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Rede de Distribuicao de Energia Eletrica
Rede de Distribuicao de Energia Eletrica
Rede de Distribuicao de Energia Eletrica
Rio de Janeiro
JULHO/2018
CENTRO UNIVERSITÁRIO AUGUSTO MOTTA
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
Rio de Janeiro
JULHO/2018
CENTRO UNIVERSITÁRIO AUGUSTO MOTTA
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
BANCA EXAMINADORA:
_______________________________________
André Luís da Silva Pinheiro, D.Sc. - Orientador
_______________________________________
Geraldo Motta Azevedo Júnior, D.Sc.
_______________________________________
Antônio José Dias da Silva, M.Sc.
_______________________________________
Nelson Damieri Gomes, M.Sc.
Rio de Janeiro
JULHO/2018
DEDICATÓRIA
A família e ao amor.
AGRADECIMENTOS
“O preço que se paga para conseguir o que se quer, é conseguir o que se queria.”
Neil Gaiman
Fernandes, Paulo José. Rede de distribuição de energia elétrica subterrânea. 2018.
Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro Universitário
Augusto Motta, Rio de Janeiro, 2017.
RESUMO
Ao observar nossa cidade, percebe-se uma grande diferença entre a Zona Sul e parte do
Centro. Além da concentração de riqueza e investimentos, há um grande detalhe que passa
despercebido: devido ao longo tempo de exposição o sistema de distribuição de energia os
postes, fios e transformadores se misturam com a topografia da cidade, se ramificando por ruas
para uma melhor distribuição de energia.
Apresenta-se a assim o objetivo de substituição do modelo aéreo de distribuição pela
rede subterrânea no perímetro urbano. Mostrando também a possibilidade de melhorar a
qualidade de vida da população devido a melhorias em poluição ambiental e poluição sonora.
Será inicialmente feita uma pesquisa bibliográfica para obter os fundamentos teóricos
necessários e assim atingir um melhor domínio sobre o tema. Esso processo será baseada
principalmente em livros, artigos científicos, trabalhos de conclusão já realizados por outros
autores e pesquisa pela internet. Serão revistos os projetos básicos da Light e da ANEEL,
equipamentos básicos e soluções de infraestrutura necessários para um projeto ideal.
Por apresentar pouca necessidade de tecnologia de ponta, o tempo de implantação da
rede subterrânea é imediato e praticamente não apresenta impedimentos de locação, uma vez
que por ser no subsolo, todo o projeto pode ser facilmente adaptado. Buscando assim melhorar
a qualidade de vida das pessoas e a eficiência do sistema reduzindo, por fim, a tarifa de energia
a longo prazo.
Os dados e projetos mostram que podemos melhorar o sistema de distribuição tornando
o mesmo mais eficiente a curto e longo prazo, fica evidente o alto custo de investimento para
instalação, mas o mesmo se perde ao longo da vida útil do sistema.
ABSTRACT
When observing our city, one perceives a great difference between the South Zone and
part of the Center. Besides the concentration of wealth and investments, there is a detail that
goes unnoticed: due to the long exposure time the energy distribution system the poles, wires
and transformers blend with the topography of the city, branching through the streets for a better
distribution power.
Thus, the objective of replacing the aerial distribution model by the underground
network in the urban perimeter is presented. It also shows the possibility of improving the
quality of life of the population due to improvements in environmental pollution and noise
pollution.
A bibliographical research will be done initially to obtain the necessary theoretical
foundations and thus to reach a better domain on the subject. This process will be based mainly
on books, scientific articles, conclusion work already done by other authors and research on the
internet. It will review the basic projects of Light and ANEEL, basic equipment and
infrastructure solutions necessary for an ideal project.
Because it presents little need for state-of-the-art technology, the time of deployment of
the underground network is immediate and has practically no lease impediment, since it can be
easily adapted to the subsoil. Seeking to improve people's quality of life and the efficiency of
the system, ultimately reducing the long-term energy tariff.
The data and projects show that we can improve the distribution system making it more
efficient in the short and long term, it is evident the high cost of investment for installation, but
the same is lost during the life of the system.
No sec. XIX, o uso de energia elétrica passou a tomar importância mundial com o
surgimento de maquinas elétrica mais eficientes, possibilitando seu uso em meios de transporte
e na indústria em geral. A primeira referência na história do uso da Eletricidade na iluminação
pública é notada em 1882 com a invenção da lâmpada por Thomas Edison. Edison foi também
fundou a empresa de Distribuição e Geração de Energia Elétrica, em Nova Iorque, utilizando
maquinas a vapor para acionar os motores e gerar energia, a distribuição era feita por lingotes
de cobre. O sistema abrangia a área de 1500 metros ao redor da usina, utilizando a tensão de
100 Volts. (EDITORS, 2017)
Essa usina junto com os inventos da época impulsionaram os investimentos na energia
elétrica, porém tinham grandes dificuldades na distribuição em larga escala, até George
Westinghouse (1989) investir em transformadores de Corrente Alternada, entrando em
rivalidade com Edison, que defendia o uso de Corrente Continua como meio de distribuição. A
primeira grande aplicação o modelo proposto por Westinghouse foi a construção do Complexo
Gerador de Niágara Falls, nos Estados Unidos, em paralelo na Alemanha, é inaugurado um
complexo gerador com capacidade de 100HP/30.000V tendo o total em transmissão de 160
quilômetros. (FONSECA, RIBEIRO e SILVA, 2014)
No Brasil, a primeira usina foi construída em Campos, RJ, em 1883. Em 1889 começou
a construção da primeira usina hidroelétrica em Minas Gerais. As duas primeiras empresas a
operar no Brasil, foram a Brazilian Traction e Light Eletric Company (LIGHT) e American e
Foreing Power Co. (AMFORP) por volta de 1920. Em 1948, iniciou a participação do Estado
no setor com a criação da CHESF, CEMIG, COPEL, Furnas. Em 1961, é criada a
ELETROBRAS, órgão do governo responsável pela política de energia do país. (MEYER,
1972)
Com todo o desenvolvimento e benefícios trazidos pelo modo de transporte da energia,
logo se apresentaram diversos problemas. As RDA foram construídas sobre postes de forma
inconsistentes, assim como seus equipamentos, fios, conectores, isoladores e transformadores,
todos expostos, passaram a serem vistos de forma ruim. (ASSIS, 2010) Em Londres, em 1890
as RDA foram consideradas improprias para a sociedade, devendo assim ser modificadas
gradualmente para outra forma de distribuição. Por esse impulso, fabricantes britânicos de
18
cabos desenvolveram técnicas para isolação de cabos de alta tensão e meios mais baratos para
a implantação dos sistemas subterrâneos de distribuição. (FONSECA, RIBEIRO e SILVA,
2014)
Em Nova Iorque, durante a primeira metade do século 20, predominava o RDA. Mas,
com a expansão da rede elétrica e o aumento constante dos cabos telegráficos, fez com que a
configuração subterrânea se tornasse também esteticamente desejável. Já no Brasil, pela última
medição da ANEEL sobre a estrutura da rede de distribuição brasileira em 2010, apresenta um
perfil bem específico: utilizamos majoritariamente o sistema aéreo. (ANEEL, abr. 2012)
Em 2012, as redes de distribuição aérea foram responsáveis por 818 acidentes com 293
mortes diretas, os tipos comuns de acidentes acontecem na área da construção civil, manutenção
predial, instalação de telefonia ou TV, brincadeira com pipas e ligação clandestina de energia.
Além de oferecer risco à vida, existe também o custo alto de manutenção, a disponibilidade do
sistema e os fatores de perda devido a roubos. (MEDEIROS, 2013)
Complementando a função social do projeto, serão apresentados estudos que mostram
a variação de micro e macro clima nas regiões onde estão implantados os diversos sistemas de
distribuição, e como os mesmos podem ser otimizados para evoluir a qualidade de vida da
sociedade.
Com a atual situação do estado do Rio de Janeiro, o objetivo primordial dessa tese é
apresentar um comparativo entre os tipos de redes utilizadas no estado, mostrando sua eficiência
e possíveis déficits. Será analisada também em complemento, as possibilidades de atualização
do sistema vigente através da implantação de uma malha subterrânea moderna. Para tal serão
mostrados dados referentes as vantagens técnicas e econômicas do sistema novo.
Os sistemas de distribuição são constituídos por dois tipos de redes. O mais comum, o
modelo de Rede de Distribuição Aérea (RDA) com variáveis (convencional, isolada e
compacta). Este modelo é amplamente utilizado devido a sua facilidade inicial de implantação
e custo. Em oposição existe o modelo de Rede de Distribuição Subterrânea (RDS). Os
responsáveis pela distribuição de energia nas cidades (conexão, atendimento ao cliente e
fornecimento de energia) são as companhias de distribuição (Light, Cemig, ...) e atualmente o
setor privado responde pela distribuição de aproximadamente 60% da energia, enquanto as
empresas públicas se responsabilizam por aproximadamente 40%. (ANEEL, abr. 2012)
19
A responsabilidade de instalação de qualquer modelo de distribuição fica a cargo da
distribuidora. Em um poste urbano que utiliza o modelo RDA, podemos encontrar instaladas as
redes primárias (média tensão – entre 2,3 e 44 kV) e redes secundárias (baixa tensão – entre
110 e 440 V). As redes primárias são basicamente constituídas por três condutores isolados (ou
não), blindados, e trançados em torno de um cabo mensageiro de aço 9,5mm de sustentação.
Podem estar apoiados sobe cruzetas de madeira, fibra, plástico e metálicos e isoladores de
porcelana ou vidro, e se localizam na parte superior do poste. Já nas redes de baixa tensão, são
utilizados cabos isolados multiplexados, estes se localizam na parte inferior do poste e servem
para alimentação de comércio e residências. Ambos os modelos seguem a norma vigente Nº
414, DE 9 DE SETEMBRO DE 2010 e ao Procedimentos de Distribuição – PRODIST. As RDS
são divididas em semienterradas e totalmente enterradas (VELASCO, LIMA e COUTO, Ago.
2006). Sua utilização é indicada em áreas urbanas com alta densidade de carga, em que a rede
aérea é inviável, as descrições dos mesmos seguem a norma vigente Nº 414, DE 9 DE
SETEMBRO DE 2010 e ao Procedimentos de Distribuição - PRODIST (ANEEL, abr. 2012).
Apoiado a esse fator limitante da lei, devido à falta de incentivo, no Brasil existem muito
poucos estudos para a viabilidade de implantação de uma RDS. Há também uma escassez de
material acadêmico sobre o assunto, por ser uma configuração não usual e de baixa
representatividade. Fato que acaba se tornando um empecilho a utilização deste tipo de rede,
como por exemplo, em uma negociação entre uma concessionária e prefeitura sobre a
implantação ou não de uma RDS. Mas o maior impacto problemático do assunto é observado
na parte estética e ambiental, No Estado do Rio de Janeiro, a RDA é um grande exemplo de
infraestrutura precária, é fácil perceber na Zona Oeste, Norte e Baixada, postes onde o
emaranhado de cabos e fios provoca acidentes e poluindo a visão. Em algumas calçadas, o
espaço para trânsito de pedestres fica menor que o mínimo obrigatório em norma, impedindo
cadeirantes e pessoas com dificuldade de passar. Com a atual operação da Light, foi observado
que os medidores foram removidos das casas para os postes, depois trocados de posição e
retornado as casas, gerando mais lixo na rede aérea. Um detalhe que também fica claro é a poda
irregular de arvores e até a sua completa remoção em favor de uma linha de distribuição.
(MAREK, 2008). Essa pratica, além de modificar o microclima da região (CATALDI,
MARGALHO, et al., 2001), provoca a substituição forçada da Fauna. Apresenta-se assim neste
projeto necessidade de substituição da rede aérea pela rede subterrânea de distribuição no
perímetro urbano, verificando também a possibilidade de melhorar o sistema de distribuição de
energia elétrica utilizado nas regiões mais afastadas. Mostrando também a possibilidade de
20
melhorar a qualidade de vida da população devido a melhorias em poluição ambiental e
poluição sonora.
1.3. HIPÓTESE
O consumo cada vez maior de energia elétrica no país, faz pressão para que as
concessionárias ofereçam níveis de qualidade cada vez mais confiáveis. É nesse foco a
superioridade de confiabilidade das RDS, desta forma se buscará apenas ratificar esta colocação
com dados operacionais atualizados que proporcionem uma visível comparação técnica entre
elas. A grande confiabilidade das RDS diretamente proporcional ao custo de implantação, que
segundo acadêmicos e livros, chegam a casa de dez vezes mais que a RDA. (MARTINS, 2014)
Assim, se buscará atualizar essa informação e alinha-la com as novas tecnologias disponíveis
no mercado.
Se buscará também uma forma de equalizar os custos de manutenção para uma
ampliação de serviço em larga escala, assim evitando falhas. Esse conjunto de falhas apontam
21
para um problema que pode ser solucionado com a utilização de modernos projetos nos civis,
elétricos e ambientais. (MAREK, 2008)
1.4 OBJETIVOS
1.5 MOTIVAÇÃO
A motivação que deu origem a essa monografia, surgiu ao presenciar um acidente com
vítimas que vieram a falecer devido a colisão do veículo com um poste de concreto no meu
domicilio. Além de ficar algumas horas sem fornecimento de energia, o custo da vida humana
foi determinante.
Em viagem aos Estados Unidos da América, percebesse ao visitar os centros comerciais,
industriais e residenciais a predominância do RDS, (YEH, SUMIC e VENKATA, 1995)
ficando assim intrigado do porque a maciça utilização do mesmo. Com as pesquisas até o
momento, consegue-se identificar dois fatores predominantes, a preocupação com a qualidade
da energia e com o cidadão.
22
Pode-se adicionar um desejo inato, como futuro engenheiro, de melhorar a qualidade de
vida da população, oferecendo ao mesmo tempo uma solução eficiente para o mercado junto a
diminuição da tarifa de energia.
23
1.7 JUSTIFICATIVA E RELEVANCIA
A distribuição de energia é algo vital para a cidade e sua boa infraestrutura está
diretamente ligada a qualidade da energia fornecida. Com esse foco alinhado, é de suma
importância que o desempenho dessas redes esteja em seu padrão ótimo. Observando o
cronograma de investimentos da cidade, observa-se um interesse da Prefeitura em querer
expandir e revitalizar a infra da cidade (CIDADES, 2012).
Porem, quando informados do retorno financeiro e custo de investimento, a RDS passa
a ser preterida em relação a RDA pelos políticos e gestores, visto seu longo prazo de
estabelecimento. Mas esse fator é apenas apoiado no interesse particular, visto que obras
públicas de energia, além de serem um investimento a longo prazo eficaz para a cidade, são
uma boa origem de empregos em primeira, segunda e terceira camada. (ANEEL, abr. 2012)
Visto do ponto Legal, quando se implanta ou expande uma rede elétrica no Brasil, o
órgão responsável é a ANEEL, ou seja, deve-se ser cumprido uma série de regulamentos em
normas técnica, resoluções e leis federais. Quanto ao custo, o maior empecilho para a
implantação pelo governo, a resolução nº 250 (ANEEL, 2009) no Art. 9º, aponta que toda
melhoria na rede pós licitação em caráter estético, pode ser repassada para o cliente solicitante.
Porém a resolução, nº 456 (ANEEL, 2010) Art. 95, indica que o fornecedor de energia é
responsável pela qualidade do serviço prestado, atendendo integralmente todos os medidores
ativos no país. Esse empasse gera uma dificuldade na geração de novos processos, associados
a falta de projetos e interesse da população, a viabilidade das RDS continua nula.
O segundo enfoque desde projeto é analisar e avaliar os impactos que a arborização
causa sobre a rede de distribuição de energia elétrica de alta tensão, indicar alternativas para
manejo de espécies e substituição da flora existente. Essa analise não é realizada hoje pela
LIGHT nem pela Prefeitura (JANEIRO, 2017) devido falta de um planejamento urbano
alinhado com o enfoque na qualidade de vida do cidadão, visto que planejamento de energia e
habitação e infraestrutura de arborização são pensados de forma separada, ocasionando
sobreposição de projetos, falhas por cabos arrebentados, acidentes, interrupções no
fornecimento.
1.8 METODOLOGIA
25
No quinto capitulo será apresentada a interação socioambiental e seus impactos
imediatos e futuros. No sexto capitulo será feita a conclusão do tema.
26
Figura 2 – RDA (Rio de Janeiro)
Este sistema foi elaborado a mais de 60 anos e hoje já apresenta um limite tecnológico,
o que leva um baixo nível de confiabilidade na distribuição, visto que os condutores não são
isolados ou protegidos, qualquer contato de terceiros ao sistema pode provocar o desligamento
da rede. Além disso, a proximidade dessa rede com marquises, árvores, painéis, andaimes,
facilita o contato acidental de pessoas com os condutores, ocasionando possíveis descargas
elétricas que causam acidentes graves e até mesmo fatais.
Como a rede fica totalmente desprotegida contra as influências do ambiente, isso
incrementa a taxa de falhas e exige podas drásticas nas árvores próximas, uma das principais
causas de desligamentos no sistema aéreo convencional. Devido à exposição dos cabos, as
intervenções para consertos são frequentes. Os principais danos são causados por acidentes com
veículos que atingem os postes, raios, chuvas, poluição, salinidade, ventos e pássaros.
Apesar de serem mais baratas, a rede aérea tem um custo de manutenção de operação
bem elevado, devido à frequência e caracterização de ocorrências. Essa disputa do espaço aéreo
entre as redes elétricas e os elementos externos, como árvores, causam prejuízos a vários setores
da sociedade, dentre eles:
curto-circuito na média e na baixa tensão;
queima de transformadores, devido a constante de ocorrência de curtos;
afrouxamento de conexões que ligam condutores aos demais
componentes da rede;
desligamento da rede;
queima de aparelhos domésticos e equipamentos industriais;
27
prejuízos decorrentes da falta de energia;
transtorno em hospitais e estabelecimentos de utilidade pública;
perdas de faturamento;
gastos acentuados com manutenções e podas emergenciais e corretivas.
Fonte: http://www.atseletrica.com.br/imagens/informacoes/rede-compacta-rede-distribuicao-02.jpg
acessado em 01/12/2017
28
Outros materiais utilizados nesse sistema são os isoladores de pino e de ancoragem,
feitos em material polimérico, com o objetivo de fazer o isolamento dos condutores da rede, em
conjunto com os espaçadores, braços suportes e para-raios para proteção contra descargas
atmosféricas, chaves blindadas para seccionamento e manobra da rede e transformadores auto
protegidos, com proteção interna contra curto-circuito (VELASCO, 2003).
Entre as vantagens do sistema compacto está a redução dos custos operacionais, redução
dos riscos de acidentes, diminuição nas interrupções e preservação da arborização, pois elas
reduzem substancialmente a poda de árvores devido a menor área que os condutores ocupam.
As principais vantagens da rede aérea protegida em comparação com a rede aérea convencional
são:
redução drástica na taxa de falhas, com consequente redução nas intervenções
na rede;
redução substancial no DEC (duração equivalente de interrupções);
redução substancial no FEC (frequência equivalente de interrupções);
redução das manutenções de redes, liberando mão de obra;
aumento de segurança para eletricistas e público geral;
redução do nível das podas de árvores, em frequência e intensidade;
melhoria de imagem da Empresa Distribuidora.
Nas redes aéreas isoladas, de baixa e média tensão, são utilizados três condutores
isolados, blindados, trançados e reunidos em torno de um cabo mensageiro de sustentação,
conforme a
Figura 4. Para isso, são necessários condutores isolados para a devida classe de tensão,
acessórios desconectáveis utilizados em conexões e derivações, e terminações para promover a
transição entre os condutores isolados e os condutores das redes nuas ou protegidas
(VELASCO, 2003).
29
Figura 4 – RDA em Área isolada
30
Figura 5 – RDS
Apesar do custo mais elevado, os sistemas subterrâneos são justificados em áreas com
grande densidade de carga, locais com congestionamento de equipamentos aéreos e locais onde
os fatores estéticos têm de ser levados em conta, como cidades históricas, turísticas, bairros
típicos, loteamentos e bairros de alto poder aquisitivo. Algumas outras vantagens em relação
aos outros sistemas são:
O sistema de distribuição é a parte dos sistemas de potência que está mais próximo da
unidade consumidora, sendo encarregado de rebaixar o nível de tensão e distribuir a energia
proveniente da transmissão para o consumidor individualizado (residências, indústrias e
comércios). Nas subestações de distribuição, a tensão da sub-transmissão é rebaixada a níveis
de distribuição primária ou média tensão. As redes primárias suprem os transformadores de
distribuição, dos quais derivam as redes secundárias em baixa tensão (GOMES, 2010). Os
níveis de tensão de distribuição utilizados no Brasil são fixados por um decreto do Ministério
31
de Minas e Energia, e estão apresentados na Tabela 1 – Níveis de a seguir.
32
maneira de realizar o menor investimento na infraestrutura em função da importância ou
complexidade da carga atendida e recursos disponíveis (AZEVEDO, 2010).
Um sistema de distribuição em condição de restabelecer o mais rápido possível o
atendimento em caso de defeito faz crescer o consumo da área e, como consequência,
corresponde a um aumento de receita quem vem contrabalancear os investimentos necessários
para aumentar a continuidade de serviço. As linhas de transmissão ou distribuição são
caracterizadas por ser uma linha direta entre a fonte e um determinado centro de carga e sem
ramificações. A simplicidade destas linhas, sem ramificações ou conexões a carga ao longo de
sua extensão, permite a utilização das configurações que serão apresentadas a seguir. Cada tipo
de arranjo tem uma determinada finalidade, condição de utilização e podem requerer
equipamentos e dispositivos de proteção diferentes. Os principais arranjos utilizados serão
apresentados a seguir.
Esse sistema de distribuição de energia, como o próprio nome diz, é o mais simples de
todos. Possui uma linha principal instalada da subestação até as cargas, podendo ou não ter
derivações, e que não possui recursos de manobras, chaves ou seccionadoras (AZEVEDO,
2010). Esse arranjo pode ser observado na Figura 6, possui pequeno investimento inicial e é
mais comum ser usado em sistemas aéreos.
33
Ele é mais encontrado nas redes secundárias e apenas em alguns casos específicos em
rede primária. O radial simples é indicado para ser aplicado em sistemas de muita baixa
densidade de carga, como por exemplo, áreas rurais e locais em que os circuitos tomam direções
distintas, devido as próprias características de distribuição da carga, tornando pouco econômico
o estabelecimento de pontos de interligação. Pode-se aumentar a confiabilidade desses sistemas
utilizando alguns recursos, um deles é utilizar uma alimentação reserva. Como uma grande
parte dos defeitos ocorre nos cabos de saída das linhas aéreas, coloca-se um cabo reserva com
potencial e sem carga que possua recursos entre todas as linhas da subestação, que possa
substituir o cabo de saída de qualquer alimentador em caso de defeito (ONS, 2016).
Outro método utilizado, mais comum para consumidores ligados diretamente à rede
primária, o atendimento de energia é provido de dupla alimentação, a normal e a reserva,
provenientes de linhas primárias diferentes. No caso de defeito no alimentador principal realiza-
se a transferência automática da alimentação para a barra reserva.
Neste sistema é fornecida uma distribuição de energia composta por dois ou mais
percursos, de forma que, se um alimentador falhar, toda a carga do mesmo é suprida por outra,
sem interromper qualquer consumidor. Todos os alimentadores deste arranjo devem ter
capacidade reserva suficiente para alimentar toda a carga do outro em caso de defeito neste
(AZEVEDO, 2010).
Muitas vezes os alimentadores radiais podem ser interligados através de uma chave de
seccionamento normalmente aberta (NA) que em caso de necessidade de executar manobras no
circuito para reparos ou execução de serviços com a rede não energizada permite a separação
de pequenos trechos da rede. Com esta estrutura o sistema recebeu o nome de anel aberto, ou
também de Open-Loop Systems, e pode ser visto na Figura 7 abaixo.
34
Figura 7 – RDS Radial com Primário em Anel
Neste sistema a carga é provida por, no mínimo, dois circuitos alimentadores primários
para cada centro de cargas. Ele é constituído de forma que quando um circuito primário está
fora de serviço, o alimentador restante tem capacidade suficiente para receber a carga total por
tempo indeterminado. Apesar de três ou mais alimentadores de entrada possam ser utilizados,
35
normalmente apenas dois são previstos. Pode ocorrer de metade dos transformadores estarem
conectados a cada um dos dois alimentadores.
Os sistemas primários seletivos, Figura 8, no passado eram mais comumente construídos
para transferência de carga de forma manual. Com o desenvolvimento tecnológico, avanço da
automatização, redução de custos, confiabilidade dos sistemas de comunicação e criação de
novas tecnologias, é possível nos dias de hoje implantar sistemas de transferência automática
(AZEVEDO, 2010).
Figura 8 – RDS Radial com Primário Seletivo
Quando uma falta ocorre em um dos alimentadores primários, somente metade dos
transformadores da instalação é desenergizada. As chaves comutadoras, usadas em todos os
transformadores, realizam o chaveamento para o alimentador reserva.
36
Na Figura 9 observa-se que cada centro de carga é suprido por dois alimentadores
primários através de dois transformadores. A capacidade de cada um deles deve ser tal que
possa seguramente alimentar toda a carga total.
Devido a diversas pesquisas com o sistema Radial Simples, foi concluído que quando o
o arranjo utilizando secundários interligados, apresentaria uma alta confiabilidade se o mesmo
fosse suprido por uma alimentação primária, incluindo uma proteção no secundário sob ação e
relés interligados com os relés do primário. (AZEVEDO, 2010)
37
Esse esquema de ligação foi chamado de Reticulado (Network), mostrado na Figura 10.
Essa forma de organização é implantada a alguns anos em locais populosos e que se faz
necessário um alto índice de eficiência.
Figura 10 – RDS Reticulado Simples
O sistema tem uma alta tolerância a falhas. O transformador da rede secundária, faz o
trabalho de um relé de reversão de potência. Ele desliga caso a energia venha no sentido da
secundária para a primária. Sendo composto por duas partes, a tensão da rede é ligada da
subestação por sistema Radial até os transformadores. Já a baixa tensão é uma malha única no
secundário. Todos os clientes são abastecidos pela baixa tensão no reticulado simples. (ASSIS,
2010). Sistema Reticulado Simples
Adotou-se o número mínimo de dois alimentadores, pois, somente com um grande
número de alimentadores no lado primário, pode-se garantir uma rede secundária sem
desligamentos. Também como neste sistema a rede trabalha em paralelo continuamente, as
falhas no lado primário de um respectivo alimentador não afetam o lado secundário devido a
permanência dos demais alimentadores. E os desligamentos na rede secundária são restritos a
defeitos nos ramais e conexões de baixa tensão. Para isso, cada ramo da rede de baixa tensão é
protegido por fusíveis, permitindo em caso de defeito que ele fique isolado somente ao
respectivo trecho secundário (AZEVEDO, 2010).
Desta forma a continuidade de serviço fica garantida, e é esse baixo número de
interrupções a maior vantagem do sistema secundário reticulado. Nenhuma falta em qualquer
ponto do sistema irá causar a queda de serviço para mais do que uma pequena parcela das
cargas. Esse arranjo com elevada confiabilidade é altamente recomendado para atendimento de
38
regiões com alta densidade de carga e é utilizado com frequência no sistema de distribuição de
energia elétrica subterrâneo.
O sistema primário de alimentação do sistema Network até os transformadores pode
também ser utilizado para atendimentos de prédios com alta densidade de carga, através do
sistema reticulado dedicado. Este também é composto por duas seções, sendo a média tensão
conectada desde a subestação através de alimentadores radiais até os transformadores de
distribuição e a baixa tensão é um barramento que atende uma única edificação. Chamado
também de Spot Network, esses arranjos, assim como o reticulado generalizado, têm alta
confiabilidade, pois devido à quantidade de alimentadores primários, obtêm-se um barramento
quase sem desligamentos. Da mesma maneira que um sistema secundário reticulado, esse
sistema trabalha com as entradas primárias continuamente em paralelo. Porém, em caso de
falhas no barramento secundário, há comprometimento no atendimento de toda a sua carga
(BARRETO, 2010).
39
Figura 11 – RDS Reticulado com Primário Seletivo
São sistemas que surgiram para atender as necessidades de um alto nível de qualidade e
mantê-las em um nível constante de trabalho. Se caracterizam por ser um sistema que operam
simultaneamente diversos modelos de distribuição. (BARRETO, 2010).
Na
40
confiabilidade adequada e, então, atendidas por um sistema que proporcione custo e
confiabilidade compatíveis. (MARTINS, 2014)
41
Figura 13 – RDS URD
Nesses sistemas de distribuição o arranjo primário é do tipo anel aberto, que se estende
conectando-se através dos transformadores. Eles não são dimensionados para atender toda a
carga por qualquer lado do anel aberto por tempo indefinido e geralmente são conectados com
um único alimentador aéreo, não oferecendo desta maneira grande confiabilidade, sendo mais
utilizada por razões estéticas em loteamentos residenciais de baixa densidade (BARRETO,
2010).
Os transformadores que equipam esta estrutura são do tipo pedestal. Eles são projetados
para serem montados sobre uma base de concreto e aptos para instalações externas onde estão
sujeitos a intempéries. São pintados na cor verde como segurança de acordo com norma
(ANEEL, abr. 2012).
Estudos preliminares;
Pesquisas de mercado (tipo de consumidor e taxas de crescimento);
Estimativa da demanda total e projeto elétrico;
Características da região (tipo de solo, condições climáticas);
Planejamento da futura iluminação pública;
Planejamento das calçadas e estudo da acessibilidade a pessoas portadoras de
necessidades especiais;
Planejamento do trânsito;
43
Análise de projetos já existentes;
Planejamento da infraestrutura urbana;
Estudo do possível enterramento das redes de energia e demais equipamentos;
Execução do projeto;
Fiscalização e gerenciamento das obras.
Diferentemente dos condutores utilizados nas redes aéreas, que são em geral cabos nus
e protegidos, os da rede subterrânea possuem isolação plena, ou seja, os cabos possuem uma
blindagem metálica circundando a isolação do cabo que garante uma menor taxa de falhas.
Os materiais mais utilizados na isolação dos cabos da rede secundária são normalmente
o Polietileno Termofixo (XLPE) e a borracha Etilenopropileno (EPR). Ambos possuem bom
desempenho, a diferença principal é que os cabos isolados em EPR têm maior capacidade de
44
resistir a umidade. Entretanto o custo benefício dos cabos XLPE ainda é melhor, fazendo com
que seu uso seja mais difundido. Os condutores devem ser dimensionados para a pior condição,
ou seja, situações que reduzem ao máximo a capacidade de condução de corrente e elevam a
queda de tensão do cabo. (SYSTEMS, 2017)No dimensionamento também deve ser levado em
conta os cálculos de curto-circuito, e caso seja necessário, a bitola da blindagem do condutor
deverá ser alterada.
Uma das maiores dificuldades no projeto de redes subterrâneas é o enterramento dos
condutores em um solo recheado de tubulações de serviços essenciais (rede de esgoto, água,
galerias pluviais) e de outras concessionárias como de telefonia, TV a cabo e fibra óptica. Dessa
forma há um enorme cruzamento de redes, diminuindo os espaços no subsolo, gerando
contratempos e elevando ainda mais os custos de instalação (COPEL, 2015).
Em parte, este problema é amenizado com a utilização de uma estrutura chamada banco
de dutos. Tanto os condutores de energia da rede primária e secundária, que compõem toda a
rede subterrânea, são instalados nestes bancos que são compostos por dutos de tamanhos
variados, os dutos localizados na parte inferior são destinados aos cabos de baixa tensão, os
intermediários com maior diâmetro podem ser reservados para os de média tensão, e os
localizados na parte superior designados à instalação de cabos de comunicação e fibra óptica
(ANEEL, abr. 2012).
Os bancos de dutos são geralmente dispostos sob o leito da rua, em calçadas ou mesmo
em áreas verdes de canteiros, e interligam toda a estrutura da rede subterrânea as câmaras
transformadoras. As câmaras transformadoras (CTs) são construídas em concreto armado e são
destinados a alojar os equipamentos de transformação (entrada de média tensão, chaves
seccionadoras, transformador, network protector, saída de baixa tensão). Eles são situados sob
vias públicas, são providas de tampas para inspeção de fácil acesso para funcionários em caso
de manutenções e circuito interno exclusivo para iluminação (GOMES, 2010).
É de extrema importância também, uma eficiente ventilação interna da câmara para
manter a temperatura do ambiente adequada e assim garantir um bom funcionamento dos
equipamentos elétricos. É possível também a instalação de um sistema de drenagem interno a
fim de evitar o acúmulo de água de qualquer procedência. Existem ainda as caixas de inspeção
(CIs) que também são de concreto, porém menores que as CTs, destinadas a alojar acessórios
(emendas e derivações) e equipamentos (chaves e medidores), assim como possibilitar a
passagem de cabos (mudança de direção, fim de linhas), cujas dimensões possibilitem a
45
movimentação interna de pessoas para a execução de serviços e facilite a realização de
manutenções (ANEEL, abr. 2012).
Outra estrutura importante são as caixas de passagem (CPs). São menores que as CTs e
CIs, e sua função principal é abrigar as emendas das derivações dos ramais que atendem os
clientes da concessionária. As CPs construídas sob o leito da rua deverão ter tampas de ferro
fundido com diâmetro aproximado de 600 mm. As estruturas apresentadas acima caracterizam
a composição de uma rede de distribuição de energia totalmente enterrada. Nele, como foi visto,
existem câmaras subterrâneas para abrigo dos transformadores e demais equipamentos que
interligam a média e baixa tensão (KAGAN, OLIVEIRA e ROBBA, 2010).
O setor elétrico brasileiro desde sua origem se expandiu por meio de incentivos da
iniciativa privada, assim o mercado estabelecia diretrizes de expansão e até parâmetros de
operação. Foi apenas em meados de 1973, com a equalização das tarifas de energia elétrica, que
a intervenção econômica do Estado começou a impactar a área. O objetivo destas intervenções
era estimular o desenvolvimento de áreas distantes e carentes, atendidas por concessionárias
menos rentáveis. Essa prática, porém, foi ineficiente, já que o regime tarifário estava centrado
no custo dos serviços prestados e uma remuneração mínima passou a ser garantida,
desestimulando o estudo para otimização dos gastos, maior eficiência e melhores índices de
qualidade (Redes de Energia elétrica, 2014).
O processo de estatização progrediu com a venda da LIGHT para a ELETROBRÁS em
1978 e ao longo dos anos aconteceram planos econômicos, onde as tarifas dos serviços
tornaram-se instrumentos de combate à inflação, reduzindo mais ainda as chances de
investimento em modernização das redes de distribuição. Em 1995 foi implantado no Brasil o
Plano Real, com objetivo de controlar a inflação e que acabou proporcionando avanços
econômicos e sociais. Neste mesmo ano iniciou-se uma nova fase do setor elétrico brasileiro
com as privatizações. O capital privado voltava a gerenciar a operação e expansão do setor sob
supervisão da então recém-criada ANEEL. As empresas privadas assumiram o controle de redes
de distribuição debilitadas devido aos anos sem investimentos e que com o aumento da demanda
passaram a operar próximas aos seus limites. Tudo isso diminuiu rapidamente a segurança
dessas redes e degradou seus níveis de confiabilidade (AZEVEDO, 2010).
46
2.4.2 Marcadores governamentais de qualidade
Até os dias atuais inúmeros artigos foram efetivados para melhorar a distribuição de
energia no Brasil, consolidados no PRODIST (Procedimentos de Distribuição de Energia
Elétrica no Sistema Elétrico Nacional). Nele estão contidas normas que regulamentam a relação
entre as Distribuidoras e Geradoras. Também é debatido a relação entre a ANEEL e as
Distribuidoras, no âmbito de troca de informações.
Por meio do controle das interrupções, do cálculo e da divulgação dos indicadores
serviço, as distribuidoras, os consumidores e a ANEEL podem avaliar o desempenho do sistema
e a qualidade do serviço prestado. O módulo 8 dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST,
2016) regulamenta como os indicadores de qualidade existem aferem a frequência e duração
47
das falhas e como devem ser calculados (periodicidade mensal/trimestral/anual). Esses
indicadores podem ser coletivos ou individuais.
Para medições individuais são aplicados o DIC, FIC e o DMIC pela concessionária nos
consumidores. DIC, indica em horas a duração falha, já o FIC mostra a frequência das falhas
individuais. O DMIC é o cálculo da interrupção máxima continua, é principalmente usada para
impedir que uma falha seja demorada a ser reestabelecida. Eles são calculados pela formula
abaixo:
Equação 1 - DIC/FIC/DMIC
48
Equação 2 – DEC/FEC
Todo mês as concessionárias devem enviar a ANEEL os dados coletados para análise.
Porém além dos índices de continuidade, seja ele individual ou coletivo, a definição se houve
falha em demasia será emitida após avaliação subsequente e comparativa ao ano anterior.
Existem também os índices de conformidade, que avaliam as tolerâncias na qualidade da
energia recebida pelo cliente. Sendo eles o DRP (Duração Relativa da transgressão máxima de
tensão Precária), o DRC (Duração Relativa da transgressão máxima de tensão Crítica) e o ICC
(Índice de Unidades Consumidoras com Tensão Crítica). A tensão é considerada adequada pela
ANEEL se está entre 95% e 105% da tensão contratada, precária se estiver entre 93% e 95% e
crítica se estiver abaixo de 93% ou acima de 105% da tensão contratada pelo consumidor.
(ANEEL, 2017). Existem também vários indicadores que calculam a qualidade no atendimento
às ocorrências emergenciais. Os principais são o TMP (Tempo Médio de Preparação), TMD
(Tempo Médio de Deslocamento) e o PNIE (Percentual do Número de Ocorrências
Emergenciais com Interrupção de Energia).
2.5 CUSTOS
Dentre os custos totais na entre a geração e usuário, que é composto por geração,
transmissão e distribuição, cerca de 40% correspondem a distribuição (GOMES, 2010).
Existem três custos que podem ser considerados os principais para o estudo financeiro das redes
de distribuição, sendo eles: investimento inicial, custo de operação e custos por energia não
distribuída (COPEL, 2015). O investimento inicial, ou custo de implantação da rede, considera
todos os materiais adquiridos, a mão de obra (incluindo serviços de topografia, projeto e
execução) e as despesas administrativas. Os custos operacionais podem ser divididos em duas
49
parcelas, correspondentes à manutenção preventiva e manutenção corretiva. A função da
manutenção preventiva é manter um fornecimento contínuo de energia elétrica aos clientes,
atendendo as legislações vigentes. Ela atua para reduzir ou evitar falhas ou defeitos, ou ainda
corrigindo desgastes naturais e previsíveis, seguindo uma programação previamente elaborada
e baseada em intervalos de tempo. Os equipamentos que passarão por manutenções podem
variar conforme ao tipo de rede. (LIGHT, 2011)
A manutenção corretiva é necessária para restabelecer o sistema em caso de interrupções
acidentais. Seu objetivo é corrigir ou restaurar as condições de funcionamento de determinado
equipamento, visando eliminar defeitos ou falhas, e podendo ser de forma programada ou
emergencial. Quando é programada, exige menos tempo, é mais segura e de melhor qualidade.
Quando é de caráter emergencial, demanda maior tempo, aumento dos custos e perdas de
qualidade e fornecimento.
Os custos por energia não distribuída, caracterizados por interrupções, acarretam em
perdas de processo e decréscimo das atividades. Para a concessionária, além de não faturar, são
contabilizados também ressarcimentos aos clientes por perdas e danos em eletrodomésticos ou
outros aparelhos devido a uma falha na rede. Vale também considerar que mesmo com o retorno
do fornecimento da energia, o faturamento da concessionária sofre um atraso em virtude de o
tempo necessário para os consumidores retomares suas atividades.
3.1 HISTÓRICO
50
UEPC (United Electric Light and Power Company), o sistema trifásico era composto por uma
malha de 4 fios submetidos a tensão de 208-120V ligados em estrela. Pode-se observar pelo
Capitulo 2, que o modelo de funcionamento do sistema se mantém em principio igual ao padrão
atual, foram adicionados novos parâmetros, precisão de equipamentos, aumento de carga e
melhoria pontuais nos equipamentos em geral ao passo do aumento do consumo civil e
industrial. O ponto onde teve a maior evolução desde 1907 foram nos protetores de rede, que
passaram de uma operação totalmente mecânica, para sistemas embarcados em
microprocessadores com output de informação na casa de milissegundos (ENGEPARC, 2011)
No mercado hoje, poucos fabricantes estão aptos a fabricar em escala protetores de rede,
entre eles a Eaton e a ETI são os mais proeminentes, mesmo assim, tornam-se os equipamentos
mais caros que acabam inviabilizando a manutenção de sistemas subterrâneos no Rio de
Janeiro, visto a dificuldade de importação. Outro ponto que onera esse modelo de sistema é a
sua administração técnica baseado na nossa dificuldade em gerar programas de automação e
tecnologia embarcada.
Um dos grandes aceleradores para o ramo da Elétrica e Engenharia foi a Segunda
Grande Guerra Mundial, em seu curso foram desenvolvidos novos materiais plásticos, técnicas
de construção, formas de emendas e soldas mais econômicas. Com o seu fim, todos os parques
fabris que ficaram ocioso e pesquisadores, puderam se aliar no desenvolvimento de
equipamentos cada vez mais eficientes, culminando em transformadores subterrâneos de uso
seguro, que trouxe mais eficiente e dinamismo para a instalação do sistema (AZEVEDO, 2010)
Com todos esses desenvolvimentos e publicidade, a opinião da população foi tornando-
se favorável e passou a requisitar que toda instalação segue esse padrão. Grupos ambientais e
de segurança alardearam para o impacto ambiental que instalações precárias de energia podem
gerar. Já no Brasil, através de normas da ANEEL, empresas de energia não podem fazer
investimento que comprometam a garantia concordada da tarifa. (ANEEL, abr. 2012)
O primeiro modelo implantado no Brasil, foi fomentado pela LIGHT em 1933 com um
projeto similar ao de Nova Iorque, essa instalação mesmo que diminuta, proporcionou um
avanço tecnológico para o Brasil e melhorou a qualidade do serviço e da continuidade. Anos
depois, as empresas CEMIG, ELETROPAULO E COEL também passaram a estudar e
implantar sistemas de RDS em condomínios de alto luxo e pontos específicos. Mas observa-se
até hoje uma pouca dilatação do sistema desde o início do seu uso, sempre justificados pelo alto
custo de implantação da RDS em relação a RDA. A importância das novas tecnologias de
informação, automação, monitoramento e sistemas eletrônicos inteligentes têm aumentado
51
significativamente nos últimos anos. Essas tecnologias desempenham um papel fundamental
nas sociedades modernas e contribuem de forma decisiva para a resolução de importantes
desafios para uma sociedade que quer ser mais próspera, internacionalmente competitiva,
saudável, segura e sustentável (BARRETO, 2010)
52
Figura 15 – RDS Reticulado Spot
Fonte: GARCIA, D.A.A. Metodologia de Diagnóstico Automático de Falhas de Curto Circuito em Alimentadores
Primários de Sistemas de Distribuição Reticulados tipo Spot. 205 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica),
Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006
3.3 EQUIPAMENTOS
53
tensões primárias variando de 2,5 kV até 34,5 kV. Suas classes de isolação são geralmente de
65ºC (temperatura de 110ºC para o ponto quente no núcleo para 30ºC de temperatura ambiente).
Os transformadores submersíveis são aqueles adequados para ser instalados em
câmaras, em qualquer nível, podendo ser prevista sua utilização onde haja possibilidade de
submersão de qualquer natureza. Os transformadores, quando instalados em câmaras
subterrâneas, são diretamente acoplados no lado de baixa tensão através de um flange e
possuem a chave primária acoplada no lado de média tensão. (GARCIA, 2006)
Já os transformadores do tipo pedestal, são selados e desenvolvidos para aplicações onde
o espaço físico é insuficiente para a instalação de uma subestação abrigada convencional. A
compactação aliada a proteções integradas garante a instalação ao tempo ou subterrânea. É
montado sobre uma base de concreto e apresenta compartimento blindado para as conexões de
alta e baixa tensão. Além da segurança propiciada, ele pode ficar mais próximo do centro de
cargas e otimizar as instalações elétricas. A partir da nova norma brasileira de instalações
elétricas de alta tensão, NBR 14.039 (ABNT, 2005), foi definido que não podem ser aplicados
transformadores isolados a óleo na área interna de edificações. Dessa maneira, as instalações
em cabines spot devem utilizar transformadores a seco com protetores de rede ventilados.
(GARCIA, 2006)
Um protetor de rede é composto por uma parte de potência que funciona basicamente
como um seccionador de baixa tensão de comutação automática, que é comandado por um relé.
Ele é pré-ajustado e configurado para perceber o fluxo reverso de potência, do lado dos
consumidores para o lado da concessionária, que atravessa os protetores, atuando então na
abertura do disjuntor.
No sistema reticulado um fluxo reverso de potência pode ser gerado se acontecer uma
falha nos alimentadores primários de média tensão. Os outros circuitos paralelos continuarão
alimentando os pontos consumidores e os transformadores do circuito em falha passarão a levar
o fluxo para o lado da concessionária. Essa energia pode alimentar uma linha em curto, e assim
danificar equipamentos ou causar acidentes em linhas sob manutenção.
Os protetores de rede realizam o monitoramento em tempo real do estado da rede
(tensão, corrente e fase) a qual estão ligados, operando adequadamente sob condições pré-
programadas, para conectar ou desconectar o respectivo transformador à rede de baixa tensão.
54
A programação do relé se dá por meios mecânicos em relés eletromecânicos, e por meio da
entrada de parâmetros numéricos em relés eletrônicos.
A norma “IEEE Standard Requirements for Secondary Network Protectors” (IEEE,
2005) especifica os requisitos de funcionamento dos protetores de rede. Tal norma trata
basicamente da performance elétrica, mecânica e de segurança, que os protetores como um todo
devem satisfazer.
São instalados em terminais de baixa tensão dos transformadores e ao barramento de
baixa tensão dos consumidores. Durante a operação normal há um fluxo direto de energia, do
transformador para a rede de baixa tensão, e assim o protetor se mantém fechado, neste estado
o relé encontra-se em estado de flutuação. Os contatos devem abrir automaticamente se o fluxo
se inverter. Deverá operar também em falhas no circuito primário e no transformador
correspondente. (ONS, 2016)
Após a abertura, enquanto as condições de tensão no lado primário não atingirem os
parâmetros pré-estabelecidos, o relé continua atuando e a chave em estado aberto. No momento
em que os níveis de tensão e demais normalidades no lado de entrada do protetor de rede
permitam a alimentação da rede através de fluxo direto de corrente para rede secundária o relé
envia o comando de fechamento para o protetor. (GARCIA, 2006)
A Figura 16 mostra um sistema reticulado com três alimentadores e nela é possível
observar o diagrama esquemático de uma falha em um alimentador de média tensão. A
contribuição dos outros dois alimentadores para a falha através da transformação e do
barramento de baixa tensão é indicado pelas setas. O desenho evidencia a importância da pronta
atuação dos protetores de rede em curtos circuito.
55
Figura 16 - Esquema de atuação de um Protetor de Rede
3.3.3 Chaves de MT
As chaves de média tensão (ou chaves primárias) são chaves instaladas no lado primário
dos transformadores. Podem ser a óleo (mais antigas e ultrapassadas) ou a gás SF6, possuindo
56
tensões primárias desde 2,5 kV até 34,5 kV. Essas chaves não operam sob carga e sua função é
isolar o transformador da rede primária. (GARCIA, 2006)
3.3.4 Cabos de BT e MT
3.3.5 Barramentos
57
3.3.6 Quadros de distribuição
3.4 VANTAGENS
59
canalizado, os gases provenientes da rede de esgoto ou da decomposição de resíduos ou o óleo
isolante dos transformadores. As câmaras transformadoras são dotadas de sistema de ventilação
e exaustão para evitar o acúmulo de gases em seu interior. Entretanto, entupimento de bueiros,
o depósito e acúmulo de resíduos nas tampas, a urbanização desordenada das vias públicas e a
ocupação indevida de calçadas por estabelecimentos comerciais às vezes impedem o
funcionamento correto do sistema.
Recentemente, problemas semelhantes aos citados acima ocorreram na rede subterrânea
da LIGHT. O caso mais grave envolveu dois turistas que foram atingidos pela tampa de uma
câmara transformadora, ocasionando sérias queimaduras em ambos. Essa frequência de
ocorrências fez com que a LIGHT, além de ser multada pela ANEEL, criasse um plano de
modernização e mapeamento da rede subterrânea, possibilitando obter a posição e o
monitoramento em tempo real.
O Brasil apresenta um controle vertical estatal, com a geração sendo em 86% controlado
pelo governo (ANEEL, 2017) e sua transmissão e distribuição sendo observada de perto pela
ONS. Seguindo as privatizações e entradas estrangeiras no setor, observa-se a criação de um
novo modelo público privado. Quando marcadores foram criados pela DNAEE (Departamento
Nacional de Águas e Energia Elétrica, antiga ANEEL), foram definidos os parâmetros iniciais
para o mercado, mas estes não aplicavam multas nem limitavam o setor de forma correta.
A partir da nova resolução em 2000, a ANEEL iniciou um modelo competitivo que
fomentou o mercado, além de aplicar compensação financeira em caso de extrapolação dos
limites dos indicadores individuais (DIC, FIC e DMIC). Firmando assim que as empresas que
não mantivessem um controle fino no sistema se veriam obrigadas a pagar aos usuários o valor
referente a falta em forma de abatimento das taxas de energia. (ANEEL, abr. 2012)
Visualizando a aplicabilidade de DEC e FEC, a grande alteração da metodologia
proposta é a consideração de que todos os conjuntos subterrâneos são semelhantes, sendo
definidos como o percentil 50 os limites de DEC e FEC para os mesmos. Observa-se pela
resolução atual, que a revisão da tarifa e metas é estabelecido e publicado seguindo
60
Figura 17 – Evolução do DEC Brasil (2008-2015)
Notadamente, o país não tem apresentado melhoras no DEC. Em 2015 o Brasil registrou
18h35min de interrupções no fornecimento de energia. Esse quadro traz impactos diretos para
a indústria nacional. Pesquisa realizada pela Confederação Nacional da Indústria (CNI) em
2016 mostra que 2/3 das indústrias têm prejuízos devido às falhas no fornecimento,
principalmente com interrupção da produção, inutilização de material, perda de dados com
queda nos sistemas e acionamento de geradores. Para os segmentos intensivos no uso de energia
elétrica (nos quais pode corresponder a mais de 20% dos custos de produção), que são os mais
afetados pelas interrupções, paradas de segundos podem ocasionar prejuízos de milhares de
reais.
Já o FEC apresentou melhoria nesse mesmo período, uma vez que a quantidade de vezes
que o país ficou sem energia registrou ligeira queda. Apesar disso, em 2015 o país teve a energia
interrompida por 9, 86 vezes (Figura 18 – Evolução do FEC – Brasil (2008-2015)), marca ainda
muito alta para um país que precisa se manter economicamente competitivo. Além disso, em
conjunto com o DEC, os indicadores mostram que as interrupções, se ocorreram menos vezes,
foram mais longas. (FIRJAN, 2016)
63
Figura 18 – Evolução do FEC – Brasil (2008-2015)
Até o ano de 2009, os conjuntos consumidores eram definidos por um único critério:
deveriam ser formadas por áreas próximas. Dessa maneira as distribuidoras possuíam grande
liberdade na formação de suas divisões, o que geraram algumas distorções. Com critérios não
definidos, alguns conjuntos tornaram-se muitos distintos, o que dificultava a comparação entre
eles e a definição dos limites.
Assim estudos foram realizados e a Resolução Normativa nº 395 foi publicada, onde
ficaram estabelecidos alguns critérios com objetivo de homogeneizar os conjuntos e tornar mais
claro os comparativos de desempenho. Essas regras estão presentes no PRODIST e não serão
citados, pois fogem do escopo deste trabalho (ANEEL, 2009).
Dessa maneira as concessionárias necessitaram modificar seus conjuntos a fim de se
adequar as novas normas, e enviar suas propostas à ANEEL até metade do ano de 2010. Uma
das empresas a realizar modificações foi a LIGHT atuante no Sudeste do país. Ela apresentou
à ANEEL diversas alterações que foram submetidas a consulta. Entre as propostas apresentadas
foi a divisão de alguns conjuntos cujas subestações possuem rede de distribuição aérea e
subterrânea. Essa segregação foi aceita devido as diferenças relevantes entre características de
atendimento e desempenho entre as duas configurações.
64
a Copel elaborou um guia com informações sobre a utilização e aplicação das redes subterrâneas
(COPEL, 2015).
Um tópico interessante deste guia, e que será utilizado como referência para o
comparativo financeiro, é a apresentação dos custos referentes a várias tipologias de sistemas
subterrâneos, tanto totalmente enterrados quanto parcialmente enterrados. As figuras com essas
informações estão apresentadas a seguir.
67
A partir de outro estudo, realizado pela AES Eletropaulo (ROBBA, 2004), e que visava
buscar a viabilidade da implantação de redes de distribuição subterrâneas, pode-se retirar
informações essenciais para a conclusão do comparativo em questão, sendo elas:
68
Figura 21 – RDS Reticulado
Neste tipo de rede, que tem como valor base R$ 5 milhões por quilômetro linear
considerando uma carga de 24 MVA, o custo elétrico (60%) é de R$ 3 milhões e o custo civil
(40%) é R$ 2 milhões. Partindo do mesmo princípio de acréscimo nos custos quando a carga é
dobrada, os resultados são os seguintes:
Nesta tipologia, onde a densidade de carga é menor, os custos elétricos e civil são
divididos em partes iguais. Isso resulta em um custo elétrico de R$ 1,6 milhões e um custo civil
69
também de R$ 1,6 milhões, sendo ambos os valores com base em uma carga de 15 MVA.
Através do mesmo princípio de acréscimo de preço de acordo com o dobro da carga, os
resultados são mostrados abaixo:
Neste outro tipo de rede utilizado para densidades de carga menores, os custos elétrico
e civil também representam partes iguais. A partir disso, chega-se em valores de R$ 1,25
milhões para o custo elétrico e R$ 1,25 milhões para o custo civil, referidos a uma carga de 13
MVA. Mais uma vez utilizando os acréscimos para cada vez que a carga é dobrada, os valores
obtidos são apresentados a seguir:
70
4.4 POSICIONAMENTO SOBRE OS DADOS APRESENTADOS
71
custos, mas sim a relação deles com os arranjos e necessidades de demanda das áreas em estudo,
pois em uma área com elevada densidade de carga, as redes totalmente enterradas serão viáveis,
mas em uma área onde a densidade exija um estudo entre as tipologias enterradas e parcialmente
enterradas, essa ausência de custos de manutenção irá ponderar para a escolha dos sistemas
parcialmente enterrados.
72
Figura 26 – Exemplo de vala comum encontrada na cidade
Esse modelo, mesmo sendo mais eficiente que o comumente visto nas cidades necessita
de muita infraestrutura prévia e um estudo delicado de como se dará o desenvolvimento da
cidade. Geralmente, essas malhas e redes são implantadas de forma pontual e com interesses
específicos (além do benefício técnico), com isso observa-se que o espaço no solo vem ficando
cada vez mais reduzido e complicado de se trabalhar como visto na Figura 26. (MARINS, 2015)
Galerias técnicas são tuneis que podem reunir todos as redes de serviços técnicos
urbanos, a infra compõe-se de cabeamentos, tubulações, ramais residenciais e comerciais,
equipamentos auxiliares além dos serviços públicos. Os sistemas de infraestrutura também se
colocam como indispensáveis do ponto de vista social (CIDADES, 2012), sendo responsáveis
pela provisão de serviços públicos fundamentais. Dessa forma, reforça-se a importância de
coordenação de ações em planejamento e gestão urbanos e de compatibilização de soluções
entre as diversas redes de infraestrutura. Ademais, o subsolo é parte do território urbano e abriga
parcela considerável das instalações de serviços urbanos. Assim, deve ter seu uso, ocupação e
desenvolvimento planejado e gerido de forma integrada ao restante da cidade.
Atualmente, as galerias técnicas estão presentes em diversas cidades no mundo
exemplificam-se diversos tipos de galerias espalhadas em cidades como Paris, Londres,
Moscou, Madri e Seattle. Nota-se grande concentração de galerias implantadas em cidades
europeias. Tal fato é explicado, como descrevem Cano-Hurtado e Canto-Perello (MARTINS,
2014), pela execução de um programa de engenharia urbana chamado “Eureka EU 40”,
financiado pela União Europeia na década de 1980 para desenvolver um novo sistema de
73
galerias técnicas. Liderado pela França, Espanha e Itália, o programa se espalhou pela Europa
e serviu como base para a construção de diversas galerias naquele continente.
5.1.1 Vantagens
Em relação ao tempo, a vantagem principal reside no fato de que o tráfego na rua fica
desimpedido para toda a espécie de veículos assim que as paredes e o teto da galeria estejam
prontos, mesmo que ainda se executem os serviços de assentamento das canalizações rígidas e
flexíveis em seu interior. Além disso, é possível que parte dos serviços públicos não venha a
ser imediatamente introduzidas na área, podendo sua instalação ser adiada para época posterior
mais oportuna, sem que haja qualquer interferência direta na via pública. (NETO, 2011)
Em relação à coordenação no espaço, a galeria técnica abrigando todas as canalizações
rígidas e flexíveis, evita a abertura de diversas valas para a construção das redes de distribuição
de serviços públicos, causadoras de interrupções ou desvios de tráfego, inconveniente para a
população. Outro aspecto de fundamental importância é a eliminação das aberturas de vala para
manutenção ou modificação das redes públicas. É comum nos grandes centros onde se torna
mais difícil a coordenação de serviços entre as concessionárias, ver-se que uma determinada
empresa abre uma vala, impede o trafego, altera a pavimentação, pouco depois de uma outra
Cia ter realizado o mesmo serviço de abertura, as vezes no mesmo ponto da rua.
Já a manutenção dentro das canalizações rígidas e redes flexíveis no interior de uma
galeria técnica é altamente simplificada, portanto o pé direito tem altura suficiente para permitir
a libre e fácil inspeção assim como trabalhos de conservação ou ampliação pelos trabalhadores
qualificados. Este aspecto, que é talvez a maior vantagem do sistema, é de difícil quantificação
em termos econômicos do benefício produzido, uma vez que envolve fatores não simplesmente
mensuráveis, como o bem estar da população, a não perda de tempo na locomoção na via
pública, a economia de combustíveis pela manutenção de velocidades mínimas e não
interrupção de trafego, a não interferência com o comercio das ruas atingidas, a diminuição da
poluição sonora e do impacto ambiental que as obras de conservação das ruas gera. (MARTINS,
2014)
74
5.1.2 Conceitos de utilização
Abastecimento de água
Esgoto sanitário
Águas pluviais
Energia
Telecomunicações
Serviços públicos de energia.
É possível também fazer a instalação da rede de gás, mas a mesma deverá ser muito bem
instalação e aumentado os sistemas de redundância de ventilação, devido aos problemas
relacionados a ventilação. (MARINS, 2015)
No projeto de uma galeria técnica deve-se considerar que seu interior deverá haver uma
altura livre suficiente para que as equipes de manutenção possam trabalhar com liberdade sobre
as redes do sistema. Em geral, requer-se da ordem de dois metros de altura libre no seu interior.
Considerando que o topo galeria está colocado em geral a cerca um metro do solo, a
profundidade total é de 3 a 4,5 metros, o que pode trazer limitações técnicas ao uso de uma rede
em particular. Pode ser, por exemplo, o caso da galeria de águas pluviais em região muito plana,
onde seja de interesse o posicionamento desta rede em cotas mais altas. Neste caso, a galeria de
águas pluviais não integraria a galeria técnica em si, mas se posicionaria a seu lado, podendo-
se mesmo usar uma parede comum a galeria.
O principal problema a ser solucionado antes da entrada em operação de uma galeria
técnica, ou antes mesmo da sua opção, é a forma de exploração, obrigando a uma definição
prévia dos aspectos jurídicos e de uso envolvidos. O conceito moderno é de que a galeria
técnica, tal como a via pública, pertence à autoridade municipal. A passagem de redes por seu
interior quando não são da competência direta do município, como por exemplo energia e agua
na cidade do Rio de Janeiro, pertencendo ao Estado ou a concessionárias especificas, deve ser
regida por um acordo, convenção ou regra de utilização, assinado por todos os interessados e
abrangendo os aspectos legais de utilização técnica e econômica. (GOMES, 2010)
75
Os aspectos principais a serem assim claramente definidos são:
Repartição dos custos dos investimentos: esta divisão dos custos iniciais devem
recais sobre os usuários, proporcionalmente aos investimentos de cada um caso
fossem construir isoladamente o seu sistema de forma convencional (valas), é
importante ter-se estabelecido que as concessionárias são obrigadas a utilizar as
galerias desde que implantadas nas regiões de trabalho, não lhe sendo facultado
abrir vala independente e assentar sua rede de forma isolada. Além do aspecto
de uso compulsório da galeria técnica, é de interesse que se defina igualmente a
responsabilidade econômica do possível usuário tão logo a galeria venha a ser
implantada, isto é, mesmo que um concessionário não implante sua rede na
região ou área beneficiada com a galeria, ele paga desde o início os custos de
sua construção, uma vez que a obra fica colocada à sua disposição para uso
comum.
Repartição dos custos de manutenção: de forma análoga aos custos de
manutenção e reparos na galeria propriamente (obras civis) devem ser divididos.
Estas manutenções (obras, limpeza, iluminação) deem ser da responsabilidade
municipal que fez construir a galeria.
Manutenção, ampliação e modificação nas redes de serviço: deverá caber a cada
usuário a manutenção, operação e modificação de duas respectivas redes de
serviço. Dentro deste aspecto, haverá que se estabelecer as formas e facilidade
de acesso ao interior da galeria pelos concessionários.
5.1.3 Desvantagens
76
de águas pluviais, neste caso particular, há que se dimensionar para o maior histórico de chuva
local, mantendo níveis de extravasamento que não afetem o interior da galeria.
CAPÍTULO 6. CONCLUSÃO
77
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