A segurança da imprecisão; a importância da ordem de grandeza - O Setor Elétrico
Comentário de José Starosta José Starosta 9 de setembro de 2011
Falamos dos números e estamos com eles o tempo todo, atribuímos em função deles conceitos de valor e análise em nossas conclusões. Eles são nossos guias. As normas tratam os limites de todo tipo de variáveis e apresentam tabelas para todos os tipos de dimensionamentos. Algumas questões clássicas de engenharia sempre surgem na abordagem ao se observar a obra pronta; quais os critérios utilizados no dimensionamento da estrutura e cabos de aço da centenária Ponte Pênsil, na maravilhosa baía de São Vicente, comparado com aqueles aplicados na moderna ponte estaiada na Marginal Pinheiros? O que parece claro é que nossos antecessores da obra de arte do litoral e os colegas contemporâneos que dimensionaram a recente ponte, em São Paulo, já tinham uma boa noção do que esperavam dos resultados, antes que os mesmos fossem matematicamente conhecidos e testados algumas vezes, antes do início das obras.
Esta abordagem, apesar de não elétrica, mas do conhecimento de todos, pode servir de pano de fundo para uma necessidade importante em nossa realidade elétrica: "como andaria nosso faro?".
Alguns casos parecem típicos; outros nem tanto, mas vale a pena serem mencionados.
Precisão de informação em projetos elétricos
Os projetos elétricos clássicos de instalações elétricas, normalmente, apresentam tabelas de carga (em boa parte estimadas), tensões de operação, número de fases, frequência e fator de potência (também estimado).
Dos indicadores acima, somente a tensão/frequência e número de fases seriam conhecidos com precisão. Certo? Não, errado. A Figura 1, que reproduz a tabela 3 do módulo 8 do Prodist (Aneel), apresenta os valores possíveis para uma tensão nominal de 220/127V. Assim, a tensão de linha de fornecimento, considerando eventual operação precária, pode variar desde 189 V a 233 V.
Assim, uma carga declarada de 20 kW, com característica de potência constante e fator de potência de 85% poderá ter variação de corrente desde 58,37 A em tensão máxima, até 71,96 A caso a carga consiga ainda ser operada na tensão mínima. E o que fazer com o projeto? Qual seria a corrente nominal a se considerar? Teria sentido usar as duas casas decimais apresentadas? Que tal se o projeto apresentasse a informação:
"corrente nominal da ordem de 60 A" (referida a 220 V).
Não tratamos aqui da possível variação do fator de potência fixado em 85%. Portanto, a única coisa que poderia se considerar conhecida seria a boa e velha "raiz de 3". Será? Nem sempre, já que dificilmente as tensões estarão equilibradas, ou seja, as três tensões de linha não são iguais entre si!
Outras questões clássicas envolvem os fatores de agrupamento, ciclo de carga dos circuitos, operação não simultânea de cargas e circuitos, diferentes maneiras de instalar ao longo do circuito, outras interferências, espaços com temperaturas ambientes abaixo de 25 °C e outros. Precisões extremas em projetos elétricos valem a pena? Será que não estaríamos gastando mais que o necessário? Ou mesmo, não estaríamos esquecendo fatores que poderiam tornar a operação da instalação mais crítica?
Citando os capacitores, que operam muito bem em suas tensões, temperaturas e correntes nominais de operação, variações de tensão de 10%, por algumas horas, reduzem suas vidas drasticamente.
Diversas normas apresentam valores para referenciar tanto projetos como constatações práticas e, normalmente, apresentam os comentários pertinentes para aplicação destas referências. O mesmo Prodist, módulo 8, citado anteriormente apresenta em seu capítulo 2 as recomendações de como os valores apresentados na Figura 1 devem ser interpretados, como, por exemplo, os limites válidos no ponto de acoplamento comum (ponto de entrega).
Outro ponto que sempre gera polêmica trata do limite das harmônicas em instalações. As normas que tratam deste assunto apresentam os cuidados na interpretação destes limites. O Prodist apresenta na tabela 3 do anexo I valores de referência, que são exibidos na Figura 2. A tabela é precedida do texto que segue:
"Os valores de referência para as distorções harmônicas totais estão indicados na Tabela 3 a seguir. Estes valores servem para referência do planejamento elétrico em termos de QEE e que regulatoriamente serão estabelecidos em resolução específica, após período experimental de coleta de dados".
Note-se o conservadorismo do texto ao abordar os limites como referência. E as distorções de corrente? Quais seriam seus limites? De outras normas sobre este mesmo assunto, o que se observa é que o controle de correntes harmônicas é útil justamente no controle da distorção de tensão. E estas medições, como devem ser feitas? Qual a taxa de amostragem? Qual o período de integração? Todas as situações das medições devem ser consideradas? Condenar uma instalação que estaria apresentando por alguns ciclos distorção de tensão de 20% não seria exagero?
Um dos bons exemplos desta conceituação de análise qualitativa, baseada em valores numéricos, é expresso na norma de proteção contra descargas atmosféricas, a ABNT NBR 5419, com recomendação de valores de resistência de terra da ordem de 10 ohms!!! Mesmo assim, laudos são gerados, sugerindo "correções" em leituras de, por exemplo, 15 ohms.