V A CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA EM UMA EMPRESA DE SANEAMENTO

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1 V A CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA EM UMA EMPRESA DE SANEAMENTO Paulo Robinson da Silva Samuel (1) Eng. Civil pela PUCRS. Atualmente Diretor da Divisão de Planejamento do Departamento Municipal de Água e Esgoto (DMAE) de Porto Alegre/RS. Especialista em Estruturas pela Unisinos/RS. Graduado em Administração pela UFRGS na ênfase de Administração Pública. Sergio Lourenço Schaefer Eng. Eletrotécnico, com ênfase em eletrônica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), atualmente engenheiro elétrico do Departamento Municipal de Água e Esgoto de Porto Alegre/RS. Especialização em Engenharia de Tráfego pela UFRGS. Natal de Ávila Antonini Eng. Mecânico e Mestre na área de energia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), atualmente engenheiro mecânico do Departamento Municipal de Água e Esgoto de Porto Alegre/RS (DMAE). Endereço (1) : Rua Santa Terezinha 232/602 Santana - Porto Alegre Rio Grande do Sul - CEP Brasil Tel: +55 (xx) Fax: +55 (xx) paulors@dmae.prefpoa.com.br. RESUMO Este trabalho trata da operacionalização do controle dos gastos com energia elétrica do DMAE, em especial o fator de potencia, pois sabemos que poderá ser oneroso o seu custo sem um controle efetivo. Mostraremos como é efetivado este controle e as ações que devem ser tomadas para solucionarmos os problemas existentes. PALAVRAS-CHAVE: Fator de potência, Energia, Custo, Bombeamento. INTRODUÇÃO O Departamento Municipal de Água e Esgoto (DMAE) é a empresa pública de fornecimento de água e recolhimento do esgoto sanitário no município de Porto Alegre. Um dos principais custos operacionais é o consumo de energia elétrica elevado no seu orçamento. Alem do custo normal, podemos ter problemas no controle dos diversos equipamentos, sendo que isto poderá estar sujeito a multas onerosas por parte da companhia fornecedoras de energia elétrica. Uma das causas destas multas poderá ser o BAIXO FATOR DE POTENCIA (BFP) de uma instalação. O pagamento das tarifas é obrigatório. O gasto com possíveis multas, não. No DMAE temos pagamento de multas por baixo fator de potencia, sendo que neste trabalho vamos mostrar os problemas e as soluções encontradas. OBJETIVO Hoje devemos ter consciência que a energia elétrica, já é um bem escasso, que para consegui-la temos um conseqüente dano ao meio ambiente, seja pelas barragens construídas para as usinas hidroelétricas, seja pelos subprodutos emitidos pelas usinas térmicas. Para frearmos esta continua busca por energia devemos atentar para fatores que podem ser decisivos evitando o desperdício e deixarmos de aproveitar todo o seu potencial. Alem destes fatores, também, devemos ver os seus custo, cada vez em maior nível. O objetivo básico deste trabalho é adequarmos um controle para diminuirmos as perdas da energia com o fator de potencia, que em outras palavras, quando passamos a ter multa por fator de potencia, estamos desperdiçando energia. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA No gráfico 1, mostramos os valores de consumo global de energia elétrica mensal paga pelo DMAE, somente durante os anos de 2003 e 2004, sendo que este controle é efetivado há mais de 10 anos. R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 Custos de Energia Elétrica - DMAE Out Gráfico 1 Custo de Energia Elétrica nos anos 2003 e 2004 Fonte Divisão de Manutenção do DMAE. No gráfico 2, mostramos os valores da multa paga por baixo fator de potência, somente nos locais críticos, ano de Baixo Fator de Potência Locais Críticos EBAB M.V. EBAB S.J. EBAB. M.D ETA M.D. EBAT IAPC ETA BELEM NOVO EBAT RESTINGA II R$18.000,00 R$16.000,00 R$14.000,00 R$12.000,00 R$10.000,00 R$8.000,00 R$6.000,00 R$4.000,00 R$2.000,00 Out. Gráfico 2 Custo da multa por baixo fator de potência no ano 2003 ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 No gráfico 3, mostramos os valores da multa paga por baixo fator de potência, somente nos locais críticos, ano de Baixo Fator de Potência Locais Críticos EBAB M.V. EBAB S.J. EBAB. M.D ETA M.D. EBAT IAPC ETA BELEM NOVO EBAT RESTINGA II R$20.000,00 R$18.000,00 R$16.000,00 R$14.000,00 R$12.000,00 R$10.000,00 R$8.000,00 R$6.000,00 R$4.000,00 R$2.000,00 Out. Gráfico 3 Custo da multa por baixo fator de potência no ano 2004 Na analise dos gráficos 2 e 3, já no ano de 2003 constatamos que foram tomadas providências para correção, visando anular o custo com o baixo fator de potência (BFP) para o DMAE, sendo os critérios para avaliação das providencias mostrados no item seguinte. OBS.: Nos meses em que os valores estão em branco não houve ultrapassagem e conseqüentemente não houve multa a ser paga pelo DMAE. CRITÉRIOS Em função dos valores constatados nos gráficos 2 e 3, e baseado nos critérios do ESTUDO PARA CORREÇÃO DO FATOR DE POTENCIA EM UNIDADES OPERACIONAIS DO DMAE, efetuado em julho de 2002, foi norteado que valores acima de R$ 200, demandariam um estudo para cada caso. Neste estudo, foi verificado o dimensionamento dos motores elétricos dos grupos de recalque das estações de bombeamento, bem como dos transformadores, que são fatores que influem no fator de potencia da instalação. Desta lista, a partir de 2003, foi feita uma separação de atendimento, ficando com a Divisão de Manutenção (DVM), os valores menores que importariam somente em colocação de capacitores. Os valores maiores e sabedores de razões históricas, foram solicitado à Divisão de Planejamento (DVL), que fizessem os estudos e os projetos para as devidas correções do BFP. 1. PLANO DE AÇÃO E PROJETOS ATENDIDOS PELA DVL Os projetos que foram encaminhados para a DVL compreendem as Estações de Bombeamento de Água Bruta (EBAB s) Menino Deus, Moinhos de Vento e São João. Alem dos bombeamentos antes citados, temos os prédios da Divisão Comercial (DVC), e da Divisão de Obras (DVO). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 1.1. EBAB MENINO DEUS No ano de 2003, foi executado o projeto para a correção do fator de potencia na EBAB Menino Deus, sendo que no início de 2004 houve a implementação com a colocação de capacitores e demais equipamentos. Na tabela 1, números retirados do gráfico 3, podem resumidamente mostrar que os valores estão decrescendo a partir da instalação do equipamento de correção. MÊS VALOR JANEIRO ,37 FEVEREIRO ,41 MARÇO ,59 ABRIL ,94 MAIO ,38 JUNHO / JULHO ,00 Tabela 1 Multa paga por baixo fator de potência na EBAB Menino Deus O projeto e a obra, executada pela DVO, custou R$ ,00 e com a redução de gastos com a multa podemos dizer que em menos de um ano, o seu custo beneficio será positivo EBAB MOINHOS DE VENTO A EBAB Moinhos de Vento começou a ser analisada em 2003, sendo verificado todos os seus problemas e suas possíveis soluções. No mesmo local da EBAB Moinhos de Vento, está a EBAB São João. As duas EBAB estão situadas lado a lado, sendo que a alimentação de energia primária é comum a ambas. A EBAB São João tem o acionamento dos motores com inversores, o que está ocasionando a geração de harmônicas, e estas estão influindo no desempenho do BFP da EBAB Moinhos de Vento. Para a solução dos problemas, devido a sua complexidade, dividimos a solução nas seguintes etapas: ETAPA 1: Medição de diversas grandezas elétricas - Levantar os dados para colocação de equipamento, corrigindo o fator de potencia e eliminando o valor da multa. ETAPA 2: Com o relatório das medições está sendo efetuado o projeto dos filtros para distorção harmônica com correção simultânea do fator de potência e montagem dos mesmos. ETAPA 3: Nesta serão instalados os equipamentos no local. A partir da instalação podemos verificar a qualidade da solução, com o conseqüente fim das multas cobradas por parte da concessionária PRÉDIOS DA DVC E DVO Nos prédios da DVC e DVO, pela avaliação, tínhamos um sistema de ar condicionado central de vida útil ultrapassada e de baixo fator de potência. Isto pode ser verificado, em função que nos meses do seu uso intensivo (período de calor e/ou frio) houve multa. Como houve a substituição dos mesmos, por sistemas de ar condicionado, tipo split, em que com o rendimento já atinge os valores normais, não houve a necessidade de correção do fator de potência. 2. PLANO DE AÇÃO E PROJETOS ATENDIDOS PELA DVM Conforme foi citado anteriormente, são submetidas à correção, as instalações cujas multas por baixo fator de potência sejam superiores a R$ 200,00 (duzentos reais) mensais. Examinando os custos com energia elétrica, tomamos como referência o mês de maio de 2004, totalizando um valor de multa de R$ ,50 em 26 locais por BFP. Destas instalações, 54,3% dos custos correspondem a duas estações de bombeamento: EBAB Moinhos de Vento e EBAB São João, cujos procedimentos para correção já foram descritos anteriormente. Os 24 locais restantes, correspondem ao valor de multa de 45,7% do total pago mensalmente pelo DMAE. Para atacar mais rapidamente este problema a DVM que normalmente já promove o dimensionamento, instalação, revisão e substituição de capacitores, montou uma equipe que tem como foco principal à correção do fator de potência. Nestas condições foi elaborado um cronograma que até o mês de agosto de 2004, zerou os 45,7% de multa por baixo fator de potência. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 CONCLUSÃO O gasto com energia elétrica corresponde, hoje, a 8 % do faturamento do DMAE ficando atrás apenas das despesas com pessoal. Por esse motivo, esforços devem ser concentrados nessa área a fim de reduzirmos o custo desse insumo. O presente trabalho teve por objetivo mostrar como, de forma relativamente simples, é possível reduzir o valor pago pela energia elétrica pela adequação dos nossos equipamentos ao que é exigido pela concessionária fornecedora de energia elétrica, em termo de fator de potência e por conseqüência evitando as pesadas multas cobradas. Os resultados conseguidos na EBAB Menino Deus, DVO, DVC e nas unidades menores atendidas pela DVM, foram bastante animadores e promissores, justificando plenamente os gastos realizados. Devido ao êxito alcançado e para dar continuidade a este projeto, novas ações, como o uso de bancos de capacitores automáticos e revisão das especificações técnicas dos capacitores hoje utilizados, estão sendo programadas. Além disso, o projeto envolvendo as EBAB's Moinhos de Vento e São João está em andamento e deve em breve se reverter em redução nos custo operacionais do departamento, ajudando assim ao DMAE a cumprir sua meta de bem servir a população de Porto Alegre. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. PORTO ALEGRE. Prefeitura Municipal de Porto Alegre. Departamento Municipal de Água e Esgoto. Qualificação dos Processos Industriais Projeto para a Redução do Consumo de Energia Elétrica no DMAE. Porto Alegre: DMAE, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5