Tensão de Passo

         

Figura 1 - Exemplo de uma Descarga Atmosférica

    Caros leitores!

   Hoje irei falar-vos sobre um fenómeno bastante interessante que está intimamente relacionado com as descargas atmosféricas, a chamada Tensão de Passo. Para uma melhor compreensão acerca desta temática, irei aprofundar alguns conceitos fundamentais nomeadamente:

      Aquando da ocorrência de uma descarga atmosférica, verifica-se o escoamento de corrente elétrica para o solo, originando simultaneamente uma elevação do potencial em torno do elétrodo de aterramento (que será tanto maior quanto maior a intensidade da descarga), mas também um gradiente de queda de tensão cujo ponto máximo está junto ao elétrodo e o ponto mínimo o mais afastado dele, podendo constituir um risco não só para os indivíduos mas para qualquer animal, que no preciso momento da descarga da corrente elétrica contacte com um objeto ligado à terra ou esteja nas proximidades do mesmo. 1

     De uma forma geral, a Tensão de Passo pode ser definida como a diferença de potencial entre dois pontos à superfície do solo, separados por uma distância de um passo, que se assume ser de 1 metro, na direção do gradiente de potencial máximo cujo ponto máximo está junto ao elétrodo de terra e o ponto mínimo o mais afastado dele. Assim sendo, é possível afirmar que a Tensão de Passo se refere à tensão entre os pés do ser vivo, ou seja, um passo do mesmo com os pés separados (1 metro), desta forma o mesmo fica com os pés em linhas equipotenciais diferentes provocando passagem de corrente elétrica pelo corpo.

Figura 2 - Ilustração da Tensão de Passo no ser vivo

     No entanto, as descargas elétricas para o solo em seres vivos bípedes raramente originam uma situação de morte, uma vez que a parcela de corrente elétrica é pequena (linhas equipotenciais próximas), já nos seres vivos quadrúpedes geralmente é fatal (linhas equipotenciais distantes), já que existe uma maior diferença de potencial, logo uma maior intensidade de corrente.

Figura 3 - Diferença de Tensão de Passo entre um indivíduo e um ser vivo quadrúpede

    Na verdade, o principal risco associado ao escoamento de corrente elétrica para o solo é o risco de eletrocussão, sendo que a probabilidade de se observar esse risco resultará da ocorrência simultânea de um conjunto de acontecimentos aleatórios: ocorrência de um defeito, a presença no local de seres humanos ou outros animais, e a criação de uma diferença de potencial que dê origem a uma corrente eléctrica que circule através do corpo. 2 O risco de eletrocussão está diretamente ligado à corrente que atravessa o corpo. Os principais parâmetros a considerar, são:

- A amplitude e a duração da aplicação da corrente;

- O trajeto seguido pela corrente, e assim, dos pontos de aplicação da tensão;

- O valor das impedâncias encontradas. 

     Prevenção e Segurança:

    Apesar da impossibilidade de determinar a ocorrência de uma descarga elétrica no solo, é imperativo a implementação de medidas de prevenção e segurança tendo por objetivo não só a proteção de instalações/equipamentos mas fundamentalmente a proteção dos indivíduos. Em todas as intervenções elétricas deverão ser adotadas medidas preventivas de controlo do risco elétrico e de outros riscos adicionais, mediante técnicas de análise de risco, de forma a garantir a saúde e segurança dos trabalhadores, sendo que os mesmos deverão estar cientes dos riscos a que estão expostos seguindo todos os procedimentos de segurança e utilizando os Equipamentos de Proteção Individual (EPI´s) que lhes são fornecidos. Paralelamente, deverão esquemas unifilares atualizados das instalações elétricas com as especificações do sistema de aterramento e demais equipamentos e dispositivos de proteção. 2

   Seguidamente irei especificar duas outras medidas de segurança extremamente importantes.

     . Tensões máximas aplicadas ao ser humano:

    Todas as instalações elétricas terão de dispor de uma proteção ou instalação de terra projetada de forma a que em qualquer ponto normalmente acessível do interior ou exterior da mesma onde as pessoas possam permanecer ou circular, estas fiquem submetidas, no máximo, à tensão de contacto (diferença de potencial entre uma estrutura metálica ligada à terra e um ponto na superfície do solo a uma distância igual à distância horizontal máxima normal a que esta se pode tocar, aproximadamente 1 metro) e à tensão de passo, durante qualquer defeito na instalação elétrica ou na rede a ela ligada, resultante dos cálculos a efetuar. Assim, o projetista da instalação de terra deverá comprovar mediante a utilização de um procedimento de cálculo que os valores das tensões de contacto e de passo, para a instalação projetada em função da geometria da mesma, da corrente de terra considerada e da resistividade correspondente do solo, não superem nas condições mais desfavoráveis calculadas pelas expressões constantes do documento normativo adaptado (HD 637 S1:1999 da CENELEC ), em nenhuma zona do terreno afetada pela instalação de terra.

     Desta forma, deverão existir circuitos de terra, circuitos estes constituídos por condutores e elétrodos de terra, permitindo a ligação à terra e consequentemente o escoamento para a o interior do solo das correntes de defeito provocadas por situações de curto-circuito à terra, correntes de choque atmosférico e correntes de outras origens, tendo como principais objetivos:

 . A segurança dos indivíduos;

 . A integridade dos equipamentos;

 . Proteção contra uma situação de potencial incêndio;

 . Proteção do equipamento eletrónico;

 . Criação de um potencial de referência.

Assim, a ligação à terra possibilita conduzir correntes à terra

    A título de exemplo, apresentarei em seguida duas situações distintas que demonstram na prática a importância da ligação à terra.

1ª Situação

2ª Situação

    Se um aparelho elétrico por qualquer razão se quebra ou sofre qualquer tipo de anomalia e não se encontra ligado à terra, a caixa metálica do mesmo fica carregada eletricamente e o indivíduo ao tocar nela tem a conhecida sensação de choque elétrico, uma vez que o corpo do indivíduo, sendo condutor, fecha o circuito e permite a descarga do aparelho para a terra, podendo acarretar riscos para a saúde (1ª Situação). Em contrapartida, caso esteja garantida uma adequada ligação à terra (através da tomada de 3 pernos), a descarga processa-se através dela e não existindo perigo de choque elétrico (2ª Situação).

Figura 4 - Exemplo de uma ligação à terra numa habitação

    . Prescrições relativamente ao dimensionamento das redes de terra:

    O dimensionamento das redes de terra, isto é, conjunto de condutores enterrados no solo, interligados com o objetivo de promover um aterramento comum aos equipamentos elétricos, far-se-á de forma a que não se produzam aquecimentos que possam deteriorar as suas características e será obtido em função da intensidade de corrente que, em caso de ocorrência de um defeito, circula através da rede de terra e do tempo de duração do defeito. Os elétrodos e restantes elementos metálicos deverão ter uma constituição adequada permitindo resistir à corrosão que os agentes químicos existentes no solo irão exercer sobre eles durante toda a vida útil da instalação. 2
  É de salientar que, deverão também ter-se em conta as possíveis variações das caraterísticas do solo em épocas secas e depois de estar sujeito a elevadas correntes de defeito, já que a conceção básica de uma rede de terra está diretamente ligada com a resistividade elétrica do terreno, pois a corrente elétrica efetua o seu percurso pelo caminho que lhe oferece uma menor resistência elétrica.
 

     De forma a determinar o impacto que as descargas atmosféricas têm sobre a qualidade da energia elétrica distribuída aos consumidores, foi realizado em 2009 um estudo no Brasil porparte da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). 3 A qualidade e a confiabilidade da distribuição da energia elétrica aos seus consumidores estão diretamente associadas ao fornecimento de energia elétrica de forma contínua, ininterrupta e sem perturbações/interrupções momentâneas significativas. Porém, diversos fatores influenciam esses índices de qualidade, tais como o desempenho dos sistemas face a descargas atmosféricas, a configuração das redes, as caraterísticas de operação do sistema, entre outros. Fenómenos estes que apesar de serem aleatórios ou intrínsecos, causam alterações no sistema elétrico, deteriorando a qualidade do fornecimento de energia elétrica ao consumidor residencial e industrial. 4 A maioria dos cortes acidentais ocorridos nas  redes de distribuição de energia elétrica são provocados por descargas atmosféricas diretas ou indiretas, muitas vezes acarretando danos de  proporções elevadas nomeadamente: queima de transformadores, danos em pára-raios, rompimento de condutores de alta tensão/baixa tensão, entre outros.
    A ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) 5, constitui a entidade nacional brasileira responsável por estabelecer os dispositivos e as condições relativas aos níveis de continuidade, fornecimento, níveis de tensão e ao levantamento dos danos causados aos equipamentos elétricos nas unidades consumidoras, definindo índices de qualidade de forma a especificar a qualidade e continuidade no fornecimento de energia elétrica aos consumidores, como por exemplo o DEC – Duração Equivalente de Interrupção por Unidade Consumidora (expresso em horas).

   Para a realização do presente estudo, foi efetuado um registo relativamente às descargas atmosféricas ocorridas nos anos de 2003 a 2007 no Brasil e a sua respetiva duração, tendo sido realizado simultaneamente um levantamento no que diz respeito à duração das interrupções do fornecimento de energia elétrica verificadas aquando da ocorrência das descargas atmosféricas referidas anteriormente. Em seguida, irei apresentar um gráfico referente à duração das descargas atmosféricas ocorridas em 2003-2007, e à duração das interrupções de energia elétrica ocorridas durante o mesmo período.

Figura 5 - Duração das Descargas Atmosféricas/Duração Equivalente das Interrupções por Unidade Consumidora (DEC) de 2003 a 2007 

     Através da análise do presente gráfico é possível concluir nos anos apresentados sempre que ocorreu uma descarga atmosférica foram originadas interrupções no fornecimento de energia elétrica nos consumidores, sendo que existe existe uma grande diferença relativamente ao tempo de duração das descargas atmosféricas e o tempo de duração das interrupções verificadas (DEC total), a duração das interrupções em todos os anos é significativamente maior que a duração das descargas o que vem demonstrar a complexidade e a dificuldade por parte das empresas de distribuição de energia elétrica em repor de forma adequada e eficaz o fornecimento de energia no mais curto espaço de tempo possível. Paralelamente, verifica-se que no período de tempo de 2003 a 2007 o DEC total permaneceu acima da meta pré-estabelecida pela ANEEL (DEC Meta), sendo que as descargas atmosféricas representam cerca de 35,75% do total das causas que contribuíram para o aumento do DEC total. 3
    É de referir que as descargas atmosféricas geram um enorme prejuízo financeiro para as distribuidoras de energia elétrica, pois causam danos nos equipamentos ao longo de todo o circuito, danificam os equipamentos elétricos dos consumidores, provocando também alguma insatisfação por parte dos consumidores uma vez as constantes interrupções acidentais no fornecimento de energia elétrica têm repercussões negativas na imagem da organização, pois a imagem é a representação contínua da organização em toda a sua dimensão espacial e quando ocorrem danos aos consumidores a imagem fica afetada. 6 Para concluir, torna-se necessário que todas as empresas responsáveis pela distribuição de energia elétrica elaborem um planeamento a curto, médio e longo prazo de manutenção preventiva no sentido de minimizar os impactos causados pelas descargas atmosféricas.


Fontes Bibliográficas:
1- EDP Distribuição - Validação da rede geral de terra de subestações AT/MT pelo controlo das tensões de contacto e de passo, Fevereiro 2007;
2- Pinto, E. Projeto, Melhoria e Medições de Terras, Janeiro 2003;
3- UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná: Avaliação do Impacto das Descargas Atmosféricas na Qualidade da Energia fornecida pelas Concessionárias, Dezembro 2009;
4- Alves, M. Análise da qualidade de energia elétrica: metodologia de caso exemplo, Setembro, 1999;
5- ANNEL - Agência Nacional de Energia Elétrica - Resolução nº 61, de 29 de Abril de 2004 - Estabelece as disposições relativas ao levantamento de danos elétricos em equipamentos elétricos instalados nas unidade consumidoras, causados por perturbações ocorridas no sistema elétrico.Brasília, Abril 2004;
6- Leitão, J. Impactos económicos causados pelos distúrbios na rede básica de energia elétrica. São Paulo, Setembro 2002.

Até Breve!

Ana Machado

Projeto InovGrid

" O aumento populacional, a concorrência global cada vez maior e os objetivos ambiciosos ao nível ambiental têm aumentado de forma constante as exigências impostas aos serviços citadinos, de forma a melhorar a sua eficiência e sustentabilidade."

Monteiro, P.,2012

 Bem-vindos novamente estimados leitores!

Figura 1 - Logótipo do Projeto InovGrid

    Na presente publicação irei falar-vos sobre a implementação de um projeto inovador e pioneiro a nível mundial no âmbito das redes inteligentes no setor da energia elétrica que consiste no Projeto InovGrid. O presente projeto foi lançado no ano de 2007, pela EDP, através da EDP Distribuição, contando simultaneamente com a parceria estratégica de outras empresas e instituições portuguesas de produção industrial, tecnologia e investigação nomeadamente a EDP Inovação, EFACEC, INESC Porto, JANZ/CONTAR e LÓGICA, tendo como meta primordial dotar a rede elétrica de informação e equipamentos capazes de automatizar a gestão da rede, melhorar a qualidade de serviço, diminuir os custos de operação, promover a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental, potenciar a penetração das energias renováveis e do veículo elétrico. 1  Assim sendo, este projeto focado nas redes inteligentes, nasceu de forma pioneira e desenvolveu-se orientado por uma visão holística do sistema elétrico, com o objetivo de dar resposta aos grandes desafios que as redes de energia elétrica, em Portugal e no mundo, vão enfrentar nas próximas décadas.

   Estes novos desafios tornam mais complexa a manutenção do fundamental equilíbrio entre a oferta e a procura de energia no sistema elétrico, algo que vai exigir a introdução de maior inteligência na rede, entendendo-se por inteligência a capacidade da rede monitorizar, analisar, processar, memorizar, reportar e atuar de forma distribuída, através dos múltiplos sensores, atuadores e dispositivos colocados em todos os pontos relevantes da rede e comunicando entre si e com todos os outros agentes envolvidos (como os consumidores e micro-produtores). 1 Uma solução baseada em redes inteligentes permitirá obter um conhecimento mais profundo da própria rede, aumentar a indispensável capacidade de gestão de fluxos de energia mais complexos e fomentar uma participação muito mais ativa do consumidor/micro-produtor. Estas alterações induzirão benefícios muito significativos no sistema elétrico e na sociedade e promoverão o desenvolvimento de novos produtos e serviços energéticos a uma escala que esta área atualmente desconhece. Os benefícios serão particularmente importantes nas zonas urbanas, onde a elevada densidade populacional é um fator acrescido de exigência. 

Figura 2 - Desafios históricos e novos desafios da rede elétrica

   As redes inteligentes proporcionam benefícios muito relevantes para o sistema elétrico e para a sociedade os quais, como em qualquer projeto de investimento, devem ser alvo de uma análise profunda.  Há dois aspetos desta análise que merecem ser referidos: em primeiro lugar, que há de fato soluções de redes inteligentes com valor que devem ser exploradas, pois os benefícios justificam o nível de investimento requerido; em segundo lugar, que há uma distribuição desequilibrada de custos e benefícios pelas várias entidades da cadeia de valor, pois os custos de investimento são suportados pelo operador de rede de distribuição, o que obriga a encontrar formas de re-distribuição equilibrada. 2  No projeto InovGrid houve, desde o início, a preocupação de identificar, dinamizar e quantificar os principais benefícios da solução, com esse objetivo foram constituídas equipas de trabalho focadas em cada um desses benefícios:

Figura 3 - Benefícios do Projeto InovGrid

  Estas equipas têm vindo a trabalhar com situações e dados concretos que servirão para alimentar o projeto e conferir -lhe uma solidez que permita continuar com o seu avanço em larga escala.

   Arquitetura do Projeto InovGrid:

  Foi na Baixa Tensão (BT) onde foram realizadas as maiores alterações na rede elétrica no âmbito do Projeto InovGrid. Enquanto que na Média, Alta e Muito Alta Tensão (MT, AT, MAT) existe já um grau significativo de conhecimento permanente da rede e uma capacidade relevante de intervir remotamente, é ao nível da transformação MT/BT e da BT, até ao local de consumo, que o grau de conhecimento e de capacidade de atuação é mais limitado. Acresce a esta limitação o fato de os novos desafios incidirem sobretudo na rede BT de onde resulta, portanto, a necessidade de conseguir geri-la melhor.

   A arquitetura do Projeto InovGrid está ilustrada na figura seguinte, onde se apresentam equipamentos em três camadas distintas, comunicando entre si.

Figura 4 - Arquitetura do Projeto InovGrid

  Ainda relativamente à arquitetura do Projeto InovGrid, irei explicar detalhadamente cada um dos equipamentos referidos anteriormente na figura, de forma a promover e facilitar uma compreensão global de todo este processo.

- EDP Box (EB): A EDP Box (EB) é um dispositivo fundamental para a gestão do cliente e para a gestão da rede BT, que se instala nos locais de consumo. Este equipamento substituirá o contador tradicional e, onde aplicável, o disjuntor de controlo de potência, mas tem um nível de funcionalidade muito superior e capacidade de comunicação remota. Em particular, a EB será um dispositivo importante para o controlo da qualidade de serviço prestado e para a gestão mais eficiente da rede BT, através do envio de dados de monitorização de grandezas elétrica relevantes. A EB pode ser remotamente atualizada para melhoria das suas funcionalidades ou introdução de novas funcionalidades, o que lhe confere um enorme potencial de evolução. Tem ainda, opcionalmente, capacidade para comunicar com dispositivos dentro de casa do consumidor para permitir a sua participação ativa e promover a eficiência no consumo. 3

Figura 5 - Exemplo de uma EDP Box (EB)

 - Controlador do Transformador da Distribuição ou Distribution Transformer Controller (DTC): O Distribution Transformer Controller (DTC) é um equipamento que se instala no posto de transformação MT/BT para fazer a gestão do transformador de potência e da rede BT associada, incluindo a gestão das EB´s dessa rede. O DTC tem assim funções de monitorização e controlo do Posto de Transformação (PT), de análise de informação, reporte e atuação local, e de concentração da informação recolhida das EB´s. A informação recolhida e analisada pelo DTC é essencial para a redução de perdas técnicas, redução de perdas comerciais e para a potenciação de outros benefícios. Passarão pelo DTC as principais inovações futuras relativas à gestão da procura, gestão da micro-produção e gestão do carregamento do veículo elétrico. O DTC tem de ser um controlador versátil, remotamente atualizável e com diferentes interfaces e protocolos de comunicação. Nos casos em que se justifique o investimento, o DTC poderá ser complementado com funções de medição de qualidade da onda elétrica ou com outros dispositivos que permitam o telecomando do PT. 3

- Sistemas Centrais, Técnicos e Comerciais: A arquitetura do Projeto InovGrid prevê sistemas e fluxos de informação distintos com a infra-estrutura (DTC´s e EB´s), para informação do tipo comercial (leituras de contagens, configurações de tarifários, ordens de serviço comercial) e informação do tipo técnica (alarmes, valores instantâneos no PT). O conteúdo e frequência de comunicação dos sistemas com os equipamentos são configuráveis, para os dados comerciais prevê-se uma recolha de informação com uma frequência mínima diária, e o envio de ordens de serviço sempre que necessário. Um dos grandes desafios na área dos sistemas é a gestão útil dos dados, que podem atingir enormes volumes. Neste contexto, assume particular importância a criteriosa configuração do tipo e frequência dos dadosrecolhidos, de modo a que se obtenha apenas aquilo que é relevante para os benefícios da solução, sempre respeitando a privacidade dos dados. 3

     Évora - InovCity:

   Ainda dentro do Projeto InovGrid, a cidade de Évora, tornou-se em 2010, na primeira metrópole a receber a rede inteligente de energia elétrica, tornando-se na primeira InovCity, abrangendo todo o município de Évora, com cerca de 54 mil habitantes, 31 mil consumidores e 341 postos de transformação. A região foi selecionada por respeitar um conjunto de critérios relevantes para esta experiência como a dimensão, o tipo de rede elétrica, a sua visibilidade nacional e internacional, o nível médio de consumo e a inserção no piloto nacional da rede de postos de carregamentodo veículo elétrico. 3

 Com a InovCity, pretendeu-se estimular na população uma maior sensibilidade para as questões de eficiência energética e de utilização racional da energia. Nesse sentido foi aberto o espaço InovCity em Évora e foram realizadas múltiplas iniciativas de envolvimento dos diversos setores da sociedade – desde as autarquias à população jovem, passando pelos profissionais de energia, pelo meio académico, por clientes selecionados. 
 

Figura 6 - Exemplos de algumas iniciativas realizadas junto da população no âmbito da InovCity

    Devido a esta abordagem integrada, gerou-se um forte interesse por parte de entidades externas nacionais e internacionais para visitar Évora, mais concretamente determinadas instalações, equipamentos e atividades inseridas na InovCity, que serão apresentadas na figura seguinte.

Figura 7 - Exemplos de instalações/equipamentos/atividades inseridas na InovCity

  De forma a garantir uma melhor perceção sobre a InovCity, apresento um vídeo que demonstra resumidamente quais as principais funcionalidades da mesma.

    Desta forma, a InovCity, funcionou como um ensaio fundamental para a utilização das redes inteligentes, para a abordagem aos consumidores neste contexto de maior envolvimento e para a sua própria afirmação ao nível europeu nesta área inovadora, estando já concluída a instalação de 31.000 EB´s e 340 DTC´s  e tendo já 31.000 clientes domésticos abrangidos por um sistema elétrico inteligente. 3 Após esta implementação bem sucedida, a EDP Distribuição está já a avançar com uma campanha para a instalação de mais 100.000 EB´s em 7 regiões do país, onde irá utilizar uma EB mais normalizada e com mais funcionalidade, e aumentar o número de clientes, recordando que de acordo com a Diretiva 2009/28/CE 4, em 2020, 80% dos consumidores deverão possuir rede elétrica inteligente.

    De realçar que o projeto InovGrid recebeu já diversos prémios que atestam a sua visão estratégica e a sua capacidade concretizadora. Um dos acontecimentos mais significativos, foi a seleção do InovGrid, de entre mais de 220 projetos europeus, pelo Joint Research Centre da Comissão Europeia e pelo Eurelectric como o caso de estudo para o teste e validação de uma metodologia de avaliação de projetos no âmbito das redes inteligentes, cuja aplicação se pretende generalizar a todos os projetos deste tipo na União Europeia. 5 A necessidade de promover as redes inteligentes, através de programas específicos de incentivos ao seu desenvolvimento, tem vindo a ser extensamente debatida e a ganhar cada vez maior relevância na estratégia energética na Europa e, de um modo geral, nas regiões mais desenvolvidas do mundo.

    Com o objetivo de verificar a melhoria na eficiência do consumo elétrico por parte do consumidor a partir da implementação de um sistema inteligente de energia elétrica (Projeto InovGrid), a EDP Distribuição realizou um estudo em Évora envolvendo mais de 15 000 clientes, através da análise e comparação dos consumos elétricos das EB´s nalguns grupos de clientes distintos. 6 De referir que os grupos de clientes do presente estudo foram segmentados de acordo com níveis de consumo e de potência contratada, tendo-se atribuído a cada um dos segmentos estabelecidos um pacote de produtos e/ou serviços (displays, software, tarifários experimentais, avisos por email ou sms) cuja eficácia também se pretendeu avaliar. Em todo este processo houve o cuidado de se definir amostras e de se tratar os dados de modo a obter resultados extrapoláveis para o resto do país. Seguidamente, irei apresentar alguns resultados referentes a alguns clientes pertencentes ao segmento empresarial no que diz respeito à eficiência energética.

Gráfico 1 - Média dos Consumos de Energia Elétrica de todas as 4ª feiras referentes aos meses de Maio e Outubro num Museu de Évora

                                                 

Gráfico 2 - Média dos Consumos de Energia Elétrica de todas as 4ª feiras referentes aos meses de Maio e Outubro na Direção Geral de Impostos de Évora

   É de salientar que na média obtida no mês de Maio, os clientes utilizavam ainda a rede elétrica tradicional, em contrapartida, no mês de Outubro, já tinha sido implementado o sistema de rede elétrica inteligente e os clientes já estavam mais informados/sensibilizados relativamente a todas as funcionalidades da mesma e ao padrão de consumo dos diferentes equipamentos presentes no local. Através da análise dos gráficos é possível constatar que ocorreu uma poupança energética significativa nos dois casos (16% no Museu e 12% na Direção Geral de Impostos), que poderá ser explicada não só devido à própria instalação do sistema inteligente de rede elétrica mas sobretudo devido a uma  alteração dos hábitos comportamentais dos clientes, relacionada com o acesso a informação mais detalhada sobre os consumos das instalações e uma adequada perceção sobre o padrão de consumos dos equipamentos.

    Assim sendo, o Projeto InovGrid pode ser considerado como uma aposta extremamente vantajosa uma vez que permitirá atingir objetivos energéticos essenciais nomeadamente uma abordagem centrada no consumidor/produtor, melhoria da qualidade de serviço, maior eficiência nas operações técnicas/comerciais, mas sobretudo será uma mais valia relativamente à sustentabilidade energética e consequentemente ambiental, já que potencia o conhecimento por parte do consumidor, daquilo que efetivamente consome, permitindo-lhe uma gestão mais pró-ativa e eficiente da sua energia.

Fontes Bibliográficas:

1- EDP Distribuição - 1ª Conferência de Energia e Ambiente: Projeto InovGrid, Novembro 2011;

2- ERSE - Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos - Funcionalidades mínimas e plano de substituição dos contadores de energia elétrica, Maio 2007;

3- EDP Inovação - Desenvolvimento da SmartGrid da EDP: Projeto InovGrid, Julho 2010;

4- Diretiva 2009/28/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 23 de Abril de 2009, relativa à promoção da utilização de energia proveniente de fontes renováveis que altera e subsequentemente revoga as Directivas 2001/77/CE e  2003/30/CE;

5- JRC - Joint Research Centre - Guidelines for conducting a cost-benefit analysis of Smart Grid projects, European Commission, 2012;

6-  EDP Distribuição - Gestão Sustentável de Energia: Projeto InovGrid, Setembro 2013.

 Até à próxima publicação!

Ana Machado

Campos Eletromagnéticos de Extremamente Baixa Frequência (EBF)

    Olá caros leitores!

    Hoje irei dar-vos a conhecer uma temática bastante relevante, referente aos Campos Eletromagnéticos de Extremamente Baixa Frequência (EBF) e o seu impacto na saúde pública. Primeiramente, torna-se necessário definir o conceito de Campo Eletromagnético, apesar de constituir um conceito bastante abstrato, este pode ser descrito como um campo composto por dois vetores de campo: o campo elétrico e o campo magnético, sendo que estes dois campos existem sempre que ocorre fluxo de corrente elétrica. 1 O campo elétrico é originado a partir de cargas elétricas, tendo como unidade de medida o V/m (Volt por metro); por outro lado o campo magnético é gerado pela movimentação de cargas elétricas (corrente elétrica), podendo ser expresso em T (Tesla), mT (Militesla), µT (Microtesla) ou ainda em G (Gauss), em que 10.000 G= 1T. 2 Em ambos os campos, elétrico e magnético, a intensidade é maior na proximidade da fonte e diminui com a distância.

Figura 1 - Representação do Campo Eletromagnético

    O Campo Eletromagnético existe onde quer que a eletricidade seja gerada, transmitida ou distribuída em linhas ou cabos de energia. Sempre que há um fluxo de eletricidade, campos elétricos e magnéticos são criados nas proximidades dos condutores elétricos e nas proximidades de equipamentos elétricos, sendo possível afirmar que desde que o uso da eletricidade se tornou uma parte integrante do estilo de vida moderno, o campo eletromagnético está omnipresente no ambiente. 2 Desta forma, a população está continuamente exposta a campos eletromagnéticos de diferentes frequências, frequência esta medida em Hertz (Hz), que irá permitir a separação do espectro total dos Campos Eletromagnéticos em bandas discretas, tendo em conta o a intensidade da mesma, obtendo-se a seguinte classificação: campos eletromagnésticos estáticos, campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF), radiação de radiofrequência e micro-ondas, radiação infravermelha, luz visível, radiação ultravioleta, radiação ionizante.

Figura 2 - Espectro dos Campos Eletromagnéticos

     A radiação ionizante que apresenta um nível de frequência bastante elevado inclui os raio-x, raios-gama emitidos por materiais radioativos e raios cósmicos, sendo que esta radiação tem a capacidade de penetrar no ser humano, possuindo energia suficiente para ionizar e quebrar ligações químicas, provocando danos nos orgãos internos e tecidos e até mesmo no próprio DNA. Todos os outros tipos de radiação que não possuam energia suficiente para causar ionização, são denominadas de radiações não ionizantes, radiações estas com uma frequência mais baixa. Dentro deste tipo de radiações é possível destacar as três principais nomeadamente os campos eletromagnésticos estáticos, os campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF)e a radiação de radiofrequência e micro-ondas. 3

   Os Campos Eletromagnéticos à frequência industrial, isto é com uma frequência de 50 Hz são considerados como de “Extremamente Baixa Frequência” (EBF ou ELF na terminologia inglesa) quando comparados com as frequências caraterísticas da generalidade dos equipamentos de telecomunicações (na ordem dos MHz ou GHz), ou das frequências superiores da radiação de radiofrequência e micro-ondas, da radiação infravermelha, da luz visível, ou das radiações ultravioletas e radiações ionizantes, com frequências na ordem dos THz. Na verdade, os campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF) são gerados a partir de instalações elétricas, os quais induzem correntes elétricas no organismo, que, dependendo da intensidade, poderão originar efeitos no funcionamento do ser humano, sendo que este fenómeno ocorre devido ao fato de no campo magnético não se verificar o efeito de blindagem da pele, o que faz com que a sua penetração no corpo humano induza correntes elétricas no seu interior, variáveis de acordo com a resistividade e forma dos órgãos em causa,com as dimensões do corpo e outras caraterísticas individuais; ao contrário do que ocorre no campo elétrico, uma vez que este é fortemente atenuado dentro do corpo humano devido às propriedades da pele, que a tornam praticamente como uma blindagem contra a penetração do campo, em que a própria presença do corpo modifica as linhas de força do campo elétrico. 3 
      Atualmente, verifica-se uma grande preocupação com a exposição humana a campos eletromagnéticos, particularmente os de extremamente baixa frequência (EBF), uma vez que o número de pessoas expostas a estes campos cresceu exponenencialmente nos últimos anos devido à grande expansão do setor da energia elétrica. Este fato despertou a atenção por parte  da comunidade científica que passou a investigar se a exposição a estes campos eletromagnéticos produziria efeitos adversos à saúde da população. Desta forma, desde o final dos anos setenta, foram conduzidos diversos estudos no sentido de avaliar uma possível associação entre esses campos e consequências negativas para a saúde da população exposta, abrangendo as etapas da geração, produção, transmissão e uso da energia elétrica. Em 1996, a Organização Mundial de Saúde (OMS) implantou o Projeto Internacional de Campos Eletromagnéticos para investigar os potenciais riscos para a saúde associados a tecnologias emissoras dos campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF), sendo que em 2002 a International Agency for Research on Cancer (IARC) publicou uma monografia classificando estes campos como "possivelmente carcinogénicos para os seres humanos". 4

    Esta classificação deveu-se sobretudo à associação entre a leucemia infantil e os campos magnéticos das correntes residenciais, identificada primeiramente por Wertheimer & Leeper (1979) e encontrada subsequentemente num certo número de estudos epidemiológicos, promovendo a avaliação experimental e epidemiológica da investigação e do risco neste tema. As considerações da IARC em 2002, mantidas pela OMS em 2007 face aos resultados de investigações posteriores, que serviram de base à classificação dos campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF) como “possivelmente cancerígenos”, resumem-se seguidamente, segundo a própria OMS: 4

   Para uma melhor noção do significado da classificação da IARC, na tabela seguinte exemplificam-se vários agentes classificados por aquela organização para os três níveis de perigosidade considerados.

Tabela 1 - Exemplos da classificação da IARC quanto à carcinogenicidade

    Os Campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF) encontram-se no mesmo nível de perigosidade atribuída que outros agentes como o café ou os vegetais de conserva e, na verdade, a classificação de “possibilidade” de carcinogenicidade significa apenas que não está provado que sejam inócuos. É de sublinhar, que a classificação da IARC, corroborada pela OMS, se aplica apenas à leucemia infantil e que, até ao momento ainda não se encontrou qualquer comprovação laboratorial, resultando apenas de estudos epidemiológicos de interpretação estatística polémica. Em Outubro de 2005, a OMS reuniu um Grupo de Trabalho de especialistas científicos para avaliar qualquer risco para a saúde que pudesse existir pela exposição a campos eletromagnéticos numa faixa de frequência maior do que 0 até 100.000 Hz (100 kHz), procedendo à revisão das evidências para vários efeitos adversos sobre a saúde nomeadamente outros tipos de cancro em crianças e adultos, depressão, suicídio, distúrbios cardiovasculares, disfunções na reprodução, distúrbios no crescimento, alterações imunológicas, efeitos neuro-comportamentais e doenças neuro-degenerativas. O Grupo de Trabalho da OMS concluiu que a evidência científica que sustenta uma associação entre a exposição a campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF) e todos estes efeitos sobre a saúde é muito mais fraca que para a leucemia infantil. 5

      Legislação Comunitária e Nacional:

     A 30 de Julho de 1999, o Jornal das Comunidades publicou uma " Recomendação do Conselho (Europeu) de 12 de Julho de 1999, relativa à limitação da exposição da população aos campos eletromagnéticos (0 Hz – 300 GHz) " 6, em que recomendava a adoção pelos Estados Membros de medidas que garantissem a limitação dos campos eletromagnéticos a que as populações são expostas. Os valores indicados são uma transcrição perfeita dos valores indicados pela International Commision on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) no ano de 1998. Seguidamente é apresentado um pequeno quadro que resume a Recomendação Europeia 519/EC/1999.

Quadro 1 - Resumo da Recomendação Europeia 519/EC/1999

     Posteriormente, em Abril de 2004, o Parlamento Europeu formulou em termos de diretiva obrigatória as indicações da referida recomendação no que se referem aos ambientes ocupacionais (trabalhadores do setor eléctrico), a chamada Diretiva Europeia 2004/40/CE 7. Em seguida, é apresentado um pequeno resumo das principais diretrizes descritas nesta Diretiva. 

Quadro 2 - Resumo da Diretiva Europeia 2004/40/CE

    Em Portugal, a 23 de Novembro de 2004, foi publicada a Portaria nº 1421/2004 8 que adota para Portugal a Recomendação 519/EC/1999 do Conselho Europeu, que contém prescrições quanto às obrigações de empregadores e trabalhadores do setor eléctrico. Os valores de limitação básica e de referência publicados correspondem a uma transcrição dos valores recomendados pelo Conselho Europeu e, por conseguinte,dos valores indicados pela ICNIRP em 1998. No que se refere à frequência industrial de 50 Hz utilizada na transmissão e distribuição de energia elétrica em Portugal:

     Soluções Técnicas para a redução da exposição a Campos Eletromagnéticos gerados por Linhas Aéreas e Subterrâneas:

    O campo magnético produzido por uma linha de energia em Alta Tensão, medido à altura, relativamente ao solo, de um ser humano, depende da sua distância ao solo e da geometria da sua disposição trifásica, e é proporcional à corrente que a percorre. A distância ao solo da linha, por outro lado, varia ao longo do percurso entre postes (vão) e atinge um mínimo, definido regulamentarmente por razões de segurança, perto do ponto médio do vão. A partir destas considerações, é possível definir algumas orientações que permitem reduzir a intensidade dos campos a uma determinada distância do solo, tais como a elevação das linhas, usando postes mais altos, ou a redução da distância entre os condutores de fase. 9

    Desta forma, têm sido estudas várias alternativas técnicas no sentido de minimizar o impacto de possíveis efeitos dos campos eletromagnéticos sobre a saúde, estando simultaneamente em consonância com aspetos de segurança, confiabilidade, requisitos de isolamento e afastamentos eétricos, preocupações ambientais, custos, operação e manutenção. Dentro das várias soluções propostas, é possível destacar as seguintes:

- Enterramento das Linhas;

- Elevação da altura das Linhas;

- Modificação da geometria dos condutores;

- Blindagem Magnética de Linhas;

- Utilização de condutores cobertos com espaçadores (Spacer Cable).

      Enterramento de Linhas:
    
    O enterramento das linhas aéreas poderá eliminar o impacto visual, contudo, não elimina os campos magnéticos gerados por elas. Na verdade, sobre as valas de enterramentos dos cabos, os campos são mesmo, regra geral, muito mais intensos que os máximos resultantes das linhas aéreas (para iguais níveis de tensão e corrente), uma vez que a sua distância relativa aos seres humanos é muito menor do que para as linhas aéreas. Assim sendo, o enterramento das linhas aéreas só com medidas adicionais de blindagem magnética é que constitui efetivamente uma solução para o problema dos campos gerados pelas linhas. 9

Figura 3 - Campos magnéticos a 1 metro de altura do solo para uma linha aérea (a azul) e um cabo subterrâneo (vermelho) com as mesmas tensão e corrente nominais

     Elevação da altura das Linhas:

     Uma possível opção técnica seria a elevação das linhas com postes mais altos, uma vez que o campo magnético atinge a intensidade máxima no ponto médio dos vãos das linhas, onde a altura destas é menor. 9 No entanto, tem a desvantagem de agravar o custo dos postes e de ter maior impacto visual no meio envolvente.

Figura 4 - Campos magnéticos a 1 metro de altura do solo para uma linha aérea com diferentes alturas do condutor relativamente ao solo

      Modificação da geometria dos condutores:

    A escolha adequada da geometria dos apoios dos condutores tem um significativo impacto sobre o valor do campo magnético a 1 metro do solo. A “compactação” (redução da distância entre condutores), para linhas simples é uma solução eficaz, mas limitada pela necessidade de manter as necessárias distâncias de isolamento entre condutores, para além da intensificação do campo elétrico resultante dessa maior proximidade. 10

Figura 5 - Campos magnéticos a 1 metro de altura do solo para uma linha aérea com diferentes geometrias dos condutores resultantes de apoios diferentes

      Blindagem Magnética de Linhas:

   Para linhas já existentes e troços relativamente curtos, uma solução técnica alternativa é a respetiva blindagem magnética através da instalação de condutores passivos de blindagem. A redução é tanto maior quanto mais próximos estiverem os condutores de blindagem dos ativos, mas a redução global conseguida não é uniforme, sendo por isso uma solução limitada em termos de redução do Campo Magnético. 10

Figura 6 - Blindagem magnética (a vermelho) de um vão de linha com dois condutores passivos de blindagem

      Utilização de condutores cobertos com espaçadores (Spacer Cable):

    Dado que o campo magnético é proporcional à distância entre condutores de fase, uma forma de o reduzir será “compactar” as linhas, ou seja, reduzir essa distância. Esta medida consiste numa tecnologia que tem vindo a ser desenvolvida nos últimos anos e que tem encontrado vasta aplicação nas redes de Distribuição da Escandinávia e no Brasil, baseando-se no uso de condutores revestidos ou cobertos, por um material plástico de reduzida espessura que lhe confere um isolamento parcial. Algumas das justificações correntes deste isolamento são a melhoria de comportamento em zonas densamente arborizadas e/ou com neve e gelo assim como a preservação da avifauna, bem como a redução da distância entre os condutores e consequentemente uma redução do efeito coroa (ionização das moléculas de ar em torno dos condutores, criando uma fina coroa de ar devido à presença do Campo Elétrico). 10

Figura 7 - Transformação de uma linha de Média Tensão (“Reference”) numa linha revestida com espaçadores

   Posto isto, apesar da inconclusibilidade dos estudos epidemiológicos já realizados por parte da comunidade científica no sentido de comprovar uma possível relação de causa-efeito entre a exposição a campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF) e a leucemia infantil, bem como outras patologias, deverá ser adotada por parte de todos os governantes, e principalmente das empresas do setor elétrico e telecomunicações uma política assente no principio da precaução, pois como refere a OMS: “Justifica-se e é razoável a implementação de medidas de baixo custo para reduzir a exposição (aos campos magnéticos de EBF), desde que isso não comprometa os benefícios para a saúde, sociais e económicos da energia elétrica... Deverão considerar-se mudanças nas práticas de engenharia para se reduzir a exposição aos campos EBF de equipamentos e dispositivos, desde que isso produza outros benefícios adicionais,tais como maior segurança, ou um custo pequeno ou nulo.” 11

     Desta forma, os governantes deverão estar sensibilizados para os medos das populações, demonstrando simultaneamente empenho fiscalizador mas também promovendo ações de esclarecimento, possibilitando assim a aquisição de conhecimentos reais e estimulando o diálogo entre as duas partes, uma vez que os decisores políticos constituem uma peça fundamental na implementação da política de precaução, pois segundo a OMS: “As autoridades nacionais devem permitir a tomada de decisões informadas por todas as partes interessadas, incluindo informação sobre como podem os indivíduos reduzir a sua própria exposição”. 11 Por outro lado, todas as empresas  do setor elétrico e telecomunicações também desempenham um papel fundamental na minimização da exposição aos campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF) por parte dos seus trabalhadores mas também do público em geral, assumindo uma postura proativa na gestão do risco e promovendo uma comunicação aberta da informação ao público, como acontece na EDP Distribuição, uma vez que esta já acionou algumas medidas entre as quais é possível destacar: caraterização das instalações da EDP Distribuição relativamente a campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF), de acordo com as novas normas internacionais de medição; Definição, orçamentação preliminar e ordenaçãopor relação custo-benefício de soluções técnicas para a redução de campos eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF) em instalações tipo da EDP Distribuição.

Fontes Bibliográficas:

1- WHO- World Health Organization: What are electromagnetic fields?, Junho 2006

4- IARC - Agency for Research on Cancer - Working Group on Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans non-ionizingradiation, Part 1: Static and extremelylow-frequency (ELF) electric and magnetic fields, 2002;

5- ICNIRP – InternationalCommission on Non-Ionizing Radiation Protection: Exposure to static and low frequency electromagnetic fields, biologicaleffects and health consequences (0-100 kHz), Janeiro 2003;

6- Recomendaçãodo Conselho, de 12 de Julho de 1999, relativa à limitação da exposição dapopulação aos campos eletromagnéticos (0 Hz — 300 GHz) (1999/519/CE);

7- Diretiva do ParlamentoEuropeu e do Conselho, de 29 de Abril de 2004, relativa às prescrições mínimasde segurança e saúde em matéria de exposição dos trabalhadores aos riscosdevidos aos agentes físicos (campos eletromagnéticos) (2004/40/CE);

8- Portaria nº1421/2004 de 23 de Novembro, referente ao estabelecimento de um quadro derestrições básicas e níveis de referência relativos à exposição da população acampos eletromagnéticos, que adota a Recomendação do Conselho nº 1999/519/CE,de 12 de Julho;

9- Pinto de Sá, J. Campos Eletromagnéticos de extremamente baixa frequência (EBF), Saúde Pública e Linhas de Alta Tensão, Fevereiro 2008;

10- EDP Distribuição - Campos Eletromagnéticos de Extremamente Baixa Frequência (EBF), Outubro 2009;

11- WHO- World Health Organization: Extremely low frequencyfields, Vol. 238, Junho 2007.  

Até breve!

Ana Machado