O QUE É E PARA QUE SERVE A POTÊNCIA REATIVA ?
COMO SE CONTROLA A TENSÃO (VOLTAGEM) EM SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA ?
Textos transcritos na "home page" ILUMINA e nos seu jornal periódico desde 1997, a propósito de blecautes , tem tentado responder ao público não especialista as perguntas do título. Obviamente, sem aprofundamentos teóricos na teoria dos campos eletrostáticos e eletromagnéticos. Tal aprofundamento seria, em primeira instância desnecessário, e em segunda instância, nem mesmo desejado pelo público para que pudesse exercer um crescente controle democrático sobre as entidades e empresas do setor elétrico.
Contexto e conceituação similar são válidos para qualquer outro serviço público com elevado conteúdo de ciência, tecnologia e engenharia. O fluxo de água, nos rios, nas tubulações sob pressão ou sem pressão, nos canais ou sobre os vertedouros das usinas hidrelétricas, está sujeito a leis da física e a modelos matemáticos tão ou mais complexos do que o das correntes elétricas. Contudo, é inegável também que sistemas físicos mais visíveis a olho nu o que não é o caso da enxurrada de electrons pelos circuitos elétricos parecem ao leigo coisa mais palpável. De fato, nesse aspecto o leigo se ilude, haja visto a certeza científica na translação do Sol em torno da Terra que parecia óbvia a nossos ancestrais ou as teorias pré newtonianas sobre o movimento dos corpos.
Retornando aos sistemas de geração, transmissão e distribuição de eletricidade, podemos começar pela própria preocupação demonstrada na redação do título acima: o termo popular "voltagem" é usado para evitar dúvidas. Afinal, todos podem sentir na carne, em uma tomada ou numa chave domiciliar, o tremor do choque elétrico. Tanto que, quando fomos crianças e mesmo depois de adultos, imaginamos que toda a energia elétrica do mundo poderia ser tirada daquela simples tomada. Nela poderíamos ligar indefinidamente todas a lâmpadas e aparelhos da casa, da cidade e do mundo.
A segunda pergunta do título nos remete imediatamente a conceitos mais visíveis de energia e potência. Aquelas constatadas, sem muita dificuldade, na vida cotidiana, pelo calor e a luz das lâmpadas ou o girar dos motores elétricos, ou ainda pelo girar dos moinhos de vento, das velhas rodas d’água e modernas turbinas e seus geradores, respectivamente, consumidores (cargas) e produtores de uma potência que os engenheiros especialistas em sistemas de energia elétrica passaram a denominar de ATIVA, pois foram obrigados a criar duas outras categorias de energia e potência: a REATIVA e a APARENTE também conhecida como TOTAL ou COMPLEXA. Deixemos essa última de lado. Concentremo-nos na REATIVA.
A "voltagem", sobre cujo conceito e existência a maioria parece estar convencida ou apenas satisfeita, precisa ser controlada. Ela não pode variar ou flutuar muito. No verão de 1997/1998 os consumidores do Estado do Rio, além dos apagões, sentiram, pelos danos causados nos seus eletrodomésticos, os efeitos de "voltagens" muito altas ou muito baixas.
Ai entra a POTÊNCIA REATIVA. O suprimento ou o consumo dela por certos tipos de equipamento elétrico permite o controle da "voltagem" em intervalos de valores toleráveis pelas lâmpadas, geladeiras, máquinas de lavar, aparelhos de ar condicionado ou deTV, computadores domésticos, etc . Esses equipamentos que fornecem ou consomem potência reativa, podem ser os próprios geradores das usinas elétricas ou outros tipos girantes ou estáticos instalados em diversos pontos da rede elétrica, desde o que chamaríamos de atacado grandes usinas geradoras e subestações da denominada malha de transmissão em alta e extra alta "voltagem" até o semi atacado das redes de distribuição em média "voltagem" que o público vê nos postes ao longo das ruas ou sabe existir em dutos e câmaras subterrâneas . Enfim, equipamentos que se encarregam de fazer ou prover o que o especialista chama pelos nomes genéricos de COMPENSAÇÃO REATIVA ou SUPORTE REATIVO, com o conseqüente controle de níveis satisfatórios de "voltagem" ao longo de toda a rede elétrica, até as chaves, disjuntores, interruptores e tomadas de 220 ou 127 volt da casa de cada um de nós.
Só resta informar mais o seguinte:
– Foi estabelecida uma unidade especial para a potência reativa. O VOLT-AMPÈRE-REATIVO (VAR) ou, por exemplo, seu múltiplo QUILOVOLT-AMPÈRE-REATIVO (KVAR). A unidade da potência ativa, com a qual o não especialista está mais familiarizado, é o watt (w) ou seus múltiplos quilowatt (Kw), o megawatt (Mw), o gigawatt (Gw).
– Em sistemas, como o brasileiro por exemplo, em que preponderam usinas hidrelétricas localizadas em pontos afastados do centros de consumo, aos quais são ligadas por longas linhas de transmissão em alta, extra ou ultra alta " voltagem", os geradores daquelas usinas não são especificados e projetados para gerarem as necessidades de VAR do sistema, mas somente uma pequena parte dela. Em outras palavras, grandes quantidades de potência reativa não devem ser transmitidas pela rede de "linhões". Esses "linhões", aliás não estranhem os não especialistas – são eles próprios consumidores mas também fornecedores de quantidades substanciais de VAR. Essa última característica causa elevações indevidas da "voltagem" da rede quando nela estiverem transitando baixas quantidades de watt, nas madrugadas por exemplo – isto é, em períodos que o especialista chama de "carga leve" – caso não fossem instalados equipamentos nas subestações intermediárias e terminais dos "linhões" que cuidassem de consumir VAR. Também podem ser instalados equipamentos supridores de VAR nas subestações intermediárias e terminais dos "linhões" para cuidar da manutenção de níveis adequados de "voltagem", quando a rede estiver operando com elevada quantidade de watt ("carga pesada") ou para evitar elevações bruscas de "voltagem" quando ocorrerem desligamentos manuais ou automáticos de cargas ou dos "linhões".
– Os consumidores, sobretudo os industriais, estão cientes que o "índice" ou "número" que os especialistas denominam de "fator de potência" tem tudo a ver com o suporte de VAR. Um consumidor ou uma máquina que opera com "fator de potência" igual a um (1,0), significa que, nessas condições de operação, consome watt, mas zero VAR. Voltaremos a esse tópico ainda neste texto.
Resumindo: a quantidade e a localização do suporte de VAR nas longas redes de alta, extra ou ultra alta "voltagem", que ligam as usinas afastadas aos centros de consumo, devem ser dimensionadas para atender exclusivamente o controle de "voltagem" e outras necessidades operacionais nessa parte da rede. Nas redes das áreas consumidoras (empresas distribuidoras) devem ser instalados os equipamentos de suporte de VAR que cuidarão do controle de "voltagem" nessas áreas, obedecendo como regra básica : o fornecimento de VAR deve ser providenciado o mais próximo possível dos pontos de consumo, haja visto o fato da maioria das máquinas consumidoras de energia elétrica, usadas na industria, no comércio ou nos domicílios, serem consumidoras, umas mais outras menos, de VAR (além de watt é óbvio). Os aparelhos de ar condicionado domésticos, nos períodos em que operam com o compressor desligado pelo termostato, consomem pouco watt e muitos VAR. Isto é, operam com "fator de potência" muito baixo (algo como 0,2 0 ou 0,30).
Com muita freqüência os consumidores industriais e os grandes prédios comerciais são obrigados a instalar equipamentos que supram parte das suas necessidades em VAR – ou elevar seu "fator de potência" para níveis, por exemplo, de 0,90 a 0,95 liberando a empresa concessionária desse encargo. Para tal, incentivos por via tarifária são dados a esses consumidores.
Em outras palavras, empresas como Furnas Centrais Elétricas S.A., responsável por geração, transmissão e suprimento às concessionárias de distribuição, cuidaria de investir no suporte do VAR necessário exclusivamente a boa operação da sua rede de alta, extra ou ultra alta "voltagem", ficando sempre aos cuidados da LIGHT e da CERJ, a partir das subestações de interligação do seu sistema com Furnas, o investimento em todas as necessidades (salvo aquelas, a cargo dos consumidores) daquele suporte para o eficaz controle de "voltagem" nas suas redes.
Terminamos reiterando que a tentativa, de levar ao público não especialista explicações absolutamente simples, completas e didáticas sobre complicados fenômenos científicos e técnicos, é importante somente enquanto permita a esse público exercer um crescente controle democrático das entidades e empresas prestadoras de serviço público.
