A CPFL Energia relata o desenvolvimento de uma tecnologia inovadora de postes de concreto armado para redes de distribuição de energia, com capacidade de aterramento da rede através da sua própria estrutura, dispensando na maioria dos casos o uso de hastes de aterramento.
Em geral, toda instalação elétrica, tanto na geração, transmissão e distribuição, até o consumidor final, deve incluir um sistema de aterramento para proteger os equipamentos e as pessoas contra descargas e choques elétricos. Os principais objetivos do aterramento do sistema elétrico são minimizar as variações térmicas e de tensão nos equipamentos, propiciar segurança para as equipes de trabalho, reduzir as interferências nos sistemas de comunicação e contribuir para a detecção e eliminação rápidas de falhas à terra.
Os aterramentos da rede de distribuição de energia atualmente são realizados por condutores de cobre ou aço zincado, que interligam as carcaças dos equipamentos, o condutor neutro e a saída dos para-raios.
Esses condutores descem pelo interior oco do poste de concreto circular ou por tubos de PVC instalados no interior do poste de concreto duplo T.
Na sua extremidade inferior, são conectados a uma ou várias hastes de terra metálicas enterradas no solo. A montagem deste modelo de aterramento é realizada somente após a instalação do poste na rede elétrica, que implica em tempo e custo adicionais.
Além disso, esta concepção de aterramento acarreta diversos problemas indesejáveis, tais como: ocorrência de mau contato, principalmente nas conexões enterradas; instalações feitas inadequadamente; danos causados por máquinas em cabos de aterramentos em áreas rurais ou localizados em estradas de terra; roubos dos cabos de cobre enterrados no solo e a deterioração natural do aterramento decorrente da oxidação das hastes e conexões enterradas no solo, cuja vida útil pode variar entre 5 e 15 anos, em média, dependendo das características do solo e do tipo da haste de terra utilizada (cobre ou aço zincado).
O poste autoaterrado utiliza a sua armadura de aço interna como condutor para a interligação dos componentes de rede ao referencial terra, eliminando o uso de cabos de descida. Isto é feito através de terminais de conexão fixados no vergalhão e embutidos no concreto. Em sua base, na região que fica enterrada, é utilizado um concreto condutivo, capaz de escoar as correntes de descargas atmosféricas e surtos elétricos, dispensando o uso de hastes encravadas no solo.
Na etapa de transferência de tecnologia, foram confeccionados protótipos de poste autoaterrado em diversos fabricantes, para a realização de testes mecânicos e elétricos. A funcionalidade do poste autoaterrado desenvolvido no projeto foi aprovada em ensaios de rotina, realizados em protótipos no fabricante de postes, e em ensaios de tipo, realizados em laboratório de alta tensão.
Além dos ensaios no poste autoaterrado, como um todo, também foram realizados ensaios em corpos de prova do concreto condutivo e no conector de aterramento. Ainda foram promovidas medições em campo para avaliação de desempenho do aterramento e a avaliação de indicadores de qualidade da rede de distribuição com postes autoaterrados, obtendo-se resultados altamente satisfatórios.
Para a realização da etapa de transferência de tecnologia, foi fabricado e instalado um Lote Piloto de 510 postes autoaterrados, confeccionados em 5 diferentes fabricantes. Em função do Índice de Queima de Transformadores (IQT) por descargas atmosféricas, foi escolhido para o projeto piloto a região da cidade de Ibiúna, no Estado de São Paulo.
Contribuiu também para a escolha desta localidade a característica de alta resistividade do solo, onde é difícil a obtenção de bons aterramentos de instalações elétricas.
A cidade de Ibiúna fica localizada na região oeste da região metropolitana de São Paulo, possuindo 71.228 habitantes e uma área total de 1.057,5 km².
A densidade de descargas atmosféricas divulgada pelo INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, coloca a cidade de Ibiúna como a 229ª localidade com mais descargas atmosféricas no Estado de São Paulo, com 8,58 descargas/km²/ano, que
corresponde a uma ocorrência média de 9.069 descargas atmosféricas por ano ou 756 descargas por mês. A taxa de queima de transformadores de rede de distribuição em Ibiúna é o dobro da média obtida para as demais regiões de concessão das distribuidoras do grupo CPFL Energia.
Dessa forma, em Ibiúna foram selecionados 150 transformadores para instalação dos postes autoaterrados, incluindo os seus postes adjacentes, totalizando 450 postes. Os demais 60 postes foram instalados na região da Baixada Santista (SP). Neste último caso, o objetivo foi realizar a instalação em uma região litorânea para a observação, em médio e longo prazo, dos efeitos da salinidade no concreto condutivo e armadura.
O poste autoaterrado apresentou resultados altamente satisfatórios durante a fase de testes e hoje é uma tecnologia consolidada no Grupo CPFL Energia. Com seu uso, espera-se como benefícios: redução do índice de queima de equipamentos, como transformadores; melhoria dos indicadores de continuidade, com a redução de faltas de energia por falhas em equipamentos; redução de queima de equipamentos de clientes; redução do tempo de instalação, entre outros.
Há várias empresas de engenharia e fornecedores envolvidos nesse projeto, além das pertencentes ao grupo CPFL: Matos Ferreira Engenharia e Serviços, Concrefer Indústria e Comércio de Postes e Artefatos de Cimento, Icotema – Madeiras Tratadas e Concreto, Matra Indústria e Comércio, Romagnole Produtos Elétricos e IPT Indústria de Postes Teixeira.
Autores: Rafael Gomes Bento, analista de projetos de inovação; Antonio Carlos Almeida Cannabrava, engenheiro de soluções; e Benedito Edmundo Moura Ferreira, diretor (Matos Ferreira Engenharia)
