A Correção do Fator de Potência em Redes com Harmônicas

A correção do fator de potência em redes com alto conteúdo harmônico, ou seja, com nível elevado deformações nas formas de onda da tensão e/ou corrente, apresenta uma complexidade maior em razão da possibilidade de interação entre os bancos de capacitores e as formas de onda harmônicas em um fenômeno denominado ressonância eletromagnética, o qual potencializa os surtos de corrente e de tensão no circuito. Como procuramos explicar em nossa última postagem, as formas de onda harmônicas apresentam freqüências múltiplas da freqüência fundamental e são resultado da presença das chamadas cargas não-lineares nas instalações. Porém, na prática, apenas uma única forma de onda distorcida é observada.

As cargas não-lineares são classificadas em três categorias de acordo com a natureza da deformação verificada, como segue:

a) Categoria 1 – Nesta categoria encontram-se os equipamentos com característica operativa de arcos voltaicos, tais como: fornos elétricos à arco, máquinas de solda, lâmpadas de descarga, entre outros. A natureza da deformação da forma de onda da corrente é resultado da não-linearidade do arco voltaico.

b) Categoria 2 - Nesta categoria encontram-se os equipamentos de núcleo magnético saturado, tais como: reatores e transformadores de núcleo saturados. A natureza da deformação da corrente é oriunda da não-linearidade do circuito magnético.

c) Categoria 3 - Nesta categoria encontram-se os equipamentos eletrônicos, tais como: inversores, retificadores, UPS, televisores, microondas, computadores e outros. A natureza da deformação da corrente é oriunda da não linearidade dos componentes eletrônicos.

A presença da distorção harmônica em uma instalação elétrica resulta no aparecimento de uma componente de 3ª dimensão provocada pela potência aparente necessária para sustentar a distorção da freqüência fundamental (60 Hz), alterando o triângulo de potências convencional. O fator de potência real deve, portanto, levar em consideração o ângulo entre a corrente e a tensão, os ângulos de defasagem de cada componente harmônica e a potência reativa necessária para produzi-las. Assim, o fator de potência real será sempre inferior ao fator de potência oriundo da simples relação dada pelo triângulo de potências bidimensional. As figuras abaixo apresentam cada uma das situações.

a) Triângulo de Potências Convencional

b) Paralepípedo de Potências

No triângulo de potências, o fator de potência considera apenas o ângulo de defasamento das formas de onda de tensão e corrente na freqüência fundamental e, em regime permanente senoidal, é compreendido como o percentual da potência disponibilizada pela concessionária (potência aparente) que é convertida em trabalho (potência ativa). No paralepípedo de potências, o fator de potência considera a taxa de distorção harmônica total (DHT), passando sua expressão a ser: FP = 1/[(1+DHT)^(1/2)] , sendo: DHT = [(G2^2+G3^2+...+Gn^2)^(1/2)]/G1, onde G é o valor eficaz de cada componente harmônica da tensão ou da corrente.

Entenda o que são harmônicos: uma explicação simplificada

A distribuição de energia elétrica através dos circuitos se dá, no Brasil, em corrente alternada à freqüência de 60 Hertz. A corrente é dita alternada porque ora os elétrons, pequenas partículas de carga negativa que orbitam em torno do núcleo dos átomos do elemento condutor, são impelidos a fluir, de um átomo a outro, em uma determinada direção e no instante seguinte na direção oposta. Complementarmente, a taxa de alternância do sentido do fluxo dos elétrons no meio condutor é denominada freqüência e quando se diz que esta é de 60 Hertz, ou seja, de 60 ciclos/segundo, significa que a corrente elétrica alterna sua direção 60 vezes a cada segundo.

Sabendo-se disto, pode-se representar graficamente este movimento dos elétrons através de uma função senoidal, onde a curva da tensão é dada pela diferença de potencial entre dois pontos distintos do meio condutor a cada instante e a curva da corrente é dada pela carga que atravessa uma seção transversal do meio condutor em cada instante e em cada direção do fluxo, como representado na figura abaixo:

O exemplo acima representa uma situação ideal, onde as formas de onda da tensão e da corrente não sofrem deformações em razão da utilização de equipamentos eletrônicos como conversores, inversores de freqüência, reatores eletrônicos e máquinas de solda. Nos casos reais, onde os equipamentos citados podem estar presentes, as formas de onda são distorcidas, passando a apresentar característica não-senoidal.

O teorema de Fourier estabelece que cada forma de onda não-senoidal pode ser decomposta em diversas formas de onda de característica senoidal, partindo-se de uma componente fundamental à freqüência de 60 Hertz e outras tantas componentes à freqüências múltiplas de 60 Hertz, que somadas resultam na forma de onda distorcida observada. A figura abaixo apresenta tal decomposição.

Recebem o nome de harmônicos as formas de onda de freqüência igual aos múltiplos da freqüência fundamental de 60 Hertz. A ordem harmônica de cada componente será o número do múltiplo da freqüência fundamental. Assim, a 3ª harmônica é a componente de freqüência igual a 180 Hertz e, dessa forma, sucessivamente. Quando a forma de onda distorcida é a da tensão, diz-se distorção harmônica de tensão e de forma similar ocorre quando a onda distorcida é a da corrente.

Altos níveis de distorção harmônica numa instalação elétrica podem causar problemas para as redes de distribuição das concessionárias e para a própria instalação, assim como para os equipamentos ali instalados. O aumento de tensão na rede causado pela distorção harmônica acelera a fadiga dos motores e as isolações de fios e cabos, o que pode ocasionar queimas, falhas e desligamentos. Adicionalmente, as harmônicas aumentam o valor médio quadrático da corrente elétrica verificada (devido à ressonância série), causando elevação nas temperaturas de operação de diversos equipamentos e diminuição de sua vida útil.

Onde e Como Corrigir o Baixo Fator de Potência

A forma mais econômica e racional de se obter a energia reativa necessária à adequada operação dos equipamentos elétricos presentes na unidade consumidora é a instalação de capacitores próximos a estes equipamentos. A instalação dos capacitores, porém, deve ser precedida de algumas medidas operacionais que levem à diminuição da necessidade de consumo da energia reativa pelas instalações, tais como: o desligamento de motores e outras cargas indutivas ociosas ou superdimensionadas.


A correção do fator de potência apresenta diversas vantagens técnicas, além da questão financeira relacionada às penalizações aplicadas pela concessionária, a saber: a melhoria do nível interno de tensão, com a redução da queda de tensão nos circuitos da unidade consumidora proporcionada pela eliminação ou redução da componente reativa da corrente elétrica, a liberação de capacidade do sistema elétrico interno para a alimentação de novas cargas sem a necessidade de investimentos em ampliações, a redução da possibilidade de falhas ou curto-circuitos em razão do sobreaquecimento de emendas e conexões, dentre outras.

Existem cinco maneiras diferentes de se implementar a correção do fator de potência na unidade consumidora, em termos de seu local de instalação:

a) Compensação individual de cargas: é efetuada instalando os capacitores junto ao equipamento cujo fator de potência se pretende melhorar. Do ponto de vista técnico, é a melhor solução, apresentando as seguintes vantagens:

• Redução das perdas elétricas em todo o sistema elétrico da instalação;

• Diminuição da carga nos circuitos de alimentação dos equipamentos;

• Melhora dos níveis internos de tensão de toda a instalação;

• Pode-se utilizar um sistema único de acionamento para a carga e o capacitor, economizando-se um equipamento de manobra;

• Gera energia reativa apenas onde é necessário.

b) Compensação por grupo de cargas: o banco de capacitores é instalado junto ao quadro de distribuição de forma a compensar um setor ou um conjunto de máquinas. Opção recomendada para a compensação de motores com potência nominal inferior a 10 CV. Como vantagem tem-se que a potência reativa necessária será menor que no caso da compensação individual e sua desvantagem reside no fato de não proporcionar uma diminuição da corrente elétrica nos circuitos de alimentação individual de cada equipamento compensado.

c) Compensação geral: o banco de capacitores é instalado na saída do transformador ou do quadro de distribuição geral, se a instalação for alimentada em baixa tensão. Como vantagem a este tipo de instalação tem-se que os capacitores instalados são mais utilizados, é um sistema de fácil supervisão que permite o controle automático e requer instalações adicionais relativamente simples. A principal desvantagem é não proporcionar um alívio sensível dos alimentadores de cada equipamento compensado.

d) Compensação na entrada da energia em média tensão: corrige o fator de potência visto pela concessionária, permanecendo internamente todos os inconvenientes citados pelo baixo fator de potência, sem mencionar no custo mais elevado em razão do nível tensão de operação do banco de capacitores.

e) Compensação mista: sob a ótica da “Conservação de Energia”, considerando os aspectos técnicos, práticos e financeiros, torna-se a melhor solução.

Por fim, para iniciar um projeto de correção do fator de potência, o profissional técnico habilitado deverá, inicialmente, interpretar e analisar os parâmetros elétricos das instalações através das medições efetuadas, no caso de empresas em operação, ou através dos parâmetros elétricos presumidos, quando ainda em fase de projeto. Deverá, ainda, ter em mãos e interpretar as especificações técnicas de todos os materiais que serão empregados na execução do projeto.

Mercado Livre: O que devo saber?

Recentemente, tenho sido procurado por algumas empresas interessadas em contratar o fornecimento de energia elétrica com outros agentes do setor elétrico, sempre com a promessa do vendedor de condições econômicas extremamente favoráveis para os seus negócios. Entretanto, na maior parte das vezes, as informações prestadas estão truncadas, ora pela incapacidade do cliente de compreender com clareza aquilo que lhe é dito, ora pela omissão do vendedor no detalhamento das reais condições inerentes ao negócio proposto. Em síntese, para um consumidor, existem apenas duas formas de contratar seu fornecimento de energia elétrica no âmbito do Mercado Livre. A primeira forma, como Consumidor Livre, requer que a unidade consumidora possua uma demanda contratada igual ou superior a 3000 kW e seja atendida em nível de tensão igual ou superior a 69 kV, para o caso das instalações energizadas antes de 7 de julho de 1995. Caso as instalações tenham sido energizadas após esta data, basta possuir uma demanda contratada de 3000 kW, tornando-se irrelevante o nível de tensão de fornecimento. A outra forma, como Consumidor Especial, requer que a unidade consumidora possua uma demanda contratada igual ou superior a 500 kW e contrate o fornecimento de energia elétrica de que necessita junto a um agente de geração que produza energia elétrica a partir de uma fonte alternativa* . Nesta segunda forma enquadram-se, ainda, o conjunto de unidades consumidoras que, pertencentes a uma mesma organização ou situadas em áreas adjacentes umas às outras, totalizar a demanda contratada de 500 kW, desde que contrate em bloco o fornecimento de energia elétrica com agente de geração a partir de fonte alternativa.

Em ambos os casos, o consumidor interessado deve estar ciente de que permanecerá sendo cliente da concessionária de distribuição ou transmissão local, devendo contratar junto a esta o transporte da energia na forma de um montante de uso do sistema de distribuição ou transmissão, ou seja, onde antes havia apenas um contrato de fornecimento de energia elétrica com a concessionária, agora haverá um contrato de compra e venda de energia entre o agente fornecedor e o consumidor e um contrato de uso do sistema de distribuição entre este último e a concessionária de distribuição ou transmissão local. A contratação do uso do sistema de distribuição obedece à mesma lógica da opção tarifária horo-sazonal Azul, com a contratação de um valor de demanda a ser utilizado no horário de ponta e outro valor para o horário fora de ponta. Apenas a faixa de tolerância para a ultrapassagem do valor contratado de demanda é diferente, sendo reduzido de 10% para 5% no caso das instalações atendidas em nível de tensão inferior a 69 kV. Já as regras tarifárias no caso do uso do sistema de transmissão são totalmente diferentes.

Um cuidado que o consumidor interessado no Mercado Livre deve ter é com as garantias e flexibilidades oferecidas pelo seu novo fornecedor de energia elétrica. É importante que essa energia possua lastro em capacidade de geração firme e que o agente gerador faça parte do Mecanismo de Relocação da Energia – MRE** . Também o nível de exposição ao risco e a possibilidade de sazonalização do contrato de energia devem ser avaliados com critério pelo interessado, pois, se antes o consumo era faturado pela concessionária com base no montante efetivamente medido nas instalações do consumidor, nos contratos de energia no âmbito do Mercado Livre o consumidor deverá estabelecer montantes fixos mensais de consumo que se não realizados ou se ultrapassados gerarão perdas financeiras ou penalidades contratuais. Por outro lado, o Preço de Liquidação das Diferenças – PLD junto à Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE sofre variações que vão de um valor base de R$ 16,31/ MWh, nos meses em que não há despacho de geração termelétrica pelo Operador Nacional do Sistema – ONS, a R$ 633,37/ MWh, no período em que for despachada a usina termelétrica mais cara do Sistema Interligado Nacional – SIN. Nestes momentos, estar com as suas necessidades de consumo contratadas aquém do necessário torna-se um sério risco de inviabilidade econômica para a organização.

A contratação do fornecimento de energia elétrica no âmbito do Mercado Livre requer, ainda, que o interessado possua cadastro de agente junto à CCEE e arque com os custos adicionais de adequação do seu sistema de medição ao padrão requerido. Recomenda-se, também, que o consumidor livre ou especial treine ou contrate um técnico com experiência e conhecimento nas regras do Mercado Livre para monitorar e planejar as suas necessidades e prestar as informações e esclarecimentos necessários às entidades de regulação e controle do setor. Mesmo nesta hipótese, o consumidor não ficará livre de contratar um agente comercializador para operacionalizar suas tratativas no Mercado Livre.

Por fim, caso o consumidor não deseje surpresas acerca do cumprimento das cláusulas contratuais acordadas com seu novo fornecedor de energia elétrica no Mercado Livre, é de bom alvitre que busque contratar suas necessidades com empresas pertencentes a grandes grupos com história no setor elétrico e, preferencialmente, com atuação nos segmentos de geração e de distribuição de energia elétrica.

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* São classificadas como fontes alternativas: a geração termelétrica a partir de biomassa, a geração eólica, solar e hidrelétrica quando a potência instalada do empreendimento for igual ou inferior a 30 MW.

** O MRE fornece a garantia da entrega da energia elétrica contratada ao consumidor na hipótese da paralisação da geração do agente contratado, uma vez que outro agente estará cobrindo a deficiência de geração do agente contratado.

Entendendo o Papel da Concessionária de Distribuição de Energia Elétrica

A prestação do serviço público de distribuição de energia elétrica é realizada por meio de uma concessão pública adjudicada pelo Poder Concedente através de um procedimento licitatório. Na concessão, toda a infraestrutura existente é de propriedade da União, cabendo à concessionária a administração dos ativos e a prestação dos serviços associados, segundo as regras legais vigentes. Fazendo-se uma analogia com um condomínio, é como se a concessionária representasse o papel de um síndico profissional. Assim, todas as despesas necessárias ao funcionamento do condomínio são rateadas entre os condôminos, cabendo ao síndico uma remuneração fixa por seus serviços. Como forma de potencializar os resultados e a eficiência administrativa, bem como assegurar a mínima tarifa pelos serviços prestados, o contrato de concessão estabelece metas e índices a serem cumpridos pela concessionária e, em caso de seu descumprimento, esta sofrerá sanções e perdas de receita que reduzirão o valor de sua remuneração. Em outras palavras, caso a concessionária cumpra com todas as suas obrigações e atenda aos índices estabelecidos pelo Poder Concedente, esta receberá, no máximo, um percentual líquido fixo, estabelecido no contrato de concessão, sobre os investimentos diretos na concessão realizados com capital próprio. Quando o oposto ocorre, este valor é sistematicamente reduzido, podendo, inclusive, tornar-se negativo.

Com o advento da lei 10.848, de 15 de março de 2004, o setor elétrico sofreu uma drástica reformulação, tornando obrigatória a desverticalização das atividades em relação à distribuição de energia elétrica. Ou seja, as concessionárias de distribuição de energia elétrica foram proibidas de exercer atividades estranhas ao seu objeto-fim, qual seja a distribuição da energia. Assim, atividades de exploração dos serviços de geração e de transmissão de energia elétrica, antigamente realizadas a partir de uma mesma pessoa jurídica comum à exploração do serviço de distribuição, tiveram que ser desmembradas da concessionária de distribuição e novas empresas tiveram que ser criadas para abarcar tais atividades. Dessa forma, ainda que os grupos controladores possuam investimentos em geração e transmissão de energia elétrica, as empresas de distribuição não são proprietárias dessas instalações e, tampouco, estão autorizadas a explorá-las.

Outro ponto de difícil compreensão pelos consumidores refere-se ao fato de que, mesmo quando a concessão é explorada por uma empresa privada, a natureza do serviço é pública e, por esta razão, a concessionária encontra-se, no exercício de suas atividades, presa à doutrina jurídica do Direito Público, a qual estabelece que o ato que não se encontra formalmente e literalmente permitido em lei é definitivamente proibido. Esta doutrina confronta-se radicalmente com a doutrina do Direito Privado aplicável às demais empresas, onde o que não é formalmente e literalmente proibido em lei é definitivamente permitido, razão esta da confusão de muitos consumidores acerca dos limites e flexibilidades de uma concessionária de distribuição de energia elétrica.

Nos anos de experiência atendendo grandes empresas, por diversas vezes deparei-me com situações em que o consumidor desejava argumentar e negociar com a concessionária sob a ótica da doutrina do Direito Privado, desconhecendo totalmente seus direitos e obrigações. Não precisa muita imaginação para concluir que tais negociações resultaram em expectativas frustradas e na sensação, por parte do consumidor, de arbitrariedade cometida pela concessionária. Por outro lado, as empresas que compreenderam as limitações legais da concessionária e exploraram-na corretamente com base no que a legislação permite ou exige, lograram grande êxito em suas tratativas, sem maiores desgastes, ganhando celeridade em seu atendimento.

A conclusão que fica, portanto, é conheça seus direitos e deveres, bem como as limitações legais e obrigações da concessionária sobre determinado assunto antes de buscar confrontá-la. Neste ponto, torna-se imprescindível contar com o auxílio de técnicos capazes que dominem o assunto, inclusive no âmbito da legislação aplicável, para assessorá-lo nas negociações junto à concessionária.

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SISTEMA DE GERENCIAMENTO DA ENERGIA: A GESTÃO DO DESEMPENHO ENERGÉTICO

O Desempenho Energético é um termo amplo que abrange a eficiência energética, a intensidade energética*, o consumo energético, bem como a forma de utilização de qualquer tipo específico de energia em uma determinada atividade. Como qualquer sistema de gestão, a implantação de um sistema de gerenciamento da energia visa, como principal resultado, alcançar níveis superiores de desempenho na utilização das diversas formas de energia pela organização. Assim, a premissa básica desse sistema de gestão é a revisão sistemática e periódica dos diversos processos sob a luz dos procedimentos estabelecidos, de sorte a tornar possível identificar as oportunidades de melhoria, bem como viabilizar a sua implantação. A freqüência, a extensão e o prazo dos processos de melhoria contínua deverão ser estabelecidos pela organização de acordo com as suas necessidades e circunstâncias econômicas.

O início do processo de implantação do sistema de gerenciamento da energia requer a definição de uma política energética apropriada pela organização e a identificação das diversas formas de energia utilizadas no desenvolvimento de suas atividades e dos requisitos legais aplicáveis, aos quais a organização deverá compulsoriamente ou voluntariamente atender. Requer, ainda, a identificação das prioridades a serem observadas e dos objetivos de desempenho energético a serem alcançados. Uma estrutura relevante de gestão e acompanhamento e um programa de implantação da política energética deverão ser estabelecidos, de forma a assegurar o cumprimento dos objetivos e o alcance das metas traçadas. Por fim, ações de planejamento, controle, monitoramento e auditoria, acompanhadas das ações corretivas e preventivas necessárias deverão ser incentivadas e facilitadas pela organização, a fim de assegurar que a política energética e o sistema de gerenciamento da energia são e permanecem sendo apropriados à sua realidade empresarial. Dentro dessa lógica, a organização deve buscar identificar e selecionar as áreas relacionadas com a utilização da energia que deverão ser gerenciadas, de acordo com a política energética e objetivos estabelecidos, selecionando as técnicas e métodos adequados de gerenciamento, aplicáveis a cada caso.

Como pode ser observado, a implantação de um sistema de gerenciamento da energia requer o comprometimento da alta direção da organização, mas, também, dos diversos níveis hierárquicos que compõem seus quadros. Ao primeiro grupo caberá definir os objetivos e metas a serem alcançados pela organização em termos de desempenho energético, fornecendo, ainda, uma visão corporativa que permitirá uma implantação bem sucedida do sistema de gerenciamento da energia. Os demais níveis participarão da operacionalização da política energética, da identificação das necessidades diárias, da proposição de melhorias nos processos, enfim, serão a mola mestra do funcionamento de todo o programa.

A principal questão relacionada ao sucesso da implantação do sistema de gerenciamento da energia está na compreensão, por todos os níveis da organização, que esta iniciativa resultará, em última análise, em ganhos financeiros para a empresa, pois aumentará a sua competitividade ao reduzir custos produtivos desnecessários. Porém, outros ganhos colaterais também serão obtidos, estes relacionados à sustentabilidade econômica e ambiental do negócio, sem falar na redução de investimentos na ampliação incessante da infraestrutura necessária à distribuição de determinados insumos energéticos, tais como: eletricidade, gás natural, dentre vários outros.

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* A Intensidade Energética é definida como sendo o quociente entre a energia utilizada e a riqueza gerada em determinada atividade. Para fins de comparação, cada fonte energética é convertida para uma base comum dada em toneladas equivalentes de petróleo ou TEP. O TEP corresponde a um hipotético combustível que liberta na sua combustão um calor que corresponde a 41,9 GJ/ton.

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PRINCIPAIS CAUSAS E INCONVENIENTES DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

O responsável pela unidade consumidora deve ser capaz de identificar as principais causas para o baixo fator de potência verificado em suas instalações e atuar com o auxílio de profissionais técnicos legalmente capacitados na sua correção. São elas:

•  A presença de motores de indução e/ou transformadores de potência operando à vazio ou com pouca carga;
• O sobredimensionamento de equipamentos de comportamento indutivo nas instalações;
• A presença das chamadas cargas “não-lineares” com alto conteúdo harmônico, tais como: retificadores e inversores de freqüência sem filtros de linha; 
• A utilização de fornos à arco ou de fornos de indução, máquinas de tratamento térmico, máquinas de solda;
• Sistemas de iluminação de ambientes com o emprego de reatores de baixo fator de potência; e
• O nível de tensão de alimentação acima do valor nominal do circuito, elevando o consumo de energia reativa dos equipamentos indutivos;

 Os principais inconvenientes observados em um sistema elétrico operando em condições de baixo fator de potência são:

•  A aplicação de penalidades via conta de energia em razão do baixo fator de potência;
• A necessidade de sobredimensionamento dos condutores dos circuitos de distribuição de energia elétrica e dos equipamentos de manobra e proteção das instalações;
• A elevação do consumo de energia elétrica verificado nas instalações em razão do acréscimo nas perdas elétricas causado pelo efeito Joule (sobreaquecimento dos circuitos condutores e conexões);
• A redução da vida útil dos equipamentos de manobra e de proteção e demais equipamentos elétricos;
• A elevação das quedas de tensão e do nível das flutuações de tensão nos circuitos de distribuição da energia elétrica no interior das instalações;
• A limitação da capacidade dos transformadores de limitação;

 Como já dissemos em outras publicações, a correção do fator de potência se faz com a instalação de bancos de capacitores próximos às cargas que apresentam um consumo de energia reativa superior ao desejável, para a geração local da energia reativa excedente requerida. Entretanto, cuidado deve ser tomado na operação destes bancos de capacitores, uma vez que a regra de tarifação e, portanto, de aplicação das penalidades pelo baixo fator de potência é invertida no período horário diário entre as 00:00 horas e as 06:00 horas da manhã. Neste período, a geração local de energia reativa na unidade consumidora não é desejável sob a ótica da operação interligada do sistema elétrico nacional, posto que uma grande parte da carga indutiva presente no sistema encontra-se desligada neste período e as linhas de transmissão apresentam uma característica intrínseca capacitiva que deve ser compensada. Atenção deve ser dada, ainda, na instalação de bancos de capacitores em locais em que há a presença de cargas não-lineares, haja vista o elevado conteúdo harmônico presente e a possibilidade de interação indesejável desses equipamentos e os capacitores, resultando em um fenômeno chamado ressonância eletromagnética que potencializa surtos de corrente e de tensão, reduzindo a vida útil dos equipamentos e provocando a sua queima.

AS PENALIZAÇÕES PELO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

Não é incomum o consumidor de energia elétrica deparar-se com a cobrança de penalidades pelo elevado consumo de energia reativa nas suas instalações, onerando desnecessariamente seus custos. Normalmente, esta penalidade vem discriminada como UFER – Unidade de Faturamento de Energia Reativa Excedente e UFDR – Unidade de Faturamento de Demanda Reativa Excedente e pode passar completamente desapercebida caso a pessoa responsável pelo pagamento da conta de energia não seja capaz de compreender a razão da aplicação desta multa.


Primeiramente, cabe esclarecer alguns conceitos. Da energia ou capacidade elétrica disponibilizada pela concessionária ao consumidor, uma parte é transformada em outro tipo de energia (calor, frio, luz, movimento, etc.) e utilizada diretamente no seu processo produtivo. A outra parte é gasta na criação dos campos magnéticos necessários ao funcionamento de motores, transformadores e outras cargas de natureza indutiva, ou seja, que funcionam a partir da indução de corrente elétrica entre enrolamentos fisicamente separados. A parcela da energia que é transformada em outras formas de energia, segundo os conceitos da Física, realiza “trabalho” e, portanto, recebe a denominação de “útil” ou “ativa”, enquanto a outra parcela, dispendida na reação entre campos eletromagnéticos no interior dos equipamentos, não realiza “trabalho” e recebe a denominação “reativa”. Assim, considerando que apenas uma parcela da energia elétrica disponibilizada pela concessionária realmente realiza trabalho, diz-se que essa energia é “aparente”. Fazendo-se uma analogia com um copo de chopp, a capacidade elétrica disponibilizada pela concessionária seria representada pelo recipiente, o copo, ou seja, a energia aparente. A espuma uma característica intrínseca do produto, até mesmo desejável em uma pequena quantidade, representaria a parcela da energia reativa. Já o líquido amarelo, que satisfará o bebedor, dar-lhe-á prazer e matará a sua sede, representa a energia útil ou ativa. O quociente entre a parcela da energia que realiza trabalho e a energia total disponibilizada pela concessionária é definido como “Fator de Potência”. Em outras palavras, o Fator de Potência nos dá uma medida da eficiência com que a energia elétrica é utilizada nas instalações da unidade consumidora.

A legislação atual estabelece que o Fator de Potência mínimo a ser verificado em base horária ou mensal, dependendo do contrato com a concessionária, é 0,92. Melhor dizendo, no mínimo 92% da energia entregue pela concessionária deve realizar trabalho, sobrando apenas 8% para ser consumida na criação de campos magnéticos nas cargas instaladas na unidade consumidora. Todas as vezes que o nível de consumo de energia elétrica reativa se torna superior a 8%, o consumidor é penalizado com a cobrança de uma multa calculada segundo regras próprias do setor elétrico.

A solução para o problema é facilmente obtida com a geração local da energia reativa necessária ao funcionamento das cargas indutivas presentes na instalação, através da colocação de bancos de capacitores próximos às cargas que serão compensadas e após a medição da concessionária.

Como qualquer projeto, a correção do Fator de Potência deve ser conduzida com o auxílio de um profissional técnico devidamente capacitado que deverá assegurar a instalação correta dos capacitores, dentro das normas e padrões técnicos vigentes. Para os consumidores preocupados com o assunto, esclarecemos que a correção do Fator de Potência apresenta um custo relativamente baixo se comparado com a aplicação sistemática e mensal de multas pelo consumo de energia reativa excedente nas instalações pela concessionária.

AS PENALIZAÇÕES PELO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

PLANEJANDO A IMPLANTAÇÃO DE UM NOVO EMPREENDIMENTO

Um equívoco comum no planejamento da implantação de um novo empreendimento é esquecer-se ou deixar para o último momento a análise das alternativas técnicas para o fornecimento de energia elétrica à instalação. Normalmente, o investidor preocupa-se com a escolha do terreno, com a logística de distribuição de produtos e de recebimento de matérias-prima, com a obtenção das licenças e alvarás necessários ao funcionamento da empresa, com o planejamento e viabilidade econômica do negócio, com a aquisição das máquinas e contratação de pessoal e, até mesmo, com a infraestrutura de abastecimento de água e esgoto. Mas, a infraestrutura necessária ao fornecimento de energia elétrica fica esquecida até que, no último momento, um iluminado se pergunta: - Como vou ligar minhas máquinas?

A população, em geral, raciocina que, já que existe a rede de distribuição passando em frente à edificação, para obter energia elétrica basta ligar um “cabinho” na rede. Ledo engano. A energia elétrica não é pacotinho de leite na prateleira de um supermercado onde se tira um e vem outro para o lugar. Exige planejamento de médio e longo prazo por parte dos agentes que atuam no setor elétrico para disponibilizá-la ao consumidor dentro dos níveis de qualidade estabelecidos na legislação pertinente. E, assim, muitas vezes o empreendimento fica pronto, o investidor ansioso por iniciar a recuperação do seu investimento, mas é obrigado a aguardar a conclusão de obras de reforço e extensão no sistema de distribuição por parte da concessionária que podem durar vários meses. Quando falamos de instalações já atendidas que sofreram ampliações e incrementos em suas cargas instaladas, essa espera pode vir, ainda, acompanhada da cobrança de pesadas multas em razão do aumento de carga à revelia da concessionária, da desobrigação desta em assegurar os níveis legais de conformidade e continuidade em seu fornecimento e, até mesmo, do risco de suspensão sumária do atendimento às instalações do investidor em razão de eventual perturbação causada na prestação de serviços pela concessionária a terceiros.

Por estas razões, é imprescindível que o empreendedor informe a concessionária de distribuição acessada das suas necessidades no tocante ao fornecimento de energia elétrica às suas instalações, com a máxima antecedência possível, dentro do nível de detalhamento e conforme padrões requeridos por esta.

Outro ponto que o consumidor deve ter em mente é qual será o nível da tensão de fornecimento, pois quanto maior for, maior será o custo das no sistema de distribuição e o prazo para a sua conclusão. A resolução normativa ANEEL no. 456, de 29 de novembro de 2000, que trata das condições gerais de fornecimento de energia elétrica, nos dá uma boa idéia. Instalações com carga instalada igual ou inferior a 75 kW são atendidas em tensões secundárias de distribuição (usualmente, 127/220 Volts). Acima deste valor, a instalação será atendida em tensão primária de distribuição (superior a 2.300 Volts). Porém, quando a capacidade a ser disponibilizada ao consumidor na rede da concessionária for superior a 2.500 kW, o fornecimento de energia elétrica à sua instalação será em nível de tensão de subtransmissão, ou seja, em tensões de 69.000 Volts ou superiores.

Portanto, o empreendedor deve estar preparado para absorver no planejamento econômico de seu negócio os investimentos necessários à adequação de suas instalações à solução de fornecimento apresentada pela concessionária, contemplando, ainda, a eventual necessidade de contra-partida financeira na implementação desta solução, bem como prever no seu cronograma de implantação os prazos necessários à conclusão das obras sob responsabilidade da concessionária. Tomando-se estes cuidados, não haverá surpresas desagradáveis para o consumidor.

O GERENCIAMENTO DOS SISTEMAS DE ENERGIA: A ISO 50001

As aulas de economia nos ensinam: “os recursos são sempre escassos”, sejam estes renováveis ou não. No nosso planeta os seres humanos já somam mais de 6 bilhões de indivíduos a exaurir os seus recursos minerais, vegetais e animais. O chamado “efeito estufa” ou “aquecimento global”, resultado dos gases provenientes da queima de combustíveis fósseis e das atividades econômicas de nossas maiores indústrias, já mostra a sua cara, alterando o clima em todos os continentes. Quem da minha geração imaginou que algum dia veríamos furacões extra-tropicais na região sul do país? Também o ciclo das chuvas se modificou e áreas antes com precipitações regulares e temperaturas amenas, agora são bombardeadas por tempestades de raios e ventos ou experimentam períodos prolongados de seca. Não é preciso ser um especialista em metereologia para concluir que algo necessita ser mudado, não podemos continuar a desperdiçar nossos recursos. Temos que encontrar maneiras de produzirmos mais com a mesma quantidade de insumos, senão com menos. Desta premissa depende o futuro econômico das empresas e, por conseguinte, da raça humana.

Sob essa ótica, grupos de técnicos de vários países têm buscado novas soluções, criando leis e normas técnicas e regulamentadoras que visam coibir práticas nefastas à sustentabilidade dos negócios. Neste sentido, encontra-se em discussão no âmbito da ISO (the International Organization for Standardization) a elaboração da norma ISO 50001 – Gerenciamento dos Sistemas de Energia. De maneira análoga às normas ISO 9001 e 14001, que versam sobre a Gestão pela Qualidade e a Gestão do Meio Ambiente, respectivamente, a norma ISO 50001 buscará através do comprometimento de toda a organização a sensibilização e a implantação de um sistema de gestão dos sistemas de energia presentes na empresa que permita otimizá-los de maneira contínua, avaliando seu desempenho e a eficiência de sua utilização.

No Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT tem participado intensamente das discussões nos fóruns internacionais e pretende disponibilizar uma versão da norma ajustada à nossa realidade tão logo esta seja concluída. Em um futuro próximo, as empresas preocupadas com a sustentabilidade de suas atividades e com os impactos que estas causam no planeta disporão de uma nova orientação que lhes auxiliará a planejar, implementar, operar e controlar a utilização dos seus sistemas de energia de forma coesa e comprometida por toda a organização. Quanto às demais empresas, esperamos que, nos moldes do que foi observado após o lançamento das normas ISO 9001 e 14001, o ganhos de produtividade e competitividade de seus concorrentes que optaram por aplicar a ISO 50001, bem como o desenvolvimento de uma percepção diferenciada no seu mercado, leve-as, também, a adotar esta nova norma.

COMO DETERMINAR A MELHOR ALTERNATIVA TARIFÁRIA?

Uma das principais causas para a cobrança de valores elevados na conta de energia elétrica é a contratação da alternativa tarifária inadequada para a atividade desenvolvida pelo consumidor. Como a maior parte das empresas não dispõe de profissionais técnicos especialistas no assunto, contratando-os apenas pontualmente para os serviços de que necessitam, sem se preocupar, portanto, com a gestão eficiente dos insumos energéticos em sua instalação após a implementação de seu projeto, é comum observar empresas com valores de contas de energia elétrica totalmente fora da realidade de sua atividade econômica, o que, por vezes, pode vir a inviabilizar economicamente o seu negócio. Atenção e cuidado são, assim, requeridos na gestão do fornecimento de energia elétrica, pois cada opção tarifária obedece uma lógica específica e, dessa forma, é mais ou menos indicada para uma determinada atividade ou processo produtivo.

Os consumidores de energia elétrica são classificados em dois grandes grupos, de acordo com o seu nível de tensão de fornecimento. Assim, as instalações atendidas em tensões inferiores a 2.300 Volts (127/220 ou 220/380 Volts), também denominada “baixa tensão”, pertencem ao Grupo B, enquanto que aquelas com nível de tensão igual ou superior a 2.300 Volts pertencem ao Grupo A. No Grupo A, existe ainda diferenciação no preço e nas opções tarifárias por patamar de nível de tensão. A tabela abaixo discrimina os subgrupos por patamares de tensão.

No Grupo B, as opções de tarifas de fornecimento apresentam apenas uma componente de cobrança que incide sobre o consumo de energia elétrica apurado em cada ciclo de faturamento e, por esta razão, é dito se tratar de uma tarifa monômia. O enquadramento da instalação em um determinado subgrupo tarifário do Grupo B dependerá da atividade econômica desenvolvida na instalação ou da sua condição social. Assim, uma empresa que exerça atividade comercial ou industrial ficará sempre no subgrupo B3-Demais Classes. A tabela seguinte apresenta os subgrupos por atividade.

Já no Grupo A, as opções tarifárias são binômias, pois apresentam duas componentes de cobrança, uma incidindo sobre o consumo de energia elétrica realizado em determinado período e a outra sobre a capacidade do sistema de distribuição que foi colocada à disposição do consumidor neste mesmo período, esta última denominada “DEMANDA”. Fazendo uma analogia com o abastecimento de água, é como se a empresa de abastecimento “alugasse” uma caixa d’água com a capacidade adequada às necessidades do consumidor e, também, lhe fornecesse a água consumida. Assim, a caixa d’água representaria a DEMANDA e a água consumida representaria o CONSUMO no fornecimento de energia elétrica, cada componente com seu preço específico.

Em razão da forma de cobrança binômia, existe uma grande dificuldade dos consumidores em geral de compreender adequadamente as características das opções tarifárias do Grupo A, sendo estas:

• TARIFA CONVENCIONAL: opção disponível para os subgrupos A4 e A3a no caso das instalações com demanda inferior a 300 kW. Por não existir diferenciação no preço da DEMANDA ou do CONSUMO em razão do período diário de utilização, é recomendável para aquelas instalações onde o período de maior utilização da energia elétrica se dê exatamente no horário de ponta*, tais como: motéis, supermercados, postos de combustível, estações de bombeamento d’água, instalações de metrô, condomínios residenciais, etc.;

• TARIFA HORO-SAZONAL VERDE: opção disponível para os subgrupos A4 e A3a, independentemente da demanda contratada. Existe diferenciação de preço em razão do período diário e anual de utilização apenas para o CONSUMO, a DEMANDA possui um único preço. Como a diferenciação dos preços do CONSUMO em razão do período diário segue uma proporção de dez para um do horário de ponta para o restante do dia, esta opção é recomendada para o consumidor que exerce sua atividade apenas no horário comercial ou que é capaz de paralisar ou reduzir substancialmente seu consumo de energia elétrica no período do horário de ponta, tais como: indústrias com turno central, instalações com geração própria de energia elétrica, etc.

• TARIFA HORO-SAZONAL AZUL: opção disponível para todo o Grupo A, sendo a única opção disponível para os subgrupos A3 e A2. A diferenciação de preço em razão do período diário ocorre tanto para a DEMANDA, quanto para o CONSUMO. Neste último, existe ainda diferenciação de preço para o período do ano. As características desta tarifa tornam-na mais interessante para as instalações que possuam processos produtivos que não possam ser paralisados e que, durante o horário de ponta, consigam uma estabilidade na utilização da energia elétrica superior a 70% em relação à demanda contratada, como é o caso das indústrias de cimento, cerâmica, vidro, etc., todas dotadas de grandes fornos elétricos que não podem ser desligados.

Por fim, existem algumas instalações do Grupo A que podem optar pelas tarifas do Grupo B em seu faturamento, são elas:

• As instalações que possuem potência transformadora instalada igual ou inferior a 112,5 kVA;

• As instalações que explorem serviços de hotelaria ou pousada em áreas oficialmente reconhecidas como estância balneária, climática ou turística;

• As instalações permanentemente dedicadas à prática de atividades esportivas ou parques de exposição agropecuária, onde a carga instalada para iluminação corresponda pelo menos à 2/3 da carga instalada total.

Nestes casos, a tarifa do Grupo B será recomendável quando a demanda de utilização do sistema de distribuição for inferior a 30 kW, quando, em razão da sazonalidade de geração de receitas pela instalação, houver interesse em compatibilizar períodos de maior receita com o maior valor da conta de energia e vice-versa, ou quando o período de maior utilização da energia elétrica se der, exatamente, no horário de ponta.

Obviamente, a melhor opção tarifária será aquela que, observadas as características supracitadas, resultar em uma menor estimativa de despesa para o consumidor após uma análise técnica e financeira de curto e médio prazo, posto que, uma vez realizada a opção, o consumidor não poderá alterá-la antes de 12 meses.

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* Horário de ponta é o período composto de 3 horas diárias consecutivas, exceção feita aos sábados, domingos, feriados nacionais, sexta-feira da Paixão e terça-feira de Carnaval, definido pela concessionária considerando as características do seu sistema elétrico.

RESSARCIMENTO POR DANOS ELÉTRICOS

Como ressaltamos em nossa última postagem, uma gestão eficiente da energia envolve planejamento, mas também conhecimento que, por vezes, deve ser mais aprofundado. Um exemplo do que estamos ressaltando é o exercício do direito ao ressarcimento por danos elétricos na unidade consumidora.
A grande maioria dos consumidores de energia elétrica, se questionados à respeito de seu direito ao ressarcimento por danos elétricos causados aos seus equipamentos, responderão afirmativamente e, até mesmo, com veemência que a concessionária de distribuição deve ressarcí-los pela queima de seus dispositivos elétricos quando da ocorrência de uma perturbação em seu fornecimento. Ocorre que destes apenas uns poucos conhecem a forma correta de exercer o seu direito e, assim, na maior parte dos casos, a concessionária envolvida pode eximir-se da sua responsabilidade.
A resolução normativa no. 061, de 29 de abril de 2004, publicada pela Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, e disponível em seu site (www.aneel.gov.br) para consulta, é que estabelece as disposições a serem observadas pela concessionária de distribuição de energia elétrica e os seus consumidores na solicitação e análise dos processos envolvendo o ressarcimento por danos elétricos a equipamentos. Da leitura do instrumento legal citado, percebe-se que apenas as instalações atendidas em baixa tensão (tensões de fornecimento inferiores a 2.300 Volts) fazem jus ao direito pelo ressarcimento de danos elétricos pela concessionária, pois as instalações atendidas em tensões superiores, em razão das normas técnicas expedidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, devem dispor de dispositivos de proteção elétrica adequados à sensibilidade elétrica de seus equipamentos e, portanto, capazes de mitigar os fenômenos causadores da sua queima. Entretanto, mesmo os consumidores de baixa tensão não lograrão êxito em sua solicitação de ressarcimento se não observarem fielmente o procedimento estabelecido.
Assim, alguns cuidados devem ser tomados. A solicitação deve ser formalizada em, no máximo, 90 dias após a constatação do evento e deve discriminar a data e o horário da possível ocorrência do dano, o relato do problema observado no equipamento danificado e a descrição de suas características, tais como: marca, modelo, etc., além da comprovação de que a pessoa que formalizou a reclamação é o titular da conta de energia. De posse destas informações, a concessionária analisará o pleito sob a ótica da existência, ou não, do nexo de causalidade*, buscando identificar os eventos prováveis causadores do dano reclamado. O prazo para que a concessionária finalize as suas análises e informe ao interessado a sua conclusão é de 60 dias, sendo que a esta compete a prerrogativa de inspecionar e vistoriar o equipamento danificado em até 20 dias após a formalização do pedido. A concessionária poderá eximir-se de responsabilidade quanto ao ressarcimento somente em três hipóteses: I - a constatação da ausência de nexo de causalidade entre o dano ao equipamento e a ocorrência de perturbação elétrica em seu sistema, II - quando o interessado providenciar por sua própria conta o reparo do equipamento antes que este seja vistoriado e inspecionado pela concessionária e III - quando for comprovado que o dano foi causado pela utilização inadequada do dispositivo danificado.
Na hipótese de discordância do consumidor acerca dos resultados das análises da concessionária, a este cabe o direito à formalização de recurso perante a ANEEL e, persistindo a sua discordância, resta-lhe buscar em juízo justificar os seus argumentos.
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* - O nexo de causalidade consiste em confrontar a data e horário informados pelo consumidor com a data e horário das perturbações elétricas no sistema de distribuição que o serve, de sorte a constatar a existência de fenômeno elétrico que justifique o dano causado no equipamento reclamado.

Gestão Eficiente da Energia: Uma Introdução

Em um mundo globalizado, onde a viabilidade econômica de um negócio está intrínsecamente relacionada com a capacidade das empresas de se reinventarem constantemente, fazendo mais e melhor com cada vez menos recursos e menores custos, o conceito da gestão eficiente deve permear todas as decisões tomadas, sejam estas de cunho operacional ou estratégico. Esta filosofia de pensamento deve ser um valor cultivado pela empresa junto aos seus colaboradores e incorporado ao seu dia-a-dia, revelando-se em uma cultura de zelo com a observância dos métodos, procedimentos e normas e, consequentemente, com a capacitação técnica de seus gestores e empregados. Uma gestão eficiente nasce, portanto, do planejamento e da observação, estes erigidos a partir de uma sólida e abrangente base de conhecimentos corporativos.
A Gestão Eficiente da Energia é, assim, um conjunto de ações planejadas e coordenadas, fruto da observação cotidiana da rotina corporativa, estas calcadas em alguns conhecimentos específicos, tais como as normas técnicas aplicáveis ou as regras contratuais e de faturamento estabelecidas junto à concessionária de energia. Empresas que têm a energia elétrica como um insumo ou despesa de peso em sua matriz de custos não podem prescindir de buscar um maior aprofundamento no conhecimento das normas, das regras e das leis aplicáveis ao seu suprimento, bem como devem buscar incessantemente como produzir mais consumindo menos ou pagando menos pelo que se consome.
Ao longo dos anos de experiência, em várias ocasiões, presenciei situações em que uma determinada empresa apresentava custos exorbitantes de consumo de energia elétrica apenas porque não possuía alguém capaz de compreender o que lhe era cobrado e questionar o que estava errado. Algumas dessas empresas estavam sendo penalizadas pela superação dos valores contratados com a concessionária, pois ao ampliar a sua capacidade produtiva esqueceram-se de solicitar a adequação de seus contratos com a antecedência necessária, outras apresentavam consumos anômalos da chamada “energia reativa[1]” porque não conheciam as regras e limites de consumo dessa energia. Outras tantas, após sucessivas alterações em seu regime e processos produtivos, permaneciam na mesma opção tarifária de quando iniciaram as suas atividades, sem se preocupar se aquela opção permanecia sendo a melhor alternativa para sua situação atual. Em todos os casos, o planejamento das ações e conhecimentos básicos das regras e opções contratuais resultariam em custos bem inferiores àqueles verificados.
Uma vez coberto o básico, uma empresa que pratica a Gestão Eficiente da Energia deve buscar dominar no detalhe as características de seus processos e as tecnologias de ponta em sua atividade. Em uma indústria isto significa conhecer o regime de funcionamento e de consumo de energia elétrica de cada uma das etapas de seu processo produtivo nas mais diversas condições de operação e, a partir deste conhecimento, replanejar todo o seu regime produtivo, adotando as melhores soluções tecnológicas, de sorte a obter um melhor desempenho em termos de custos de consumo da energia elétrica, sem com isso perder em produtividade.

[1] Parcela da energia elétrica consumida na magnetização dos campos elétricos nos enrolamentos de motores e transformadores e que, segundo a Física, por não serem transformadas em outro tipo de energia (térmica, luminosa, cinética, etc.) na unidade consumidora, não realizam trabalho, ou seja, não resultam em um produto final acabado.