Celesc vai aplicar R$ 110 milhões em P&D até 2020

Mostrando como é possível se livrar de tradicionais amarras burocráticas que dificultam o processo de inovação nas empresas e os avanços que a sociedade tanto necessita, a Celesc anunciou que irá investir cerca de R$ 110 milhões até 2020 para sua área de pesquisa e desenvolvimento. Para se ter uma ideia do que a distribuidora propõe avançar nesses próximos anos, o valor do aporte é superior ao montante destinado ao setor nos últimos dez anos, quando a companhia desembolsou um total de R$ 102,3 milhões em projetos ligados a inovação.

De acordo com a concessionária catarinense, os projetos têm propiciado continuamente uma maior qualidade e confiabilidade na distribuição de energia em sua área de concessão. São propostas alinhadas às últimas tendências para superação de desafios tecnológicos e de mercado na área de energia, como a configuração e consolidação de redes inteligentes. Atualmente, a empresa conta com 34 projetos de P&D em andamento e outros quatro em estágio de contratação, somando R$ 80 milhões em investimentos. A última consulta pública da companhia para receber propostas e contribuições ao segmento foi realizada em junho.

Entre as iniciativas em execução está o Sistema Robotizado para Inspeção de Linhas de Distribuição, que faz a verificação, identificação e registro das possíveis falhas presentes nas linhas e componentes. Iniciado em 2017, a inciativa em parceria com a UFSC/FEESC possibilitou o arranjo de todas informações necessárias para construção, operação, manutenção e implementação do programa em escala funcional.

Para atingir o objetivo geral foram estipuladas metas específicas, como uma revisão detalhada de todas as configurações de linhas de distribuição instaladas, incluindo seus componentes, dimensões, materiais e tipos de defeitos que ocorrem, obtendo assim um detalhamento técnico de todas necessidades dos usuários para numa etapa posterior desenvolver um software inovador para o setor, que precisará de todo escopo conceitual. Por fim haverá a construção de um protótipo piloto do equipamento para validação do conceito e do atendimento aos requisitos elencados nas etapas.

Já dentro da área de inteligência artificial, a empresa iniciou em 2014, em parceria com a empresa Aehon, a concepção de uma plataforma dedicada ao monitoramento e supervisão, online ou offline para processos operacionais de qualidade e segurança do trabalho nos serviços de distribuição. A solução contará com câmeras de vídeo e GPS embarcados nos veículos para a coleta e transmissão das imagens para inspeção, além de processamento com técnicas de inteligência artificial para identificação rápida do uso do detector de presença tensão e conjunto de aterramento temporário.

A ferramenta de segurança também dialoga com um projeto empreendido em 2011 pela empresa, basicamente um sistema de realidade virtual que ajuda a evitar acidentes de trabalho. A partir da aplicação de técnicas atuais, o projeto desenvolve um simulador que oferece imagens virtuais da rede elétrica em três dimensões. Nesse ambiente, os eletricistas são submetidos às mais diferentes situações em cenários com campo de visão de 360 graus, dispensando os treinamentos em condições reais.

Tempestades e queda de árvores mobilizam soluções tecnológicas para mitigação dos efeitos dessas ocorrências

Vants

Outro projeto propõe o desenvolvimento de uma metodologia e sistema para tratamento de imagem e reconhecimento de padrões para inspeção de LTs e LDs através de um tipo de drone. A ideia é identificar um modelo comercial de um veículo aéreo não tripulado (Vant) compatível com a missão operacional definida pelas necessidades da concessionária, utilizando algoritmos específicos para guiamento, navegação e controle dos objetos, integrando hardware e software nos diversos sensores comerciais de inspeção embarcada desses veículos.

A iniciativa acontece em parceria com o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Energia Elétrica (Inerge) e se mostra pertinente por manter adequada a continuidade e qualidade do fornecimento de energia elétrica, com inspeções periódicas nas linhas aéreas de alta tensão. As análises podem ser do tipo detalhada, realizada a cada um ou dois anos, a fim de identificar pontos de oxidação ou corrosão, verificando o estado das fundações e aterramento das LTs, e a inspeção frequente, realizada de duas a quatro vezes por ano para atestar as reais condições operativas das cadeias de isoladores, emendas, muflas e amortecedores, procurando-se também evidências de rompimento de tentos ou tramas nos cabos mecânicos.

Adicionalmente, o crescimento da vegetação nas faixas de passagem das linhas é um importante fator para uma significativa incidência de faltas transitórias ou permanentes à terra em regiões de matas densas, assim como eventuais invasões, que também podem ser observadas.

Outro ponto em consideração é que a realização deste tipo de incursão impõe dificuldades do ponto de vista ergonômico e de salubridade. Em terrenos muito acidentados e sem acesso motorizado, por exemplo, a equipe necessita carregar equipamentos pesados em locais de difícil acesso e com ameaça de ataque de cobras, insetos e animais peçonhentos, atividade que pode levar horas e ser muito improdutiva.

Algumas empresas de transmissão de energia elétrica no exterior, como na Áustria, Japão e Canadá utilizam Vant (Veículos Aéreos Não Tripulados) para avaliação nestes locais de difícil acesso, numa solução que apresenta custo operacional significativamente inferior à do helicóptero convencional, além de não expor a equipe técnica a riscos e dispensar a agregação de um experiente piloto à equipe.

Projetos antigos

Entre as propostas para pesquisa que iniciaram no ciclo 2011-2012 destacam-se o desenvolvimento de soluções para as redes de distribuição de média tensão, como um Dinamômetro Inteligente para Tracionamento de Condutores de Redes Aéreas. A tecnologia permite às distribuidoras o uso de um aparelho portátil para o monitoramento correto dos condutores durante sua construção, reduzindo significativamente o número de acidentes fatais por rompimento de cabos devido à contração ou dilatação térmica, assim como os respectivos processos judiciais contra empresas e eventuais indenizações financeiras.

Também há uma solução para um problema particular enfrentado pela Celesc: a falta de espaço nas saídas das subestações para a construção de novos alimentadores, o que tem sido o maior empecilho para ampliação da capacidade das subestações que visa suportar a crescente demanda de consumo verificada nos últimos anos.

Neste trabalho, realizado em conjunto com a administradora de condomínios Techsys, foram apresentados os resultados dos estudos realizados para o desenvolvimento de plataformas tecnológicas visando o melhor aproveitamento da infraestrutura existente, com destaque para a redefinição dos limites de ampacidade dos condutores, levando em consideração os dados históricos reais das condições ambientais da área de concessão, além da definição das grandezas mínimas a serem medidas no sentido de poder operar os alimentadores com carregamento dinâmico, bem como o desenvolvimento de ferramenta computacional para auxiliar na operação das subestações em situação de emergência.

Já as regiões em Santa Catarina sujeitas a rajadas de vento de alta intensidade inspiraram o desenvolvimento de soluções tecnológicas para utilização nessas localidades clássicas de tempestades e queda de árvores e/ou objetos pesados sobre os condutores. Uma nova metodologia de cálculo mecânico de estruturas e condutores foi criada a partir de pesquisa de engenharia básica, contemplando os esforços provocados por esses fenômenos meteorológicos mais severos, e vem ocorrendo de forma crescente em algumas regiões do estado.

Ainda falando de intempéries, um projeto de 2010 empreendeu uma cruzeta porcelânica obtida em 3 módulos que se encaixam e substituem todos os componentes antigos que apresentavam baixa resistência a tempestades, além da dificuldade de instalação e manutenção e em alguns casos baixos níveis de isolação elétrica. Com um custo similar ao sistema anterior, a nova cruzeta apresenta maior isolamento e resistência a intempéries, além de ser esteticamente mais agradável.

Usina Distrital em Florianópolis tem microrrede ativa de 18 kW para geração solar, eólica e à diesel

Geração

Não é só na área de transmissão e distribuição que a companhia tem empreendido seus recursos em P&D. Em 2011 foi iniciada os estudos para a posterior implantação da Usina Distrital de Geração Distribuída de Energia Renovável, uma microrrede ativa de 18 kW de capacidade, em sua maioria renovável, que conta com um sistema de gerenciamento de energia capaz de realizar diversas operações com foco em desenvolver modelos técnicos e comerciais viáveis para as distribuidoras. A unidade possui três tipos de geração possíveis: solar, eólica e à diesel, com um sistema de armazenamento por baterias associado a um sistema de controle e automação e comunicação.

Nesta proposta, que acontece com a Fundação Certi, são descritas as soluções de engenharia e controle implantadas, além da mostra de experimentos realizados com o piloto. Por fim, uma análise econômica preliminar demonstrou a viabilidade do projeto. Tratando-se de um trabalho pioneiro no Brasil, a Celesc espera que o material torne-se referência para agentes do setor elétrico e consumidores-produtores na adoção de sistemas de microgeração e microrredes ativas.

Uma das iniciativas de destaque é o desenvolvimento de um Sistema Integrado de Geração de Energia Elétrica para Aumento da Eficiência Energética de Aviários, composto por um aerogerador de pequeno porte e componentes complementares que aproveitam a energia cinética associada ao descolamento de ar provocado por exaustores de alta vazão.

Segundo o escopo do projeto, o montante de energia gerado poderá ser direcionado diretamente ao sistema elétrico de baixa tensão do aviário, reduzindo-se desta forma a demanda de energia consumida e/ou utilizada, através do uso de um sistema de baterias em situações de interrupção do fornecimento, evitando-se assim eventuais mortalidades das aves e, consequentemente, os prejuízos financeiros aos proprietários desses estabelecimentos.

Outro projeto relevante foi o desenvolvimento em 2013 de uma Chaminé Solar com Inserção Eólica através de Dinâmica dos Fluidos Computacional, um sistema de geração renovável através do acoplamento entre um coletor de dois níveis utilizado para isolar e aquecer o ar e uma chaminé central, o que permite a saída do ar central através do efeito chaminé. Uma turbina é acoplada à base da chaminé e, movimentada pelo ar aquecido, aciona um gerador de energia elétrica. O primeiro nível do coletor é composto de material translúcido, vidro, plástico ou outro, visando permitir a entrada dos raios solares e absorção das frequências de luz desejadas. O nível inferior é feito de material com superfície que possua boa absorção de todas as frequências da luz solar.

Mobilidade elétrica também se destaca

Iniciado em 2014, o projeto Eletroposto Celesc, intitulado “Sistema de Recarga Rápida com Armazenamento Hídribo-Estacionário de Energia para Abastecimento de Veículos Elétricos no Conceito de Redes Inteligentes”, executado pela Fundação Certi e financiado pela Celesc Distribuição, teve como objetivos principais a implantação de uma infraestrutura de recarga para impulsionar o mercado de veículos elétricos e para que sirva também de laboratório vivo para esse segmento, que só tende a crescer no país.

Outros pontos são a integração de sistemas de armazenamento aos eletropostos para mitigação de impactos, além da geração de contribuições no âmbito regulatório pela Aneel, dentro da inserção da mobilidade elétrica. A iniciativa recebeu o Prêmio Eco Amcham em fevereiro deste ano.