A sempre necessária confiabilidade das instalações elétricas. Estamos preparados?

O tema está sempre na agenda das áreas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica (GTD) que planejam suas estruturas e  investimentos em função de  conhecidos indicadores. Aspectos de disponibilidade dos sistemas, taxas de falha, tempo de reparo, tempo médio entre falhas e outros são previstos e medidos nos sistemas de suprimento como rotina básica de operação.

Pelo lado dos consumidores, as instalações ou parte delas que contemplam cargas consideradas de “missão crítica”, normalmente merecem de seus responsáveis cuidados especiais em suas concepções e investimentos relativos. A  primeira questão a ser tratada seria a definição do que seriam estas cargas de missão crítica. Os  aspectos de  segurança e  proteção de pessoas que ocupam as edificações por tempos longos merecem cuidados na concepção das instalações, cargas relacionadas a estes aspectos devem, então, se manter operacionais na falha de suprimento, seja da distribuidora ou mesmo da própria instalação como em algum defeito de componentes, é o caso da preservação das cargas que compõem o sistemas de iluminação e ventilação de rotas de fuga, ou mesmo bombas em caso de incêndio, ou algum outro evento em instalações tipicamente industriais, como vazamento de gases tóxicos.

Outro  aspecto a  ser tratado considera a  preservação da alimentação de cargas relacionadas aos processos, merecendo análise de pontos fracos da instalação no suprimento a estas cargas. Diferentemente do  aspecto  tratado no  item anterior, onde alguns instantes sem suprimento podem ser até tolerados, estas cargas possuem baixa imunidade e desvios da qualidade da  tensão  de  alimentação pelas  fontes  de  energia acabam por desligar estas cargas, interrompendo processos que para serem reiniciados poderão durar algumas horas, causando prejuízos muitas vezes incalculáveis.  Não se trata, neste caso, apenas de  instalações que  atendam hospitais, data centers, instituições financeiras, mas, por exemplo, processos industriais que dependem de cargas de tecnologia de informação em seus controles operacionais.

Processadores e sistemas de controle são particularmente sensíveis a estas falhas de suprimento e causam falhas no processo se não foram adequadamente  alimentados. A curva ITIC apresentada na figura 1, que foi desenvolvida há mais de 20 anos para alimentação de cargas de tecnologia de informação, é uma das referências que apresentam o modelo da imunidade das cargas.

Os  registros de tensão de alimentador industrial representados nas figuras 2 ilustram uma variação de tensão de curta duração em valores limítrofes aos de uma interrupção que desliga as cargas não imunes ao fenômeno como as cagas TI em período da ordem de 500 milissegundos.

Note-se que não se trata simplesmente de atender estas cargas com fontes de contingência, como geradores ou UPS, com baterias estacionárias, mas fundamentalmente como estes são inseridos na topologia do sistema elétrico desde as fontes até as cargas. Esta análise deve ser efetuada em função do que alguns autores tratam como” árvore de falha”, ou seja, as fontes, linhas elétricas, painéis de distribuição e outros componentes devem preservar uma topologia que garantam ao sistema elétrico o que foi tratado por Georges Zissis em recente publicação como R3: (Reliability, Robustness and Resilience), ou em tradução, livre confiabilidade, robustez e resiliência. Estes conceitos permitem construir instalações e sistemas elétricos que sejam capazes de manter as cargas operando no caso de alguma falha, que em condições normais desligariam as mesmas. A indústria 4.0 deve estar atenta a estas necessárias mudanças de conceito.