Monitoramento do consumo de energia

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Cinco razões para criar o seu próprio registro.

Rodrigo Cunha

A indústria brasileira já convive com os impactos econômicos do aumento do custo da energia elétrica e se vê obrigada a rever as suas estratégias de consumo. Mensurar o consumo de energia de forma eficiente tornou-se imperativo para que as organizações obtenham um maior controle deste processo. Por isso, fique atento para garantir e maximizar a segurança nas medições elétricas, a precisão das informações e o controle dos processos. Assim, será possível otimizar o desempenho dentro do ambiente de trabalho.

  1. Segurança

É fundamental que os eletricistas realizem estudos de carga antes de adicionar uma carga elétrica a um painel ou serviço já existente. A razão disso é avaliar se existe capacidade suficiente para novas cargas, demanda solicitada pelo inspetor elétrico, engenheiro responsável pelo projeto ou diretamente pelo cliente. Estudos de carga envolvem o uso de um registrador para documentar os níveis de carga existentes (consumo de correntes trifásicas) com excesso de operação. É este o ponto no qual entra o fator segurança. Pelo lado positivo, um estudo de carga pode ser usado para garantir a adesão das regulamentações locais de segurança. Já pelo negativo, a falha na realização de um estudo de carga antes de adicionar novas cargas pode resultar na sobrecarga de uma fonte elétrica existente, gerando riscos de acidentes elétricos e de confiabilidade.

  1. Gerenciamento dos custos de energia e percepção da possibilidade de economia

Embora as despesas com energia sejam uma parte importante dos custos operacionais gerais, muitas empresas não percebem onde seu orçamento destinado aos custos de energia está sendo gasto, já que recebem apenas uma fatura mensal que não especifica quando houve – ou não – uso excessivo de energia. Ao registrar o consumo de energia na entrada de serviço principal e, em seguida, em grandes cargas e fornecimentos secundários, as empresas podem então avaliar a quantidade de energia que está sendo usada, quando, por quem e, ainda, o seu custo por hora. Sem falhas, os dados apresentarão graves desperdícios de energia que podem ser eliminados apenas com mudanças operacionais, como o desligamento de algumas cargas, redução de cargas durante os horários de pico ou mesmo com o ajuste da programação para que as cargas passem a operar nos horários em que as taxas estejam mais baixas.

  1. Precisão na conta elétrica

Os donos de instalações de grande e médio porte, geralmente instalam submedidores para registrar seu consumo de energia. No entanto, esses medidores são, normalmente, instalados de forma inadequada, colocando em dúvida a confiabilidade do faturamento. Os problemas de instalação variam de transdutores de corrente instalados com a frente para o lado errado, instalados na fase errada ou de erros de configuração de submedidores. Uma boa prática é verificar a leitura com um registrador de energia portátil, que oferece dados com uma comparação rigorosa do que está sendo faturado e do que foi de fato utilizado. Um grande desvio entre o total cobrado pelo consumo de energia e os dados do registrador pode ser um sinal para investigar a configuração do submedidor.

  1. Descontos e incentivos financeiros

As empresas prestadoras de serviço público oferecem incentivos e descontos como uma forma de encorajar seus clientes a reduzirem o consumo de energia. O objetivo é servir mais clientes com a mesma fonte de alimentação, visto que é proibida a construção de novas fábricas de geração de energia. Muitos incentivos e descontos estão disponíveis hoje para aprimorar fábricas já existentes, como motores de alta eficiência e iluminação com economia de energia, assim como substituição de arranque do motor por energia de frequência variável. Para receber o incentivo financeiro, a empresa de serviços públicos precisará de uma verificação constante da economia de energia, cenário ideal para os estudos de carga. O estudo de carga de pré-aprimoramento documentará o consumo de energia existente para oferecer dados de parâmetro, enquanto que o estudo de pós-aprimoramento, verificará a economia de energia obtida após a conclusão das modificações.

  1. Identificação e solução de problemas

Muitas vezes, a única forma de resolver um problema é por meio da coleta e análise de dados de um certo período. Para esses cenários de resolução de problemas, os registradores de energia são extremamente importantes, além de terem um preço mais acessível e serem mais fáceis de usar do que um analisador de potência complexo. Um bom exemplo é quando um disjuntor é ativado aleatoriamente. Eventos óbvios, como o arranque de um grande motor, não devem ser o motivo. Na verdade, ativações podem aparecer de forma totalmente aleatória ou pode acontecer quando o técnico não está por perto para observar (no meio da noite, por exemplo). Como o técnico de manutenção não pode monitorar a carga até que o disjuntor seja ativado, conectar um registrador de energia à lateral de carga do disjuntor para registrar o consumo de corrente pode ajudar na solução de problemas de ativação.

Rodrigo Cunha é gerente de produto e aplicação da Fluke do Brasil.

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Os acidentes fatais com energia elétrica

Em 2016, foram 599 as mortes decorrentes de acidentes com eletricidade. Dessas, 171 estão relacionadas a acidentes domésticos que poderiam ser evitados com a adequação das instalações elétricas nas moradias, ainda carentes de medidas de proteção e dispositivos que garantam a segurança das pessoas e do patrimônio. Uma pesquisa conduzida pelo Instituto Brasileiro do Cobre (Procobre) e pela Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade (Abracopel) revela que somente 29% das residências brasileiras possuem projeto elétrico – 25% deles elaborados por eletricistas -, 52% dos imóveis possuem fio terra instalado e apenas 27% das moradias possuem DR, um dispositivo de proteção que, ao interromper a fuga de corrente, reduz o risco das consequências de um choque elétrico.

“O cenário é bastante preocupante e mostra a necessidade de readequação das instalações elétricas, principalmente dos imóveis com idade média de 20 anos de construção”, diz Antonio Maschietto, diretor adjunto do Procobre. O “Raio-X das Instalações Elétricas”, nome dado à pesquisa, aponta que 60% das moradias com esse tempo de construção nunca passaram por nenhum tipo de reforma para atualização das instalações elétricas.

De acordo com a pesquisa, apenas 35 % dos imóveis adotam o padrão de tomada de três polos, vigente no Brasil. O levantamento também revela que metade dos quadros elétricos não possui qualquer identificação de componentes do circuito. “Identificamos que em 37 % das moradias o quadro de distribuição elétrica sequer oferece a proteção contra choques elétricos por contato direto. A falta dessa proteção expõe ao risco de choque elétrico qualquer pessoa que toque inadvertidamente em partes energizadas no interior do quadro de distribuição, especialmente aquelas que têm pouco conhecimento sobre eletricidade”, afirma Maschietto.

Um dado curioso está relacionado ao uso de benjamins, extensões e T’s, utilizados por 57 % das famílias pesquisadas. Nesse caso, a idade de construção do imóvel mostrou pouca relação com o uso expressivo dos componentes.

Quando perguntados se gostariam de possuir mais tomadas nas residências, os moradores de 46% dos imóveis com mais de 20 anos de construção responderam que sim, ao passo que 41 % dos que residem em imóveis mais novos, com cinco anos de construção, apontaram a mesma necessidade. “O déficit de tomadas nas residências é alarmante e demonstra que o dimensionamento das instalações elétricas está ultrapassado, não tendo acompanhado o aumento no uso de equipamentos eletroeletrônicos”, diz Maschietto. Segundo os moradores, os cômodos que mais precisam de tomadas são, respectivamente, quarto (33%), sala (30%), cozinha (22%) e área de serviço (15%).

Quando perguntados sobre a sensação de segurança ao utilizar as instalações elétricas da residência, 34 % dos moradores disseram não se sentirem seguros em casa. Desses, 19 % afirmaram já terem levado pelo menos um choque elétrico. “As pessoas sabem, muitas vezes, que as condições das instalações elétricas na moradia não são adequadas, mas existe uma incredulidade de que vão levar choque e de que um acidente com eletricidade pode oferecer risco de morte”, destaca Maschietto. A partir de 50 V o corpo humano já sente os efeitos de uma descarga elétrica. Um choque elétrico acima desse valor pode ser fatal, dependendo do caminho que ele percorra pelo corpo e a sua duração.

Outro fator de preocupação apontado pela pesquisa está relacionado à instalação dos chuveiros elétricos. Menos da metade dos chuveiros (43 %) está ligada ao fio terra e o conjunto plugue e tomada para ligação do chuveiro ainda é encontrado em 8 % dos imóveis. “Esse tipo de conexão pode originar mau contato, sobrecarga e incêndio e está vedado desde 2004, pela NBR 5410”, esclarece Maschietto. A NBR 5410 de 09/2004 – Instalações elétricas de baixa tensão estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da instalação e a conservação dos bens. Aplica-se principalmente às instalações elétricas de edificações, qualquer que seja seu uso (residencial, comercial, público, industrial, de serviços, agropecuário, hortigranjeiro, etc.), incluindo as pré-fabricadas.

O tempo de construção do imóvel mostrou relação direta ao maior risco do patrimônio a incêndios e dos moradores à exposição de choques elétricos. Outro fator de agravamento de risco identificado na pesquisa refere-se ao tipo da obra, se realizada por construtoras – mais propensas ao cumprimento das regulamentações vigentes – ou resultado da autoconstrução, tipo de obra predominante no Brasil.

Segundo a Abracopel, os acidentes com origem elétrica vêm em uma escalada ascendente desde 2013, quando foi iniciada a pesquisa. Naquele ano, foram registrados 1038 eventos. Em 2014, 1223, em 2015, 1248 e em 2016 foram 1319 os acidentes, acréscimo de 5,7 % frente aos eventos registrados em 2015.

No ano passado, o número de mortes (599) apresentou ligeiro aumento em relação ao ano anterior (1,5 %), com nove vítimas a mais que 2015. O número de incêndios (215), por sua vez, mostrou aumento alarmante, de quase 75 %, se comparado aos 123 registros de 2015.

O levantamento estatístico sobre a situação das instalações elétricas residenciais brasileiras foi realizado de agosto a outubro de 2016, em 999 domicílios, pelo Instituto de Pesquisa Qualibest. A margem de confiança da amostra é de 95 %.

Recomendações de segurança

Fazer a manutenção periódica das instalações elétricas e redimensioná-las e/ou renová-las sempre que preciso (sugere-se a revisão a cada 10 anos).

Instalar o fio terra e os DRs (dispositivos diferenciais residuais).

Usar protetores de tomadas sempre que estiverem fora de uso para evitar a exposição de crianças pequenas ao risco de contato com a eletricidade.

Quando possível, substituir as tomadas de dois pinos (antigas) por tomadas do novo padrão com três pinos.

Desligar o disjuntor no quadro de distribuição, antes de qualquer serviço que envolva o contato com a eletricidade em casa.

Evitar o uso de eletrodomésticos e/ou eletroeletrônicos em locais úmidos.

Sempre desligar o chuveiro antes de trocar a chave da temperatura.

Não fazer uso de eletrodomésticos e/ou eletroeletrônicos conectados à tomada durante tempestades e vendavais.

Evitar o uso permanente de benjamins, extensões e T’s, preferindo a instalação de novas tomadas.

Chamar sempre um profissional qualificado, que entenda os perigos e riscos da eletricidade, para realizar serviços no imóvel.

Quatro pontos de atenção para melhorar a eficiência energética nas empresas

Normas comentadas

NBR 14039 – COMENTADA de 05/2005Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV – Versão comentada.

Nr. de Páginas: 87

NBR 5410 – COMENTADA de 09/2004Instalações elétricas de baixa tensão – Versão comentada.

Nr. de Páginas:209

Em razão das perdas por aquecimento de equipamentos e instalações elétricas, estima-se que uma parte significativa da energia gerada anualmente no Brasil seja desperdiçada. Isso poderia ser revertido pela melhora no aproveitamento e pelo uso racional das fontes de energia. O entendimento desse potencial de economia – de fazer mais com menos – é o que define eficiência energética.

Para que as empresas estejam alertas sobre como diminuir o consumo de energia, Glycon Garcia, engenheiro eletricista, diretor executivo do Instituto Brasileiro do Cobre (Procobre), relaciona os pontos-chave para ganho de eficiência energética. A eficiência energética na iluminação está diretamente relacionada ao tipo de lâmpada e luminária utilizadas. Por isso, o ideal é que seja feito um estudo luminotécnico para indicar as melhores opções em cada situação.

Uma tendência que vem ganhando força no mercado a cada dia é o uso de lâmpadas LED. “A durabilidade de uma lâmpada LED equivale a de 50 lâmpadas incandescentes. Ela rende algo entre 20 mil e 100 mil horas, enquanto a vida útil da incandescente não passa de mil horas e a fluorescente entre 5 mil e 10 mil”, explica. De acordo com Garcia, as empresas conseguiriam diminuir o peso da fatura de consumo se planejassem esse sistema e adotassem, por exemplo, fotocélulas em fachadas, sensores de presença em locais de pouca movimentação, painéis solares fotovoltaicos, para aproveitar os recursos naturais, entre outros componentes.

A substituição de motores elétricos antigos por motores de alto rendimento, com maior presença de cobre, também é uma alternativa de economia no consumo de energia elétrica e aumento da produtividade nas empresas. Hoje, de acordo com Ministério de Minas e Energia (MME), os motores representam a maior parte do consumo da energia gerada no País. Grande parte desse consumo é explicado pela prática de recondicionamento, que torna os motores antigos menos eficientes. “Os motores de alto rendimento, com maior condutividade elétrica, diminuem perdas de energia e ainda têm a vantagem de uma maior vida útil, se comparados aos motores convencionais”, afirma Garcia.

De acordo com o diretor do Procobre, a venda de motores novos no Brasil equivale à quantidade de motores reformados. A cada reforma, estima-se que a perda de eficiência energética seja de até 3% e é comum um motor ser recondicionado mais de uma vez, aumentando o custo operacional e o desperdício de energia elétrica.“Além dos motores, os sistemas elétricos e os sistemas de controles de motores, geradores, transformadores de distribuição e até eletrodomésticos, se mais eficientes, poderiam contribuir para a redução do consumo de energia elétrica a um custo menor que a do investimento em geração de energia”, diz o engenheiro. As empresas conseguiriam ainda reduzir custos de manutenção e aumentar a produtividade com a troca dos motores antigos por novos.

Ao conduzirem energia, as próprias instalações sofrem perdas elétricas. Atualmente, existe uma discussão junto à ABNT sobre quais os parâmetros que devem ser observados para redução dessas perdas. O diretor do Procobre chama a atenção para o uso de materiais de boa qualidade e também para o local de instalação de alguns componentes.

“Quanto maior o comprimento de um cabo, maior a perda. Uma mudança de posição em relação ao item de maior consumo energético, em alguns casos, pode gerar economia”, acrescenta. Também faz o alerta de que pouco adianta ter instalações bem dimensionadas e equipamentos eficientes, se o uso não for racional. Por isso, a importância de criar bons hábitos no uso da energia elétrica, evitando desperdícios.

Em um conceito abrangente, que engloba aquecimento, ventilação, ar-condicionado e refrigeração, a climatização é outro ponto chave que deve ser observado sob o conceito de eficiência energética. No caso dos aparelhos de ar-condicionado, além do correto dimensionamento para o ambiente onde será instalado, um estudo pode identificar se é mais vantajoso para a empresa manter um sistema de ar-condicionado central ou distribuído, por exemplo. “Outro item a ser observado é a classificação energética desses aparelhos”, destaca Garcia. “Em uma escala de A (mais eficientes) a G (menos eficientes), os equipamentos são classificados levando em conta a relação entre capacidade e consumo”.

Energia para crescer

Normas comentadas

NBR 14039 – COMENTADA de 05/2005Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV – Versão comentada.

Nr. de Páginas: 87

NBR 5410 – COMENTADA de 09/2004Instalações elétricas de baixa tensão – Versão comentada.

Nr. de Páginas:209

Luiz Gonzaga Bertelli é presidente do Conselho de Administração do CIEE

Num país de tantas urgências, não é nada fácil definir prioridades. Mas não é tarefa impossível, com políticas setoriais baseadas em planejamento que unam viabilidade técnica e resultados de alcance não apenas econômico, mas também social, com o objetivo de sustentar e até agilizar a retomada do desenvolvimento nacional.

Questão fundamental é garantir a geração de energia elétrica em volume suficiente para atender ao aumento de consumo previsto até nos mais conservadores cenários desenhados para os próximos anos. Para isso, será preciso equacionar soluções que permitam anular ou, pelo menos, minimizar obstáculos em duas frentes.

No ambiente interno, as dificuldades residem na carência de recursos públicos para investimentos em larga escala, grandes empreiteiras enredadas na Lava Jato, empresas estatais com caixa esvaziada, as mudanças climáticas. No lado internacional, a escalada do dólar, a tendência de elevação de juros nos Estados Unidos e o efeito Trump ameaçam comprometer o ingresso de capitais externo e a importação de equipamentos e insumos.

Opção que ganha força no debate para reduzir a forte preponderância da geração hídrica na matriz energética, a expansão das termelétricas a gás têm a  desfavor  o compromisso de reduzir a emissão de gases de efeito estufa e a dependência de importações a preços que podem complicar as distribuidoras e onerar os consumidores finais, pressionando a inflação. E outras fontes renováveis, de geração limpa, poderá lembrar o leitor.

Com exceção da energia eólica, que cobre por aproximadamente 5% do consumo de eletricidade, as outras fontes – apesar das reconhecidas e até decantadas potencialidades brasileiras – continuam quase à margem do precário planejamento governamental para esse estratégico setor. Analistas com visão mais otimistas apostam fichas no avanço da energia fotovoltaica, com aproveitamento da nossa fartura de sol. Outros, como este articulista, continuam sonhando com estímulos para a cogeração com biomassa, com suas apreciáveis vantagens econômicas e ambientais.

Os conceitos do aterramento elétrico

Vídeos das palestras

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Assista aos vídeos do Seminário ABQ Qualidade Século XXI – Qualidade no Brasil: Lições a aprender, promovido pela Academia Brasileira de Qualidade (ABQ): http://www.abqualidade.org.br/Eventos/home.php?videos-abq

Pode-se definir um aterramento elétrico como um ponto de referência integrado no circuito elétrico, usado na medição de outras correntes elétricas, servindo também como via de retorno para um circuito elétrico. A finalidade de um aterramento é permitir que quaisquer picos de energia elétrica sejam diretamente encaminhados para o chão, bem longe de instalações elétricas, de modo que sejam absorvidos sem maiores danos.

Um circuito elétrico é projetado para transportar energia elétrica, independentemente da forma como ela se encontra. A estática pode acumular-se em um circuito através do isolamento deficiente e criar uma situação perigosa, onde o circuito acaba ficando extremamente sobrecarregado com a eletricidade. O aterramento elétrico é a rota de escape para a energia adicional e está incorporado na maioria dos aparelhos elétricos.

A NBR 16527 de 10/2016 – Aterramento para sistemas de distribuição fornece diretrizes para a elaboração de projetos de aterramento de sistemas elétricos de distribuição, em tensões até 34,5 kV. A origem dos sistemas de distribuição de energia elétrica está associada a redes isoladas de terra, cujos índices de disponibilidade eram otimizados pela redução do envolvimento de eventuais falhas, por meio da desenergização manual do menor trecho necessário à execução dos reparos.

Contudo, a necessidade de provimento de condições adequadas de segurança, associada à progressiva elevação das tensões primárias utilizadas nesses sistemas (consequência da evolução das densidades de carga), passaram a exigir a utilização de sistemas primários aterrados, como forma de viabilizar soluções técnico-econômicas para proteção contra sobrecorrentes e sobretensões.

Na instalação da rede elétrica, um aterramento elétrico descreve um fio ligado diretamente à terra. O fio de aterramento é geralmente colocado no corpo dos equipamentos de metal. A finalidade do fio é desviar o excesso de corrente elétrica do equipamento, evitando sobrecargas.

Caso haja uma passagem de corrente elétrica através do aterramento elétrico, o circuito é interrompido e o aparelho não receberá mais energia. No entanto, se o aterramento não estiver devidamente instalado no próprio solo, a energia elétrica continua fluindo no circuito e pode causar um incêndio e explosão. Os equipamentos que funcionam com energia elétrica geralmente são fabricados com um condutor de aterramento conectado permanentemente.

Tendo em vista o provimento das condições adequadas de segurança, o aterramento de um sistema de distribuição deve atingir, cumulativamente, os seguintes objetivos: viabilizar adequado escoamento de sobretensões, limitando as tensões transferidas ao longo da rede, em consequência das descargas de surtos diretas ou indiretas; garantir a segurança dos usuários do sistema por meio da limitação das diferenças de potencial entre o condutor neutro e a terra, resultantes da circulação das correntes de desequilíbrio; garantir a efetividade do aterramento do sistema, limitando os deslocamentos do neutro por ocasião da ocorrência de faltas à terra; assegurar a operação rápida e efetiva dos dispositivos de proteção de sobrecorrente, na ocorrência de faltas à terra, limitando as tensões resultantes da passagem das correntes de curto-circuito; outras condições, como: continuidade do fornecimento no caso específico dos sistemas MRT; tensões de transferência compatíveis; minimização de falhas de equipamentos por deficiência de aterramento; qualidade do fornecimento (por exemplo, valor e configuração do aterramento dos para-raios).

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Valores dos parâmetros para os tipos de condutores mais utilizados em malhas de aterramento

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A forma de se alcançar os objetivos depende do tipo de sistema que se venha construir. Portanto, a elaboração do projeto específico para aterramento de um sistema de distribuição deve ser sempre precedida da definição do tipo de sistema que se pretende implantar.

Face às múltiplas consequências desta escolha, ela deve ser baseada em análise técnico-econômica global em que sejam avaliadas as vantagens e desvantagens de cada tipo de sistema de acordo com as características específicas da instalação. Nesta análise, devem ser contemplados todos os aspectos técnicos envolvidos, desde a definição de tensão suportável de impulso até a especificação e escolha de todos os materiais, equipamentos e estruturas necessários, que são sensivelmente afetados pela definição da distância de escoamento dos isoladores e pela limitação dos níveis máximos de curto-circuito.

Os aterramentos dos dispositivos de proteção contra sobretensão objetivam viabilizar o adequado escoamento de eventuais surtos, garantindo a manutenção da confiabilidade do sistema e a segurança dos usuários de seus serviços. No que concerne à proteção específica do equipamento, o valor da resistência dos aterramentos não tem maior influência.

Tipos de conexões e seus limites máximos de temperatura

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Desde que especificados os dispositivos de proteção adequados e utilizado condutor de aterramento único, a limitação do comprimento das interligações destes dispositivos com o tanque do equipamento é suficiente à obtenção de adequado grau de proteção. Entretanto, o valor de resistência oferecido pelo aterramento dos dispositivos de proteção contra sobretensão é fundamental para a determinação da diferença de potencial que deve se estabelecer entre os componentes do sistema elétrico e a terra, em função da passagem da corrente de impulso nesta resistência.

A elevação de potencial até o ponto de conexão do condutor de aterramento com o condutor neutro (afetada também pela queda de tensão no condutor de descida) é transmitida para os pontos de utilização, enquanto que a diferença de potencial entre os condutores fase no topo da estrutura e a terra (afetada também pela tensão residual dos dispositivos de proteção), deve se propagar ao longo do circuito primário. Destes potenciais, os transmitidos pelo condutor neutro devem garantir condições de segurança para os usuários; os transmitidos pelos condutores fase da rede primária devem ser inferiores ao valor da tensão suportável de impulso das estruturas, de forma a evitar disrupção nos isoladores, que, não raro, são inclusive danificados pela corrente de curto-circuito subsequente.

Para o cálculo das elevações de potenciais resultantes das descargas de surtos, devem ser estimados valores de resistência de aterramento (R), de forma a permitir a definição do seu valor-limite. O valor máximo de resistência de aterramento deve corresponder ao maior dos valores que vier a resultar em tensões no condutor neutro e nos condutores fase, inferiores a limites previamente estabelecidos, em função dos critérios adotados para proteção contra sobretensões. A metodologia para determinação do valor máximo da resistência de aterramento está descrita no Anexo D.

Nos sistemas trifásicos a quatro fios, multiaterrados, os aterramentos do neutro efetivados ao longo da rede (multiaterramento), além de propiciarem adequado escoamento dos surtos, devem satisfazer os seguintes requisitos básicos: garantir a efetividade do aterramento do sistema; condição, na prática, satisfeita quando a resistência do aterramento equivalente se situa na faixa de 0,1 Ω a 0,3 Ω; garantir a manutenção do neutro, em condições normais de operação, a um potencial inferior a 10 V em relação à terra; condição que assegura não ser alcançado o limite de 10 mA, quando de um eventual toque no condutor neutro; garantir a manutenção dos potenciais de passo dentro de limites toleráveis, em condições de defeito; condição restrita aos potenciais de passo, por não ser sempre viável a manutenção dos potenciais de toque e de transferência, em condições de defeito, dentro dos limites toleráveis, tendo em vista os tempos de operação dos dispositivos de proteção usuais.

A proteção parcial para os potenciais de toque é obtida, ou por meio da colocação do condutor de aterramento interno ao poste (casos de instalações novas de postes de concreto), ou por proteção eletromecânica (canaleta) até a altura de 3 m no solo quando o condutor de aterramento for externo ao poste (caso de postes de madeira e postes de concreto já instalados). Esta proteção é totalmente inviável nos casos de postes metálicos onde a própria estrutura é utilizada como condutor de aterramento.

Para elaboração de projeto, recomenda-se que os valores de R9 e x, definidos pela rotina apresentada, representem as condições mínimas requeridas para cada quilômetro de rede. Quando da elaboração do projeto em si, devem ser também consideradas as seguintes recomendações: todos os equipamentos devem ser conectados ao neutro e aterrados com resistência igual ou inferior a R9 (aterramento-padrão); o neutro deve ser aterrado em todo fim de rede primária com o aterramento-padrão R9; após a localização dos aterramentos recomendados, devem ser alocados, se necessário, os demais aterramentos essenciais à obtenção de x aterramentos em qualquer quilômetro de rede; o neutro deve ser também aterrado em todo fim de rede secundária e neste caso, é dispensável a exigência de R9, bastando a utilização de uma haste ou um anel padronizado; a validade dos valores de R9 e x deve ser ainda ratificada por análise comparativa das tensões passíveis de serem transferidas pelo neutro para as entradas consumidoras supridas em BT, com os limites de suportabilidade.

Caso seja inviável a obtenção de condições adequadas de segurança, devem ser avaliadas as seguintes alternativas: aumento da seção do condutor neutro nos primeiros quilômetros de rede, a partir da subestação; aumento do valor de x e/ou redução do valor de R9 nestes primeiros quilômetros; adoção do esquema TT para aterramento das entradas consumidoras supridas em BT, adicionando todas as proteções necessárias contra choque elétrico recomendadas pela NBR 5410.

Nos casos de redes excessivamente curtas em que o dimensionamento do aterramento pela metodologia indicada se torna inviável, mesmo que considerado o comprimento total do neutro (rede primária e rede secundária), o projeto deve ser desenvolvido conforme critérios recomendados para os sistemas a três fios com o neutro secundário descontínuo.

Nos sistemas trifásicos a três fios com neutro secundário descontínuo, devido ao fato de ser inviável a limitação das tensões passíveis de serem transferidas pelo neutro para as entradas consumidoras supridas em baixa tensão a valores adequados, resta como alternativa o provimento de aterramentos independentes para os equipamentos de alta tensão (inclusive transformadores) e para o neutro da rede secundária.

Para aterramento primário, os aterramentos de equipamentos de alta-tensão devem ser projetados conforme rotina apresentada em 5.5.4, para aterramentos de equipamentos. Para aterramento secundário – quanto à rede de baixa tensão, devem ser providos aterramentos compostos de hastes alinhadas: nos pontos de instalação de transformadores de distribuição (mínimo de três hastes distribuídas em relação ao condutor de descida de aterramento), com afastamento em relação ao aterramento de alta tensão, que limite a valores adequados às tensões nele induzíveis por curtos na rede primária; a intervalos de até 150 m (três hastes distribuídas); em todo fim de rede secundária (mínimo uma haste).

Para a rede primária, somente devem ser projetados aterramentos nos pontos de instalação das subestações de isolamento e distribuição, salvo a necessidade de instalação de dispositivos de proteção contra sobretensão em outros pontos da rede. O condutor neutro deve ser contínuo entre o transformador e as instalações consumidoras. Deve-se, entretanto, tomar o cuidado de não vinculá-lo ao aterramento do poste do transformador, e sim ao do poste de medição.

Por questões de segurança, o poste de medição deve situar-se a uma distância mínima de 30 m do aterramento do poste do transformador. Nos sistemas MRT, as correntes de carga dos transformadores de distribuição passam necessária e continuamente pelos aterramentos destes.

Desta forma, pela função essencial que cumprem para o desempenho do sistema e para a segurança de pessoas e animais, os aterramentos devem ser executados de forma criteriosa, envolvendo a medição da resistividade do solo, o projeto, a construção e o acompanhamento periódico. As características necessárias ao sistema de aterramento dos transformadores nas redes MRT, sejam eles de distribuição ou de isolamento, são determinadas em função de segurança, levando-se em consideração a corrente de carga e a máxima corrente de falta prevista para o ponto.

Enfim, o aterramento elétrico significa colocar as instalações e os equipamentos no mesmo potencial, de modo que a diferença de potencial entre a terra e o equipamento seja o menor possível. O terra é o conector com diferença de potencial igual a zero, a diferença entre ele e o neutro é que ele não altera o seu valor por meio de problemas, pelo contrario, por meio do terra estes problemas são eliminados, o que não permite que as fugas de energia fiquem na superfície dos aparelhos elétricos. Esses problemas são eliminados para terra, daí o nome.

As auditorias e a certificação de sistemas de gestão de energia (SGE)

Os sistemas de gestão de energia capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia. A NBR ISO 50003 de 06/2016 – Sistemas de gestão de energia – Requisitos para organismos de auditoria e certificação de sistemas de gestão de energia especifica os requisitos de competência, consistência e imparcialidade em auditorias e certificação de sistemas de gestão de energia (SGE) para organismos que prestam estes serviços.

Para garantir a eficácia da auditoria de SGE, esta norma aborda o processo de auditoria, os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação para sistemas de gestão de energia, a duração das auditorias e amostragem para multi-instalações. Destina-se a ser utilizada em conjunto com NBR ISO/IEC 17021:2011. Os requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011 também se aplicam a esta norma.

Esta norma destina-se a ser usada em conjunto com a NBR ISO/IEC 17021:2011. No momento da publicação desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 está sob revisão e será cancelada e substituída pela ISO/IEC 17021-1. Para efeitos desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 e a ISO/IEC 17021-1 são consideradas equivalentes. Após a publicação da ISO/IEC 17021-1, todas as referências nesta NBR ISO/IEC 17021:2011 serão consideradas como referências à ISO/IEC 17021-1.

Além dos requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011, esta norma especifica requisitos que dizem respeito à área técnica específica de SGE que são necessários para assegurar a efetividade da auditoria e certificação. Particularmente, esta norma internacional aborda os requisitos adicionais necessários para o processo de planejamento de auditoria, a auditoria de certificação inicial, a condução da auditoria no local, competência do auditor, duração das auditorias do SGE e amostragens multilocal.

A Seção 4 descreve as características da auditoria do SGE, a Seção 5 descreve os requisitos do processo de auditoria do SGE e a Seção 6 descreve os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação do SGE. Os Anexos A, B e C fornecem informações adicionais para complementar a NBR ISO/IEC 17021:2011.

Esta norma trata de auditorias de SGE para fins de certificação, mas não trata de diagnósticos energéticos, cujo propósito é estabelecer uma análise sistemática de consumo e uso de energia os quais são definidos na NBR ISO 50002. Os SGE capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia.

Esta norma especifica requisitos adicionais àqueles especificados na NBR ISO/IEC 17021:2011 para uma eficaz auditoria de avaliação da conformidade do SGE. A organização deve definir o escopo e fronteiras do SGE; entretanto, o organismo de certificação deve confirmar a adequação do escopo e fronteiras em cada auditoria.

O escopo da certificação deve definir as fronteiras do SGE incluindo atividades, instalações, processos e decisões relacionados ao SGE. O escopo pode ser toda a organização com multilocais, uma instalação dentro da organização, ou um subconjunto ou subconjuntos dentro de uma instalação, como uma edificação, instalação ou processo.

Quando definir as fronteiras, uma organização não pode excluir as fontes de energia. Na determinação do tempo da auditoria, o organismo de certificação deve incluir os seguintes fatores: fontes de energia; usos significativos de energia; consumo de energia; e o número do pessoal efetivo no SGE.

A duração da auditoria inclui o tempo no local da organização, planejamento da auditoria, revisão de documentos e produção de relatórios de auditoria. As tabelas de duração da auditoria no Anexo A devem ser utilizadas para determinar a duração da auditoria.

O método de cálculo da duração da auditoria está descrito no Anexo A. Nos casos onde os processos vigentes e a estrutura organizacional forem tais que uma redução na duração da auditoria possa ser justificada, o organismo de certificação deve fornecer uma justificativa razoável para a decisão e assegurar que ela esteja registrada.

A duração da auditoria pode ser reduzida se a organização tiver um SGE integrado com outro sistema de gestão certificado. O ajuste no tempo devido a outro sistema de gestão certificado não pode exceder 20 % de redução.

Os homens/dia da auditoria são baseados em 8h por dia. Ajustes podem ser solicitados baseados em requisitos locais, regionais ou exigência legais nacionais.

O número do pessoal efetivo no SGE e o critério de complexidade, como definido no Anexo A são utilizados como base para o cálculo da duração de auditoria. O organismo de certificação deve definir e documentar um processo para determinar o número do pessoal efetivo do SGE para o escopo de certificação e para cada auditoria no programa de auditoria.

O processo para determinar o número do pessoal efetivo no SGE deve assegurar a inclusão de pessoas que contribuem ativamente para atender os requisitos do SGE. Quando regulamentações exigirem a identificação de pessoas para operação e manutenção das atividades de SGE, estas pessoas devem ser parte do pessoal efetivo do SGE.

Quando conduzir a auditoria, o auditor deve coletar e verificar a evidência de auditoria relativa ao desempenho energético que inclui no mínimo: planejamento energético (todas as seções); controle operacional; e monitoramento de medição e análise. Ao identificar não conformidades da NBR ISO 50001, a definição para não conformidade maior para o SGE (ver 3.6) será utilizada pelo auditor.

Um relatório de auditoria deve incluir: escopo e fronteiras do SGE que estão sendo auditado; e declaração da obtenção da melhoria contínua do SGE e melhoria no desempenho energético com evidências de auditoria para amparar as constatações. A auditoria fase 1 deve incluir o seguinte: confirmação do escopo e fronteiras do SGE para certificação; análise gráfica ou uma descrição narrativa das instalações, equipamentos, sistemas e processos para o escopo e fronteiras identificados; confirmação do número do pessoal efetivo do SGE, fontes de energia, uso significativo de energia e consumo anual de energia, para confirmar a duração da auditoria; revisão de resultados documentados do processo de planejamento energético; análise da relação de oportunidade de melhorias de desempenho energético identificadas assim como os objetivos, metas e planos de ação relacionados.

Durante a auditoria fase 2, o organismo de certificação deve reunir as evidências necessárias de auditoria para definir se está demonstrada ou não a melhoria do desempenho energético, antes de tomar a decisão de certificação. A confirmação da melhoria do desempenho energético é necessária para a concessão da certificação inicial. Exemplos de como a organização pode demonstrar a melhoria do desempenho energético estão apresentados no Anexo C.

Durante as auditorias de manutenção, o organismo de certificação deve analisar as necessárias evidências da auditoria para determinar se foi demonstrada ou não uma melhoria contínua do desempenho energético. Durante a auditoria de recertificação, o organismo de certificação deve analisar as evidências da auditoria necessárias para determinar se uma melhoria contínua do desempenho energético está demonstrada antes de ser tomada a decisão de recertificação.

A auditoria de recertificação também deve levar em conta qualquer alteração significativa nas instalações, equipamentos, sistemas ou processos. A confirmação de melhoria contínua de desempenho energético é necessária para que a recertificação seja concedida. A melhoria do desempenho energético pode ser influenciada por alterações nas instalações, equipamentos, sistemas ou processo, mudanças no tipo de negócio, ou outras condições que resultem em mudança ou uma necessária mudança na linha de base.

Todo o pessoal envolvido em atividade de auditoria de SGE e atividades de certificação deve possuir um nível de competência que inclui as competências genéricas descritas em NBR ISO/IEC 17021:2011 assim como os conhecimentos gerais em SGE descritos na Tabela 1, onde “X” significa que o organismo de certificação deve definir o critério.

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A equipe de auditoria deve ser nomeada e composta por auditores e especialistas técnicos, como necessário, para cumprir os requisitos de competência técnica, bem como os requisitos de competência gerais compatíveis com o escopo da certificação. A Tabela 3 descreve as competências técnicas para um SGE, onde “X” significa que o organismo de certificação define os critérios.

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Enfim, a determinação da complexidade do SGE deve ser baseada em três considerações: o consumo anual de energia, o número de fontes de energia e o número de usos significativos de energia. A complexidade é um valor calculado com base em um fator ponderado que aborda todas estas três considerações.

Para cada consideração, dois itens de informação são necessários para calcular a complexidade: o peso ou multiplicador; e o fator de complexidade, que se baseia em um intervalo. A Tabela A.1 fornece para cada consideração o peso e as faixas associadas para os fatores de complexidade necessários para calcular a complexidade.

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Como base para a amostragem, os procedimentos do organismo de certificação devem assegurar que a revisão do contrato inicial inclua uma avaliação da complexidade e escala das atividades abrangidas pelo SGE e que os critérios em todas as cláusulas tenham sido cumpridos.

Algumas considerações sobre diferenças que possam afetar a amostragem podem incluir o seguinte: desempenho energético; usos significativos de energia; fontes de energia; monitoramento, medições e análises; consumo de energia; e mudanças no escopo. O organismo de certificação deve identificar as funções centrais (escritório central) da organização com a qual ele tem um acordo jurídico vinculado à prestação de atividades de certificação.

Como expandir a geração de energia elétrica sem prejudicar o meio ambiente?

Justiça declara inconstitucional lei em Colatina (ES) que não respeita limite imposto pela norma técnica Publicada em 18/05/2016

O município de Colatina (ES) aprovou a Lei 5.200/2006 que foi considerada pela Justiça como inconstitucional,…

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Gustavo Paranhos

A relação da geração de energia e dos impactos ambientais é íntima. As fontes energéticas estão armazenadas nos sistemas ambientais na forma de biomassa, petróleo, gás natural, carvão mineral, elementos combustíveis nucleares, deslocamento de massas de ar ou de água, e todas as formas de utilizá-las consistem em sistemas que alteram o meio natural.

O consumo de bens e serviços ambientais na instalação e operação de usinas de energia gera custos indiretos não pagos pelo investidor, originados em detrimento da manutenção saudável da biodiversidade e da proteção da dignidade da vida humana. Somar os custos indiretos à avaliação de viabilidade técnico-econômica (AVTE) de usinas de geração de energia constitui um procedimento promissor para o planejamento da expansão energética. Isto implica na utilização de métodos de valoração econômica ambiental, produzidos com base em inventários socioambientais, estudo de impacto ambiental (EIA) e relatório de impacto ambiental (RIMA), instrumentos da Avaliação de Impacto Ambiental.

O planejamento de longo prazo para o setor energético do Brasil sintetizado no Plano Nacional de Energia (PNE) 2030 prevê um futuro pouco próspero para a relação entre a geração de energia e o meio ambiente, uma vez que não utiliza métodos de valoração econômica ambiental na AVTE. A falta de abordagens ambientais consistentes no planejamento do setor elétrico se expressa na obtenção das licenças ambientais, classificadas pelo Ministério de Minas e Energia (MME) como um desafio emblemático para a expansão elétrica. O Sistema Ambiental, por sua vez, é definido como aquele que limita e restringe os demais sistemas (Sócio-Político, Econômico, Setorial, Energético e dos Stakeholders) ao invés daquele que provê recursos não remunerados para o desenvolvimento econômico-social.

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Figura 1 – Processo de planejamento do setor elétrico com destaque para AAI. Fonte: Brasil. Ministério de Minas e Energia. Plano Nacional de Energia 2030. MME:EPE, 2007.

Estudos ambientais de qualidade questionável, ausência de fundamentações econômico-financeiras para bens e serviços ambientais e projetos unidisciplinares de engenharia interferem no aproveitamento de dados dos estudos de inventário (EI) pelos estudos de viabilidade (EV) de usinas hidroelétricas (Figura 1) e geram absurdos ambientais como a usina hidrelétrica de Balbino no município de Presidente Figueiredo (AM), que tem baixo aproveitamento de geração de energia em relação à magnitude da área de reservatório inundada.

Em Balbina a mitigação do impacto ambiental ocorre por meio de projeto piloto pioneiro da Eletronorte (Centrais Elétricas do Norte do Brasil S.A.) e da CHESF (Companhia Hidrelétrica do São Francisco) para utilização de placas solares flutuantes no reservatório da usina, que prometem gerar mil vezes mais energia (megawatt) por hectare de reservatório em relação à hidroelétrica.  A produção de energia a partir da radiação solar está entre os modelos de menor impacto ambiental, portanto, menor custo indireto, por não utilizar como principal recurso a energia armazenada na biosfera.

A proatividade em contraposição à reatividade é o foco de grupos ambientalistas que procuram frear a instalação de usinas hidroelétricas no Rio Jamanxin e Rio Tapajós– Pará e fronteira da Amazônia – para garantir o uso múltiplo dos recursos ambientais e a manutenção do patrimônio genético nacional. As argumentações são direcionadas para incoerências nos inventários socioambientais e na orientação legal referida no EIA/RIMA,necessários para obtenção da Licença Prévia (LP).

Grupos de pesquisas ecológicas que estudam o impacto de barragens sobre a biodiversidade, como o Núcleo de Pesquisas em Limnologia, Ictiologia e Aquicultura (NUPELIA) da Universidade Estadual de Maringá – PR, também atentam para o fato de não serem aplicados métodos de valoração econômica ambiental no processo de planejamento do setor elétrico, provocando carência de dados econômicos, facilmente interpretados pelos stakeholders.

Os métodos de valoração econômica ambiental, largamente utilizados para avaliações de seguro ambiental, reparação e indenização do dano ambiental, pretendem preencher a lacuna de ordem econômica existente entre os estudos de impacto ambiental e os estudos de viabilidade técnico-econômica. Longe de constituir ferramentas de precisão ou mesmo fidedignas ao real valor dos bens e serviços ambientais, mas tangível aos diferentes setores econômicos para avaliação de investimentos, os métodos de valoração econômica ambiental permitem a comparação entre projetos, fortalecendo argumentos para obtenção de licenças ambientais e a integração sustentável do Sistema Energético com o Sistema Ambiental.

Gustavo Paranhos é bacharel e licenciado biólogo pela Universidade Estadual de Maringá e graduando em engenharia química pela Universidade Federal de São Paulo. Atualmente é gerente de meio ambiente na empresa Intertox.