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Universidade Potiguar Engenharia Civil SISTEMA ELÉTRICO SUBTERRÂNEO Beatriz Peixoto Bezerra Limoeiro do Norte - Ce 2021 Beatriz Peixoto Bezerra SISTEMA ELÉTRICO SUBTERRÂNEO Pré projeto de Trabalho de Conclusão de Curso apresentado na faculdade de Engenharia Civil da UnP como requisito básico para a conclusão do Curso de Engenharia Civil. Orientador (a): Marcel Alves de Almeida Limoeiro do Norte - Ce 2021 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Rede Convencional Aérea ........................................................................ 14 Figura 2 – Sistema de Rede de Distribuição Subterrânea ......................................... 15 Figura 3 – Enterramento da rede de distribuição – infraestruturas ............................ 16 Figura 4 – Câmara transformadora subterrânea ....................................................... 18 Figura 5 – caixa de inspeção ..................................................................................... 19 Figura 6 – Caixa de passagem .................................................................................. 19 Figura 7 – Banco de condutos ................................................................................... 20 Figura 8 – Infraestrutura padrão da Rede Subterrânea ............................................. 22 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 5 2 OBJETIVOS ................................................................................................... 6 3 REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................. 7 3.1 A Eletricidade .............................................................................................. 7 3.1.1 História ................................................................................................... 7 3.1.2 Sistemas Elétricos ................................................................................ 9 3.2 O Sistema Elétrico Subterrâneo ................................................................ 11 4 METODOLOGIA .......................................................................................... 15 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................... 15 6 CONCLUSÃO .............................................................................................. 22 7 REFERÊNCIAS ............................................................................................ 24 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810308 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810309 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810310 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810311 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810312 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810313 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810314 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810315 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810316 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810317 file:///C:/Users/Particular/Downloads/Trabalho%20de%20Conclusao%20de%20Curso%2025.06.21%20(2)%20(1).docx%23_Toc75810318 1 INTRODUÇÃO As fontes de energia utilizadas no mundo são originadas de processos de transformação que induzem a geração da eletricidade, essas transformações advêm das seguintes formas: energia mecânica, através de turbinas hidráulicas; energia solar, por meio de células fotovoltaicas; aplicação do calor do sol, através de combustão, energia geotérmica ou fissão nuclear; e ainda transformação por reações químicas, por meio de células de combustíveis. As fontes citadas podem ser classificadas como renováveis e não renováveis, de acordo com a sua capacidade de reposição, as renováveis são aquelas, cuja oferta é maior do que a demanda, e as não renováveis são aquelas com mais facilidade de acabar, em face da velocidade do seu uso (REIS, 2011). De forma genérica, existem três tipos de fontes naturais para a geração de eletricidade, quais sejam: fóssil, hídrica e nuclear, algumas possuem recursos limitados, o que fez com que diversos países buscassem fontes alternativas, ou seja, outras fontes que não fossem baseadas em fósseis ou reação nuclear. Nesse contexto, emergiu a eletricidade através da ação do vento, do sol, fontes geotérmicas, de biomassa, sendo chamada de energia “verde”, por utilizar fontes renováveis (PINTO, 2018). A importância da eletricidade para a humanidade é tamanha que ela é considerada um importante fator de desenvolvimento para um país, pois, possibilita maiores oportunidades de acesso a diversos serviços para os indivíduos. Sem eletricidade, uma região não se desenvolve plenamente, assim como sua população tem acesso aos serviços básicos fundamentais para uma boa qualidade de vida, com saúde, educação e saneamento. Desse modo, existem grandes desigualdades no que tange ao consumo energético entre os países desenvolvidos e os subdesenvolvidos, seguindo o mesmo parâmetro da distribuição de renda (REIS, 2011). Da fonte até o consumo humano, a energia elétrica realiza um itinerário que envolve os sistemas de transmissão e de distribuição, a transmissão corresponde aos centros de geração, que se localizam em locais distantes dos locais de consumo, em face da sua natureza ou economia de escala. A distribuição é o estágio pelo qual passa a eletricidade, envolvendo os níveis de tensão, os seus níveis abrangem os circuitos alimentadores do consumidor final, seja indústria de pequeno porte (rede primária) ou residência (rede secundária). No primeiro caso, os níveis de distribuição, no Brasil, são 34,5 kV, 69 kV, 88 kV e 138 kV. No Brasil, são mais usados 13,8 e 23 kV na rede primária e 110 a 380 V na rede secundária (REIS, 2014). Dentre os Sistemas de Distribuição de Energia Elétrica (SDEE), a utilização do sistema subterrâneo tem sido intensificada, devido aos seus benefícios, que compreendem: maior segurança do que o sistema aéreo diante de eventos meteorológicos, possuindo menor probabilidade de serem impactados por trovoadas e raios, não são vulneráveis à existência de árvores, são favoráveis ao meio ambiente e demandam baixa manutenção. Contudo, apresenta alguns desafios, como um alto custo em relação às linhas aéreas, mais possibilidade de danos permanentes e a dificuldade de encontrar faltas, entretanto, a solução destes problemas tem acompanhado a evolução do sistema de distribuição de eletricidade subterrâneo (HERRERA-OROZCO, 2017). É reconhecida, assim, a importância do sistema subterrâneo, como também as suas falhas, as quais estão em constante processo de estudo, visando a sua reversão, por isso, no decorrer deste texto serão apresentadas diversas perspectivas para a melhoria das condições desse sistema, tanto em nível residencial, quanto industrial. 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral Analisar os critérios para projetos de rede de distribuição de energia elétrica subterrânea, levando em consideração questões econômicase estéticas para atendimento residencial, que preservam os requisitos de segurança no fornecimento de energia elétrica. 2.2 Objetivos Específicos • Explicar sobre a eletricidade; • Caracterizar o sistema elétrico subterrâneo; • Conceituar economia e estética; • Discutir acerca dos critérios de economia e estética no fornecimento da energia elétrica de forma subterrânea. 3 REFERENCIAL TEÓRICO 3.1 A Eletricidade 3.1.1 História A energia tem acompanhado a humanidade desde a antiguidade, com um crescimento populacional intensificado. Cerca de 4000 a. c. as pessoas começaram a criar formas de geração de energia, os povos da Ásia se apropriaram de solos férteis, outros povos se apropriaram de vales aluviais, utilizando os vegetais para converter energia, através da cultura de irrigação de cereais. No Egito, a população criou bacias de retenção com vistas a ampliar as terras alagáveis. O vento foi um recurso utilizado no antigo império como conversos energético por meio de barcos à vela na navegação (FARIAS; SELLITTO, 2011). A verificação que deu origem à ciência da eletricidade foi realizada pelos filósofos gregos, dentre eles Thales de Miletus, que no ano 600 a.c. descobriram que ao friccionar uma pedra de âmbar a um pedaço de lã ou pele, a pedra adquiria a propriedade de atração, derivando daí a palavra elétron, que vem de elektron (âmbar, em grego). Outra constatação foi de que magnetitas, que eram pedras localizadas na Ásia menor, atraiam o ferro ao serem esfregados, iniciando a ciência do magnetismo, esta foi utilizada na Arábia e na China no século XII, como bússolas nas navegações (OKA, 2000). Em 1269, Pierre de Maricourt descobriu o que denominou de “linhas de força”, através de um experimento com agulha magnetizada, chamando as regiões de conversão dessas linhas de polos. Em 1600, William Gilbert distinguiu os acontecimentos elétricos daqueles magnéticos, em um feito inédito, cunhando o conceito de eletricidade, sendo oriundo de “elektron”, ele ainda afirmou que a decorrência elétrica não ocorre somente do âmbar, mas, também de outras substâncias. na metade do século XVII, a constatação de propriedades magnéticas derivadas de relâmpagos, indicaram uma convergência entre o magnetismo e a eletricidade (OKA, 2000). Ornellas, 2006, coloca que o século XIX é um marco no entendimento do conceito de energia e dos campos magnético e elétrico, existindo uma unificação dos fenômenos. Em 1832, Carnot, ao descrever as experiências com sua máquina, compreende a energia relacionada ao fluido calórico e à energia mecânica determinada. Para responder a essa dúvida e pôr em cheque a teoria do calórico, era necessário se determinar o equivalente mecânico do calor, o que foi realizado 1842 pelo médico alemão Júlio Robert Mayer, o que deixava evidente, com boa aproximação, a relação do calor com o trabalho realizado ou variação da energia potencial. Em 1843 o físico inglês James Prescott Joule apresentou na Reunião da Associação Britânica para o Progresso da Ciência a primeira medição do J, relacionando o calor gerado pela corrente elétrica introduzida por indução eletromagnética com o trabalho realizado para movimentar a máquina geradora, ficando estabelecido o equivalente mecânico e o equivalente elétrico do calor. (...) As comprovações experimentais de Mayer e Joule abrem caminho (encontravam-se a um passo) para qualquer um dos grandes físicos que trabalhavam nessa linha de pesquisa formalizar uma lei geral de conservação para a “energia” (ORNELLAS, 2006, P. 21). A evolução da geração de energia se deu especialmente com a revolução industrial, quando teve início a era dos combustíveis derivados de fósseis, o primeiro a ser utilizado em grande escala foi o carvão mineral, substituindo a lenha, para a combustão direta e produção de vapor nos maquinários industriais. Após a metade do século XIX o carvão cede lugar para o petróleo, combustível fóssil, que até então era coletado somente na superfície da terra, pois Edwin Drake descobriu este elemento a uma profundidade de 21 metros (FARIAS; SELLITTO, 2011). A eletricidade foi introduzida à humanidade da forma como hoje é conhecida, inicialmente na área das comunicações, através do telégrafo e do telefone elétrico. Em 1882, Thomas Edison fez usinas para geração de corrente contínua, visando atender aos sistemas de iluminação, a primeira difusão de energia elétrica por via alternada foi realizada em 1886, por George Westhinghouse, esta corrente alternada, associada com os sistemas polifásicos de Nikola Tesla, e ainda com o transformador desenvolvido por Willian Stanley, possibilitaram a transmissão para locais distantes e para o uso doméstico da eletricidade (FARIAS; SELLITTO, 2011). É no final do século XIX que ocorre o uso da energia elétrica de modo comercial, quando houve o uso de lâmpadas a arco para iluminação pública, através da primeira central de produção dessa energia em 1881. Esta estação utilizava água na geração de corrente alternada, que abastecia sete lâmpadas de 250 V, além de 34 lâmpadas incandescentes de 40 V. A Edison Electric Company gerou em 1882, eletricidade através de geradores de corrente contínua, ativados por motores a vapor, ofertando potência de 30 KW em 110 V, para áreas de até 1,5 Km de distância (PINTO, 2018). A distância era o maior problema, dado que a corrente contínua não era alterada para valores necessários para reduzir perdas de carga no procedimento de transmissão, sendo preciso condutores que tivessem bitolas maiores, sendo inviável ampliar a distância, sem que fossem feitas novas centrais próximas entre si. A solução se deu através de um meio definitivo, denominado: transformador, criado por Lucien Gaulard e John Dixon Gibbs, funcionando com apenas um gerador de corrente alternada, por cerca de 40Km de uma estrada (PINTO, 2018). Nesta época, a participação do Brasil nesse contexto era inexpressiva, aumentando somente com o processo de industrialização no país, a concentração populacional em centros urbanos e a ascensão da classe média. No início do século XX aumentou o número de usinas hidroelétricas no Brasil, associadas na maior parte às regiões industriais. Na metade do século, ampliou-se a quantidade dessas usinas, com vistas a reduzir os custos com instalação e geração. Observa-se no país, uma predominância do sistema hidroelétrico, seguido pela termoelétrica, com derivados de cana-de-acúcar, há também uma centralização do processo de distribuição de energia elétrica pelo Sistema Interligado Nacional (SIN) (NETO, 2012). Na atualidade, a energia elétrica é considerada essencial para o desenvolvimento dos países, sendo responsável por cerca de um terço da utilização de energia primária no mundo (FARIAS; SELLITTO, 2011). 3.1.2 Sistemas Elétricos Um sistema elétrico de potência possui o papel principal de prover os consumidores com a energia que eles precisam a todo momento com qualidade, para tanto, são necessários alguns requisitos como: produção, que se caracteriza pela atividade de conversão de energia de algum tipo, por energia elétrica, esta produção pode ser: térmica, solar, eólica ou hidráulica, esta última é a mais utilizada no Brasil, com uma tensão de 13,8 kV; outro critério é o de transporte de grandes quantidades de energia, especialmente nos centros de geração afastados das cidades, contando com linhas de transmissão com capacidade para transportes de blocos maiores de energia (ROBBA et al., 2020). Ainda acerca dos quesitos dos sistemas de potência, há o de suprimento de grandes consumidores, papel esse realizado pelo sistema de sub transmissão, o qual opera com tensão entre 34,5 a 138 kV, como este é desenvolvido em grandes áreas populacionais, existe a necessidade de utilização e cabos subterrâneos, sendo suprido por sistema de transmissão por subestações complementares;por fim, o suprimento de pequenos consumidores, oriundo da rede de distribuição primária, abastecendo ainda comércios e indústrias de pequeno porte, com tensão de em média 127 a 440 V (ROBBA et al., 2020). No que concerne à transmissão, esta, se associa ao transporte da energia necessária por longas distâncias, caracterizada por linhas de transmissão, através de torres e condutos. Desenvolve-se assim, os sistemas de distribuição, com a missão de levar a energia elétrica do ponto de transmissão até os consumidores, sejam residências ou indústrias. Todo esse sistema, demanda um planejamento que envolve um cronograma de criação de centrais que possam ser eficientes no atendimento, considerando as possíveis incertezas que envolvam o contexto de localização, de forma a aproveitar da melhor maneira as características da localidade. Por isso são necessárias grandes interligações entre os sistemas, unindo centrais e cargas, o que deve ser realizado de maneira segura, econômica e confiável (REIS, 2011). A confiabilidade conferida aos sistemas de distribuição é medida por indicadores de continuidade da distribuição de energia elétrica: A Duração Equivalente de Interrupção (DEC), caracterizada pelas horas e centésimos de horas e a Frequência Equivalente de Interrupção (FEC), caracterizada por número de interrupções e centésimo do número de interrupções (CORREIA, 2016). A expressão matemática que simboliza o valor do DEC, segundo a ANEEL é: DEC = Duração Equivalente de Interrupção por consumidor (h ou ℎ−2); n = número de interrupções no período de observação; i = contador de número de interrupções, variando de 1 a n; Ca(i) = número de consumidores atingidos na interrupção; t(i) = tempo de duração da interrupção (h); C(s) = número total de consumidores do conjunto considerado (LIMA, 2016, p. 14). A expressão matemática que simboliza o valor do DEC, segundo a ANEEL é: n = número de interrupções no período de observação; i = contador de número de interrupções, variando de 1 a n; Ca(i) = número de consumidores atingidos na interrupção; C(s) = número total de consumidores do conjunto considerado (LIMA, 2016, p. 15). 3.2 O Sistema Elétrico Subterrâneo Azevedo (2010), explica que os sistemas de distribuição, inicialmente, atuavam em corrente contínua, ou seja, a tensão era a mesma desde a geração até a entrega para o consumo, posteriormente, sua operacionalização passou a ser em corrente alternada, com uma atuação de maior tensão. Esse processo associado à implantação de transformadores de distribuição nos postes, contribuíram para o transporte de maiores cargas de energia elétrica até seus consumidores. As redes de distribuição possuem linhas, classificadas como de alta, média e baixa tensão, as de alta tensão operam com níveis igual ou maior que 230 kV, as de média e baixa tensão operam com nível inferior a este. Estas últimas são tipificadas da seguinte forma: a linha média de redes primárias, as quais atuam com tensões entre 2,3 a 44 kV, possuindo três fios condutores aéreos, amparados através de cruzetas em postes. A linha de baixa tensão é de redes secundárias, que atuam com tensões entre 110 a 440 V, utilizando também os postes das redes primárias, mas em uma altura menor, conduzindo a energia elétrica pelas redes secundárias por ramais de ligação personalizados (LIMA, 2016). A energia elétrica por vias aéreas, possui um vasto aparelhamento, com postes, conectores, fios, transformadores, isoladores, dentre outros, o que fez com que outras formas de condução de energia fossem pensadas, ainda no final do século XIX, tendo em vista uma desorganização no aparelhamento das redes aéreas. Após a metade do século XX, o âmbito da distribuição dessa energia no Brasil era majoritariamente realizado por empresas estatais, não havendo assim, concorrência empresarial (AZEVEDO, 2010). Observa-se a rede aérea na Figura 1. Figura 1 - Rede Convencional Aérea. Fonte: Nakaguishi; Hermes (2011, p. 24). Desse modo, as próprias empresas começaram a estabelecer critérios próprios para aquisições de sistemas aéreos, bem como dos sistemas subterrâneos. Os critérios definidos eram baseados pela quantidade de atendimento do local ou pelas distâncias de alcance de energia, sendo ampliadas sempre que necessário, este último foi o sistema utilizado na construção de Brasília. No entanto, o Brasil possui menos de 2% do total das redes de baixa e média tensão distribuídas dessa forma, e sua ampliação na atualidade se dá especialmente por meio de solicitação de prefeituras, visando a revitalização urbana, em empreendimentos de edificação de condomínios residenciais e áreas comerciais, visando criar um diferencial (AZEVEDO, 2010). O crescimento das redes subterrâneas é proporcional ao crescimento urbano, pois acarreta a melhoria de distribuição de um elemento essencial para a qualidade de vida das pessoas, de forma que cause a menor interferência possível no cotidiano das mesmas (CORREIA, 2016). Lima (2016), acrescenta que os benefícios da rede subterrânea atingem além da população, também a distribuidora de energia, pois, a sua estética acarreta impactos positivos para a reurbanização de grades centros. Existem algumas variáveis importantes quando se trata da construção de redes subterrâneas para condução de energia elétrica, como: a área projetada, o tipo de consumidor, a densidade da carga, o tipo de solo, de pavimento, o clima, o trânsito e as atividades típicas da localidade. No planejamento dessa forma de transmissão de energia elétrica ainda devem ser considerados: as conexões, instalações, a proteção e os métodos de manutenção. É chamada de faixa de ocupação dos sistemas subterrâneos a área das galerias, determinadas pelos pontos de fixação dos dutos e do aparelhamento necessário (CORREIA, 2016). A Figura 2 apresenta um exemplo de uma rede subterrânea de energia elétrica. Figura 2 – Sistema de Rede de Distribuição Subterrânea Fonte: Revista O Setor Elétrico apud Lima (2016, p. 13). A instalação desse tipo de rede, se dá através de túneis ou dutos, os quais devem ser rígidos em PEAD, com a parte interna lisa e externa, anelada. Para a proteção dos cabos, o material é de suma importância, no Brasil, por exemplo já houveram quatro alterações: inicialmente se utilizou cabos com óleo fluido, depois a gás, posteriormente em polietileno, e atualmente composto extrudado de polietileno termofixo (CORREIA, 2016). As classificações das redes subterrâneas são: semienterradas, quando apenas os cabos são enterrados e os equipamentos são acomodados sobre o solo, método utilizado em casos em que há bastante espaço físico para a colocação de cabines e painéis que comportam transformadores e outros acessórios. A outra classificação é a totalmente enterrada, quando a carga de energia elétrica necessária é de alta densidade, e as redes aéreas são contraindicadas, esse tipo de rede subterrânea se caracteriza pela total submersão dos cabos e dos demais equipamentos (LIMA, 2016). Tal como se observa na figura 3. Figura 3 – Enterramento da rede de distribuição – infraestruturas Fonte: Azevedo e Reis, 2014 apud Correia (2016, p. 30) Os equipamentos necessários para o sistema subterrâneo são as câmaras de transformação, as caixas de inspeção e de passagem e os dutos para a fiação na área subterrânea. No interior das caixas de transformação há as chaves de seccionamento e os protetores de network, essas caixas são feitas de concreto armado, são instaladas em vias públicas, com tampas para averiguação e acesso. As caixas de inspeção se localizam no subsolo, sendo utilizadas para melhorar a condução dos fios, e as caixas de passagem possibilitam a ramificação dos fios, para o atendimento final aos clientes. Os sistemas de enterramento são de dois tipos: rede radial, a qual tem uma linha principal colocadas fontes às cargas, interligando assim os circuitos de igual tensão. O tipo reticulado ou network, possui diversos circuitos de tensão média, com o papel de abastecer os transformadores de distribuição (LIMA, 2016). 4 METODOLOGIA Este estudo foi realizado através de pesquisa bibliográfica, em que foram utilizadas fontes como periódicos eletrônicos e livros para a coleta dos dados necessários para a pesquisa. As bases de dados pesquisadas foram: Google acadêmico e Scientific Electronic Library Online (SCIELO), através das palavras- chave: redes; subterrâneas; energia elétrica; custos e estética. Foram encontradas 6664 publicações, destas, através da leitura do título, foram selecionadas 10 para a leitura do texto completo, ao final, 11 foram escolhidas para contemplar a construção dos resultados desta pesquisa, bem como a sua discussão. Os critérios de inclusão correspondem ao período de publicação, foram consideradas aquelas publicadas nos dez últimos anos, ou seja, entre 2011 e 2021, também aquelas que contemplassem as palavras chave, e no idioma português do Brasil. Por outro lado, eram excluídas aquelas publicações que não tratassem acerca das redes de distribuição de energia elétrica subterrânea considerando os aspectos econômicos e estéticos da mesma, e sim, de outros aspectos. 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO A rede de distribuição de energia elétrica subterrânea possui um alto custo para a sua implantação, superior ao custo da rede aérea, especialmente pelos gastos com a construção civil, os quais comprometem 70% do orçamento do projeto, o restante é utilizado no projeto elétrico, esse alto custo desfavorece este sistema, além de tornar a sua efetivação inviável em alguns locais (TAVARES, 2019). Segundo Correia (2016), a proteção dos equipamentos necessários para a distribuição de energia elétrica é o que mais faz os países aumentarem suas demandas pela instalação subterrânea. O Brasil é um país tropical, que recebe eventos como tempestades e raios, o que oferece riscos à rede do tipo aérea, tendo em vista a ocorrência de queda de árvores e outras intercorrências prejudiciais ao sistema elétrico. Por outro lado, a rede enterrada deve ser instalada levando em consideração a existência de árvores e suas dimensões, porque suas raízes podem oferecer riscos à rede. Nesse sentido, Souza e Martins (2014), ressaltam que nos casos em que houver conflito entre a arborização local e a rede subterrânea de energia elétrica, sejam buscadas alternativas de engenharia, dentre as quais: redes protegidas, isoladas ou compactas, possibilitando assim uma convivência harmônica entre ambas, tendo em vista a importância tanto da arborização como a distribuição de energia elétrica. A sua infraestrutura deve proteger todos os equipamentos que comportam a rede de transmissão de energia elétrica, por isso o padrão de construção das obras é elevado, o que contribui para a qualidade do serviço prestado à população, o planejamento das obras deve se basear em normas específicas. Os componentes mais usados no tipo de infraestrutura totalmente enterrada são: câmaras transformadoras subterrâneas (Figura 4), caixas de inspeção (Figura 5), caixas de passagens (Figura 6) e bancos de dutos (Figura 7) (TAVARES, 2019). Figura 4 – Câmara transformadora subterrânea Fonte: Copel (2010, p. 20), apud Tavares (2019, p. 61). 19 Figura 5 – caixa de inspeção Fonte: Gomes; Inácio, (2018) apud Tavares (2019, p. 64). Figura 6 – Caixa de passagem Fonte: Gomes e Inácio; Urtado5, (2018, p. 50) apud Tavares (2019, p. 65). Figura 7 – Banco de condutos Fonte: Manual CPFL energia (2016, p. 27), apud Tavares (2019, p. 66). De acordo com Nakaguishi e Hermes (2011), no que tange à infraestrutura civil, algumas etapas devem ser observadas: pesquisas de mercado, estudos preliminares, características da região, estimativa da demanda, planejamento de calçadas e acessibilidade, de iluminação pública, de trânsito, de infraestrutura urbana, de projetos já existentes, de enterramento, fiscalização e gestão de obras e execução do projeto. Nesse sentido, é importante uma análise geológica da região, como exemplo, cita-se a cidade de Quixadá, no Estado do Ceará, Brasil, em que, segundo Gomes (2019), existe uma prevalência de rochas, caracterizadas por gnaisses migmatíticos e granitos. Esse fato seria um obstáculo considerável para a viabilidade do sistema subterrâneo de rede elétrica. A correta obediência às observações citadas garante que a instalação subterrânea seja realizada da forma mais segura possível, sendo fundamentais para que sejam evitados transtornos à população da região beneficiada. Outras orientações devem ser seguidas, como o dimensionamento dos condutores para as piores situações possíveis, ou seja, a instalação dos condutores de forma que possam resistir a qualquer interferência, sem que deixe de transmitir energia elétrica, devendo para tanto, ser considerado os cálculos de curto circuito e, se for necessário, a alteração da bitola de blindagem do condutor (NAKAGUISHI; HERMES, 2011). Rigoni (2016), complementa que a rede subterrânea raramente apresenta problemas, se a instalação for realizada seguindo todos os critérios, os equipamentos ficam protegidos contra eventos climáticos, sendo feitas as manutenções preventivas, por meio visual ou instrumental. ntercorrências que são possíveis dizem respeito à presença de fogo ou fumaça nas câmaras, em face da sobrecarga de algum aparelho ou curto circuito, para tanto, os cabos de baixa tensão são programados para se romperem em casos assim. Outra possível interferência na continuidade da transmissão de energia elétrica da rede subterrânea é o deslocamento das tampas das câmaras, devido às explosões internas. Cambraia (2018), salienta que existem ainda como um aspecto negativo, a interferência humana com o roubo de cabos, o que pode ser evitado com a instalação de sistemas de controle como caixas de automação e comunicação, tecnologia que contribui com a eficiência da continuidade de distribuição elétrica, através do monitoramento à distância dos movimentos realizados pelas caixas transformadoras, inclusive a abertura de tampas. Fernandes (2018), complementa ao afirmar a necessidade de uma ventilação interna nas câmaras, para a manutenção da temperatura do ambiente, além de um sistema de drenagem interno para reduzir os riscos de acúmulo de água, tudo isso com vistas a garantir o bom funcionamento da rede. No entanto, a forma subterrânea de alguma forma, por si só protege os equipamentos do aquecimentos que teriam na forma exposta. Entretanto, a longo prazo a rede subterrânea apresenta custos menores no que tange a manutenções, isso se dá principalmente porque a fiação elétrica fica protegida de intercorrências decorrentes do clima, dessa forma, a continuidade do fornecimento de energia elétrica se torna mais eficiente com este tipo de distribuição. Isso se evidencia pelo fato de que países que implantaram esta rede há mais de um século, na atualidade possuem retornos de monta no que concerne aos âmbitos elétrico, do turismo e paisagismo (TAVARES, 2019). Diante do exposto, observa-se que, o fato de que as falhas da rede subterrânea são raras, coloca este sistema como de melhor viabilidade, em relação aos altos custos iniciais, tendo em vista que sua durabilidade e qualidade são superiores. Do mesmo modo, as poucas manutenções também não elevam tanto os custos quando comparado com as manutenções que necessita a rede aérea. Correia (2016), observa que o desenvolvimento de novas tecnologias no ramo da construção civil, acarretam uma tendência de redução na diferença de custos entre a rede subterrânea e a rede aérea. Contudo, deve se atentar para a permanência do nível de confiabilidade exigidos desses sistemas. Para Cavalcante (2018), alguns investidores tendem a optarpor redes mistas, em que alguns elementos são enterrados, outros não, neste processo, a rede de média tensão, os pontos de transformação e de proteção são aéreos, enquanto a rede de baixa tensão é instalada de modo subterrâneo, isso reduz os custos iniciais em 40%. Fernandes (2018), salienta que os custos da rede aérea convencional relacionados à rede subterrânea são sete vezes inferiores, contudo, estas duas redes possuem um problema em comum, que diz respeito à indisponibilidade de efetivação, devido regiões com altas densidades de cargas e espaço inviável para tal, assim, uma alternativa viável seria a colocação de equipamentos sobre o solo, e outra parte de forma subterrânea. Isso porque a maior parte dos motivos de manutenção na rede subterrânea dizem respeito aos equipamentos enterrados, cuja proteção é a parte que mais demanda gastos, por isso, uma rede mista ainda reduziria os custos iniciais. Assim, os gastos iniciais correspondem em grande parte à proteção da fiação e dos equipamentos, geralmente por estruturas feitas de concreto que sustentam essa proteção de forma segura. Considera-se que os altos custos iniciais são justificados pela alta qualidade da rede subterrânea, devido às suas raras falhas. Existem mais de um padrão de construção para esta rede, a Figura 8 apresenta um desses tipos. Figura 8 – Infraestrutura padrão da Rede Subterrânea Fonte: Nakaguishi; Hermes (2011, p. 43). Neste modelo padrão, a câmara transformadora encontra-se enterrada, possuindo um sistema de ventilação, ao lado, interligada através de cabos, tem a caixa de inspeção, seguida pela caixa de passagem, ambas enterradas. Um dos principais pontos benéficos da rede subterrânea se trata da estética, pois, por meio do enterramento dos equipamentos de distribuição de energia elétrica, é possível revitalizar a paisagem local, com a reconstrução de calçadas, de espaços vegetativos, colocação de luzes ornamentais e desobstrução de entradas de espaços públicos. Outro ponto positivo dessa rede é a possibilidade de preservação dos atributos originais das localidades beneficiadas. esse processo culmina no avanço estético da região, ampliando a valorização dos prédios e residências, mas também aumento de impostos pelas prefeituras. Entretanto, a estética é o ponto mais discutido quando na implantação da rede subterrânea em áreas urbanizadas, pois a existência dos equipamentos utilizados para a transmissão de energia elétrica expostos impacta o visual da região (CORREIA, 2016). De acordo com Lima (2016), a poluição visual decorrente da exposição excessiva de fios e postes retira da população a estética original da localização, além de excluir das mesas o direito ao espaço e à harmonia da paisagem, esses problemas podem ser solucionados com o enterramento dos equipamentos de transmissão de energia elétrica. O resultado é uma melhoria da qualidade de vida da população tanto física quanto psicológica. Caputo (2016), acrescenta que as redes subterrâneas se justificam especialmente em locais com grande exposição de equipamentos de transmissão de energia elétrica aérea, onde os aspectos estéticos precisam ser considerados, se encaixam nestas características cidades históricas, pontos turísticos, loteamentos e residenciais, além de bairros com população predominantemente de renda elevada. Um exemplo recente de instalação de redes subterrâneas é a Rua Oscar Freire, no Estado de São Paulo, o projeto abrangeu cerca de 750 m, utilizando aproximadamente 9 km de cabos, 10 transformadores e a mesma quantidade de câmaras transformadores. A estrutura se apresentou complexa, devido o reduzido espaço, o intenso tráfego e reclamação dos vizinhos em face dos barulhos decorrentes das obras, o tempo levado foi de um ano para conclusão, tendo um custo de R$ 8,5 milhões, em que pouco mais da metade do valor foi coberto pela prefeitura (NAKAGUISHI; HERMES, 2011). A Figura 9 mostra o antes e o depois das obras. Figura 9 – Rua Oscar Freire em São Paulo antes e depois da instalação da rede subterrânea de energia elétrica Fonte: Nakaguishi; Hermes (2011, p. 17). Nestas imagens, observa-se a distinção entre a grande exposição de fiação elétrica e a sua posterior organização, realizada através de um sistema subterrâneo, isso só demonstra as constatações dos estudos anteriores que afirmam a melhoria da estética local com essa rede. 6 CONCLUSÃO A evolução da energia elétrica acarretou um desenvolvimento que permite que na atualidade exista uma variedade de tipos de geração e distribuição dessa energia, os estudos da humanidade fizeram esse elemento se tornar básico para os seres humanos, que se tornasse um elemento fundamental para o desenvolvimento de um país, isso se evidencia pela informação de que os países mais desenvolvidos costumam gastar mais com energia elétrica no mundo. Da mesma forma, a evolução da energia elétrica acompanha a evolução da humanidade no que tange à melhoria da qualidade de vida das pessoas, e esse ponto é considerado na hora de se realizar os planejamentos acerca da distribuição da energia, desde a sua geração até o seu consumidor final, seja uma residência ou indústria. Por isso, hoje, além dessa transmissão ser realizada de forma aérea, também pode ser feita de forma subterrânea, esse sistema possui desvantagens, como alto custo inicial e uma maior complexidade na averiguação e correção das falhas, quando comparado com a via aérea. Entretanto, suas vantagens são de suma importância, correspondendo na melhoria da paisagem, na preservação das características ambientais originais da localidade, possibilidade de uma melhor paisagem, especialmente em regiões de fluxo intenso de trânsito e pessoas, além de um menor número de manutenções, em face da sua característica de falhas serem raras. No entanto, alguns problemas são enfrentados pelos tipos de rede subterrânea e aérea, dentre eles, o pouco espaço para a instalação adequada da rede, especialmente quando a demanda de carga é intensa. Dessa forma, cada vez mais estão sendo consideradas tipos de transmissão mistas, o que torna o sistema mais seguro e viável. 7 REFERÊNCIAS AZEVEDO, Fernando Araujo de. Otimizaçao de rede de distribuiçao de energia elétrica subterrânea reticulada através de algoritmos genéticos. 2010. Disponível em: https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/handle/1884/24884/DISSERTACAO%20FERN ANDO%20AZEVEDO%202010.pdf?sequence=1&isAllowed=y Acesso em: 10 setembro 2021 CAPUTO, Rodrigo César. ESTUDO COMPARATIVO ENTRE LINHAS DE DISTRIBUIÇÃO AÉREA E LINHAS DE DISTRIBUIÇÃO SUBTERRÂNEAS. 2016. Disponível em: http://repositorio.unis.edu.br/bitstream/prefix/751/1/RODRIGO%20CAPUTO%20VER S%C3%83O%20FINAL.pdf Acesso em: 20 setembro 2021 CAMBRAIA, Mario Sergio. 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