-

das as ferragens utilizadas nas redes elétri-

cas. O desenvolvimento do processo deu-se

entre abril de 2013 e novembro de 2015. A

patente do resultado está em andamento.

P & D 6 | M AT E R I A I S I


A primeira parte dos trabalhos consistiu em

consultas à Celesc e à literatura especializada

na busca de informações a respeito do desem-

penho das ferragens padronizadas e já testa-

das pela concessionária, seu histórico de ocor-

rência, suas características físicas, mecânicas,

e sobre a proteção anticorrosiva aplicada ao

equipamento. Foram realizadas inspeções para

o levantamento das agressividades típicas, es-

pecialmente dos tipos de poluentes presentes

no ambiente e o nível da contaminação.

Em seguida, foram selecionados os novos

materiais com potencial de utilização. A esco-

lha baseou-se na experiência dos pesquisado-

res e no atual estado da arte, levando-se em

consideração os seguintes fatores:

» os tipos/intensidade das agressividades do ambiente próximo do mar (nevoa salina) e o campo elétrico;

» a teoria termodinâmica da corrosão de Marcel Pourbaix;

» características físico-químicas/mecânicas;

» viabilidade econômica.

Realizadas essas primeiras etapas, o grupo

de pesquisa passou ao desenvolvimento do

Modelo Físico Simplificado para simulação das

agressividades do meio sofridas pelas ferra-

gens, incluindo a ação do campo elétrico, igno-

rada pelo método tradicional de névoa salina.

Criou-se uma bancada com ambiente con-

trolado, à qual eram aplicados os corpos de

prova (eletrodos) dos materiais selecionados,

que também recebiam aplicação controlada de

tensão e corrente. Concomitantemente, com

objetivo de comparação, foram realizados tes-

tes utilizando a câmara tradicional de névoa sa-

lina, com ferragens de tamanho real produzidas

com os materiais selecionados pelos pesquisa-

dores – aço inox 304, alumínio anodizado e aço

corten – e com as produzidas em aço galvaniza-

do padrão do setor elétrico.

Alternativa mais rápida ao ensaio padrão

de névoa salina, o Modelo Simplificado com

Variáveis Controláveis permitiu a aplicação de

campo elétrico e corrente de fuga em graus

variáveis nos materiais utilizados para fins

elétricos e de desempenho mecânico e, como

resultado, pôde-se classificar esses materiais

em termos de hierarquia e durabilidade.

Os resultados de desempenho em campo

das ferragens fabricadas em aço galvanizado

com camada de zinco de 100µm (padrão atual)

1,03500

1,03000

1,02500

1,02000

1,01500

1,01000

1,00500

1,00000

0,99500

0,99000

0,98500

1,002

1

0,998

0,996

0,994

0,992

0,99

0,9881200 12010080601402020010008006004002000

HORAS HORAS

NÉVOA vs. MODELO ELETRODO DE TERRA

CORTENGALVAN

ANODIZADO

304

ELETRODO DE TERRA

PESO

UN

ITÁ

RIO

[Po]

PESO

UN

ITÁ

RIO

[Po]

ESTRUTURA [L]

1,03500

1,03000

1,02500

1,02000

1,01500

1,01000

1,00500

1,00000

0,99500

0,99000

0,98500

1,002

1

0,998

0,996

0,994

0,992

0,99

0,9881200 12010080601402020010008006004002000

HORAS HORAS

NÉVOA vs. MODELO ELETRODO DE TERRA

CORTENGALVAN

ANODIZADO

304

ELETRODO DE TERRA

PESO

UN

ITÁ

RIO

[Po]

PESO

UN

ITÁ

RIO

[Po]

ESTRUTURA [L]

� Detalhes da aceleração da corrosão em eletrodos de aço galvanizado obtida com o Modelo Físico Simplificado - Campo Fraco (eletrodo de terra) em comparação com ensaio de névoa salina (estrutura L), ilustrando o efeito da corrente de fuga na aceleração do processo de corrosão.

� Detalhes da aceleração da corrosão em eletrodos dos materiais selecionados em comparação ao aço galvanizado, utilizando-se o Modelo Físico Simplificado - Campo Forte, ilustrando o efeito da descarga corona na aceleração da corrosão e o comporta-mento relativo entre alguns dos materiais pré-selecionados.

foram comparados com os efeitos obtidos, com

o mesmo material, em ensaios nas modalida-

des de câmara salina e do Modelo Físico Sim-

plificado com campo fraco e com campo forte.

A conclusões obtidas foram as seguintes:

» as ferragens fabricadas em aço galvaniza-do não resistem à corrosão marinha no ambiente além de 4 anos (áreas críticas da Celesc);

» o aço galvanizado resiste no máximo a 1000h no ensaio de névoa salina em ambiente controlado;

» o aço galvanizado resiste no máximo a 790h no ensaio Modelo Físico Simplificado com campo elétrico fraco;

» o aço galvanizado resiste no máximo a 100h no ensaio Modelo Físico Simplificado com campo elétrico forte.

Dos materiais alternativos selecionados, o

aço inox 304 e o alumínio anodizado não apre-

sentaram sinais de degradação significativa

após submetidos a 300 horas de ensaio pelo Mo-

delo Físico Simplificado com campo elétrico forte

e resistiram de modo consistente a mais de 1000

horas em câmara de névoa salina tradicional, o

que permitiu concluir que estes podem resistir a

pelo menos 20 anos em campo.

EMPRESA EXECUTORA

Techsys Tecnologia e S istemas


Lilian Lacerda de Almeida, Simone Cristina Nunes Araújo, Anna Busianov Zaharov, Douglas Aparecido Migliorini, Geraldo Roberto de Almeida, Walter Pinheiro, Luis Carlos Cassagrande, Julio Cesar Ramos Lopes

EQUIPE DA CELESC

Alessandro Pedro Dadam, Matheus Soares Marco, Sandro Ricardo Levandoski

PROJETO 5697-7712/2012


Mais qualidade, eficiência e segurançaUm sistema porcelânico substituirá o atual conjunto de cruzeta e isoladores em redes aéreas de distribuição de média tensão de cabo nu. Os protótipos desenvolvidos no projeto revelaram vantagens como alta isolação elétrica, facilidade de montagem e resistência a intempéries.

TODA A REDE de distribuição de energia elétri-

ca está sujeita a falhas, com consequente in-

terrupção no fornecimento às unidades consu-

midoras. A distribuidora atua na gestão das

causas das interrupções e, para cumprir a fun-

ção de manutenção das redes com eficiência,

precisa lançar mão de equipamentos confiá-

veis que permitam uma recomposição rápida

do sistema. Nesse sentido, a T-Cota Laboratório

Cerâmico desenvolveu, neste projeto de P&D

da Celesc, um sistema porcelânico para isola-

ção de redes de média tensão em substituição

às cruzetas, mão francesas, ferragens e isola-

dores elétricos. “O emprego de um sistema

porcelânico, obtido em três módulos que se

encaixam ou em uma única peça, substitui to-

dos esses componentes, apresenta superior

isolação, resistência a intempéries, segurança

e manutenção, além de ser esteticamente mais

agradável”, explica o coordenador do projeto,

Alessandro Dadam, da Celesc.

As redes de distribuição de energia elétrica

no Brasil são, predominantemente, aéreas e

construídas com condutores nus. As estruturas

são compostas por quatro elementos princi-

pais: de suporte (mecânicos), de fixação (para-

fusos, pré-formados), de isolação e de condu-

ção. Os sistemas isolantes têm parte funda-

mental nessas estruturas, devendo manter ní-

veis de isolamento adequados às solicitações

elétricas do sistema, evitando desligamentos e

faltas de energia indesejadas. No entanto, o

P & D 7 | M AT E R I A I S I I


sistema atual apresenta baixa resistência a

intempéries, dificuldade de instalação e

manutenção e até, em alguns casos, bai-

xos níveis de isolação elétrica.

No novo sistema desenvolvido pelo

projeto, a equipe considerou a criação de

uma cruzeta isoladora que cumprisse os re-

quisitos mecânicos, elétricos e dimensio-

nais especificados na norma Celesc

E-313.0002. A cruzeta isoladora proposta

foi produzida com porcelana elétrica quart-

zosa de alta resistência mecânica, com es-

malte tradicional, sendo um protótipo com-

posto por três partes, de fácil manuseio,

com peso compatível à movimentação por

um operador humano, e um segundo pro-

tótipo de corpo inteiro, ambos com o mes-

mo desempenho elétrico e mecânico.

A definição das dimensões e dos ma-

teriais que compõem a cruzeta isoladora

foi realizada por simulação mecânica da

montagem, utilizando-se o software Solid

Edge ST® e o solucionador (solver) NX Nas-

tran. Simulou-se a condição de uso, engastan-

do-se uma das extremidades e aplicando as

cargas de 5000N, 8000N e 10000N na extre-

midade oposta. “Os resultados das simula-

ções mecânicas revelaram que não seria pos-

sível produzir a cruzeta isoladora nas di men-

sões especificadas somente com porcelana

quartzosa, pois não há resistência à flexão su-

ficiente”, detalha Alessandro. A equipe par-

tiu, então, para a avaliação de um núcleo de

material mais resistente com uma “capa isola-

dora porcelânica”. As opções disponíveis se-

riam um núcleo metálico ou núcleo de perfil

pultrudado de fibra de vidro. O núcleo metáli-

co traria a vantagem de ser mais ba-

rato; porém, por ser condutor, pode-

ria prejudicar o isolamento. O nú-

cleo de fibra, por sua vez, apresenta

propriedades isoladoras; porém, seu

custo é mais elevado. Núcleos dos

dois materiais estão sob análise de

desempenho.

Para esse estudo, simularam-se

dois protótipos de isoladores, pro-

duzidos em porcelana quartzosa por

meio de conformação plástica via

extrusão: um com 1110mm de altu-

ra e outro com 1610mm de altura.

Em todos os casos analisados, não

houve valores de campo elétrico

� O sistema atual de isolação para redes de distribuição de média tensão, composto por cruzeta, mão francesa, demais ferragens e isolador elétrico apresenta baixa resistência a intempé-ries, dificuldade de instalação e manutenção, grande diversidade de componentes e, em alguns casos, baixos níveis de isolação elétrica.

� O novo sistema isolador, composto por módulos de porcelana, apresenta uma melhoria na confiabilidade, alta isolação elétrica, facilidade de montagem e alta resistência a intempéries.

maiores do que a rigidez dielétrica dos mate-

riais que compõem o isolador. Assim, os dois

protótipos atendem às características elétri-

cas do projeto, e estão de acordo

com a norma NBR 12459. No entan-

to, mecanicamente, os melhores re-

sultados foram obtidos com a combi-

nação de materiais como porcelana

e fibra de vidro.

Paralelamente, um protótipo ma-

ciço foi também estudado e desen-

volvido. No entanto, para a solicita-

ção mecânica proposta, foi utilizada

uma porcelana aluminosa de alta re-

sistência mecânica, já que este não

possui o reforço interno.

Duas amostras desse protótipo

maciço foram instalados em campo

para testes e encontram-se, até o

momento, com desempenho satisfa-

tório, sem nenhuma ocorrência.

� Especificações elétricas para isoladores.

Tensão Nominal (kV)Tensão suportável nominal de

impulso atmosférico a seco (kV)Tensão suportável disruptiva em

frequência industrial sob chuva (kV)Distância de escoamento (mm)

13,8 e 23,1 150 50 530

EMPRESA EXECUTORA

T-Cota Laboratór io Cerâmico


Henrique C. da Silva, Felipe A. C. de Souza, Maurício V. F. da Luz

EQUIPE DA CELESC

Alessandro Pedro Dadam, Matheus Soares Marco, Marcelo Hisao Oka, Fernando H. Molina

Este projeto foi apresentado no VII Congresso de Inovação Tecnológica em Energia Elétrica - CITENEL/SEENEL/2013 | Publicado na Revista ANEEL, edição nº 7, agosto 2015

PROJETO 5697-6308/2010


COM PLENO conhecimento do seu consumo

de energia elétrica, as pessoas tendem a to-

mar atitudes de uso racional da energia que

causam, em média, uma redução de 15% no

valor da sua fatura. Esse dado, resultado de

uma pesquisa realizada pela empresa Goo-

gle, no projeto piloto “Google PowerMeter”,

motivou o projeto de um equipamento que

pudesse fornecer essa informação ao consu-

midor, de forma fácil, imediata e gratuita.

Esse projeto de P&D da ANEEL resultou

no desenvolvimento de 20 equipamentos

eletrônicos, instalados e testados com êxito

em unidades consumidoras residenciais. As

“Tomadas Inteligentes” foram fixadas e

energizadas nos quadros de distribuição das

residências, e conectadas na rede wi-fi do

consumidor e transmitem os dados em tem-

po real a um servidor web. Assim, por meio

de um login e senha, o consumidor passava

a ter acesso instantâneo a todas as informa-

ções, no site do projeto, utilizando um com-

putador ou seu smartphone. De uma maneira

geral, os usuários se mostraram surpresos

Acompanhamento do consumo em tempo realEquipamento mede e regula o consumo de energia elétrica diretamente nas residências, com transmissão de dados feita pela internet. De forma instantânea, é possível controlar os gastos e verificar a qualidade da energia fornecida pela Celesc.

com o consumo registrado de determinados

eletrodomésticos, levando-os à substituição

por modelos mais eficientes. “Outros consu-

midores manifestaram desconhecer que de-

terminadas atividades do cotidiano domici-

liar eram responsáveis por tamanha parcela

de consumo e consequente impacto na con-

ta de energia elétrica, sendo que, a partir

desta identificação, iriam adotar posturas de

uso mais racional”, revela o Eng. Luiz Herma-

no Costa de Oliveira, da Celesc, gerente do

projeto realizado pela equipe da empresa

Quântico Consultoria.

O primeiro passo desse projeto foi a reali-

zação de uma extensa pesquisa bibliográfica,

abrangendo os tópicos relativos à utilização

� Visualização dos dados na interface web da Tomada Inteligente.

P & D 8 | C O N T R O L E


Tomada Inteligente Concessionária

» Previsão de faturamento e de consumo.

» Verificação, em tempo real, das interrupções e abrangência destas.

» Acesso aos níveis de tensão de fornecimento.

» Monitoramento dos indicadores individuais de continuidade de fornecimento (DIC, FIC e DMIC).

» Automação de cargas residenciais, possibilitando aplicações de gerenciamento de demanda.

» Medição e verificação de programas de Eficiência Energética.

» Tarifação horária diferenciada – Tarifa Branca.

A Tomada Inteligente Consumidor

» Consumidor instala o equipamento em seu quadro de distribuição.

» Equipamento acessa a rede wifi do consumidor e transmite os dados para um servidor web.

» O consumidor acessa o servidor web (pelo computador ou smartphone) e, com uma senha, verifica a medição e a qualidade da energia.

» Melhor controle do consumo e do valor da conta de energia.

de medidores inteli-

gentes. Na sequência,

os requisitos funcio-

nais foram especifica-

dos. Em seguida, de-

senvolveram-se os pro-

tótipos da tomada inte-

ligente e do ambiente web,

como também, a integração entre ambos. Por

fim, realizaram-se os testes funcionais em

bancada e em campo, com a instalação nas

unidades consumidoras. O projeto teve dura-

ção de 24 meses.

O equipamento desenvolvido permite a

instalação no quadro de distribuição, com en-

caixe nos trilhos destinados à fixação dos

disjuntores, ocupando o espaço de duas uni-

dades monofásicas. Há três sensores de ten-

são que foram dimensionados para operar em

redes com tensão fase-fase de até 380V, com

conexão feita diretamente nos bornes dos

disjuntores daqueles circuitos que serão mo-

nitorados, possibilitando a utilização em ins-

talações mono, bi ou trifásicas. Os sensores

de corrente permitem monitorar até quatro

circuitos monofásicos específicos. A tomada

inteligente tem baixíssimo consumo próprio,

alimentada diretamente pelos circuitos moni-

torados, e um LED indica seu estado funcio-

nal. A configuração da comunicação com a

rede wi-fi local é feita por meio de um aplica-

tivo de smartphone, disponível gratuitamente

para iOS e Android.

� O protótipo da Tomada Inteligente.

� Quadro de distribuição do usuário com o equipamento instalado

EMPRESA EXECUTORA

Quânt ico Engenhar ia


Sérgio L. Zimath, Adrián Fritz, Francisco J. S. Pimentel, Lúcio T. Prazeres, Luiz A. de Miranda, Luiz F. Schrickte e Patrícia M. B. Zimath

EQUIPE DA CELESC

Luiz Hermano de Ol iveira, Odir lei Zacarias Moura, Eduardo Dias

P u b l i c a d o n a R e v i s t a A N E E L , e d i ç ã o n º 7 , a g o s t o 2 0 1 5

PROJETO 5697-0710/2011


O aerogerador instalado em um modelo reduzido de aviário.

O BRASIL é o terceiro maior produtor e o maior

exportador de carne de frango do mundo, utili-

zando aviários modernos para a criação de

frangos de corte. Esses aviários utilizam exaus-

tores de alta vazão com o objetivo de propor-

cionar um ambiente mais agradável às aves.

Um aviário típico possui entre 6 e 24 exausto-

res, sendo que cada exaustor movimenta cerca

de 35.000m³/h de ar com velocidade média de

7,0m/s na saída do equipamento. Os aviários

do Sul do país, em sua grande maioria, apre-

sentam pressão interna negativa e ventilação

do tipo túnel com nebulizadores, baseado na

sucção de ar em uma das extremidades do gal-

pão por exaustores de alta vazão, resultando

em algo similar a um túnel de vento.

Aproveitar o potencial da energia cinética

associada ao deslocamento de ar de cada

exaustor é o mote do projeto de P&D “Desen-

volvimento de Sistema Integrado de Geração

de Energia para Aumento da Eficiência Energé-

tica de Aviários”, elaborado pela A Vero Domi-

no Consultoria e Pesquisa e pela Celesc. A

equipe desenvolveu um estudo para a implan-

tação de aerogeradores de pequeno porte,

compatíveis com o diâmetro de saída dos

exaustores (1.270mm, em média) mais comer-

cializados no segmento avícola. Esse equipa-

mento é associado a controladores de carga,

bancos de baterias e inversores de frequência.

A sistemática é simples: o aerogerador fornece

Aerogeradores utilizam a ventilação artificial dos exaustores de alta vazão dos aviários para diminuir o consumo de energia elétrica de produtores de frango.

potência no nível de tensão de 380V ao contro-

lador de carga, que faz a retificação e o contro-

le da carga do banco de baterias. Quando a car-

ga for igual a 100%, o sistema entra em modo

de flutuação. Nesse momento, toda potência

gerada será direcionada ao sistema elétrico de

baixa tensão do aviário, reduzindo a potência

absorvida da rede de distribuição.

Dessa forma, o sistema proporciona con-

fiabilidade, segurança e redução do valor da

fatura de energia do avicultor, um dos itens

mais importantes na composição dos custos

de produção. “O sistema integrado também

poderá ser configurado como uma reserva de

energia para utilização em eventuais inter-

rupções no fornecimento, assegurando, as-

sim, a sobrevivência das aves por meio da

ventilação mínima e/ou acionamento de dis-

positivos de segurança, como, por exemplo, a

abertura das cortinas laterais do aviário”,

complementa o gerente do projeto, José

Afonso Romancini, da Celesc.

Produção de alimentos e geração de energia

P & D 9 | A E R O G E R A D O R E S


O projeto começou a ser executado em ju-

lho de 2012, com prazo de duração de 24 meses.

Para a realização dos estudos técnicos prelimi-

nares, a equipe analisou os modelos de turbinas

eólicas de pequeno porte disponíveis no merca-

do brasileiro. A opção recaiu sobre o modelo No-

tus 138 (Enersud), com diâmetro de varredura

das pás compatível com o da saída dos exausto-

res. A partir de então, definiu-se o layout do sis-

tema de geração em um modelo reduzido de

aviário. O objetivo desta etapa foi a visualização

do posicionamento das turbinas, controlador de

carga, inversor CC-CA e baterias. Cada turbina

proporciona geração independente, pois os sis-

temas de controle de ambiência dos aviários são

individuais. Para o dimensionamento do modelo

reduzido do aviário, foi considerada uma queda

de pressão de 12,5PA no interior do túnel, valor

condizente com o praticado em aviários tradicio-

nais. O comprimento estimado para o túnel foi

de 5 metros, levando-se em consideração o per-

curso necessário para gerar um fluxo de ar pró-

ximo ao ideal, ou seja, um fluxo laminar. De

acordo com o desenvolvimento teórico, os valo-

res ideais do modelo foram 2,15 metros de altu-

ra e 2,15 metros de largura, respeitando-se a fai-

xa de velocidade entre 2,01 e 2,54m/s para am-

bos motores de 1,0CV e 1,5CV de potência.

Para controlar a velocidade interna do des-

locamento de ar, um anemômetro foi instalado

no ponto central do túnel. A medição da pressão

interna é coletada por meio de um duto inserido

por um orifício na parede longitudinal, ponto

próximo à porta, dentro do túnel. Já a pressão

de referência, pressão atmosférica, será coleta-

da em um ponto qualquer fora do modelo redu-

zido do aviário. Um difusor, localizado a montan-

te da entrada de ar, é necessário para minimizar

a turbulência gerada na entrada do fluxo de ar.

De maneira aleatória, definiu-se sua instalação

em um ângulo de 45 graus. Muito utilizada em

aviários, a lona foi considerada o material ideal,

por ser flexível para o processo de abertura e

fechamento do túnel com o exaustor ligado e

por garantir vedação suficiente. Foi necessária,

ainda, a utilização de um duto direcionador para

permitir o máximo aproveitamento da energia

cinética, considerando a aplicação de exausto-

res sem cone. Concluiu-se que o diâmetro ideal

de varredura da turbina é o diâmetro de descar-

ga do exaustor, ou seja, 1.270mm.

Em relação às baterias, são adotados mo-

delos comerciais, como as utilizadas em carros

e tratores, de forma a facilitar a aquisição e

reposição a um custo baixo. O tempo máximo

de atuação do sistema de baterias foi estabe-

lecido em uma hora, acreditando-se ser sufi-

ciente para a assistência de medidas correti-

vas, como, por exemplo, o levantamento das

lonas do aviário. “Com o sistema proposto de

geração assíncrona, tanto o exaustor quanto o

aerogerador são acoplados diretamente à rede

elétrica”, acrescenta José Afonso. O trabalho

de pesquisa está sendo desenvolvido em aviá-

rios; porém, sua aplicabilidade é bem mais

abrangente. O setor de mineração, por exem-

plo, poderia ser beneficiado, considerando-se

a utilização do sistema de geração em exaus-

tores de grande porte (100 a 400CV), como os

utilizados nas minas subterrâneas de extração

de carvão na região Sul do Brasil.

Inversor CC/CAContr. de carga

Baterias

Cabo elétrico

Turbinas

� Layout de montagem do sistema eólico no aviário.

Carcaça do exaustor

Duto direcionador

AerogeradorExaustor

Corpo

Comporta

Porta para acesso interno

� Modelo reduzido do aviário. � Exaustor, duto e aerogerador.

EMPRESA EXECUTORA

A Vero Domino Engenhar ia


Antônio Carniato, Arlan L. Bettiol, Gilberto D. Uggioni, Áureo D. Bettiol, Luis Fernando do N. Passos, Norbert Penner

EQUIPE DA CELESC

José Afonso Romancini , Alexandre C. Rodrigues e Wladimir A. da Si lva

Es te p ro je to fo i apresentado no V I I Congresso de Inovação Tecno lóg ica em Energ ia E lé t r i ca - C ITENEL/SEENEL/2013

PROJETO 5697-1410/2011


O COMPORTAMENTO da carga do sistema de

distribuição ao longo do tempo representa

uma das principais incertezas envolvidas na

distribuição de energia elétrica. Atualmente,

grande parte dos consumidores possui ape-

nas medição do montante de energia consu-

mida no mês. Porém, como a energia foi con-

sumida nesse intervalo de tempo? O real

carregamento da rede ao longo dos dias é a

grande dúvida. “O desconhecimento sobre o

comportamento temporal da carga do sistema

dificulta e torna menos eficiente o planeja-

mento de obras e as operações das redes”,

argumenta Rafael Zimmermann Homma, da

Celesc, gerente do projeto de P&D Smartma-

tor, executado em parceria com a Powersyslab

Engenharia e Sistemas.

Com base nessa grande questão envol-

vendo a falta de informação sobre o compor-

tamento da carga, a equipe do projeto desen-

volveu uma nova metodologia de estimação

de estados para redes de distribuição de mé-

dia tensão com base na teoria possibilística

fuzzy. Para tanto, são cruzados dados de tem-

po real e do sistema de medição remota com

informações estatísticas e históricas de con-

sumo. Destaca-se que, na teoria probabilísti-

Menos incertezas, maior eficiênciaProjeto possibilita a realização de simulações consistentes sobre o estado elétrico da rede de distribuição. Nova metodologia de estimação de resultados permite ações de planejamento e de operação mais eficientes e seguras.

ca, a incerteza é representada por meio de

uma distribuição de probabilidades construí-

da a partir da análise estatística de uma popu-

lação. Já na teoria possibilística, a incerteza é

modelada mediante uma distribuição de pos-

sibilidades, que permite a representação de

incertezas mesmo que as características esta-

tísticas das variáveis incertas do problema

sejam desconhecidas.

Os números fuzzy vêm sendo amplamente

utilizados para a representação de informa-

ções vagas ou imprecisas, tal como variáveis

linguísticas como alto, quente, rápido e forte,

por exemplo. Nesse trabalho, adotou-se o

conceito de números fuzzy triangulares para a

representação de incertezas associadas, prin-

cipalmente, as cargas não monitoradas do

sistema de distribuição. Um número fuzzy

� Módulo acoplado à plataforma PSL®DMS –

P & D 1 0 | P L A N E J A M E N T O


triangular A pode ser definido por três pontos

e uma função de pertinência na qual é o valor

esquerdo (ou mínimo), é o valor central e é o

valor direito (ou máximo).

Os testes indicaram que o tratamento por

estimação de estados fuzzy e a utilização dos

valores amostrados em religadores e medido-

res conseguem quantificar e reduzir significati-

vamente as incertezas sobre o estado elétrico

do sistema. Na rede de testes e validação, o

maior erro absoluto ficou em torno de 0,54%

com o Smartmator, contra 5% obtido com a me-

todologia tradicional de estimação de estados.

A partir de simulações consistentes e precisas,

a distribuidora pode avaliar, de forma mais rea-

lista, casos de sub e de sobretensão, carrega-

mentos de trechos, gargalos que possam estar

ocorrendo na rede e perdas técnicas no siste-

ma. “Redes subdimensionadas podem sofrer

sobrecargas, violações de limites de tensão,

deterioração dos ativos da empresa e possíveis

desligamentos. Já redes superdimensionadas

representam a imobilização de importantes re-

cursos financeiros que poderiam estar sendo

investidos com maior efetividade”, alerta Rafa-

el. Além disso, a tendência crescente de cone-

xão de estações de micro e minigeração à rede

de distribuição aponta para um aumento ainda

maior de incertezas.

Os cenários

Na prática, a metodologia Smartmator pro-

põe que, além do valor típico obtido na amos-

tragem realizada a cada ciclo de revisão tarifá-

ria, a distribuidora também considere as

incertezas, possibilitando uma avaliação dos

potenciais intervalos de carga em cada horário.

Para isso, cada valor-horário é modelado como

um número triangular fuzzy, com o valor es-

querdo representando o menor va-

lor, o central representando o valor

mais possível e o direito represen-

tando o maior valor.

O Smartmator permite gerar

três possíveis cenários: o mais

provável, o pior e o melhor cená-

rio de carga do ponto de vista da

tensão na rede. Isso possibilita a

avaliação dos melhores níveis de

tensão e menores perdas do sis-

tema. Já para obter o cenário

com maior probabilidade, utiliza-

-se o valor central.

Como forma de tornar práticos

os resultados da pesquisa, o Smart-

Construção deTipologias Fuzzy

Modelagem deCarga Fuzzy

Modelagemda Rede

Campanhade Medição

Medidas AMR,Histórico de Consumo

Cadastro Técnicode Rede

CurvasTípicasFuzzy TDs

PseudomedidasFuzzy Modelo

Matemáticoda RedeMedidas de

Tempo Real

Estados e Medidas Fuzzyestimadas

Estimador de Estados Fuzzy

Arquitetura básica da metodologia desenvolvida, baseada na teoria

possibilística fuzzy. São cruzados dados de tem po real e do sistema de medição remota com informações estatísticas e

históricas de con sumo.

Benefícios do Smartmator para a Celesc:

» Avaliar ações necessárias para a manutenção de

tensões e carregamentos dentro dos limites esta-

belecidos pela ANEEL, evitando multas, desliga-

mentos indevidos e degradação dos indicadores

de qualidade.

» Planejar investimentos ou sua postergação, ba-

seando-se na diminuição das incertezas sobre

possíveis gargalos na rede.

» Maior segurança e agilidade na elaboração e va-

lidação de planos de manobras.

» Maior assertividade na parametrização e aloca-

ção de equipamentos de controle de tensão.

mator foi integrado e disponibilizado como um

módulo da ferramenta PSL DMS, amplamente

utilizada na Celesc nas funções de estudo elé-

trico de suas redes de distribuição. Assim,

qualquer rede que estiver sob a análise do PSL

DMS, poderá obter cenários consistentes com

base na medição eletrônica disponível em

disjuntores, religadores, reguladores de ten-

são e medidores do Grupo A.

EMPRESA EXECUTORA

Powersylab Engenharia e Sistemas


Tiago T. dos Santos, Lucas L. dos Santos, Rafael K. Pavão, Flavio A. B. Lemos

EQUIPE DA CELESC

Rafael Z. Homma, Rodrigo C. de Andrade e Igor K. Khairalla

Es te p ro je to fo i apresentado no V I I I Congresso de Inovação Tecno lóg ica em Energ ia E lé t r i ca - C ITENEL/SEENEL/2015

PROJETO 5697-2610/2011


A INTERRUPÇÃO do fornecimento de energia

elétrica em algum ponto da rede somente é

identificada após um conjunto de consumido-

res informarem o problema à distribuidora. Só

então a empresa é capaz de deslocar uma

equipe para averiguar a ocorrência. Cada eta-

pa desse processo demanda tempo, gera

transtornos para a sociedade e prejudica os

indicadores de continuidade. Mudar esse

quadro foi o desafio estabelecido na pesquisa

PSL Celesc / Smart Fix.

A chave para a solução desse problema

começa no melhor aproveitamento dos siste-

mas de monitoração e controle já existentes

na empresa. Atualmente, o Centro de Opera-

ção conta com a telessupervisão e o telecon-

trole de alguns equipamentos na rede de dis-

tribuição. Da mesma forma, o setor comercial

possui a leitura remota de alguns consumido-

res de grande porte. “Esses sistemas fornecem

um grande volume de dados sobre a rede de

distribuição. Porém, eles não foram projetados

para prover uma informação clara e unificada

sobre o estado geral da rede elétrica”, explica

Rafael Zimmermann Homma, da Celesc Distri-

buição, gerente do projeto, desenvolvido em

parceria com a Powersyslab Engenharia e Sis-

temas. Identificada a falta de integração entre

Informações interligadas, agilidade na reenergização Ao cruzar dados, sistema identifica o local do defeito na rede e informa o seu nível de gravidade após a interrupção da energia. As informações permitem a redução do tempo de recomposição das faltas, elevando os índices de satisfação dos consumidores.

P & D 1 1 | R E L I G A M E N T O

as aplicações, foi iniciado o trabalho de levan-

tamento das informações que cada sistema

poderia fornecer para criar um ambiente de

operação em tempo real que incorporasse as

ideias que caracterizam um smart grid. Assim,

o projeto Smart Fix foi concebido para conver-

ter simples dados operacionais em informa-

ções úteis para a operação diária do sistema,

possibilitando a redução do tempo requerido

nas tarefas de identificação, localização, isola-

mento e recomposição de faltas.

Importante considerar que a grande maio-

ria das interrupções no fornecimento de ener-

gia é provocada por defeitos temporários na

rede e, nesses casos, o reestabelecimento cos-

tuma ser realizado pelo próprio equipamento

de proteção automatizado. Porém, tal procedi-

mento não garante que toda a rede à frente do

equipamento de proteção tenha sido reenergi-

zada com sucesso, podendo restar nichos de-

feituosos. A queima de um fusível, por exem-

plo, não é percebida pelo centro de controle.

Assim, após a criação da estrutura para organi-

zar e integrar as informações disponíveis na Ce-

lesc, a equipe preocupou-se em promover a de-

tecção e a identificação de defeitos de forma

automática. Com base nas informações envia-

das pelo equipamento de proteção, o Smart Fix

é capaz de detectar trechos que permanece-

ram desligados e, dessa forma, alertar o opera-

SCADA

COS – ABBCOD – Elipse

GIS

GeneSis

AMI

Way2V2COM

OMS

SIMO

Smart Fix

� Sistemas integrados ao Smart Fix.


dor. Ele realiza isso se baseando na diferença

de consumo mostrado pelo equipamento de

proteção e nos consumos estimados para cada

ramal a sua frente. Comparando os valores an-

teriores e posteriores ao evento, o Smart Fix in-

dica os trechos suspeitos de com base nas cha-

madas do call center e nas informações da Te-

lemedição em alguns clientes.

Toda a metodologia desenvolvida foi inte-

grada a um poderoso ambiente computacio-

nal que utiliza os recursos do Google Maps

para apresentar o estado atual da rede elétri-

ca. Com isso, o operador pode rapidamente

visualizar o impacto dos eventos, operar o sis-

tema e auxiliar as equipes de campo na pro-

cura por defeitos e reestabelecimento do sis-

tema de forma ágil e segura. Por meio da

análise preliminar dos resultados é possível

identificar o grande impacto que tal projeto

terá sobre os indicadores da empresa, uma

vez que poderá provocar uma redução signifi-

O sistema pode indicar Benefícios do Smart Fix » Tipo da falta (fase-terra, fase-fase, bifásica-terra, trifásica); » Redução no tempo de detecção de faltas;

» Indicação de falta temporária ou permanente; » Redução da dependência dos chamados do call center;

» Corrente de curto-circuito que provocou o desligamento; » Maior agilidade no deslocamento das viaturas;

» Número de unidades consumidoras desenergizadas; » Auxílio das equipes nas tarefas de inspeção e procura do defeito;

» Carga estimada desenergizada; » Redução do tempo total demandado para isolar o problema;

» Índice de criticidade da falta; » Agilidade no reestabelecimento da energia;

» Estampa de tempo de campo e estampa de tempo do momento da chegada da informação ao COD.

» Aumento da segurança operativa do sistema, evitando violações dos limites operacionais devido ao remanejo de carga;

» Melhoria dos índices de satisfação dos consumidores.

� Ao adotar recursos do Google Maps, o estado atual da rede elétrica é apresentado de forma geral, permitindo a fácil visualização dos eventos para operar o sistema, auxiliar as equipes de campo para o rápido reestabelecimento do sistema.

Informações interligadas, agilidade na reenergização

cativa nos indicadores DIC (Duração de Inter-

rupção Individual por Unidade Consumidora),

DMIC (Duração Máxima de Interrupção Con-

tínua por Unidade Consumidora) e DEC (Du-

ração Equivalente de Interrupção por Unida-

de Consumidora).

EMPRESA EXECUTORA

Powersy lab Engenhar ia e S istemas


Tiago T. dos Santos, Lucas L. dos Santos, Rafael K. Pavão, Flavio Antônio B. Lemos

EQUIPE DA CELESC

Rafael Z. Homma, Rodrigo C. de Andrade e Igor K. Khairal la

Este projeto foi apresentado no VII Congresso de Inovação Tecnológica em Energia Elétrica - CITENEL/SEENEL/2013 | Publicado na Revista ANEEL, edição nº 7, agosto 2015

PROJETO 5697-1010/2011


� O eletricista em treinamento e o ambiente virtual que ele experimenta.

AS ATIVIDADES de operação, manutenção e

construção são estratégicas para as concessio-

nárias de distribuição de energia na prevenção

de acidentes, pois são executadas por meio da

intervenção do eletricista na rede elétrica. Essas

atividades requerem das empresas um grande

esforço no aperfeiçoamento de métodos e pro-

cessos de execução, bem como no treinamento

de suas equipes técnicas de campo.

Os treinamentos atuais praticados pela

Celesc são realizados em condições reais, nas

quais as atividades dos eletricistas e suas in-

tervenções na rede são executadas com os

controles dos riscos inerentes à eletricidade.

Nesse formato, há sempre o risco de aciden-

tes, como fogo seguido de explosão em trans-

formadores, rompimento de chaves, quebra

de isoladores e até problemas com abelhas

nos postes. Além dessas questões de segu-

rança, essa forma de treinamento pode tam-

bém acarretar em prejuízo econômico, com

perda de equipamento e patrimônio.

Nesse contexto, foi desenvolvido o proje-

to de P&D “Sistema computacional com ele-

mentos reais e virtuais para treinamento em

segurança do trabalho nas atividades de

O&M (operação e manutenção), consideran-

do a pre venção e controle de riscos em redes

aéreas de Distribuição de Energia Elétrica”,

realizado em parceria pela Matrix Engenha-

ria em Energia e pela Celesc Distribuição. O

objetivo é a aplicação de técnicas extrema-

mente atualizadas para simulação dos siste-

mas de distribuição, que estabelecerão uma

imagem virtual da rede elétrica em três di-

mensões, ambiente virtual com campo de vi-

são de 360 graus.

Essas técnicas são associadas à realidade

virtual e permitem a imersão total do eletricis-

ta em treinamento, com a construção de simu-

ladores robustos e realistas que representarão

as atividades de operação e manutenção em

redes de distribuição e podem oferecer ao usu-

ário experiências de situações críticas modela-

das a partir de cenários possíveis na vida real.

“A concessionária pode recriar situações com

alto nível de imersão sem risco e com baixo

custo operacional. Além disso, garantem a fa-

miliaridade dos técnicos com a operação real,

introduzindo informações sobre riscos e simu-

lando as adversidades que podem acontecer

durante uma operação”, ressalta o gerente do

projeto, Edson Aquino dos Santos.

Sistema de realidade virtual ajuda a evitar acidentesProjeto desenvolve simulador que cria um cenário virtual da rede elétrica no qual eletricistas são expostos, com segurança, a variadas situações do dia a dia.

P & D 1 2 | S E G U R A N Ç A


Bastão de manobra

Câmera

Sensores

Óculos HMD

Os recursos tecnológicos aplicados permiti-

rão a aceleração do processo de capacitação

de pessoal, redução de custos, maior retenção

da memória operativa da empresa, redução de

riscos em treinamentos iniciais, assim como a

ampliação do envolvimento dos profissionais

nas situações críticas. Dessa forma, a conces-

sionária criará um ambiente sinérgico e coope-

rativo, que certamente resultará também numa

atuação mais integrada, rápida e eficiente.

Deve-se considerar, ainda, que a aplicação

das técnicas mais modernas de Inteligência Ar-

tificial e de Realidade Virtual na área de energia

elétrica ainda se encontra em fase inicial, quan-

do comparada com outras áreas do saber hu-

mano, como medicina, aeronáutica, automobi-

lismo e extração de petróleo. Assim sendo, o

projeto propõe um ambiente de simulação virtu-

al e de avaliação de missões críticas na área de

energia elétrica, que deverá servir de base para

o desenvolvimento de outras simulações nas

mais diversas áreas do setor elétrico.

O ambiente virtual a ser realizado será

composto por uma infraestrutura avançada,

com programas de simulação capazes de per-

mitir a representação fiel das ações a serem

executadas pelo treinando e a imersão total

do eletricista em situações praticamente re-

ais. Nessas simulações, um estímulo realista e

uma avaliação completa das ações advindas

dos operadores poderá ser realizada, exerci-

tando, assim, as várias possibilidades associa-

das às referidas situações críticas. O sistema

Sistema de realidade virtual ajuda a evitar acidentesserá implementado de tal forma a ser utilizado

eventualmente como sistema de apoio e su-

pervisão a ações críticas remotas. Essas ações

deverão ser consistentes com práticas e pro-

cedimentos adotados pela Celesc. Acrescen-

ta-se, também, que, em muitos casos, os ser-

viços de manutenção e construção são execu-

tados por empreiteiras. Dessa forma, o aper-

feiçoamento da prevenção, bem como o con-

trole e a percepção de riscos na execução des-

sas tarefas também devem envolver os eletri-

cistas dessas empresas terceirizadas.

EMPRESA EXECUTORA

Matr ix Engenhar ia em Energia


Acacio Barreto Neto, Alexander Tenório, Amílcar Araújo Milasch, Carlos Roberto Benedik, Gil Fortes Vasconcelos, Hector Arango, Jussara Miranda Dias, Marco Antônio Azevedo, Júlio César da Costa, João Ricardo de Almeida Cabral, Sergio Lucio Salomon

EQUIPE DA CELESC

Edson Aquino dos Santos, Claudionor Vieira, Eduardo Soldatel l i

� O funcionamento do sistema virtual de treinamento e o equipamento envolvido.

PROJETO 5697-2510/2011


Diagnóstico rápido e seguroEquipamento de medição inédito permite analisar a integridade do circuito elétrico dos transformadores instalados nas redes de distribuição. Portátil e de baixo custo, o sistema agiliza a detecção de defeitos sem comprometer a segurança dos operadores.OS TRANSFORMADORES são elementos co-

muns nos cenários urbanos e rurais de Santa

Catarina, considerando a extensa rede aérea

de distribuição. Esses equipamentos estão

sujeitos às mais variáveis situações que po-

dem provocar seu desligamento por meio de

seus dispositivos de proteção – o que compro-

mete significativamente a qualidade do servi-

ço de fornecimento de energia elétrica. A ori-

gem dos defeitos pode ser externa ou interna

e, em muitos casos, a identificação da causa

exige uma série de procedimentos que impli-

ca na demora do reestabelecimento da ener-

gia. Quando não se consegue identificar a

origem, a tentativa de religar o circuito pode

provocar súbita corrente de curto-circuito,

com riscos para o operador e para a rede. Em

uma condição extrema, o transformador preci-

sa ser substituído, a fim de ser testado em

oficina especializada, aumentando ainda mais

o tempo para reenergização da rede.

Para mudar essa realidade, foi estabeleci-

do o projeto de P&D “Desenvolvimento de

Equipamento para Diagnóstico in loco de De-

feitos em Transformadores de Distribuição”,

executado pela Universidade Regional de Blu-

menau (FURB) em parceria com a Celesc. O

objetivo era construir e testar um equipamen-

to protótipo para trabalho em campo, portátil

e de baixo custo, que permita o diagnóstico

da integridade do sistema de isolamento de

transformadores instalados em postes das re-

des aéreas de distribuição de energia.

“O equipamento proposto é inédito, não

existe similar a ser utilizado pelas equipes de

manutenção corretiva da concessionária, du-

rante as operações de detecção de falhas aci-

dentais e religamentos da rede”, afirma Julia-

no Bachmann, gerente do projeto. Na época da

elaboração do projeto, foi efetuada ampla revi-

são bibliográfica e não foram encontradas, na

literatura técnica, informações que atestassem

a existência de equipamento igual ou equiva-

lente ao proposto. Os testes realizados, tanto

em laboratório quanto em campo, evidencia-

ram que o equipamento protótipo desenvolvido

consegue dia gnosticar, com precisão e rapidez,

o estado dos enrolamentos dos trans-

formadores de distribuição classe 15 e 25kV,

para as potências nominais de 30 a 112,5kVA.

Inicialmente foram pesquisadas informa-

ções relevantes como a de que as redes ope-

ram em níveis de tensão entre 13,8 e 23,1kV

(fase-fase) nos circuitos primários. De uma

forma geral, os circuitos (ramais) na baixa ten-

são são radiais. Essa última característica ga-

rante um circuito de baixa desenergizado, a

princípio, caso se abra completamente o cir-

cuito de alta do transformador. Em relação

aos transformadores, a maioria das unidades

é trifásica, com enrolamentos no primário (al-

ta-tensão – AT) em classes 15 e 25kV, em del-

ta. Na baixa-tensão (BT), a conexão é em es-

trela com o neutro aterrado, com tensões no-

minais de 380 (linha)/220 (fase-neutro) V. As

potências padronizadas são 30, 45, 75, 112,5

e 150kVA. As principais causas de defeitos, de

acordo com o escritório da Agência regional

Detalhe do painel de controle das informações obtidas com o equipamento

ligado ao transformador.

P & D 1 3 | T R A N F O R M A D O R E S


da Celesc em Blumenau, são abalroamento

de veículos, vegetação na rede, sobrecarga,

condutor desregulado, condições climáticas

adversas, defeito em consumidor e ações de

terceiros.

A principal informação obtida na etapa de

pesquisa foi a de que um transformador so-

mente é retirado do poste quando a equipe

técnica se depara com defeitos bem defini-

dos, com sérios danos às bobinas do transfor-

mador, levando-o a curto-circuito ou a circuito

aberto. Esse dado norteou a concepção do

princípio de funcionamento do equipamento

de detecção dos defeitos em transformadores

de distribuição a partir da medição do equilí-

brio das correntes e tensões de linha

entre a saída da fonte de energia do

equipamento e a AT do transfor-

mador sob teste.

Como funciona

A unidade de leitura e

controle de corrente/pro-

cessamento de dados é o

coração do equipamento e

funciona alimentada por

uma bateria. A unidade pro-

cessa os sinais de correntes de linha

eficazes medidos, que circulam entre as fa-

ses da fonte do equipamento (em estrela) e

os enrolamentos primários da AT do transfor-

mador (em delta). Para verificar se o dese-

quilíbrio entre essas correntes é aceitável e

efetuar o diagnóstico, o procedimento pro-

gramado no microcontrolador foi o seguinte:

a partir da medição das três correntes de li-

nha que alimentam a AT do transformador, é

efetuada a média aritmética entre elas, sen-

do estabelecida uma margem em porcenta-

� O Testa Trafo em ação e a maleta de polipropileno utilizada como gabinete da versão final do equipamento.

gem (para mais e para menos) a partir do

valor médio calculado.

É verificado, então, se os valores das cor-

rentes de linha ficam dentro da margem. Caso

todas as correntes sejam aprovadas, o display

do equipamento da o aviso de “OK” (sem de-

feito). Se pelo menos uma das correntes medi-

das ficar fora da margem, o display sinaliza o

status de “Defeito”. A unidade aplica corrente

no sistema somente se o botão “Testar” for

acionado, quando então mos tra no display o

termo “Testando”. Nesse caso, aciona o Osci-

lador Trifásico, alimenta o Amplificador Trifási-

co e recebe os dados de corrente para proces-

sar. Durante o teste, os valores eficazes das

correntes das fases do equipamento são mos-

trados no display. O equipamento é composto,

ainda, por um Oscilador Trifásico, um Amplifi-

cador Trifásico, um Transformador Trifásico

Elevador e por um Medidor de Corrente.

ENTIDADE EXECUTORA

Fundação Universidade de Blumenau – FURB


Hugo A.D. Almaguer, Sérgio H.L. Cabral, Graziano E. Cardoso, César R. Câmara da Silva, Luiz T. de Moraes Jr., Thair I. A. Mustafa, Elisete T. Pereira, Luiz H. Meyer

EQUIPE DA CELESC

Juliano Bachmann, Fernando H. Molina e Marco A. Gianesini

Es te p ro je to fo i apresentado no V I I I Congresso de Inovação Tecno lóg ica em Energ ia E lé t r i ca - C ITENEL/SEENEL/2015

PROJETO 5697-0510/2011


� Identificação de fase realizada nas fases A, B e C, feita próxima à saída do alimentador da subestação Joinville IV.

A B C

A IDENTIFICAÇÃO correta de fases em opera-

ções de manutenção, ampliação ou melhorias

na infraestrutura da rede de distribuição é

crucial para o funcionamento adequado e

para a garantia de qualidade do sistema de

distribuição. No entanto, o método convencio-

nal adotado pelas concessionárias de energia

para fazer essa identificação é trabalhoso,

não evita os riscos associados a erro humano,

além de exigir uma quantidade de horas de

trabalho e de atenção superior em relação a

sistemas automatizados. A principal preocu-

pação da concessionária de distribuição é

com a segurança operacional de seu corpo

funcional, que atua na área de risco. A interli-

gação de redes que não estejam “faseadas” é

um dos graves acidentes possíveis de ocorrer

no sistema de distribuição, colocando em ris-

co a vida do operador, de terceiros e danifi-

cando – ou quando menos, reduzindo – a vida

útil de transformadores e de outros equipa-

mentos de subestações.

Eliminar a possibilidade de ocorrência des-

se tipo de acidente, a partir da identificação

precisa das fases dos condutores das redes de

distribuição por meio de um equipamento au-

tomatizado, proporciona um bene fício para a

concessionária que transcende aos benefícios

econômicos. Essa problemática motivou a reali-

zação do projeto de P&D “Desenvolvimento de

Identificador de Fases para Redes de Distribui-

ção de Média Tensão Utilizando Sincrofaso-

res”, executado pela Reason Tecnologia e pela

Celesc Distribuição. A importância da correta

identificação de fases foi evidenciada usando

por base o estudo de caso da ligação provisória

do Porto de Itapoá-SC, realizada em 2011 pela

Celesc. E o protótipo de um identificador auto-

mático de fases em substituição ao método

convencional foi finalizado, testado e disponibi-

lizado para uso pela Agência de Joinville.

A solução desenvolvida se baseia no concei-

to de medição fasorial sincronizada, definido pe-

las normas IEEE C37.118.1 e IEEE C37.118.2, uti-

lizando-se do sistema de GPS para a realização

de medições de tensão sincronizadas no tempo,

permitindo que pontos distantes da rede de dis-

tribuição possam ter o ângulo dos seus fasores

de tensão comparados. Uma vez feita a compa-

ração angular, um algoritmo estatístico é aplica-

do para definir a qual fase, do sistema de distri-

buição em questão, pertence o condutor sob tes-

te. Parte fundamental para a realização do proje-

to foi o desenvolvimento de um sensor capaciti-

vo que conseguisse, sem contato elétrico, medir

o campo elétrico emanado pelos cabos de distri-

buição e, consequentemente, saber o ângulo de

tensão medida em campo. Destaca-se, ainda, a

vantagem da utilização dessa tecnologia em di-

versas outras situações que podem tornar mais

rápida, sem perda de qualidade, a recomposição

de uma rede de distribuição em condições de

desastres, por exemplo.

Menos acidentes e mais agilidadeBaseado no conceito de medição fasorial sincronizada, solução desenvolvida pelo projeto de P&D utiliza o GPS para a realização de medições de tensão sincronizadas, permitindo que pontos distantes da rede possam ter o ângulo dos seus fasores de tensão comparados.

P & D 1 4 | F A S E A M E N T O


Passo a passoA ligação provisória do Porto de Itapoá foi

uma operação realizada com estudos e análi-

ses da rede e posterior montagem da infraes-

trutura para a conexão entre a subestação IPA

na cidade de Itapoá-SC e o Porto, sob o coman-

do da equipe da Agência Regional de Joinville.

Durante o período de estudo, foi aplicado o mé-

todo convencional para a identificação de fa-

ses, que consistiu em percorrer a rede de distri-

buição e observar as conexões, inversões e

transposições ao longo desta. O comprimento

da rede, calculado com o software AutoCAD

Map e a planta baixa georreferenciada, era de

13.254 metros, percorrida dentro do perímetro

urbano por dois engenheiros da concessionária

de energia, utilizando um automóvel da empre-

sa, em horário comercial. Segundo relatos da

equipe, o tempo gasto para a realização do pro-

cesso de identificação do faseamento demorou

em torno de nove horas, ou seja, 40 minutos

por quilômetro de rede, aproximadamente.

Um sistema automatizado para a identifi-

cação de faseamento pode ser entendido como

um conjunto de dispositivos capazes de, por

meio de determinadas tecnologias, inferir, sem

contato físico entre eles, a qual fase está asso-

ciada cada condutor sob teste. Para atender às

funcionalidades desejadas, o sistema foi dividi-

do em três unidades dispostas: Unidade de Re-

ferência, Sensor capacitivo sem contato e Uni-

dade de Processamento. A Unidade de Refe-

rência é responsável por adquirir o sinal de ten-

são advindo de um Transformador de Potencial

(TP), conectado a uma referência de fase co-

nhecida. O Sensor tem como funcionalidade

coletar e digitalizar, com segurança para o

usuário e de forma sincronizada, um sinal pro-

porcional à tensão do cabo cuja fase se quer

descobrir. Ele deve ser portátil para que seja le-

vado a campo até o local de teste do cabo, o

qual deve apoiar o sensor por meio da estrutura

mecânica adaptada. A Unidade de Processa-

mento é responsável por se comunicar com as

demais unidades, comparar as diferenças an-

gulares entre elas e, a partir disso, inferir a qual

fase pertence o condutor “x”. Ela é dividida em

módulos que desempenham funções específi-

cas na identificação de fase. Trata-se de uma

unidade também portátil, acomodada em uma

Aplicações adicionais » Instalações de novos equipamentos na rede de distribuição (chaves e transformadores, por exemplo);

» Instalação de equipamentos de telemedição;

» Criação de um mapa georreferenciado dos pontos de conexão da rede;

» Reconstrução rápida da rede após desastres;

» Identificação de ligações dúbias de fase;

» Diminuição da corrente de neutro nos alimentadores e seus compo-nentes devido ao melhor balanceamento das fases;

» Teste de existência de tensão em cabos rompidos;

» Uso das principais aplicações em sistemas isolados (plataformas de extração de petróleo ou gás, por exemplo).

Fasores comestampa de tempo

Sinalde

Tensão

Estampa de tempo

Estampa de tempo

Internet

Comunicação

Unidade dereferência (PMU) GPS GPS

Unidade deprocessamento

Display

Sensor

SE

UNIDADE DE CAMPO

� Diagrama geral do sistema de identificação de fases

caixa resistente a vibração, choque e gotas de

água, devendo ser carregada em conjunto com

o Sensor e os demais acessórios.

Ao ser acionado o botão de comando para

executar a identificação da fase na Unidade de

Processamento, a CPU solicita os sincrofasores

medidos na Unidade de Referência, por meio

da internet e, em paralelo, calcula e armazena

os fasores obtidos pela PMU de campo com o

sinal do sensor. A partir do momento em que os

dados são estatisticamente válidos, é feita a

comparação. O resultado é apresentado no ta-

blet, por meio do aplicativo desenvolvido espe-

cialmente, bem como a inferência da existência

de um transformador com ligação entre as uni-

dades, quando a diferença angular entre a fase

de referência e a do condutor for superior a 30°

e inferior a 60°. O sistema foi testado em cam-

po, a alguns metros da saída do alimentador,

comparando a conclusão da inspeção visual

com o resultado do equipamento. E foi asserti-

vo para as três fases, com uma defasagem an-

gular inferior a 5,5° para o pior erro de medição.

O tempo total para os três testes foi inferior a

30 minutos.

EMPRESA EXECUTORA

Reason Tecnologia


Jurandir P. de Oliveira, Marcelo N. Agostini, Adriano O. Pires

EQUIPE DA CELESC

Jean E. Costanzi , Eduardo C. de Souza e Márcio L. Vargas

Este projeto foi apresentado no VII I Congresso de Inovação Tecnológica em Energia Elétr ica - CITENEL/SEENEL/2015

PROJETO 5697-2710/2011


O SAPIENS PARQUE, empreendimento tecnoló-

gico em construção em Florianópolis, foi o esco-

lhido como modelo no projeto de Pesquisa e De-

senvolvimento “Redes Distritais de Geração e

Distribuição de Energia Sustentável”, desenvol-

vido para a Celesc pela CERTI, Fundação Centros

de Referência em Tecnologias Inovadoras. O par-

que, idealizado pela CERTI, está sendo implanta-

do em uma área de 4,5km2 em Canasvieiras, na

região Norte da Ilha de Santa Catarina, e deverá

ser concluído em 2030, constituindo um conjun-

to de consumidores com diferentes perfis de de-

manda de energia, como instalações comerciais,

instituições de pesquisa, indústrias leves e em-

presas de alta tecnologia.

Nesse ambiente, o projeto considerou a

possibilidade de microgeração de energia local,

com base na Resolução 428/2012, da Agência

Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), a qual es-

tabelece a possibilidade de os consumidores se

tornarem microprodutores de energia e, inclusi-

ve, fornecerem o excedente para a rede de dis-

tribuição de sua localidade. As fontes de gera-

ção precisam ser renováveis ou com elevada efi-

ciência energética, isto é, com base em energia

hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração

qualificada. O projeto, então, tratou de analisar

as soluções que permitiriam a conexão de uma

grande quantidade de microgeradores na rede

elétrica com segurança e confiabilidade, as tec-

nologias que gerariam benefícios para as em-

presas de energia e para a sociedade e o plane-

jamento da expansão da rede de distribuição,

levando em conta o número crescente da micro-

geração por fontes renováveis.

A equipe dedicou-se, primeiramente, ao

estudo aprofundado sobre as tecnologias de

microgeração e de redes eficientes que apre-

sentassem as maiores chances de se tornarem

viáveis no curto e no médio prazo. Na sequên-

cia, desenvolveu uma ferramenta computacio-

nal – um software que permite fazer o planeja-

mento e a avaliação de viabilidade de implan-

tação de microgeradores num determinado lo-

cal da rede elétrica. Com essa ferramenta, a

partir de alguns dados específicos de entrada,

é possível identificar as melhores opções de ge-

ração distribuída para a realidade local, calcu-

lar a capacidade ótima total de microgeração a

ser instalada e, também, dimensionar a partici-

pação de diferentes tipos de fontes de energia

que deverão compor essa capacidade total.

O terceiro passo foi o desenvolvimento da

“Rede Distrital”, baseada no conceito de micror-

redes, para promover a integração da microge-

ração local de modo a atender a demanda de

uma determinada região. Esse modelo inclui

projetos elétricos e de comunicação para inter-

conexão das diversas unidades de geração dis-

tribuída, a definição de modos de operação des-

sa rede e, também, as estratégias de gerencia-

mento energético de todo esse sistema. Caso

haja alguma falha na rede da distribuidora, o

Redes distritais para integrar microgeradoresCom base no conceito de microrredes, projeto desenvolve software e modelo de integração específico para interconexão de diversas unidades de geração em ambientes urbanos.

Tipo de Geração Capacidade Máxima Instalada [MW] Potencial de Geração em 2030 [MWh]

Eólica 7,85 5.768

Solar 88,05 122.829

Telhados e solo 80,59 112.435

Estacionamentos 5,82 8.114

Lagos 1,63 2.279

Resíduos 0,89 7.848

TOTAL 96,79 136.447

� A análise das melhores opções indicou a eólica e a solar como as soluções mais viáveis para microgeração no local (potência instalada menor ou igual a 100 quilowatts (kW))

P & D 1 5 | R E D E S G E R A D O R A S I


parque poderá se isolar da rede e os sistemas de

microgeração poderão manter o fornecimento

de energia para cargas críticas instaladas. Para

que todo o sistema funcione, um centro de ope-

ração local terá as funções de supervisão, con-

trole e gerenciamento energético e funcionará

também como integrador da rede distrital com o

sistema de distribuição. Importante destacar

que, no Brasil, não existe regulamentação que

permita a operação de microrredes em paralelo

com o sistema de distribuição ou em modo ilha-

do. “Os indícios de mudanças no quadro regula-

tório nacional, juntamente com dados de ten-

dências tecnológicas e de resultados de experi-

ências bem-sucedidas em países como Alema-

nha, Portugal, Estados Unidos e Japão, apon-

tam que, de fato, as microrredes deverão se tor-

nar uma realidade no Brasil também”, avalia Ri-

cardo Gonçalves Trentin, gerente do projeto.

As soluções apontadas pelo projeto podem

ser aplicadas para planejar redes distritais de mi-

crogeração em diferentes locais, como condomí-

nios residenciais, distritos comerciais, campi uni-

versitários e áreas de centros urbanos. A implan-

tação da metodologia inicia pelo levantamento

de informações sobre as condições climáticas e

recursos energéticos disponíveis para, então, ca-

racterizar e projetar os tipos e os valores de de-

manda local de energia elétrica e especificar as

melhores opções de tecnologias de microgera-

ção. Considerando as soluções tecnológicas

mais viáveis, os custos de implantação e opera-

ção dos sistemas e a receita que se pode obter

com a compensação de energia, é realizado o

cálculo da capacidade ótima de geração local.

No caso do Sapiens Parque, 30% da geração de-

verá ser proveniente de fontes locais de energia,

fotovoltaica e eólica, e 70% da Celesc. No par-

que, os microgeradores foram projetados para

serem instalados nas áreas de uso comum, com-

pensando a energia usada para iluminação da

área externa, o consumo de espaços comparti-

lhados e do centro administrativo. Modulares,

eles podem ser expandidos e ter o uso diversifi-

cado de acordo com o aumento da demanda.

A partir dos resultados obtidos, a Celesc

iniciou um segundo projeto: a implantação e o

gerenciamento energético de piloto de Usina

Distrital de 50kW no Sapiens Parque. Dessa

forma, será possível avaliar o conceito de rede

distrital de modo experimental. O conhecimen-

to adquirido poderá ser aplicado em outras áre-

as urbanas visando oferecer uma solução inte-

ligente e sustentável de geração e distribuição

de energia ao sistema elétrico.

Equipamentosinternos32,59%

Ar-Condicionado28,34%

22,8 GWh75,6GWh

25,1GWh

161,8GWh

14,2GWh50,5GWh

2,8GWh

Iluminaçãointerna21,15%

Iluminaçãoexterna7,88%

Ventilação6,62%

Refrigeração2,48%

EquipamentosExternos, Aquecimento,

bombas e outros0,94%

2015 2020 2030Celesc Fotovoltaico Eólico

Equipamentosinternos32,59%

Ar-Condicionado28,34%

22,8 GWh75,6GWh

25,1GWh

161,8GWh

14,2GWh50,5GWh

2,8GWh

Iluminaçãointerna21,15%

Iluminaçãoexterna7,88%

Ventilação6,62%

Refrigeração2,48%

EquipamentosExternos, Aquecimento,

bombas e outros0,94%

2015 2020 2030Celesc Fotovoltaico Eólico

� Participação de cada fonte de energia no Sapiens Parque � Participação dos tipos de carga no consumo

� Área do Sapiens Parque, que deverá estar completamente implantado em 2030. A ideia é estipular a demanda de energia necessária para o seu funcionamento quando pronto

ENTIDADE EXECUTORA

Fundação Cert i


Cesare Q. Pica, Alexandre Marcondes, Mayara L. Tonielo

EQUIPE DA CELESC

Fel ipe C. Pereira, Ricardo G. Trentin e Rodrigo Winck


PROJETO 5697-1508/2010


Microgeração integradaSistema pioneiro conecta diferentes fontes de energia renováveis em uma microrrede ativa com capacidade de geração de 18kW.

A DEMANDA por energia elétrica vem crescen-

do 3,2% ao ano no País. Para combater os im-

pactos advindos desse aumento, a ANEEL tem

promovido diversas ações, bem como para am-

pliar a inteligência do sistema nacional, confe-

rindo-o maior resiliência e robustez. Dentre

elas, destaque para a Resolução 482/2012, que

regulamenta a microgeração de energia em

território nacional, bem como prevê a presença

do fluxo bidirecional de energia elétrica entre

consumidor final e a distribuidora, o que afeta,

principalmente, pequenas unidades.

A partir dessa nova resolução, os consu-

midores do chamado Grupo B se tornaram ca-

pazes de instalar fontes de energia renovável,

como painéis fotovoltaicos e geradores eóli-

cos, para abastecimento próprio e, ainda,

para fornecerem energia elétrica à rede na

qual estão conectados. Em contrapartida, re-

cebem créditos junto à concessionária, con-

forme o sistema de compensação adotado

pela agência nacional. A implantação da mi-

crogeração é muito importante para a matriz

energética do país no longo prazo, já que am-

plia e diversifica a disponibilidade de geração.

No entanto, a falta de fiscalização dessas fon-

tes por parte de órgãos como o ONS e a inter-

mitência da geração renovável (eólica e foto-

voltaica, principalmente) tornam imprevisíveis

os possíveis impactos no balanço energético

para as concessionárias, responsáveis pela

manutenção de todo o sistema em sua área

de atuação, e na qualidade de energia forne-

cida a todos aqueles conectados.

Diante desse cenário, o conceito de micror-

rede é considerado uma solução promissora. Tra-

ta-se de uma réplica, em escala reduzida, de um

sistema de energia elétrica que compreende ge-

ração, demanda e gerenciamento energético em

um único local fechado ou com conexão com a

concessionária. Essa foi a motivação do projeto

de P&D “Usina Distrital de Geração Distribuída

de Energia Renovável”, desenvolvido pela Fun-

dação CERTI e pela Celesc. “O trabalho englobou

a concepção, implantação e validação de resul-

tados experimentais de uma microrrede ativa de

18kW de capacidade de geração, em sua maio-

ria renovável, que conta com um sistema com-

pleto de gerenciamento de energia capaz de re-

alizar diversas operações com foco em desenvol-

ver modelos técnicos e comerciais viáveis para

as distribuidoras. Trata-se de uma pequena uni-

dade de consumo inteligente que possui uma

matriz de geração e cargas próprias, interagindo

de forma ativa com a rede de distribuição, forne-

cendo energia e serviços”, detalha o gerente do

projeto, Felipe Cassias Pereira.

A topologia escolhida foi a radial por ser a

mais utilizada em estudos de caso e de mais fácil

construção. A topologia radial clássica de uma

microrrede compreende um ramal para geração

renovável, baterias e cargas, dois ramais para

cargas em corrente alternada, duas fontes em

corrente alternada (gerador diesel e uma micro-

turbina), um ponto de conexão com o sistema de

média tensão e um sistema de controle central

para gerenciamento da microrrede (Microgrid

Central Controller – MGCC). Essas pequenas

unidades, estando conectadas à rede de distri-

buição, são capazes de operar de diversas for-

mas, aproveitando melhor o que é produzido in-

ternamente por meio do controle do consumo.

Além disso, podem operar de maneira ilhada ou

conectada, o que aumenta a flexibilidade. Por

possuírem inteligência e capacidade de comuni-

cação embarcadas no sistema como um todo, di-

versas microrredes são capazes de atuar em con-

junto dentro de uma determinada área.

P & D 1 6 | R E D E S G E R A D O R A S I I

Equipamentos de controle e gerenciamento do sistema


Para verificar a capacidade de geração da

usina e o seu desempenho para os modos ilha-

do e conectado, a equipe utilizou uma platafor-

ma de simulação própria, desenvolvida em

JAVA dentro do contexto do projeto. Foram mo-

delados painéis fotovoltaicos, geração eólica,

gerador a diesel e baterias. A conversão do

vento e da irradiação solar em potência foi ob-

tida mediantes dados dos fabricantes dos equi-

pamentos. Através dos modelos de simulação e

dos dados obtidos, a equipe atestou valores de

2,42kW de potência de pico e 590kWh/ano de

energia gerada pela fonte eólica. De forma

análoga, para a geração fotovoltaica, foram ob-

tidos 5,73kW de potência de pico e 7,8MWh de

energia gerada.

Obtidos os dados de geração, foram simu-

lados diversos cenários de operação em modo

conectado e modo ilhado. Para o modo conec-

tado, eventuais excessos de energia são injeta-

dos na rede elétrica enquanto a energia faltan-

te é importada desta, o que torna o uso de ba-

terias e de gerador dispensáveis. Levando-se

em conta um pico de 10kW de potência na cur-

va de demanda, em modo conectado, a simula-

ção apresentou valores de 7,77MWh de ener-

gia importada e 2,23MWh de energia exporta-

da, sendo que a exportação se deu, principal-

mente, nos finais de semana. Cenários de ope-

ração em modo ilhado também foram realiza-

dos. No período de uma semana de operação

em modo isolado para pico de 5kW de deman-

da, a ativação do gerador a diesel e o despacho

das baterias se faz necessário para prevenir a

queda de rede interna. Durante a semana,

quando a carga tende a ficar perto do valor de

pico, o gerador opera constantemente para su-

prir as necessidades da demanda. O mesmo é

válido para as baterias, que, nesse caso, ope-

ram entre 60% e 90% da capacidade para evi-

tar descargas muito profundas e para manter

capacidade de armazenamento onde houver

excesso de geração renovável.

A primeira simulação considerou a micror-

rede instalada no Sapiens Parque, com valores

de radiação e vento de Florianópolis, Santa Ca-

tarina. Considerando o custo inicial de

R$237.400,00, o sistema mostra-se inviável já

que o valor do VPL (Valor Presente Líquido) é

de R$272.172,00 negativo. Isso ocorre por di-

versos motivos: o gerador diesel (Generator 1)

não é utilizado em nenhum momento, pois não

foi considerada falha na rede de distribuição; e

o custo da energia proveniente do diesel é su-

perior ao custo oferecido pela concessionária.

Apesar de o sistema instalado no projeto de

P&D não ser economicamente viável, o modelo

de usina distrital já pode ser viável em algu-

mas localidades, dependendo de condições lo-

cais de clima, qualidade da rede elétrica, perfil

de consumo e dimensionamento dos tipos de

mini e microgeração. A partir da operação da

Usina Distrital, novos testes serão concebidos

e servirão de insumo para pautar novos aspec-

tos regulatórios que ajudarão o país a consoli-

dar as tecnologias de smart grid no âmbito na-

cional, levando em conta problemas comu-

mente enfrentados como a regulação do fator

de potência e a presença de distorção harmô-

nica. Adicionalmente, a usina distrital perma-

nece como laboratório para testes de microrre-

des a serviço das distribuidoras e está aberta a

visitações técnicas e atividades de capacita-

ção para profissionais do setor elétrico.

Potência Tipo da fonte

5,7kW Painéis Fotovoltaicos

2,4kW Geração eólica

5,5kW Gerador a Diesel

5,0kW Baterias (descarregamento)

� Potencial de fornecimento de potência por fonte

Carga CA Refrigeração

Painéis Fotovoltaicos

Aerogerador Skystream Marine

STP5000tl

QTA

Baterias Freedom DF4001

Carga CC 1

Carga CA Iluminação e Escritório

Carga CA 3

Carga CA 4

CargasGeração

Rede Externa

Cluster de Baterias

Multcluster Box 6

3 x Sunny island 6.0H

BatFuse B.03

220VMonofásico

380VTrifásico Controlador

Central (SCADABR)

Rede de Distribuição

Grupo Gerador a

Diesel

Rede CA

Rede CC

Comunicação

Arquitetura final do projeto

ENTIDADE EXECUTORA

Fundação Cert i


Daniel G. Makohin, Marcos A. I. Martins, Kadu H. M. Lemos, Victor Maryama, Vitor S. Zeni, Mayara L. Tonielo, Marilia C. Freire, Cesare Q. Pica

EQUIPE DA CELESC

Fel ipe C. Pereira, Ricardo G. Trentin e Rodrigo Winck


PROJETO 5697-4210/2011

Na data, o aniversário da distri-

buidora foi comemorado também

com o lançamento do livro Histórias

de Luz, escrito pelos empregados

aposentados Luiz Cézare Vieira e

Paulo Sá Brito. Na obra, estão reuni-

dos relatos sobre acontecimentos

históricos, desde a origem da insta-

lação da energia elétrica em Santa

Catarina até os dias atuais. “A ideia

foi dar voz aos precursores – empre-

endedores e trabalhadores – que es-

tiveram presentes no início da Ce-

lesc ou das empresas que foram in-

corporadas”, contam os autores.

A história da Celesc começou a

ser escrita com o Decreto Estadual

Nº 22, assinado pelo então governa-

dor Irineu Bornhausen, em 9 de de-

zembro de 1955. A Empresa surgiu

para integrar o abastecimento de

eletricidade em Santa Catarina, que

era feito, até então, por meio de sis-

temas isolados, oferecendo infraes-

trutura adequada aos novos investi-

mentos que surgiam.

Passadas seis décadas, a Celesc

detém um sistema elétrico robusto,

formado por 16 pontos de conexão

com o Sistema Interligado Nacional;

161 subestações e quase 165 mil km

de redes; mais de um 1,6 milhão de

postes e 167 mil transformadores. A

empresa distribui energia elétrica

para mais de três milhões de unida-

des consumidoras localizadas em

264 municípios catarinenses e no

município de Rio Negro, no Paraná.

“A história da Celesc pode ser

descrita como trajetória de muito tra-

balho e muitas conquistas. Por isso,

construiu uma imagem de reconheci-

da competência em sua área de atua-

ção, tornando-se uma das maiores

empresas do setor elétrico brasileiro,

com destaque em âmbito nacional e

latino-americano pela qualidade de

seus serviços”, resume o presidente

da Celesc, Cleverson Siewert.

C E L E S C 6 0 A N O S

Seis décadas de muita energia para os catarinensesNo dia 9 de dezembro de 2015, a Celesc celebrou 60 anos de fundação. A come-moração começou em 25 de novembro, com uma sessão especial da Assem-bleia Legislativa de Santa Catarina da qual participaram diretores, lideranças polí-ticas e empresariais, representantes de entidades de classe e empregados.

Energia para a - site.celesc.com.brsite.celesc.com.br/ped/images/arquivos/Revista_PD/vfinal.pdf ·...

Documents

Transcript of Energia para a - site.celesc.com.brsite.celesc.com.br/ped/images/arquivos/Revista_PD/vfinal.pdf ·...