Um aprimoramento simples para Redes Inteligentes economiza energia.

Peter Fairley

Traduzido pelo Prof. José Roberto Camacho

Revista IEEE Spectrum - Outubro de 2010 - INT - Páginas 13 a 14

Menos é mais no que se refere a pão com bife (ao menos para o seu médico), e o mesmo parece agora ser verdade para as voltagens CA. Pesquisa desenvolvida pelo EPRI (Electric Power Research Institute), em Palo Alto, Califórnia, confirma que muitos dispositivos elétricos trabalham igualmente bem e consomem menos energia em tensões mais baixas, e este fato oferece para as concessionárias uma grande oportunidade de conservação de energia. Pelo corte da voltagem, elas cumprem seu papel, empresas de distribuição nos Estados Unidos poderiam diminuir em 3 porcento o apetite do país pelo consumo de energia - o equivalente a desligar todos os refrigeradores do país - de acordo com uma análise divulgada no último dia 20 de Agosto pelo Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) do Departamento de Energia.

Algumas empresas estão encarando como um recuo o desencanto dos consumidores irritados em ralação aos medidores inteligentes, com o custo em tempo real para a eletricidade. Portanto, uma boa notícia para as empresas é de que tal redução na voltagem, ou CVR (Conservation Voltage Reduction), deve cortar o uso da energia sem pedir ao consumidor que mude o seu comportamento.

CVR opera dentro da pequena margem oferecida pela padronização em eletricidade. O padrão para os 120 Volts nominais em potência CA nos Estados Unidos e no Canadá, por exemplo, recomenda de 114 a 126 Volts. A faixa é prática, dada a variação constante da demanda em um sistema de distribuição. As empresas geralmente medem e controlam a voltagem nas suas subestações e tem como objetivo o extremo superior da faixa para evitar a perda de consumidores nos finais das linhas. O resultado é que, na média, consumidores nos EUA recebem em média energia sob uma tensão de 122,5 Volts.

Até recentemente a maioria das empresas não observaram a necessidade de operar de forma diferente, assumindo que a tensão tinha um efeito desprezível na demanda por energia. E de fato esta suposição é verdadeira para algumas cargas. Aquecedores elétricos sob uma tensão mais baixa simplesmente funcionam por mais tempo para entregar a mesma quantidade de calor, resultando em nenhuma economia. Mas outros dispositivos podem funcionar em voltagens mais baixas executando menos trabalho. Por exemplo, no limite inferior da faixa as lâmpadas diminuem a luminosidade de forma imperceptível.

Os ítens mais vantajosos para o CVR parecem ser os motores de indução e ventiladores, refrigeradores e dúzias de aparelhos domésticos. Motores tem a tendência de operar a uma carga mecânica mais baixa co que aquela que estão preparados para suportar. como resultado, tensões mais altas geram campos magnéticos mais elevados do que o motor pode usar, jogando energia fora.

Empresas da costa do Pacífico no Noroeste dos Estados Unidos começaram a utilizar o potencial da CVR (conservação por redução de tensão) nos anos 90. Elas minimizaram a voltagem entregue pela medição mais próxima do consumidor com ajustande mais frequente. A tensão é controlada na subestação para cada linha de alimentador, que geralmente serve a uma vizinhança em conjunto. Um estudo influente em 2008 pela Northwest Energy Effiiciency Alliance, baseada em Portland, Oregon, analisou a experiência de seis empresas píoneiras em CVR e descobriu que para cada 1% de queda na voltagem entregue produzia 0,7 a 0,8% de queda na potência. E a maioria dos alimentadores poderiam ter a tensão diminuida de forma segura de 3 a 4 Volts.

Bob Uluski, um especialista em distribuição no EPRI, diz que muitas empresas estão explorando o CVR através de projetos pilotos financiados pelo fundo de recuperação econômica, e poucas, como a Progress Energy, em Raleigh, Carolina do Norte, estão trabalhando para utilização em larga escala. Para aquelas, instalando medidores inteligentes, CVR é natural, porque medidores inteligentes fornecem a voltagem em tempo real para guiar a diminuição da tensão: Se os níveis caem muito, muitos medidores inteligentes podem enviar sinais de alerta de volta para a concessionária. Entretanto, mesmo com os medidores inteligentes, as empresas ajustarão a voltagem alimentador por alimentador, mas não no nível de cada residência.

Uluski menciona que, o EPRI está desenvolvendo ferramentas mais precisas para ajudar as empresas a predizer quanto de energia o CVR pode economizar em cada alimentador. Isto deve ajudar a focar os investimentos em CVR, de acordo com o relatório do PNNL. O modelo no relatório sugere que a utilização do CVR em 40% dos alimentadores que apresentem melhores respostas em todo o país deve capturar 80% do potencial de economia de energia desta técnica. O EPRI está também quantificando como as cargas emergentes como as TVs de plasma e carros elétricos responderão ao CVR.

O maior obstáculo ao CVR, entretanto, permanece sendo o clássico problema de perda de receita que tem por longo tempo reprimido o impulso por conservação das empresas. Empresas que tiverem sucesso com o CVR venderão menos energia. Tom Wilson, presidente da desenvolvedora do sistema CVR a PCS UtilitiData, com base em Spokane, Washington, menciona que o problema da perda de receita tem feito com que a venda do CVR para as empresas seja um "caminho árduo".

Wilson diz que as mudanças estão a caminho, uma vez que os agentes reguladores se tornam mais criativos na recompensa às empresas pelos "nega-watts" de energia economizada através de programas de conservação. Em vez de esperar, ele diz que a PCS está comercializando o CVR para grandes consumidores de energia tais como indústrias e universidades. Eles tem a força para pressionar as empresas concessionárias a adotar o CVR em seus alimentadores, menciona Wilson.

Smart Grid: Uma Rede de Energia Elétrica Inteligente?

O que é uma rede de energia elétrica inteligente? Este tipo de rede, diferentemente do que temos hoje, é capaz de perceber as sobrecargas do sistema e fazer um rearranjo nas rotas de energia para prevenir ou minimizar uma falha potencial; é capaz de trabalhar de forma independente quando as condições requerem solução mais rápida do que nós seremos humanos podemos proporcionar, além de trabalhar de forma cooperativa compatibilizando os objetivos das empresas, consumidores e agências reguladoras.

Uma rede deste tipo deve ser: "eficiente", sendo capaz de atender a demanda crescente dos consumidores sem a adição de infraestrutura; "maleável", aceitando energia de qualquer fonte de combustível incluindo a energia solar e o vento tão facilmente e de forma tão transparente como o carvão e o gás natural; capaz de integrar as melhores idéias e tecnologias, podemos citar como exemplo, as tecnologias de armazenamento de energia que já foram aprovadas pelo mercado e estão prontas para fazer parte dos sistemas. Uma concepção deste tipo deve ser "motivadora", permitindo a comunicação em tempo real entre o consumidor e a empresa fornecedora de energia de forma que o consumidor possa adaptar seu consumo de energia baseado nas suas preferências individuais, como preço da energia e as preocupações ambientais.

Os novos conceitos de energia devem ser "oportunos", mas não oportunistas, criando permanentemente novas possibilidades e mercados através de sua habilidade em capitalizar na inovação do tipo "conecta e utiliza", tanto para fontes de energia quanto para as cargas elétricas, onde e quando apropriado. A inteligência deve ser "focada na qualidade", capaz de entregar a qualidade de energia necessária, livre de afundamentos, perturbações súbitas e interrupções, para fornecer energia à nossa crescente economia digital e aos centros de armazenamento de dados, computadores e toda eletrônica necessária para fazer tudo isso funcionar.

Os sistemas de energia devem ser flexíveis e resistentes aos defeitos e aos desastres naturais de forma crescente na medida em que se torna mais descentralizado e reforçado com protocolos de segurança de redes inteligentes. Nos novos objetivos da geração, transmissão e distribuição de energia elétrica devem estar incluídas a diminuição do avanço da modificação climática global e a oferta de novas opções na direção de uma significativa melhora ambiental.

A Infraestrutura Avançada de Medição (IAM) é uma abordagem para a integração de consumidores baseada no desenvolvimento de padrões abertos. Ele fornece ao consumidor a possibilidade de usar a eletricidade de modo mais eficiente e permite às concessionárias a habilidade de detectar problemas nos seus sistemas e de operá-los mais eficientemente. A IAM torna possível co conceito de eficiência amigável para o consumidor, tais como os "preços para os equipamentos", funcionando de forma que se assume que a energia tem um custo que varia próximo do tempo real - um imperativo em Redes Inteligentes - sinais de custo são tansmitidos para controladores residenciais "inteligentes" ou para dispositivos de uso final nos consumidores tais como os termostatos, lavadoras/secadoras e refrigeradores - os maiores usuários de energia nas residências. Os dispositivos, por sua vez, processam a informação baseados no que aprenderam dos desejos dos consumidores e os energisam de acordo. A casa ou escritório responde aos ocupantes, ao invés do inverso. Porque esta iteração ocorre principalmente "nos bastidores", com mínima intervenção humana, há uma dramática economia de energia que seria consumida se fosse de outra forma. Este tipo de programa já foi tentado no passado, mas sem as ferramentas de Redes Inteligentes tais como as tecnologias de permissão, interoperação baseada em padrões, e comunicação de baixo custo e eletrônica, o problema é que a rede não possuia nada de potencial tecnológico que existe atualmente.

A próxima geração de técnicas de visualização está a caminho. Deve ser dedicada uma nota especial ao projeto VERDE (Visualizing Energy Resources Dynamically on Earth), que é um projeto em desenvolvimento para o departamento de energia dos Estados Unidos no Oak Ridge National Laboratory e fornecerá o conhecimento da rede em sua totalidade integrando dados de sensores em tempo real, informações meteorológicas e modelos de rede com informações geográficas. Potencialmente a ferramenta será capaz de explorar o estado da rede espalhada por todo o país e passar em segundos a explorar detalhes específicos em um ponto da rede de distribuição próximo a um consumidor. Ela fornecerá informação rápida sobre apagões e a qualidade de energia bem como a percepção sobre a operação do sistema para as empresas de eletricidade. Com uma plataforma montada sobre os programas de visualização da geografia terrestre na Internet, ela também poderá se beneficiar do conteúdo gerado pela comunidade de usuários do sistema elétrico.

Em vista do que se planeja para a nova geração de equipamentos que comporão as redes de energia elétrica no futuro, percebe-se que muito será exigido do novo profissional de Engenharia em termos de preparo  e interdisciplinaridade para o pleno funcionamento destes sofisticados sistemas. Não só as redes serã inteligentes, mas os novos profissionais terão que estar muito bem preparados.

Prof. José R. Camacho, PhD
UFU - Faculdade de Enegenharia Elétrica
Sistemas de Energia Elétrica
e.mail: jrcamacho@ieee.org

A avaliação das escolas.

Escolas no Brasil se dividem em públicas e privadas, em todos os níveis, desde o primeiro e segundo graus, passando pelo ensino universitário e atingindo a pós-graduação. No segundo grau, já há pelo menos trinta e cinco anos, domina a iniciativa privada. No ensino superior, tentativas de privatização não faltam, tanto no ensino de graduação como no de pós-graduação.

Um tremendo contrassenso, as escolas de primeiro e segundo graus, com professores mais satisfeitos e seus estudantes mais bem preparados dominam os exames de ingresso superior. Raras e bem vindas exceções surgem dentro do ensino superior público, o estudante esforçado e dedicado da escola de pública de segundo grau que contrariando as adversidades tem a ousadia de querer fazer parte da elite pensante do país.

Costuma-se avaliar as pessoas e instituições de ensino umas com as outras. Ora, essa não é uma forma justa de avaliação, é preciso comparar a escola com ela mesma. É preciso ter em mãos os recursos que esta escola tem à sua disposição e o que foi feito com esses recursos em prol de seus estudantes, esta é a forma justa de avaliar.

É preciso inventariar os recursos materiais da escola e os recursos humanos (os pais dos alunos, os corpos discente, docente e de servidores) e o quanto é investido no preparo dos estudantes para comparar a escola com ela mesma. É natural que uma escola que tenha um valor muito menor desses recursos vá ter um desempenho menor em sua avaliação final. Mas será que ambas não tem índices de desempenho semelhantes?

Resumindo, qual foi o preparo que este estudante tinha quando aqui chegou? Faça amostragem de seu progresso a cada ano. Compare agora com o seu conhecimento ao se candidatar para ingresso no ensino superior. Quanto foi gasto nesta escola para o preparo deste estudante? Esta é a forma mais correta, comparar a escola com ela mesma. Que seja incluído no índice de desempenho aspectos que mostrem também os recursos despendidos em seus estudantes e o resultado final.

Talvez tenhamos uma surpresa e finalmente descobriremos que não é preciso gastar muito para preparar bem nossos jovens. Afinal nossos pais viveram em uma época de nenhuma tecnologia, onde o suprassumo da tecnologia era o sonho de ter um rádio à válvula para escutar o “Repórter Esso”. E minha mãe, já no Século XXI, somente com o primeiro grau escrevia excelentes cartas e não fazia feio nas contas do supermercado.

É preciso também mecanismos para detectar e ajudar os mais necessitados, pois estes se não forem socorridos serão relegados ao ostracismo de serem sempre os piores. Junto com os mecanismos de avaliação é preciso haver mecanismos de correção para que aquelas escolas que não tiverem usando bem seus recursos, sejam elas públicas ou privadas, possam corrigir a trajetória e voltar a ter índices compatíveis com os investimentos feitos. Mas para isso precisamos eliminar a cultura da punição e nos voltarmos para a cultura da premiação.

Os professores precisam estar preparados para usar novas tecnologias, e que tenham orgulho da carreira de magistério. Pergunte ao seu filho se ele quer ser professor. Hoje, não é possível ensinar se o professor não tiver acesso à internet, jornais, revistas e bons livros. O poder aquisitivo é muito importante nesse aspecto. Da forma como encaramos a educação é impossível querer ter os profissionais preparados que necessitaremos no futuro. E não digam que nós professores não avisamos.

Publicado na Coluna Opinião do Jornal Correio de Uberlândia em 07/10/2010.

Saudade de JK?

Faltavam cerca de seis meses para a eleição, em abril de 1955 o ex-governador mineiro Juscelino Kubitschek de Oliveira fazia seu primeiro comício na cidade de Jataí- Goiás na carroceria de um caminhão. Juscelino então abrindo seu discurso às perguntas do povo pediu que o inquirissem sobre o que quisessem, eis que foi interpelado então pelo Sr. Antonio Soares Neto (Toniquinho) que perguntou a ele se iria cumprir a Constituição Federal. O então candidato Kubtischek disse a ele que se eleito teria que jurar a obediência às leis. Foi então que Toniquinho pediu a ele que em cumprimento da Constituição construísse e transferisse a nova Capital Federal para o centro do Brasil, no quadrilátero que então aparecia nos mapas do Brasil como “Nova Capital Federal”, pois lá estava escrito há muito tempo e que nenhum presidente tinha dado a mínima para a sua execução. Juscelino concordou e fez a promessa.

Estava dada a largada para o que era visto pelo mundo na época como, “Brasil constrói capital no meio do nada”. Um país subdesenvolvido, sem o domínio da mais avançada tecnologia existente na época tinha a ousadia de construir uma moderníssima capital que nas maquetes tinha mais a aparência de um monumento com ruas e avenidas. Juscelino não foi um presidente como outro qualquer, porque todos desejam ser ele. Kubitschek teve em seu governo todos os defeitos dos governos da época, mas teve uma virtude única que o faz ser lembrado sempre, montou um “plano de metas de governo” e o seguiu à risca.

Talvez seja isso que falta aos nossos candidatos, ter a coragem de montar um plano de metas, e se eleito persegui-lo com unhas e dentes como fez Juscelino. Será que um plano hoje, seria tão difícil de ser cumprido como o foi para Kubitschek de Oliveira? Eu não acredito. O país hoje tem uma moeda estável, é uma democracia que está caminhando, tem indicadores econômicos saudáveis. Já o país em 1955 vinha de uma ditadura passando aos trancos e barrancos para uma Democracia claudicante, tinha indicadores econômicos assustadores, e que conseguiu se sustentar somente até 1964. Diziam os adversários que para não admirar Kubitschek e ser realmente seu opositor era preciso mantê-lo a quilômetros de distância. O homem que comandou a construção de Brasília tinha um carisma inigualável, talvez seja esse o carisma que os candidatos de hoje procuram.

Juscelino se fez ao longo da experiência de exímio articulador político, como prefeito de Belo Horizonte, governador de Minas Gerais, Presidente da República e Senador, quando foi calado para sempre pelo regime militar. Não foi criado artificialmente por candidato ou partido político, era um candidato que tinha carisma e experiência para fazer o que propôs. Meta é o que não está faltando no Brasil de hoje, que tal uma revolução no transporte ferroviário eletrificado de carga e na modernização de nossos portos e aeroportos? Será que não é possível criar uma meta estratégica descentralizada através dos estados para que as nossas rodovias não fiquem tão esburacadas em tão pouco tempo? E a meta nacional para a eliminação do gargalo logístico em que nos metemos ao priorizar transporte de cargas por rodovias?

Outra sugestão seria um plano nacional para priorizar o transporte de massa de alta qualidade, metrôs, metrôs de superfície e os chamados sistemas metro bus, do qual somos pioneiros e os maiores especialistas no mundo. Metas não faltam, o que falta é coragem e determinação para executá-las.

Prof. José Roberto Camacho
Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Elétrica
e.mail: jrcamacho@ufu.br

Publicado na coluna "Opinião" do Correio de Uberlândia em 19/08/2010.

Caminhos da Senhora da Abadia.

Uma das localidades mais famosas pelas romarias no Estado de Minas Gerais é a de Nossa Senhora da Abadia da Água Suja, antigo centro do garimpo de diamantes. O Santuário da Virgem do Bouro atrai todos os anos no dia 15 de agosto um grande número de devotos e a procissão famosa pelo aspecto pictórico das promessas. A festa de Nossa Senhora da Abadia completa este ano o seu 140o (centésimo quadragésimo) aniversário, talvez seja hora de pensar que esta peregrinação ao templo em Romaria mereça uma maior atenção das Secretarias de Turismo das cidades da região. Esta festa já atingiu sua maioridade, pois milhares de pessoas para lá se dirigem no mês de Agosto, mais precisamente, a primeira e segunda semana do mês, muitas famílias se preparam para cumprir uma peregrinação religiosa que já se tornou uma atividade obrigatória em nossa região. A caminhada a pé até a cidade de Romaria para aos pés de Nossa Senhora da Abadia agradecer as graças alcançadas ao longo do ano. Partem peregrinos a pé das cidades de Uberaba (127 kms), Uberlândia (89 kms), Araguari(92 kms), Patos de Minas(145 kms) para caminhadas que duram até dois dias e duas noites.

Caminham os peregrinos dia e noite pelas margens das rodovias, não é muito difícil ver alguns deles parando para descansar e dormindo no acostamento das estradas. Ficam estas pessoas sujeitas a todo tipo de risco uma vez que pelas rodovias federais trafegam veículos pesados carregando todo tipo de carga, algumas de alta periculosidade. O perigo, portanto ronda esses fiéis de Nossa Senhora, e a tragédia com vítimas é uma possibilidade constante que assombra estes caminhantes. Uma vez que a peregrinação à Romaria é uma atividade popular, o poder público das cidades da região deve começar a pensar em viabilizar trilhas de peregrinação pelas estradas rurais e longe das rodovias para que os caminhantes se sintam mais protegidos.

Não é chegada a hora das Secretarias de Turismo das cidades da região se reunirem e traçarem trilhas sinalizadas pelas estradas rurais? Estas trilhas teriam pontos de parada para descanso de tantos em tantos quilômetros e quiosques com água e uma palavra de conforto para os peregrinos que buscam fazer essa penitência. Fazendo isso nossas cidades estarão criando infraestrutura para o turismo religioso na região, como são os Caminhos de Santiago e de Fátima na Espanha e Portugal e o Caminho de Lourdes na França. Para atingir esses centros de peregrinação partem caminhos sinalizados de vários pontos da Europa, que nunca coincidem com estradas movimentadas, onde os peregrinos sempre estão longe do grande movimento de veículos.

Talvez com esta mensagem, o poder público e os religiosos procurem sentar para conversar e transformar a Catedral de Nossa Senhora da Abadia em Romaria o epicentro de uma série de caminhos devidamente sinalizados e com infraestrutura partindo das mais diversas cidades no que poderíamos chamar de “Os Caminhos de Nossa Senhora da Abadia”, cortando a beleza de nosso serrado, descortinando as veredas do interior do Brasil, além da possibilidade de se admirar durante a meditação de uma longa caminhada um lindo nascer ou por do sol no serrado Brasileiro. Transformando esta festa religiosa em mais uma oportunidade para uma região tão carente no aspecto turístico.

Prof. José Roberto Camacho
Universidade Federal de Uberlândia
Engenharia Elétrica

Publicado na coluna Opinião
Correio de Uberlândia
12 de Agosto de 2010