Dimensionamento Básico – Inversor de Frequência

O conversor de freqüência, ou inversor de freqüência, é o equipamento eletrônico responsável por basicamente controlar a velocidade e o torque de um motor elétrico. Quando bem dimensionado, além de cumprir estas tarefas integralmente, pode proporcionar economia de energia e também regeneração. Para um correto dimensionamento básico do drive (conversor), devem ser levados em conta muitas informações, mas principalmente corrente do motor, carga e ambiente de trabalho.

No que diz respeito à corrente nominal do motor (A), nem sempre motores de mesma potência possuem a mesma corrente, isso pode variar devido à data de fabricação, polaridade entre outros. Em outras palavras, se o dimensionamento for baseado apenas na potência nominal do motor (Kw/cv e tensão de operação) o drive poderá não atender na aplicação a ser acionada. Quanto a carga do motor a ser acionado, é vital saber o nível de sobrecarga exigido pela aplicação. Uma carga pode ser quadrática, linear, constante ou inversa.

Para cada tipo de carga e aplicação, a inércia pode variar. A inércia é a tendência de uma massa permanecer em seu estado inicial, ou seja, um corpo que está parado continua parado até que alguma força seja aplicada sobre ele, neste caso, a inércia depende da massa X (forma construtiva). Em geral, utiliza-se 10% de sobrecarga para aplicações como bombas centrífugas, ventiladores, compressores e cargas com torque quadrático em geral. Para aplicações como sopradores, esteiras, ou seja, cargas com torque constante, utiliza-se normalmente 150% de sobrecarga. Para aplicações como moinhos, britadores, furlão, mionhos de bola, ou seja, cargas com torque inverso, deve-se sempre saber o nível de sobrecarga exato, pois este pode variar muito de aplicação para aplicação.

Existem alguns tipos de regulação para o controle de torque, baseado na carga e aplicação, que são Controle escalar - FCC e Controle Vetorial.

No controle escalar / FCC, o inversor de freqüência controla o torque e a rotação do motor, de acordo com uma relação entre a tensão de saída e a freqüência de saída.

Um sistema de compensação de escorregamento corrige a rotação do motor diante de variações de carga, mantendo-a constante. No controle Vetorial, o conversor decompõe a corrente do motor em duas parcelas (vetores) a primeira responsável pela geração do campo magnético rotativo e a segunda responsável pela geração de torque no rotor. O conversor passa a controlar estas duas parcelas separadamente, o que garante uma resposta dinâmica e um desempenho comparados a um acionamento CC.

Finalmente podemos falar de “derating”, ou seja, a redução de potência (corrente ou tensão) nominal do conversor, devido às condições do local de instalação ou forma de uso do equipamento. O derating possui alguns pontos relevantes, que são a temperatura ambiente, altitude do local de instalação em relação ao nível do mar e freqüência de chaveamento. Dependendo da aplicação, a temperatura ambiente pode variar de 40º C a 50º C,

não devendo ultrapassar este parâmetro. A altitude máxima indicada para trabalho é de 1000m em relação ao nível do mar. Ao que diz respeito à freqüência de chaveamento, existe hoje disponível em mercado, drives com faixas variadas entre 2KHz a 16KHz.

Quando mal dimensionado, um drive pode não atender a aplicação, gerando um re-trabalho de especificação e compra/troca para adequar ao fornecimento. Para correto funcionamento de um drive, além do dimensionamento já citado, deve ser levado em conta a instalação por um eletricista capacitado, com as devidas proteções para este equipamento eletrônico, como por exemplo, fusíveis.

A parametrização deve ser feita por um profissional especialista, que fará a inserção dos dados nominais do motor e programação de rampas de aceleração e desaceleração, entre outros. Caso a aplicação permita regeneração, pode-se tornar um grande potencial de redução de energia. A energia devolvida ao módulo do drive é reaproveitada pela rede elétrica, fazendo-se desnecessário o uso de resistor de frenagem e reator de entrada.

Willian Jacon

Promotor Técnico

de Acionamentos na REYMASTER

CABOS LAN COM ALUMINIO CLADEADO EM COBRE (CCA)

A falta de qualidade de cabos UTP oferecidos no mercado, com preços bem abaixo do comum, compromete a instalação e o desempenho das redes, gerando maiores custos no futuro. Atenção para os cabos UTP que misturam alumínio e cobre!

A crescente oferta de cabos categoria 5e de baixa qualidade vem assustando os fabricantes de cabo em todo o País. Alguns distribuidores estão revendendo o cabo UTPcategoria 5e com condutores de alumínio cladeado com cobre ou CCA.

Cabos que contém essa mistura de alumínio e cobre são de baixíssima qualidade e não atendem os requisitos nos padrões nacionais e internacionais; vale lembrar também que não apresentam garantias que a instalação manterá o desempenho ao longo do tempo.

Após algum tempo será necessário refazer a conexão, o que ocasionará custo com suporte técnico, troca de conectores, perda de tempo da operacionalidade da rede e, em alguns casos, a troca do cabeamento, devido ao mesmo não apresentar satisfatoriamente o resultado de performance requerido.

A mistura do cobre com o alumínio ocasiona falhas na conexão devido a corrosividade do alumínio, deixando a estrutura de cobre frágil e quebradiço.

Quando um condutor é crimpado no conector RJ45 ou Patch Panel, parte do cobre é comprimido e parte perdido pelo atrito nesta conexão, onde a perda de performance é inevitável , o alumínio oxida ao primeiro contato com o ar ocasionando a perda do conector, patch panel ou porta do equipamento.

O cobre puro, mesmo oxidado não esta sujeito a corrosão. Portanto, atenção na hora de adquirir esses produtos: verifique as especificações técnicas que obrigatoriamente devem conter, bem como as certificações necessárias para as normas brasileiras (ANATEL)e internacionais (ISSO/IEC 11801).

Um teste bastante fácil pode ser feito, no momento da compra, para saber se o cabo tem materiais misturados ou não: desencape um pequeno pedaço do cabo e raspe com uma faca, canivete ou outro material cortante. Se nessa raspagem permanecer a cor acobreada na cabo, a qualidade está assegurada, mas se ao longo do processo, o cabo ficar na tonalidade prata, atenção que pode ser uma marca de má qualidade.

Independente de qualquer teste, para a segurança da sua instalação e dos seus equipamentos, exija as certificações no material que está adquirindo.

 Robson Geffer

Promotor Técnico

Reymaster Materiais Elétricos

POR BAIXO DA TERRA

Entenda por que, mesmo sendo segura, a rede subterrânea sempre foi e ainda é pouco explorada no Brasil.

      A rede de distribuição de energia elétrica é composta pelas redes elétricas primárias (média tensão - MT) e redes secundárias (baixa tensão - BT), que formam uma infraestrutura determinante para o sucesso da transmissão da energia elétrica. Do uso dos cabos isolados com papel impregnado aos cabos isolados com compostos termoplásticos ou termofixos, em baixa e média tensão, muitas foram as mudanças e adaptações que o sistema elétrico passou ao longo dos anos.
      Muitos investimentos em redes aéreas e subterrâneas foram feitos desde o inicio do século, predominando a primeira opção por conta da praticidade e do custo. Embora seja um sistema viável e com vantagens - estéticas e também de qualidade -, as redes subterrâneas foram deixadas de lado no princípio da eletrificação brasileira, mas retomadas nos últimos anos. Conheça sua história e os motivos que levaram à predileção pelas redes aéreas e o que dizem especialistas sobre a substituição da rede por sistemas subterrâneos.

O inicio da eletrificação

      Como no começo da instalação da energia elétrica no Brasil não havia regulamentação, cada empresa, estrangeiras em sua maioria, desenvolveu a sua rede da forma que lhe convinha. "Algumas definiram um limite de demanda por área, parâmetro definido em função da limitação de atendimento da rede aérea, outras empresas promoveram estudos de crescimento de carga, no qual, quando atingido um dado limite de demanda no horizonte de estudo, estabelecia-se a área futura para expansão", explica Fernando Araujo de Azevedo em sua tese "Otimização de rede de distribuição de energia elétrica subterrânea reticulada através de algoritmos genéticos".
      Data de 1902 a construção das três primeiras câmaras transformadoras, em São Paulo (SP), sobtensão primária de 2,2 kV e secundária de 208 V/120 nominais para a implantação de obras subterrâneas. O engenheiro eletricista e ex-funcionário da Light, Claudio Gillet Soares aponta que, a partir de 1928, houve uma expansão sob 3,8 kV, da Estação Riachuelo, quando os cabos secundários começaram a ser interligados estabelecendo um sistema reticulado, nos moldes americanos, sob tensão 208/120 V.
      No entanto, com o aumento ainda crescente da demanda por energia, o sistema reticulado precisou ser alterado. Começaram a implantar transformadores com maior potência, de até 2.000 kVA, formando reticulados restritos para edifícios da região central de São Paulo.
      Entre 1905 e 1909, a Rio Light - uma das primeiras companhias de eletricidade a chegar ao País - foi obrigada pela prefeitura a colocar condutores subterrâneos para condução de energia elétrica. Era a remodelação da capital da República, sob comando de Pereira Passos. Nas zonas urbanas de maior densidade, as canalizações eram subterrâneas. Fora da área metropolitana, a rede aérea foi a mais implantada. Em 1926, havia 19 câmaras transformadoras que passaram a ser alimentadas sob 3,8 kV.
      No livro Estudos sobre a Rio Light, coordenado por Eulália Maria Lahme Lobo e Maria Barbara Ley, afirma-se que: "No que se refere à tecnologia, a Rio Light foi pioneira no Brasil na implantação de redes subterrâneas. Nestes sistemas, foram utilizados cabos isolados com papel impregnado a óleo, utilizado em todo o mundo, de inegáveis qualidades técnicas e alto grau de sofisticação tecnológica. A constituição de redes subterrâneas permitiu ainda o desenvolvimento da química e da tecnologia de materiais pela criação de novos produtos como cabos isolantes secos denominados etileno-proprileno e polietileno-reticulado, que substituíram o antigo cabo impregnado a óleo, utilizado nas redes subterrâneas do Rio de Janeiro nas primeiras décadas do século 20".
      Em 1931, eram 41 câmaras transformadoras com capacidade total de 12.300 kVA. Mas a evolução não parou por ai. No inicio pode ter sido um pouco de estética, outro tanto de invencionismo, mas o fato é que, no Rio de Janeiro, em 25 de julho de 1938, os cabos aéreos de baixa e alta tensão estavam atrapalhando o plano de embelezamento da Capital da República. Assim sendo, o Governo Federal dispôs de um plano para substituir gradativamente a rede aérea. A Light estabeleceu um acordo com a Sociéeté  Anonyme Du Gaz do Rio de Janeiro e determinou  a colocação subterrânea dos cabos de iluminação pública e dos de alta tensão. Claro que os bairros mais nobres foram o ponto de partida da mudança. A Zona Sul carioca, os bairros oceânicos, foram os primeiros e levariam cinco anos para a conclusão da reforma no Leme, Copacabana e Ipanema.
      "As novas técnicas de construção, os novos materiais, cabos e tipos de emendas mais econômicas e de fácil execução, trazidos com o desenvolvimento durante a Segunda Guerra Mundial, ajudaram a mudar esta situação, tornando mais atrativas as redes subterrâneas", indica Azevedo. Desenvolveram-se transformadores subterrâneos para instalação sob as ruas, o transformador pedestal e as cabines metálicas instaladas ao nível do piso para equipamentos de seccionamento e proteção. Todas essas inovações deram mais flexibilidade e diminuíram a gasto com a tecnologia, ajudando na expansão das redes subterrâneas.
      "A partir de 1951, o sistema sob 3,8 kV foi se restringindo e a ampliação da distribuição subterrânea foi feita sob 20 kV, aproveitando inicialmente cabos de subtransmissão que partiam da estação Paula Souza. Depois, continuou com novos cabos alimentados pelas estações Helvetia e Thomaz Edison", narra Gillet, que complementa apontando que a
vantagem no aumento da tensão foi que a número de cabos de cada reticulado limitou-se em 4 ao invés de 15 como era no sistema Riachuelo.

Tecnologia

      A maior parte dos casas de migração para a rede subterrânea está relacionada a uma tentativa de modernização da região e tem relação com o aumento abrupto da demanda de energia elétrica. Um estudo apontou que, em 1974, a região dos Jardins, em São Paulo, necessitaria da adoção de 34.500 V de rede primária, substituindo a de 20.000 V. Como consequência, em 25 de abril de 1976 foi inaugurado o sistema 20/34,5 kV na Av. Brigadeiro Faria Lima, em São Paulo. A mudança fazia parte de um programa de adequação ao sistema de suprimento de energia elétrica nos bairros Itaim, Jardim América, Europa e Paulista.
      O sistema implantado já apresentava uma evolução com relação aos anteriores. Do tipo primário seletivo com subanéis, utilizava cabos de alumínio com isolamento de borracha sintética no lugar do papel impregnado de óleo. Também era composto por conectores pré-moldados de rápida instalação.
      No Brasil, os sistemas em malha reticulada começaram a ser implantados por volta dos anos 1960 e tiveram pouca expansão devido aos altos custos do modelo quando comparados com as redes aéreas. "Estes sistemas, no princípio, operavam em sistema de distribuição de energia em CC. A primeira rede subterrânea em malha reticulada em CA foi instalada na cidade de Memphis no Tennessee, nos Estados Unidos, implantada em 1907. Em 1925, na cidade de Nova York, este tipo de sistema transformou-se em um modelo consagrado para fornecer luz e força em seis malhas subterrâneas, atendendo a uma carga total de 27,5 MVA, com 100 transformadores em operação", narra Azevedo.
      As redes de distribuição podem ser divididas em dois grandes grupos: radial com recurso (anel) ou reticulado. O primeiro possui uma linha principal instalada desde a fonte até as cargas possuindo interligações com outros circuitos de mesma tensão.
     O reticulado é também conhecido como Network, 0 que, segundo Gillet, é uma derivação
de "Underground Network Distribution Systems", o sistema em que o brasileiro se baseou e que foi empregado em cidades americanas e europeias. Ele tem vários circuitos de média tensão, alimentando os transformadores de distribuição.
      O sistema é composto por câmaras de transformação, caixas de inspeção e de passagem
e dutos para cabeamento no subsolo. As câmaras transformadoras são construídas em concreto armado, situadas em vias públicas e possuem tampas para inspeção e acesso. São nelas que ficam abrigados os equipamentos de transformação, chaves de seccionamento e protetores de network. As caixas de inspeção ficam no subsolo e facilitam a passagem de cabos e, quando preciso, confecção de emendas. Estas caixas são menores que CTs e, como o próprio nome diz, auxiliam na inspeção e manutenção. As caixas de passagem permitem a derivação dos ramais que atendem aos clientes.
      Os componentes usados no subterrâneo tem a fama de serem mais duráveis, no entanto, de acordo com a superintendente da Rede Subterrânea da Light, Ermínio de Souza, o prazo de
 depreciação de qualquer equipamento usado nos dois tipos de rede é regulado pela Aneel. A diferença do que está no subsolo é que "estão em uma câmara subterrânea e são mais sofisticados, inclusive, eles tem um custo maior que o aéreo. A rede subterrânea, se bem mantida, dura bastante, o segredo está na manutenção do equipamento. A diferença não é questão de qualidade': Além disso, a linha subterrânea não esta sujeita a vento, trovoada, vandalismo e até pipas. "O cabo enterrado fica mais protegido", garante O profissional da Light.

Compartilhamento do solo

      A distribuidora CPFL também comentou sobre outros aspectos que envolvem a rede subterrânea: "Essa solução em locais com vias públicas estreitas deve ser cuidadosamente planejada e continuadamente  monitorada. Ocorre que os postes instalados em áreas superurbanizadas atendem simultaneamente a outros serviços de interesse público, como telefonia, TV a cabo e internet, os quais também deverão ser contemplados pela rede subterrânea - além dos já  tradicionais, entre eles, rede de água e esgoto, distribuição de gás e águas pluviais”.
      Souza explica que está sendo feito um estudo no Rio de Janeiro, coordenado pela prefeitura, em que a intenção é criar um mapa congregando informações da Light, das companhias telefônicas e de gás para fornecer um georreferenciamento das redes, latitude e longitude, apontando o local real e exato em que esta situada a caixa, a rede e cada componente. "Mas nenhum serviço interfere no outro, no máximo, as redes se cruzam, mas não são coladas", garante o superintendente. Ainda assim, mapas como este conseguiriam reduzir qualquer risco de acidente ocasionado por obras de outras companhias na linha de energia.
      "A vida útil de um cabo subterrâneo é mais longa pelos seus cuidados, mas escavações são realmente inimigas, furtos continuam existindo, a localização de defeitos exige aparelhos e técnicas especiais e o tempo de execução de reparo é mais longo", analisa Gillet.

Sustentabilidade

      Uma das correntes que defende o maior uso das linhas subterrâneas alega que há um fator ecológico nisso. Eles entendem que a linha aérea retira árvores de seu local original, prejudicando o meio ambiente. "De qualquer forma, aquilo que você não mexer sempre será melhor. Mas a poda de árvores segue o procedimento sem prejudicar o meio ambiente. Tem um padrão e segue as exigências. Tem ainda a  compensação para que não haja perda, como o programa para plantio de árvores reflorestadas", garante Souza, da Light.
      O superintendente ainda explica que as linhas aéreas atuais não usam mais padrões antigos:
"Algumas linhas são construídas preservando a floresta. Isso acontece de uns 10, 15 anos pra cá. Com o tempo e com as leis ambientais, fomos nos  adaptando ao mundo".
      Souza aponta que o reparo nas redes subterrâneas é mais complicado pela dificuldade em se localizar o problema, entretanto, a concessionária já conta com material exclusivo para este serviço: "Temos equipamento de localização de defeito. Ele manda  um sinal e esse tempo de ir e voltar até chegar ao defeito e percorrer o caminho de volta dá a exata distância de onde o defeito está". Além disso, existe outro método que usa um equipamento acústico que mostra o ponto certo do problema.

Segurança versus custos

      Segundo a AES Eletropaulo, concessionária que atua em São Paulo, mais da metade das interrupções de energia, no verão, é causada por queda de galhos e árvores na rede aérea. Para o Centro Regional Litoral Sul da CEEE, de Rio Grande, 70% das ocorrências durante temporais são relacionadas a esse motivo.
      O procedimento para restabelecer o fornecimento e regulamentado por leis municipais e ambientais que exigem que seja a Defesa Civil ou o Corpo de Bombeiros os responsáveis por retirar e/ou podar a árvore. Na prática, isso acrescenta algum tempo antes que o problema seja solucionado.
      Quando a interrupção ocorre, imediatamente são acionados dispositivos de proteção da rede, provocando o seu desligamento para isolar o problema e evitar riscos. Em seguida, começam a ser realizadas operações de manobra. O objetivo é isolar a área afetada para garantir que o menor número de consumidores fique sem energia.
      Mas o problema vai um pouco além da falta de energia, o contato de árvores com componentes da rede elétrica pode gerar riscos significativos. A queda de galhos ou árvores tem o potencial de romper condutores elétricos de alta, média e baixa tensão e, com isso, provocar acidentes e incêndios.
      Esse é o tipo de problema que não atinge a rede subterrânea. "Ela é mais segura por estar menos exposta", analisa Gillet. A manutenção programada é muito importante para fazer valer a teoria de que a rede subterrânea é mais segura.
      Outro fator que faz aumentar a confiabilidade no sistema é que para evitar que defeitos nos cabos e conexões se propaguem por toda a rede, os circuitos reticulados são protegidos por fusíveis e cabos com queima livre. Dessa forma, "no caso de defeito nos ramais de baixa tensão, o desligamento fica limitado somente ao respectivo trecho secundário e a corrente elétrica é deslocada automaticamente para outros circuitos da rede", segundo consta no relatório da Light.
      Além disso, o sistema Network, muito usado no Brasil, permite que haja falha em um circuito sem que seja necessário interromper todos os outros. A Light, por exemplo, admite a falha em até dois circuitos, por projeto, sem interrupção de fornecimento. Isso aumenta a confiabilidade no fornecimento de energia, pois evita a interrupção de dois transformadores adjacentes no caso de desligamento de um alimentador.
      No tocante aos investimentos que devem ser direcionados para a construção de sistemas enterrados, a CPFL emitiu um comunicado em que diz que: "Não existe, a rigor, dificuldade técnica ou operacional na implantação de redes elétricas subterrâneas, mais seguras, menos sujeitas a interrupções de energia e com manutenções mais espaçadas. A grande questão envolvida é o aspecto econômico-financeiro porque os custos são elevados e seriam naturalmente repassados para  a tarifa".
      Muito se fala no alto valor desses sistemas especialmente durante o período de implantação e desenvolvimento. Azevedo descreve o que pesa no orçamento: "Os maiores custos das redes subterrâneas são os representados pelos transformadores, cabos isolados, conexões da rede primária e os protetores de rede. Os protetores de rede, por sua vez, devido a falta de fabricantes nacionais e pelos altos custos de importação tornavam proibitiva a sua aplicação".
      Segundo o superintendente da Light, o investimento é cerca de até oito vezes mais alto que na rede aérea. Porém, o engenheiro Gillet refuta o valor como entrave para uso do subterrâneo, segundo ele, se não levar em conta a densidade da carga, o tipo de serviço e a previsão da demanda de energia, o valor final não é o correto. Com a chegada dos sistemas radiais, anéis ou seletivos para competir com os reticulados, o custo ficou menor. "Não se deve levar em conta apenas o valor, precisa conhecer a necessidade do local", diz o profissional.
      Por causa do volume de investimentos e dos custos de operação e manutenção, "essa opção de redes é implantada apenas em áreas urbanas com média ou alta densidade de carga, onde a utilização da rede aérea e inviável tecnicamente, por motivações regulatórias ou solicitação de governos locais", segundo o relatório do Sistema de Distribuição, datado de 18 de abril de 2011, da Light.
      Muitas prefeituras, dispostas a revitalizar algumas áreas da cidade tem pedido a implantação da rede subterrânea. Com esse intuito, foram criados projetos de leis, obrigando concessionárias a retirar postes, transformadores e fios elétricos de áreas tombadas e determinando o uso redes de infraestrutura exclusivamente subterrâneas.
      No entanto, o planejamento da distribuição é executado por setores encarregados da distribuição, subestação, transmissão e de relações comerciais de uma empresa fornecedora de energia elétrica e a obrigação é fornecer energia de forma econômica, confiável e segura aos consumidores. E essa atividade é regulada exclusivamente pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel).
      Segundo Souza, o que existe é um estudo, levando em conta a intenção da prefeitura local para dizer se é viável a implantação dos fios no subsolo. "Ninguém, nenhuma concessionária trocaria toda
a fiação aérea pela subterrânea para deixar o lugar mais bonito. Não faz sentido. Agora, há um estudo, feito com historiadores, que mostra como o local era antigamente e existe a intenção de recriar isso. Mas precisa ter prudência no investimento, que tem de ser importante para a cidade e para a companhia".
      Gillet defende que, quando feita apenas por razões estéticas, o custo da rede subterrânea deve ser compartilhado com os consumidores. No entanto, a necessidade dessa rede se faz quando existe alta densidade de carga. Souza complementa: "Todas as empresas são reguladas pela Aneel. Todo investimento tem de ser submetido a agência reguladora. Não pode ser à vontade. Como é ela quem regulamenta, tudo que é feito é  baseado por ela".
      No que diz respeito a Aneel, a resolução de número 250 estabelece que o custo por melhorias estéticas deve-se integralmente ao interessado. A Resolução n° 456 diz que as concessionárias são responsáveis pela prestação de serviço adequado aos consumidores, satisfazendo condições de regularidade, generalidade, continuidade, eficiência, segurança, atualidade, modicidade das tarifas e cortesia no atendimento, assim como prestar-se à defesa de interesses individuais e coletivos.
      Assim sendo, apenas depois de um estudo que mostre que seja justificável técnica e economicamente, o sistema subterrâneo deve ser implantado. É por isso que os números sobre esse sistema são modestos. Segundo a Aneel, as redes subterrâneas não atingem 2% do total de redes urbanas de média e baixa tensão. No Brasil, há 794.699 km de redes e apenas 12.348 km foram construídas abaixo do solo. Destas uma boa parte sob cuidados da Light, que é responsável por 58% do total brasileiro de média tensão e 35% de baixa tensão, acumulando 45% da soma.

Por Juliana Martins
Artigo da revista O Setor Elétrico, edição abril 2012.

Aplicações de sistemas de iluminação

O foco de qualquer sistema de iluminação deve ser prezar a melhor qualidade de iluminação possível, utilizando-se como base três pilares: bem-estar individual, arquitetura e aspecto financeiro. Confira, a seguir, uma ilustração deste conceito:
      Em toda aplicação, cada um destes três pilares ganha maior ou menor peso. Por exemplo, em aplicações industriais, o pilar financeiro prevalece sobre o de arquitetura, mas, no escritório da mesma fábrica, o pilar da arquitetura tem um peso maior devido à imagem da empresa. No entanto, nenhum dos três deve ser totalmente negligenciado.
      Na prática, podemos aplicar estes conceitos a um guia geral para iluminação de ambientes:
• Definição do tipo de tarefa - Este item inclui importância relativa, localização no plano de trabalho, duração, orientação (vertical, horizontal etc.), relação com outras tarefas, tamanho, contraste, detalhes e complexibilidade, velocidade, precisão, idade e capacidade visual dos executores, tempo de exposição, repetitividade, cores, contraste de fundo, acessibilidade à luz natural, entre outros;
• Definição das características do espaço  -  características de cor e arquitetura;
• Definição dos níveis de iluminação desejados - determinados por normas específicas. No caso do Brasil, vale a ABNT NBR 5413. Os níveis são ajustados de acordo com aspectos da tarefa ou do desenho de projeto;
• Definição dos fatores psicológicos pretendidos;
• Definição de parâmetros operacionais e custo total do sistema - densidade de consumo (W/m2), custos iniciais, operacionais e descarte, definição do tipo de fonte de luz (tipo de tecnologia);
• Definição do tipo(s) de luminária(s);
• Definição de posição, montagem ou específicos;
• Simulações computadorizadas ou testes reais se necessário.

      Os fatores psicológicos foram estudados pelo Dr. John Flynn, em 1970, no tocante aos aspectos psicológicos da iluminação direta ou periférica, uniforme ou não uniforme sobre o ocupante. Estudou ainda a ação da luz em níveis altos de iluminação, em ambientes visualmente quentes ou frios e suas influências psicológicas.
      Fatores psicológicos para o aspecto da iluminação entram em questão, como claridade visual, amplitude espacial, tom de cores, ambientes públicos ou privados, relaxamento ou tensão, agradabilidade ou utilidade.
      Em termos gerais, ambientes com maior claridade visual possuem altos índices de luminância no plano horizontal, alta luminância no centro do espaço, iluminação nas paredes e superfícies frias. Para um ambiente mais espaçoso, devemos prover iluminação uniforme e iluminação nas paredes.
      Ambientes para relaxar serão melhores com iluminação não uniforme, iluminação nas paredes e temperatura de cores quentes. Para uma sensação de privacidade, devemos ter uma iluminação não uniforme, níveis baixos perto do ocupante do espaço e níveis maiores perto e ao redor dele.

      A evolução dos sistemas de Iluminação
      Todo o desenvolvimento dos componentes de iluminação está baseado na evolução das tecnologias disponíveis no momento, desde a lâmpada incandescente até a fluorescente, passando pela lâmpada de descarga até os Leds atuais.
      A luminária pode ter uma definição mais abrangente e atual como uma unidade completa contendo uma ou mais fonte de Luz, equipamento auxiliar (reator ou driver, etc.), componentes ópticos (refletores, refratores, lentes, louvers, etc.), conjunto mecânico de suporte, caixa e conexões. Sua função principal é o posicionamento correto da fonte luminosa para permitir o controle e a distribuição da luz para prover iluminação onde é necessário e não prover iluminação onde não é necessário; conseguindo isso de uma maneira eficiente.
      No início não existia uma forma muito eficiente de prover iluminação utilizando-se lâmpadas incandescentes. Para algum controle da luz, começou-se então a utilizar globos opacos ou prismáticos nos Estados Unidos por volta de 1920. Nas luminárias atuais, o desenho e a eficiência dos componentes elétricos e ópticos assumem importância fundamental. A utilização de lâmpadas de alta eficiência, de reatores eletrônicos e de controles eletrônicos  e requisitada para diminuir o consumo de energia. Materiais refletores de qualidade, refratores com bom desenho e mecanismos contra ofuscamentos são necessários para garantir que a luz seja corretamente distribuída e não produzir ofuscamento.
      A evolução da tecnologia de lâmpadas fluorescentes nos fins de 1930 iniciou um renascimento da iluminação de interior, pois essas lâmpadas tinham luminâncias muito menores que as lâmpadas incandescentes e poderiam ser direcionadas com refletores, louvers ou lentes e a maioria dos lumens poderia ser diretamente direcionada para a tarefa.
     Um fator importante para o aumento da utilização das lâmpadas fluorescentes e que elas possuem até quatro vezes mais eficiência que as lâmpadas incandescentes. Assim, por volta de
1960, praticamente todos os escritórios escolas e iluminação em geral nos Estados Unidos tinham lâmpadas fluorescentes instaladas. Os níveis de iluminação eram altos, pois a energia era barata e o consumo normalmente era da ordem de 32 w/m²  a 43 w/m², considerados muito altos.
      As lâmpadas de descarga expandiram seu uso com ajuda da crise do petróleo e de energia, ocorrida em 1970. Mesmo tendo níveis de ofuscamento grandes comparadas às incandescentes, elas apresentavam eficiências da ordem de 7 ou mais que as incandescentes e por isso foram utilizadas em larga escala.
      Assim, tornou-se novamente atrativo o uso de luz indireta na iluminação de interiores, também iniciando o uso de lâmpadas fluorescentes neste tipo de aplicação em uma tentativa de, ao mesmo tempo, reduzir o uso de energia e os níveis de iluminação, surgindo o conceito de níveis de iluminação por tarefa. Este modelo fornece uma iluminação geral menor e uma iluminação específica no local da tarefa.
      A seguir, algumas das linhas de mudança importantes na iluminação de interiores desde 1980 até o presente (linha temporal baseada nos Estados Unidos):

• Redução nos níveis de iluminação de 32-43 W/m² para 10-21 W/m²;
• Com a utilização dos computadores, considerando que a tela é autoiluminada, tornou muito importante o uso de iluminação indireta ou de louvers;
• Utilização da luz natural com o uso de sensores para reduzir o consumo da energia;
• Melhorias consideráveis nos desenhos ópticos das luminárias incluindo refletores de alta refletividade, louvers, anteparos lentes, vidros especiais frited glass, vidro com adesivos ou tratamento específico e materiais perfurados;
• Integração das luminárias na arquitetura, por meio de sancas, móveis dos escritórios, ornamentos nas paredes, etc.
• Utilização de lâmpadas de alto IRC e temperaturas de cores 2.700 K, 4.000 K e 5.000 K como exemplos;
• Moderado uso de lâmpadas incandescentes (incluindo as halógenas) em escritórios, escolas e indústria, ainda utilizados mais comumente em áreas comerciais e residenciais;
• Wall Lighting - iluminação de paredes promove uma sensação de ambiente mais espaçoso e diminui a sensação de confinamento mesmo em espaços pequenos, por meio da utilização de luminárias assimétricas, de iluminação indireta e de elementos de arquitetura;
• Uso de grandes pianos abertos em áreas de escritórios, tendo as luminárias fluorescentes com louvers igualmente espaçadas. E difícil o design específico de iluminação deste espaço em particular, pois as mesas de trabalho frequentemente estão em todas as direções e, normalmente, posicionadas em um layout fixo;
• Uso de lâmpadas fluorescentes T5, que possuem alto índice de lumináncia e não são normalmente vistas diretamente;
• Limitação do uso de vapores de sódio de alta pressão devido ao IRC extremamente baixo.

       E recentemente:

• Uso da tecnologia de lâmpadas utilizando Led para retrofit de luminárias incandescentes ou halógenas;
• Uso de luminárias utilizando-se módulos com a tecnologia de Leds;
• Uso de luminárias desenhadas para a tecnologia a Led sem a utilização de soquete padronizado.

      Nota: se ainda existirem dúvidas quanta à viabilidade da tecnologia Led, observe as perguntas abaixo e, se responder sim a uma ou mais perguntas, o sistema de iluminação a Led é uma escolha viável:

• Usando o Led terei uma melhoria em algum problema operacional? Como é a manutenção de uma luminária em uma área de difícil acesso?
• O uso do Led irá melhorar os custos operacionais, como redução no consumo de energia, na troca de lâmpadas e no número de equipes de manutenção dedicadas?
• O uso do Led irá melhorar a qualidade de iluminação? Talvez o nível de uniformidade ou a utilização de luz branca versus vapor de sódio em aplicações publicas?
• Usando Led teremos um novo efeito de iluminação desejado? É possível o uso de cores, sincronização com controle digital, etc.?


       Aplicação residencial
      O objetivo da iluminação residencial e melhorar o ambiente doméstico, criando espaços que tenham uma riqueza e variedade de luz para a iluminação da tarefa e iluminação geral adequada.
      A contribuição do brilho, da sombra e da cor deve ser também considerada na criação de um ambiente agradável e o mais relaxante possível.
      A iluminação geral residencial pode ser alcançada por meio de uma combinação de efeitos. Lumináias pendentes, abajures ou iluminação com arandelas na parede, por exemplo, podem fornecer iluminação suficiente para atividades casuais, como assistir televisão ou somente o estar no ambiente. Iluminação adicional pode ser necessária para tarefas como leitura, por exemplo.
       Iluminação de destaque e iluminação decorativa são usadas frequentemente em zonas de habitação para aumentar o interesse e conferir dimensão ao espaço ou prover alguma dramaticidade ao ambiente.

      Áreas de cozinha e de jantar
      Cozinhas e salas de jantar são talvez os ambientes de maior função multiuso em uma casa. A iluminação deve ser controlada de acordo com as diversas tarefas, com iluminação focada na preparação de alimentos e outras áreas de tarefas e um alto nível de iluminação uniforme para limpeza, mas também deve ter uma opção mais suave de iluminação para lanches à noite, por exemplo.

      • Áreas de jantar
      Iluminação para salas de jantar também deve fornecer flexibilidade suficiente para atender aos diversos usos do espaço: casuais, jantares formais ou encontros com amigos. Mesas de jantar não são mais utilizadas somente para jantar, seu sistema de iluminação também deve acomodar tarefas, como fazer lição de casa ou outras tarefas típicas de escritórios, que requerem mais luz do que um jantar romântico a dois.

      • Iluminação do banheiro
     O banheiro também é um espaço multifuncional. Altos níveis de iluminação geral uniforme são necessários para o uso regular e limpeza. A iluminação da tarefa de preparação - a partir de uma luminária sobre ou, melhor ainda, em ambos os lados do espelho - deve ser colocada para minimizar sombras e fornecer iluminação adequada para a aplicação de maquiagem ou fazer a barba, por exemplo.
      Chuveiros são muitas vezes iluminados separadamente. Estas luminárias devem ser, obviamente, adequadas para uso em locais úmidos.

      • Áreas de serviço.
      Um elevado nível de iluminação uniforme, tal como fornecido por luminárias fluorescentes, e apropriada para a maioria das áreas de utilidade no lar, tais como uma lavanderia ou serviço geral.
      Para a manutenção é preferível a utilização de um menor tipo possível de lâmpadas em uma mesma residência e que tenham maior facilidade de aquisição.

      Aplicação comercial
      Os principais objetivos da iluminação comercial em lojas são: atrair clientes, fornecer iluminação suficiente para a avaliação da mercadoria e facilitar a conclusão da venda. Além disso, a iluminação e parte da atmosfera de uma loja e ajuda a comunicar a imagem da empresa e da marca para o consumidor.
      Como mencionado, o primeiro papel da iluminação é o de atrair clientes para a loja. Uma vez na loja, a iluminação pode ser usada para influenciar os seus movimentos. Os seres humanos são atraídos pela luz e o seu movimento pode ser dirigido pela colocação intencional da luz.
      A iluminação é utilizada em lojas de venda a varejo, não só para atrair clientes para um visor particular, mas também para dirigir o fluxo de tráfego de clientes num padrão em particular.
      Iluminação é usada por varejistas experientes como uma ferramenta de comunicação eficaz para promover sua marca. Para os consumidores, a experiência de varejo é parte do que cria a imagem da marca dessa empresa. Fontes de luz de temperatura de cor quente, baixos níveis de iluminação geral e iluminação de alta intensidade para realce são frequentemente utilizados para criar um ambiente confortável, que incentivem os clientes a passar um longo período de tempo na loja, o que geralmente equivale a gastar ) mais dinheiro.
      Entretanto, é importante para os varejistas que promovem produtos com preços baixos ou de variedade de mercadorias  utilizarem sistemas de iluminação básicos. Altos níveis de  iluminação uniforme utilizando lâmpadas de temperatura de cor fria são efetivos na construção da percepção dos clientes de que não estão pagando pela sobrecarga nos custos no preço da mercadoria que compram.
      No entanto, as tendências de iluminação não são as mesmas em todo o mundo. Lojas europeias, por exemplo, costumam usar lâmpadas com temperatura de cor mais fria, o que não ocorre em estabelecimentos em geral nos Estados Unidos.
      Decisões de compra dependem do cliente visualmente avaliar a qualidade, a textura e a cor da mercadoria, bem como ler os rótulos e outras informações. Provadores são um dos espaços mais críticos nas áreas de avaliação. Reprodução de cor é especial mente importante, pois é oque permite a avaliação final da mercadoria e pode ser decisiva na hora da compra.
      A iluminação da tarefa na área dos caixas também é importante. É necessário permitir que os funcionários trabalhem com rapidez e precisão, embrulhem pacotes, executem transações de cartões de crédito e registrem as vendas, por exemplo. Uma boa iluminação também pode ajudar a minimizar retornos de mercadoria e custos adicionais, considerando que os compradores tem a iluminação que precisam para tomar uma decisão final.

      Destacando a mercadoria
      A iluminação de destaque é usada para chamar a atenção para a mercadoria ou para revelar ou melhorar atributos específicos. Tipicamente, uma proporção de 5:1 é o mínimo para criar um  efeito significativo visual. Em outras palavras, seriam necessárias cinco vezes a quantidade de luz sobre o item, em comparação com a área circundante. Mercadorias escuras podem exigir ainda mais luz para trazer os detalhes.
      Proporções mais elevadas de 15:1 ou até mesmo de 30:1 em uniformidade são usadas para áreas de exposições para criar brilho em joias ou cristais, por exemplo.
      A iluminação do perímetro é geralmente utilizada para contribuir com a percepção de tamanho e de luminosidade em uma loja, enquanto melhora a visibilidade e causa maior impacto visual para as paredes. A Iluminação do perímetro também chama o cliente em potencial para fora do corredor principal e para outros espaços de venda e para um olhar mais atento. Iluminação voltada para a parede utilizando trilhos e frequentemente usada em aplicações de varejo para banhar com luz superfícies verticais e grandes grupos de mercadorias, normalmente, compondo o padrão geral da loja e permitindo também uma flexibilidade.

     Iluminação em escritórios
      A iluminação de espaços de escritório exige a consideração especial para computadores e outros equipamentos. Computadores estão em toda parte, assim, reflexos indesejáveis em telas (sigla em Inglês: VDT) podem variar de irritantes para perturbadores.
      O uso de luminárias com louvers parabó1icos nas luminárias fluorescentes tornou-se uma solução comum e parcialmente bem-sucedida. Iluminação ambiente indireta, utilizando o teto para rebater a luz, é uma técnica mais eficaz para evitar reflexos indesejados, mas normal mente uma solução com o custo por watt maior. Hoje também as luminárias oferecem características mistas destes dois sistemas, direta-indireta, que podem ser utilizadas efetivamente.
      No espaço de trabalho, é importante remover superfícies brilhantes sempre que possível. A mesa coberta de vidro ou altamente polida pode ter a imagem das fontes de luz refletidas diretamente, o que pode distrair o usuário do seu trabalho ou causar fadiga. Acabamentos foscos devem sempre ser usados em superfícies de trabalho. É  útil pensar na superfície de trabalho como um espelho quando orientando luminárias de tarefa para minimizar ofuscamento indireto.
      A localização adequada da luminária reduz o ofuscamento refletido da tarefa, embora a introdução de um computador possa criar possibilidades de ofuscamento adicionais. A melhor alternativa é posicionar as luminárias em cada lado da mesa, assim, as sombras das luminárias são preenchidas e a luz é refletida longe dos olhos do trabalhador. Luminância excessiva é fisiologicamente desconcertante e reduz a capacidade de ver detalhes com precisão.

      Salas de reunião
      A principal tarefa visual em uma sala de reunião está na superfície da mesa, mas outras atividades também ocorrem nesta sala, o que pode exigir soluções de iluminação adicionais. Esta lista de funções de serviço e configurações de iluminação pode ser útil em apresentações, videoconferências, áreas de exposições, salas de treinamento e outros usos. A flexibilidade e o controle da iluminação são particularmente importantes neste ambiente para satisfazer a demanda por diferentes tarefas.
      Uso da energia é uma consideração importante no projeto de iluminação para aplicações de escritório, os níveis de luz ambiente podem ser completados por uma iluminação para tarefas e desligados quando não estiver em uso, melhorando, assim, a eficiência, bem como o conforto visual. Sistemas de controle são efetivamente utilizados para este recurso.

      Iluminação de trabalho
      Diferentes roteiros de projetos de iluminação fornecem muitas soluções viáveis, mas há uma abordagem para resolver a maioria dos problemas de iluminação de escritórios, que, normalmente, é superior a de todos os outros. O conceito de iluminação por tarefa usa geralmente um baixo nível de iluminação ambiente para a maior parte do espaço e luminárias estrategicamente concentradas no espaço de realização das tarefas, fornecendo um nível mais alto em que os trabalhos críticos são desenvolvidos.
      Este conceito é normalmente o melhor porque oferece as melhores condições visuais para ambiente de trabalho e economiza melhor a energia, proporcionando um alto nível de iluminação somente onde for necessário. Outra vantagem deste sistema é a possibilidade de controle individual.

      Iluminação industrial
      A iluminação nas áreas fabris é normalmente focada em retorno de investimento e maior eficiência da iluminação possível pelo nível requerido, pois custos operacionais e de vida total do sistema tem impacto nos custos diretos de produção. Após definidos os níveis de iluminamento adequados, as tarefas realizadas, os fatores de manutenção e de operação do sistema de iluminamento definirão a escolha do sistema de iluminação.
      O fator segurança também é o mais investigado, pois outros fatores que não estão presentes em iluminação comercial ou residencial são comumente encontrados no ambiente industrial, como: utilização de luminárias específicas para áreas classificadas; características de corrosão de materiais; comportamento de luminárias a vibração; possíveis comprometimentos na qualidade e na segurança durante a vida útil do equipamento; aumento da fadiga ou da segurança dos usuários devido a ofuscamento ou baixa uniformidade etc.
      A degradação dos níveis iniciais de iluminamento devido a fatores, como sujeira, deverá ser incluído nas análises e nos quantitativos junto com as normalmente já utilizadas depreciações da fonte de luz. O conceito de iluminação vertical deve ser utilizado, considerando que muitas vezes as tarefas são verticais e não somente horizontais.
      Muitas empresas estão levando conceitos de iluminação, focando um pouco mais o bem-estar individual e incorporando elementos de conforto e de saúde para o ambiente fabril.

      Iluminação da tarefa
      No ambiente industrial, o entendimento do processo específico fabril da parte do projetista e importante para determinação da especificidade da tarefa e determinação dos níveis de iluminação aceitáveis. Muitas vezes, a tarefa é focada em uma pequena área específica em que uma iluminação adicional deve ser providenciada. Da mesma maneira, áreas de medição de qualidade dentro de células de produção necessitam de níveis e até mesmo características de cores diferenciadas da iluminação geral.
      Algumas técnicas específicas podem ser utilizadas para inspeção, como o uso de cor para aumentar o contraste entre diferentes materiais e o uso de fontes direcionais de luz para enfatizar defeitos em 3D ao invés de usar fonte de luz difusa, pois as sombras aumentam a percepção de imperfeições.
      Uma referencia de eficiência energética aplicada na iluminação é o Califórnia title 24, que é a norma mais rígida do Estado da Califórnia, nos Estados Unidos, referente ao consumo de energia em edifícios comerciais e industriais. Em geral, para edifícios que se utilizam do método de edifício completo (em que o tipo de edifício ocupa 90% do edifício completo) só é permitido o uso de até 16 W/m² em aplicações comerciais e, no máximo, 11 W/m² para escritórios e indústrias.
      Estes valores podem ser utilizados no Brasil como referencia de limites rígidos de um bom uso de energia aplicado a iluminação, sempre respeitando os valores da norma brasileira para os níveis de iluminação.
      E, para concluir, não se poderia falar de iluminação de qualidade sem ao menos mencionar a importância da iluminação natural.

      Iluminação natural
      A iluminação natural é um elemento primordial do design sustentável. A incorporação de luz do dia no desenho de um edifício é justificada por uma serie de razoes:

      Estética
      Além de economia de energia, iluminação natural proporciona uma série de benefícios não energéticos. O uso da luz natural durante a última década tem mostrado fortes correlações estatísticas com aumento nas vendas, aprendizagem e produtividade. O campo da saúde, a descoberta de que certas características de transmissão de luz pelo olho humano que regulam a produção de melatonina só foi feita há uma década. Pesquisas sobre a aplicação e os efeitos de longo prazo desta resposta circadiana ainda estão sendo realizadas, assim como os efeitos sobre o nosso ciclo sono/ vigília e a capacidade do organismo para combater o câncer.

      Qualidade da cor
      Luz do dia, devido a sua composição espectral, fornece excelente reprodução de cor.

      Questões energéticas
      O consumo de energia do edifício pode ser reduzido se a luz do dia for usada em quantidades apropriadas para iluminar espaços interiores e reduzir a dependência de iluminação elétrica.

      Benefícios para os ocupantes
      Luz do dia pode trazer benefícios potenciais para os ocupantes em termos de desempenho, saúde ou bem-estar geral.
      A concepção de um sistema de luz natural, que consiste em elementos de construção que são concebidos para proporcionar a luz do dia em um espaço, é uma tarefa complexa. Para alcançar uma concepção bem-sucedida e integrada, a luz do dia deve ser geralmente incorporada na concepção inicial do projeto e a luminária passa a ser a própria arquitetura do edifício.

                                                                                                                         Por Paulo Willig

Artigo da revista O Setor Elétrico, edição abril 2012.

Protocolo de automação chega ao Brasil

Amplamente utilizado na Europa, o protocolo aberto de automação permite maior integração entre diferentes fabricantes em sistemas de automação e controle.

Desde a década de 1980, engenheiros, arquitetos e projetistas brasileiros habituaram-se a desenvolver sistemas de automação dentro de protocolos com código americano, em especial, o BACnet (Building Automation and Control Network). Porém, a crise econômica na Europa acabou influenciando os seus profissionais a se mudarem para o Brasil, onde passaram a desenvolver seus projetos. O que eles trouxeram na bagagem? Trouxeram o KNX - único protocolo standard aberto no mundo para a gestão de edifícios residenciais e de escritórios.
     A história do KNX, no Brasil, começou a ganhar reforço no final de 2010, com o agravamento da crise europeia. Os profissionais europeus chegavam aqui, desenvolviam todo o projeto de automação predial em KNX e, na hora da implantação, descobriam que o protocolo era totalmente desconhecido. Foi esta a realidade encontrada pela SISINT, empresa portuguesa de engenharia, instalada ha um ano no Brasil, cujo objetivo é fornecer soluções integradas para a supervisão, gestão e manutenção de infraestruturas técnicas.
      O branch manager da empresa no Brasil, Paulo da Custódia, disse que foi uma surpresa descobrir que o KNX era desconhecido dos profissionais brasileiros. "As empreiteiras viam os projetos em KNX e pediam para adapta-los, o que praticamente significa fazer tudo de novo. Os projetistas começaram a ficar aflitos porque não havia empresas para atendê-los. A solução que encontramos foi correr atrás de fornecedores que tivessem os produtos em KNX aqui no Brasil", explica Custódia.
      Rogério Ribeiro, gerente de produto da Schneider Electric, uma das poucas fabricantes a oferecerem produtos com a linguagem KNX, revelou que a ideia da empresa era introduzir os produtos KNX da empresa no Brasil "a partir do momento em que sentíssemos o mercado mais aberto, mais maduro para esta tecnologia, tendo em vista que o conceito de protocolo aberto, alta integração, não é algo comum para as pessoas que trabalham com automação no Brasil". Com a vinda da empresa SISINT para o Brasil, os planos em relação ao KNX se anteciparam e hoje a empresa já oferece uma gama bem completa de produtos para o protocolo.
      Caminho semelhante fez a STRUXI, que se instalou no Brasil também em 2011 e tem como objetivo distribuir soluções e produtos tecnológicos para atender as necessidades dos projetos nas áreas de automação e controle. Segundo Ricardo Garutti, gerente da STRUXI, a empresa optou por trabalhar com fabricantes de produtos que utilizam a tecnologia KNX pela "possibilidade de integração, o que facilita o trabalho dos integradores, podendo oferecer ao mercado produtos de qualidade, robustez e confiabilidade ímpar. A meta é, a cada ano, ampliar os fabricantes de soluções com tecnologia KNX, incrementando o portfólio da STRUXI nessa plataforma", revel a Garutti.

Integração é palavra de ordem

      Uma das principais características do KNX é a facilidade em integrar produtos de diferentes fabricantes dentro de uma mesma rede. "É possível integrar soluções procedentes de fabricantes diferentes, mas que se comunicam de uma maneira muito simples. Esta e uma vantagem para o consumidor final e para o próprio integrador, que não fica refém de um único fabricante", relata Ribeiro. Além disso, o gerente da Schneider Electric ressalta a facilidade em trabalhar com o protocolo, cujo cabeamento é mais simples, demanda infraestrutura menor, com programação mais rápida e flexível, a que são diferenciais do protocolo.

      Para Paulo da Custódia, o cabeamento realizado por um par de fios, a comunicação entre os vários equipamentos que compõem um sistema de baixa tensão e o controle centralizado são os trunfos  do protocolo aberto. "Além disso, a KNX permite determinar o tipo de programação que se quer utilizar. Outros protocolos não dão esta flexibilidade aos arquitetos, por exemplo. Num edifício corporativo, você pode definir a iluminação mínima de uma plataforma de trabalho e que ela esteja condicionada a luminosidade exterior. E uma programação que se toma muito simples com a KNX".
      Para Garutti, a introdução do Protocolo KNX, no Brasil no final de 2010, pode ser comparada a uma revolução no campo da integração. "A receptividade inicial nos indica isso e, passado pouco mais de um ano, o mercado já está  entendendo que para oferecer a melhor solução depende de alternativas concretas e de qualidade. Um diferencial, que atrai não somente os profissionais, mas também o consumidor final, é a possibilidade de integrar diferentes fabricantes em uma instalação residencial ou corporativa, universalizando as escolhas de equipamentos e soluções", afirma.

Principais características

Estruturalmente, o KNX e o BACnet são muito parecidos e suas aplicações também se confundem. Em função disso, explica Garutti, a associação KNX e a BACnet produziram um mapeamento padronizado entre os dois padrões. "o mapeamento facilita a implementação preferida de ambos os padrões de comunicação em edifícios: BACnet para a automação predial e KNX para a construção de sistemas de gestão", explica Garutti.
      O mapeamento esta documentado no H.5 anexo da norma BACnet. O BACnet tem seu conceito construtivo baseado em soluções para a indústria e sistemas de HVAC de grande porte voltados a edifícios corporativos. "As principais vantagens do protocolo KNX podem ser resumidas em três: plena interoperabilidade, qualidade do produto e maior funcionalidade para aplicações padronizadas e complexas", afirma o gerente da STRUXI.
      Apesar de aplicações parecidas, a KNX traz algumas inovações, que vão além do fato de o protocolo europeu ser aberto. Para Paulo da Custódia, o BACnet esta há muito tempo no mercado e não há desenvolvimento de software em sua área, além de o protocolo americano ter algumas limitações para
aplicações específicas. Em contrapartida, "o KNX é mais recente, tem outro tipo de incremento, conta com outros fabricantes estão trabalhando em cima de seu constante desenvolvimento, em software mais especifico", explica.
      Além disso, Custódia chama a atenção para o conceito de eficiência energética embutido no sistema: "Na Europa, a eficiência energética é algo que esta em voga há muito tempo. Como o KNX  é mais recente, ele atende de forma mais fácil a projetos que demandam desenho ecológico e sustentável. Nós observamos uma economia de até 30% de energia, somente programando temperatura e nível de luminosidade. Em um prédio residencial, o KNX não faria muita diferença, mas, em um prédio corporativo, economizar 30% de energia é algo muito significativo".
      Garutti chama a atenção também para o fato de o KNX ter uma fácil adaptação à instalação elétrica e atendimento às necessidades de mudanças do usuário final, incrementando o conforto e a segurança; interoperabilidade; instalações preparadas para o futuro; ampla gama de produtos disponíveis no mercado de fabricantes diversos; e ampla rede de profissionais qualificados. "No Brasil, a desvantagem é a falta, por enquanto, de um número significativo de fabricantes associados ao KNX".
      A centralização também é outro forte do KNX.
"Num sistema comum, você tem vários fabricantes, em uma mesma rede que, geralmente, é muito difícil de ser integrada, e o administrador do edifício precisa constantemente do suporte do fabricante. Com o KNX, você simplifica toda a fiação dos quadros e, como os equipamentos conversam entre eles, não precisa ter nada nos quadros. Todas as informações vão para uma sala de supervisão e você controla os equipamentos de um laptop. O sindico recebe apenas um treinamento para controlar o sistema", ressalta Custódia.  

Tendência global

       Apesar de novo no mercado e com poucos fabricantes, o KNX, aos poucos, deve começar a ganhar espaço no Brasil. Para o diretor-executivo da Associação Brasileira de Automação Residencial (Aureside), José Roberto Muratori, o protocolo europeu dá os primeiros passos no mercado nacional. "A maior velocidade de introdução vai depender do  empenho de mais fabricantes trazerem produtos para o Brasil e investirem em treinamento e suporte técnico para os integradores. Nosso mercado não está ainda tão estruturado como na Europa, não temos ainda distribuidores em nível nacional, por exemplo, mas estamos caminhando para um maior conhecimento sobre o KNX e estas ações serão reforçadas à medida que a demanda for aumentando", acredita Muratori.
      Para Rogério Ribeiro, da Schneider, o protocolo KNX está se tornando uma tendência global, pela facilidade de integração e, em breve, ganhará espaço na América, onde ainda predomina o uso do BACnet. "A integração é o sonho de todo projetista. Dentro de um protocolo aberto, trabalhamos com outros fabricantes que, ora são concorrentes, ora se complementam dentro do sistema. Isso da muita flexibilidade ao projetista, ao sistema e ao próprio consumidor final, que pode inovar sua rede sem se preocupar em comprar produtos de apenas um fabricante", relata Ribeiro.
      Garutti afirma que o momento é o início da apresentação desta tecnologia ao mercado de automação brasileiro, que cresce cada dia mais, principalmente por ser confiável. Isso pode ser observado pelos números do KNX no mundo:

• Mais de 15 milhões de produtos instalados no mundo;
• Mais de 7.500 produtos certificados e registrados;
• Mais de 250 empresas conveniadas com KNX;
• Mais de 150 centros de formação reconhecidos - a STRUXI tem o primeiro no Brasil;
• Mais de 50 mil projetos implantados.

      Para ampliar sua utilização e popularizá-lo, equiparando o Brasil a condição, por exemplo, da Europa de hoje, basta estruturar este mercado com produtos e tecnologias de ponta e desenvolver profissionais dedicados a conhecer novas tecnologias e suas aplicações diferenciadas. "É nesse sentido que estamos atuando, na formação e no desenvolvimento do mercado, na formação de profissionais em todos os níveis da cadeia de projeto e na disponibilização de informações a profissionais e usuários", afirma Garutti.
      Desde outubro de 2011, a STRUXI comanda o único e oficial Centro de Treinamento em KNX no Brasil. A ideia deste centro surgiu junto com a vinda da empresa para o Brasil, quando se diagnosticou  a necessidade de desenvolver os profissionais do mercado de automação brasileiro para que estivessem aptos a oferecer soluções para o futuro, onde esta o KNX. "Antes disso, os profissionais com interesse neste protocolo tinham de buscar sua certificação fora, em outros países da América Latina ou mesmo na Europa. Desta maneira, ficou mais acessível aos parceiros e a todos os profissionais da área a certificação aqui mesmo, no país". Prova de que o protocolo deve ganhar espaço e se fortalecer futuramente no mercado brasileiro de automação.

                                                                                                                    Por Luciana Medonça

 Artigo da revista O Setor Elétrico, edição abril 2012.

PROPOSTA DE SOLUÇÃO PARA OS GARGALOS DO USO DO CARRO ELÉTRICO

Este artigo apresenta uma proposta de solução para a viabilização do uso do carro elétrico em larga escala. O uso de veículos elétricos em substituição aos veículos movidos a combustível fóssil, apesar das vantagens do ponto de vista da sustentabilidade, esbarra em dificuldades de ordem pratica que precisam ser vencidas. Colocamos abaixo as grandes dificuldades do uso do carro elétrico no nosso dia a dia. Chamamos de gargalos os problemas que impedem a sua disseminação.

GARGALO 1: O TEMPO DE CARGA
      Apesar de muitos países manterem pesquisas e avanços permanentes no desempenho da bateria, com a tecnologia atual a carga normal de um banco de baterias leva de seis a dez horas. Cargas rápidas de uma hora já são possíveis, apesar de algum prejuízo para a bateria ser esperado. Acelerar a carga para reduzir o tempo gasto de "reabastecimento" será sempre uma limitação muito grande do uso do carro elétrico. Mesmo que uma redução do tempo de carga para vinte minutos seja alcançada no futuro, seria para o usuário um tempo muito grande se comparado ao reabastecimento de um carro movido a combustível  fóssil. Tanto em uma rodovia quanto dentro da cidade, esperar  to do esse tempo para "abastecer" seu carro seria um enorme custo para o usuário. Sem mencionar as longas filas que se formariam caso uma grande parte dos nossos carros fossem elétricos.

GARGALO 2:  AS DIFICULDADES EM CONSTRUIR ESTAÇÕES DE CARGA
      A capacidade de uma bateria de um carro elétrico está em torno de 30 kWh. Para uma carga completa de seis horas, a potência requerida é de 5 kW. Vamos considerar um condomínio residencial em que vinte estações de carga estão disponíveis. Os moradores irão carregar seus carros assim que chegarem a casa no final do seu expediente de trabalho. Isso implica que o condomínio em questão precisaria de uma capacidade de 100 kW somente para a carga dos veículos elétricos. Prover essa energia exigiria investimentos enormes tanto na entrada elétrica do condomínio como na infraestrutura de energia elétrica das cidades, provida pelas concessionárias de energia elétrica.
      Em uma autoestrada, mesmo supondo um tempo de carga de apenas vinte minutos, as estações de carga teriam que prever muitas posições para que muitos carros fossem atendidos ao mesmo tempo. Grandes áreas seriam necessárias com custos muito altos, especialmente em locais próximos a centros urbanos, onde o custo do terreno tornar-se-ia proibitivo.
      Nas cidades o problema seria ainda maior e com custos muito mais altos. Dado o grande numero de veículos circulando em grandes centros urbanos,o numero de estações teria que ser enorme para atender a demanda e evitar problemas de trânsito.
       Persiste ainda o problema da infraestrutura que o setor elétrico teria que prover para essas estações. Mantendo os nossos hipotéticos vinte minutos de tempo de carga, para uma bateria de 30 kWh ser carregada completamente seria necessária uma potência instalada de 100 kW para apenas uma posição. Se admitirmos uma estação com dez posições, a potencia instalada requerida seria de 1 MW. Liinhas de transmissão teriam que ser construídas em centros urbanos em uma escala muito pouco realística.      

GARGALO 3: 0 CUSTO DA BATERIA
      Reduzir o tempo de carga da bateria implica, com a tecnologia hoje disponível, redução de sua vida útil devido ao sobreaquecimento causado pela carga rápida. O custo de uma bateria ou conjunto de baterias para um veículo elétrico alcança entre US$ 10 mil e US$ 15 mil, elevando o custo final do carro elétrico e reduzindo assim o mercado em que este pode ser utilizado.

GARGALO 4 : MANUTENÇÃO E RECICLAGEM DA BATERIA
      O proprietário de um carro elétrico terá que eventualmente prover manutenção, troca e reciclagem da bateria de seu veiculo. Mesmo que os fabricantes especifiquem até dez anos de vida útil para as baterias, eventuais manutenções e reparos podem ser necessários. Sem mencionar os danos provocados em acidentes.

A SOLUÇÃO PARA OS PROBLEMAS QUE LIMITAM O USO DO CARRO ELÉTRICO EM LARGA ESCALA
      A solução que apresentamos neste artigo é que, em vez de as estações promoverem a carga da bateria do carro do usuário, estas sejam apenas postos de troca de baterias. A troca da bateria, ou de um banco de baterias, seria feita em poucos minutos, retirando-se a bateria do veiculo e repondo uma totalmente carregada. Os veículos seriam equipados com bancos padrões de bateria pesando em tomo de vinte quilos, que poderiam ser retirados com equipamentos simples, manualmente ou de maneira automatizada. Veículos maiores teriam mais que um banco de acordo com a capacidade necessária ou até bancos maiores. Para o proprietário do veiculo, a bateria seria como hoje é o botijão de gás das nossas casas.
      A carga das baterias trocadas não é feita na estação de troca de bateria, assim a estrutura e área requeridas por essas estações são pequenas quando comparadas as estações que realmente carreguem as baterias. O tempo de troca poderia ser até menor que encher o tanque de gasolina de um carro normal. Estações de troca de bateria poderiam se multiplicar nas cidades como hoje os postos de combustível, tornando o usa do carro elétrico tão cômodo para o usuário como hoje é o carro movido a combustível fóssil.
      A carga das baterias trocadas seria feita em plantas projetadas e localizadas longe dos centros urbanos, em locais que a energia elétrica esteja disponível a custos menores. Isso ainda permite o uso de energia elétrica produzida de fontes renováveis como eólica e solar. Com isso, toda a cadeia do carro elétrico poderia ser totalmente "emissão zero".
      Nas plantas de carga, equipamentos profissionais carregariam as baterias de maneira controlada e assim preservariam sua vida útil. Sendo a necessidade de redução do tempo de carga bem menor.
      O transporte das baterias das estações de troca para as estações de carga e vice-versa poderia ser feita por diversos modais logísticos, de modo a aperfeiçoar e reduzir os custos de transporte. O uso de containers especiais com conexões elétricas, em que os bancos de bateria poderiam ser transportados e diretamente carregados sem a necessidade de retirada dos containers, facilitaria ainda mais toda a logística envolvida.

A AUTOMAÇÃO DO SISTEMA
      Uma preocupação que com certeza os consumidores teriam, na hora da troca, é de que o seu banco de baterias ainda ter alguma carga que, por questões práticas, não pode ser totalmente consumida. Os bancos de bateria poderiam ser providos de circuitos eletrônicos e de um display LCD que indicaria a carga remanescente no banco que esta sendo trocado. Com isso o consumidor pagaria apenas pela energia que realmente foi gasta.
      Um chip implantado no banco de baterias poderia armazenar e controlar toda a unidade. O uso de senha poderia, por exemplo, evitar a carga das baterias diretamente pelo usuário ou fora das estações de carga autorizadas. Importante dados sobre as baterias estariam armazenados. Dados como tempo de uso, número de cargas e descargas, as temperaturas máximas e mínimas que a bateria foi submetida (medidas por um sensor de temperatura instalado no próprio banco), a ocorrência de choques mecânicos externos, etc.  Um servidor central poderia controlar cada banco de baterias por seu numero de serie, facilitando assim a administração da estação de carga de baterias. O próprio veículo poderia acessar alguns dados importantes para o usuário, como autonomia restante, o uso econômico da energia a temperatura de trabalho, etc.
      Do ponto de vista empresarial surgiria uma indústria de postos de troca e estações de carga de bateria - que poderia ser muito similar a estrutura de distribuição e varejo dos combustíveis fósseis.
      A partir da padronização dos bancos de baterias para veículos elétricos, todo um novo setor industrial seria criado, o que tornaria viável o usa do carro elétrico nos moldes que hoje usamos nosso carro movido a combustível fóssil. A viabilidade do negócio promoverá seu crescimento e consequentemente a redução dos custos em toda a cadeia. A viabilidade econômica do carro elétrico aumentará muito, permitindo sua disseminação.

CONCLUSÃO
      O sistema aqui proposto resolve os quatro gargalos apresentados na introdução deste artigo, conforme segue.
      Gargalo 1: o tempo de carga é resolvido pela troca rápida e fácil do banco de baterias padronizado nas estações de trocas.
      Gargalo 2: as estações de carga podem ser construídas planejadamente fora dos grandes centros, aproveitando-se estruturas de fornecimento de energia elétrica renováveis. A carga das baterias poderá ser feita em horários em que o sistema elétrico está ocioso, fora dos horários de pico.
      Gargalo 3: visando a redução do custo do carro elétrico, o banco de baterias, sendo internacionalmente padronizado para todos os fabricantes, poderia ser apenas alugado pelo consumidor e não comprado com o carro.
      Gargalo 4: a manutenção e a reciclagem das baterias é de responsabilidade da empresa que explora o negócio, não tendo o consumidor essa preocupação.
      O autor espera ter colaborado para que o carro elétrico se torne uma solução sustentável como substituto do carro a combustível fóssil, na busca de um meio ambiente mais limpo.

                                                                 Por Song Zimin, tradução IIdo A. Skoula
                                                                Artigo da revista gtd energia elétrica, edição março/abril 2012.