Centro de Divulgação Científica e Cultural
PROFESSOR DA USP EXPLICA DETALHES SOBRE QUESTÕES ELÉTRICAS

O Dr. Délio Pereira Guerrini formou-se engenheiro na Escola de Engenharia de São Carlos e depois foi professor no Departamento de Engenharia Elétrica da própria EESC - USP. Ele tem uma enorme experiência em redes e sistemas elétricos e concedeu entrevista ao CDCC explicando detalhes de instalações elétricas que são alvo da curiosidade dos consumidores, principalmente agora que atravessamos uma crise no fornecimento de energia.

1. O que é corrente contínua? E alternada?
A corrente contínua é constante com o tempo. A alternada é variável. A mais comum é a alternada, de forma senoidal. Ela repete 60 ciclos completos por segundo isto é, sua freqüência é de 60 hertz, símbolo Hz.

2. Que equipamentos usam uma e outra?
A corrente contínua é utilizada em pilhas e acumuladores, motores, circuitos eletrônicos e outras aplicações especiais. A corrente alternada é usada em motores, geradores, transformadores, retificadores, instalações elétricas prediais e industriais.

3. É possível converter uma na outra?
Sim, é possível.

4. O que é tensão elétrica?
A diferença de potencial entre dois pontos é chamada tensão elétrica. Comparando-se com um sistema hidráulico, a pressão para elevar um líquido para um depósito em nível superior, seria a tensão e o escoamento do mesmo seria a corrente, dependente da pressão.

5. O que é potência elétrica? E trabalho elétrico?
É a potência desenvolvida quando se realiza, contínua e uniformemente, um trabalho de um joule, em cada segundo. A unidade de potência é o watt. O trabalho elétrico é o resultado de uma tensão em um circuito para manter uma corrente em um tempo determinado. Se a tensão for de um volt, a corrente de um ampère e o tempo um segundo, o trabalho será de um volt x ampère x segundo, isto é, um joule. Nos circuitos de corrente alternada essa unidade toma o nome de volt.ampère.segundo (VAs) quando se refere à energia aparente ou reativa, e watt.segundo (Ws) quando se refere à energia ativa. Se o tempo for expresso em hora e a potência em watt o trabalho será de um watt.hora ou 3600 joules. Um kWh é portanto igual a 3,600 kJ.

6. Qual o papel dos transformadores?
Um transformador serve para mudar valores de tensão ou corrente em um circuito de corrente alternada. Exemplo: A linha de 15kV alimentando um transformador para obter 127 V.

7. Qual a vantagem da rede de distribuição elétrica nas ruas ser de alta tensão?
A rede de distribuição é em média tensão, isto é, até 15 kV. Como a potência é o produto da tensão pela corrente, verifica-se que quanto maior a tensão, menor a corrente, para uma mesma potência alimentada. Quanto menor a corrente, menor a secção do condutor.

8. Os cabos de alta tensão exigem isolamento elétrico especial?
Depende de onde instalados. As linhas de alta tensão aéreas não têm qualquer isolação. Por exemplo o chamado linhão, que transporta energia de Itaipu em 600 kV em corrente contínua ou de 500 kV e 345 kV em corrente alternada, de S. Roque para São Paulo não tem isolação.

9. Para uso residencial, quais as vantagens de usar tensão de 110 volt ou 220 volt?
Praticamente nenhuma. Considerando a mesma carga, pode-se dimensionar circuitos em 220 V com condutores de menor bitola. Porém isso pode ser contra especificações de norma técnica e além disso a concessionária de energia tem norma própria para fornecer 127 ou 220 V. Por exemplo, casas populares só são alimentadas em 127 V.

10. É verdade que equipamentos que funcionam em 220 V são mais econômicos?
Não é verdade.

11. O que significa ser um consumidor monofásico, bifásico, trifásico ou multifásico?
Consumidor monofásico tem a entrada de energia em dois condutores, fase e neutro em 127 V.
O bifásico recebe alimentação por três condutores, duas fases e um neutro. Entre as duas fases tem-se 220 V. Entre qualquer das fases e o neutro, 127 V.
O trifásico recebe a alimentação por quatro condutores, três fases e um neutro. Entre quaisquer das fases tem-se 220 V. Entre qualquer fase e o neutro 127 V.
Os multifásicos são considerados outros sistemas, especiais, por exemplo o hexafásico e o octafásico.

12. As lâmpadas fluorescentes são mesmo econômicas?
São mais econômicas que as incandescentes. Como exemplo, uma lâmpada fluorescente de 20 W, luz do dia, tem um fluxo luminoso de 1060 lumens e uma incandescente normal de 40 W, no máximo 1.000 lumens.

13. O que significa o fator de potência destas lâmpadas?
Em uma primeira análise a luz, nessas lâmpadas, é produzida por descarga em gases. Para providenciar a tensão correta de funcionamento e limitar a corrente, deve-se utilizar reatores eletromagnéticos ou eletrônicos, em série com as mesmas. Esses reatores introduzem uma defasagem entre as senóides de tensão e de corrente. Por exemplo enquanto a de tensão está passando pela origem de um sistema de eixos coordenados, a de corrente está atrasada, alguns graus. Ao cosseno desse ângulo de defasagem entre a tensão e a corrente dá-se o nome de fator de potência.

14. As lâmpadas fluorescentes com rosca, que estão substituindo as incandescentes consomem exatamente a sua potência nominal?
Não. Como exemplo, uma lâmpada de 9 W, 127 V, 60 Hz, tem uma corrente de linha 0,18 A. As perdas, devido ao reator eletrônico são de 2,8 W a um fator de potência 0,5.

15. Como funcionam as lâmpadas a vapor de mercúrio e de sódio usadas na iluminação pública? Porque as de sódio são mais econômicas ?
Ligada a lâmpada, no tubo de ignição inicia-se uma descarga, pela ionização do argônio, entre o eletrodo de partida e o principal. Essa descarga vaporiza o mercúrio. O interior do bulbo fica altamente condutor estabelecendo-se a descarga entre os eletrodos principais. A radiação emitida é parte visível, verde amarelado, de cor desagradável, e parte ultravioleta. A pintura interna do bulbo, com materiais compostos excitáveis pelo ultravioleta, é quem faz a correção do espectro. Atualmente utiliza-se o vanadato de ítrio que introduz a cor vermelha para corrigir o espectro visível. Outros elementos, iodetos metálicos ou multivapores metálicos também são utilizados para melhorar a distribuição espectral relativa e a eficiência dessas lâmpadas. Veja a figura 1.
Figura 1: Esquema de uma lâmpada a vapor de mercúrio
As lâmpadas de sódio têm funcionamento semelhante, claro, utilizando o sódio como elemento principal. Elas são mais econômicas por que podem produzir o mesmo fluxo luminoso que uma de mercúrio com uma potência menor. Por exemplo uma lâmpada de sódio de 400 W produz um fluxo luminoso duas vezes maior que a de mercúrio de mesma potência.

16. O Brasil escolheu as usinas hidrelétricas como principal fonte de energia. Isto foi bom para o país?
Sim. Além da capacidade natural de geração hidrelétrica o país desenvolveu toda a engenharia e indústria relativa ao assunto. Hoje exportamos esse conhecimento até para a China.


2. Esquema de barragem de Usina Hidrelétrica com destaque para a turbina.

17. O potencial hidrelétrico do país está esgotado?
Considerando o país como um todo, ainda não.

18. Pequenas usinas hidrelétricas são economicamente viáveis?
São, especialmente quando há crise de energia ou a distância dos centros produtores de energia desaconselham linhas de transmissão.

19. A energia gerada em uma usina hidrelétrica pode ser armazenada?
Não pode. O que se pode armazenar é a água, até 100% da capacidade das represas.

20. Então, economizar energia significa reter água na represa?
Sim.

21. Qual a sua opinião sobre o plano de racionamento proposto pelo Governo Federal? Ele é necessário?
O plano é emergencial e necessário, tendo em vista a estiagem não prevista e se prevista, não cuidada a tempo.

22. Quais as outras opções de fontes de energia viáveis no Brasil?
Térmica, nuclear e eólica.

23. A retomada do projeto das usinas nucleares em Angra dos Reis constitui uma boa opção para o país?
Sim. A maior parte da energia gerada na Europa, por exemplo, é nuclear.

24. O uso de combustíveis fósseis, derivados de petróleo, é realmente uma escolha adequada?
O conhecimento adquirido e os investimentos já feitos tornaram a escolha praticamente obrigatória.

25. Quais as vantagens do gás sobre o diesel?
O gás é menos poluente que o diesel.

26. E o bagaço de cana?
É energia renovável e portanto com muita vantagem sobre outras formas tradicionais.

27. Em Sorocaba há uma fábrica que exporta equipamentos para geração de energia elétrica à custa do vento. Esta seria uma boa opção para o Brasil?
É uma opção viável, de energia renovável, já em uso no nordeste do país.

28. O uso intensivo da energia solar ainda está muito distante?
Já está sendo utilizada em pequena escala e aplicações especiais de pequena potência.

Regina H. Porto Francisco, CDCC - USP