Cimpor

O Grupo Cimpor produz argamas-sa, concreto e cimento há mais de 20anos e distribui 18 milhões de tonela-das/ano para obras em Portugal, Mar-rocos, Espanha, Moçambique, Tuní-sia, Brasil e Egito, países onde man-tém unidades.

A empresa, fundada em 1976 emPortugal, é uma das maiores cimen-teiras da Europa.

No Brasil, os primeiros passos fo-ram dados com a aquisição de fábri-cas em Campo Formoso (BA), Cajati(SP), Candiota e Nova Santa Rita (RS),Cezarina (GO), São Miguel dos Cam-pos (AL) e João Pessoa (PB). Com arecente aquisição da Cimento Bruma-do na Bahia, a Cimpor Brasil alcan-çou a capacidade instalada de 6,3 mi-lhões de toneladas/ano, permitindo-lheconsolidar a posição de terceiro mai-or produtor de cimento no país.

A fábrica da Cimpor em Cajati co-meçou a operar em 1972, com a pro-dução de 400 t/ano de clínquer e 600t/ano de cimento. Após a implantaçãodo segundo moinho em 1981, atingiua capacidade de produzir 1,2 milhãode toneladas de cimento e, a partir dejaneiro de 1998, com a implementa-ção do programa de expansão, amplioua capacidade de produção anual para990 mil toneladas de clínquer. Estaplanta abrange também uma fábrica deargamassas industrializadas, com ca-pacidade de produção de 20 mil t/mês.

Fábrica da Cimpor em Cajati

Painéis WEG

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técnica

Custo x Qualidadede Energia para

Sistemas IndustriaisO mercado demonstra cadavez mais preocupação coma redução de custos eaumento da qualidade econfiabilidade da energiaelétrica

Antônio Marcos Salgueiro de Souza, respon-sável pela Aplicação e Projeto do Centro de Negó-cios de Subestações da WEG

preocupação dos clientes in-dustriais com o insumo daenergia elétrica no preço fi-nal dos produtos fabricados

e o impacto da qualidade de energiana produção fabril alavancaram os ne-gócios de construção de novas subes-tações em classes de tensão elevadasonde o custo do MWh e o número deparadas/problemas qualitativos no for-necimento de energia são reduzidos.

Para determinação da viabilidadede implantação/reforma/ampliação deuma subestação deverão ser aborda-dos diversos fatores, dentre eles a aná-lise de viabilidade financeira, estudodas necessidades do cliente em termosdas características da tensão a ser re-cebida e as vantagens e desvantagensde se receber energia em determinadonível de tensão.

A seguir demonstraremos uma com-paração técnica/econômica para de-terminação da classe de tensão a serutilizada quando da implantação deuma Subestação de Alta Tensão abor-dando os seguintes fatores:

– Vantagens técnicas a serem obti-das

– Vantagens financeiras e tempo deretorno do investimento

Sistemas Industriais Atuais

Hoje os sistemas industriais estãobasicamente conectados a linhas de dis-tribuição, a partir de subestações re-baixadoras da concessionária de ener-gia local, onde devemos analisar:

Linhas de DistribuiçãoNormalmente aéreas e sendo com-

partilhadas com outras indústrias e/oucomércio e residências, estando mui-tas vezes sujeitas a desligamentos/os-cilações inesperadas.

Operação e Manutenção naSubestação da Concessionária

Muitas vezes sujeitas a chaveamen-tos freqüentes para rotinas de manu-tenção e inspeções.

Sistema ObsoletoMuitas destas instalações estão em

condições de serviço máximas, tantoquando tratamos das cargas alimenta-das, como tempo de serviço.

Qualidade de EnergiaEm tensões de distribuição em

média tensão, o índice de problemasde variação de tensão fora dos limitesaceitáveis ocorre com grande freqüên-cia, principalmente em sistemas de dis-tribuição sobrecarregados.

CustoEm tensões de distribuição as tari-

fas de energia (normalmente A4) apre-sentam valores elevados por MWh.

Características Básicas paraimplantação do Sistema emAlta Tensão

Conforme legislação vigente daAneel é permitido, a partir de 2.500kVA de carga instalada, a concessãopara solicitação à concessionária deenergia de um nível de tensão de ali-mentação superior.

O sistema de alta tensão ou tensãode distribuição primária é categoriza-do basicamente em três níveis de apli-cações industriais:69kV138kV230kV

A escolha do nível de tensão é fei-ta basicamente levando em considera-ção as linhas de transmissão disponí-veis na localidade, bem como caracte-rísticas de operação da carga do clien-te, sendo que os limites construtivosdos equipamentos elétricos de prote-ção e manobra a serem utilizados tam-bém podem ser preponderantes paradeterminação da classe de tensão.

A

Fig. 1 – Detalhe de Subestação AT

O escopo da subestaçãoO escopo da subestaçãoO escopo da subestaçãoO escopo da subestaçãoO escopo da subestação

Projetos e estudos: elaboração dosprojetos Básico e Executivo abrangen-do o detalhamento civil para a casa decomando e para as bases de equipa-mentos de pátio, canaletas, sistema dedrenagem, bacias de contenção e cai-xa separadora de óleo; detalhamentoeletromecânico; projeto elétrico con-templando as filosofias de proteções eintertravamentos adequadas para aoperação e funcionamento da subes-tação; estudos de seletividade, curtocircuito e sistema de aterramento; eprojeto completo da solução técnicapara o trecho e derivação da linha detransmissão da concessionária de ener-gia local e do ramal Cimpor.

Montagem eletromecânica: mon-tagem do trecho e derivação da linhade transmissão de 138 kV, com forne-cimento do material envolvido; mon-tagem de todos os equipamentos depátio, casa de comando e materiais deinstalação envolvidos na subestação.

Obra civil: construção das bases desustentação dos equipamentos, casa decomando e demais fundações, além dosistema de drenagem e paredes corta-fogo entre outros.

Comissionamento: comissiona-mento e testes de todos os equipamen-tos da subestação.

Treinamento: treinamento para ocorpo técnico designado pelo clientepara operação e manutenção da subes-tação e linha de transmissão.

Equipamentos

A subestação de energia é com-posta por pára-raios de 120 kV, sec-cionadoras motorizadas com lâminade terra de 138 kV, transformadoresde potencial 138 kV para as funçõesde medição e proteção, transforma-dores de corrente 138 kV para as fun-ções de medição e proteção, disjun-tor 145 kV - 1200 A para manobrada subestação, transformador de for-ça 138/13,8 kV - 15/18 MVA, revi-talização de transformador de forçaexistente 138/13,8 kV - 12/15 MVA,transformador de serviços auxiliares13.800/220x127 Vca, 75 kVA, cu-bículos blindados de média tensão13,8 kV - 25 kV, 2.000 A, cubículode média tensão para alimentação dotrafo de serviços auxiliares, painel deserviços auxiliares CA/CC, conjuntoretificador e baterias 125 Vcc -100Ah/10 h, painel de proteção, coman-do e controle da subestação utilizan-do tecnologia digital; painel de PLCpara sistema supervisório, sistema su-pervisório para monitoração, coman-do e controle da subestação de ener-gia e de subestações unitárias exis-tentes da Cimpor, contemplando aná-lises de eventos e perturbações ocasi-onadas ao sistema, análise de harmô-nicos, oscilografia, registro e controlede demanda acumulada, mensal e ins-tantânea da subestação, registro defalhas e atuações das proteções.

naWEG + O vídeo do fornecimento

derável de produção para a Cimpor,além de danos a equipamentos eletrô-nicos. Outro fator crítico era a difi-culdade de se verificar a procedênciados desligamentos.

Terceiro maior fabricante de cimen-to do Brasil, com plantas industriaisem países como Portugal, Espanha,Egito, Marrocos, Tunísia e Moçambi-que, a Cimpor confiou à WEG a res-ponsabilidade global pela instalação deuma nova subestação, desde o desen-volvimento da melhor solução técni-ca-comercial até o start-up. Logística,projetos, apoio ao cliente perante osórgão públicos, ambientais e conces-sionária local de energia, construçõescivis, fornecimento e instalação deequipamentos de alta, média e baixatensões, construção do ramal de linhade transmissão de 138 kV, testes, en-saios, comissionamento e treinamen-to para operação e manutenção daequipe técnica da Cimpor foram co-ordenados pela equipe do Centro deNegócios de Subestações da WEG.

Em funcionamento desde janeiro,a subestação de 138 kV com transfor-mador de força, reforma e revitaliza-ção de transformador de força de ou-tro fabricante, quadros de distribuiçãoMT, painéis de proteção e serviçosauxiliares, sistema de supervisão e con-trole automatizado, entre outros equi-pamentos, tornou-se a subestação maiscompleta já fornecida pelo Centro deNegócios de Subestações, com a inte-gração de grande parte de equipamen-tos e produtos fabricados pela WEG.

“A definição pela aquisição em re-gime de turn-key junto à WEG de nos-sa subestação, com potência instaladade 33 MVA, foi feita a partir de crite-riosa avaliação das opções do merca-do. A Cia. de Cimentos do Brasil sen-te-se satisfeita com os resultados e odesempenho da nova subestação”, afir-ma João Gilberto Cruz do Amaral,gerente de Manutenção do Centro Pro-dutivo de Cajati.

Segundo ele, foi estabelecido comopremissa dotar a nova subestação derecursos tecnológicos de ponta nosequipamentos de supervisão e contro-le, permitindo assim monitorar emtempo real a qualidade da energia con-sumida da concessionária local.

“Dispomos, agora, de ferramentasque nos colocam na condição de con-sumidores diferenciados e preparadosa buscar a melhoria da energia que re-cebemos e, desta forma, garantir a in-tegridade e a melhor performance denossos equipamentos. O sucesso doempreendimento contou com a inte-gração das equipes da Cimpor e daWEG, norteada pelo espírito de par-ceria que une as empresas”, destaca.

O fornecimento está gerando no-vas perspectivas dentro e fora da Cim-por. “O atendimento e a qualidade dosserviços e equipamentos fornecidosaumentaram as perspectivas de negó-cios na região, graças à satisfação docliente, que divulgou o êxito do em-preendimento para seus parceiros,empresas vizinhas e outras unidadesno mundo”, destaca César AugustoGianfelice, responsável pela Coorde-nação de Contratos de Subestações daWEG.

A parceria mantida entre WEG eCimpor é baseada no bom atendimentoe na oferta de soluções. “Este excelen-te relacionamento começou a nos tra-zer novos frutos: mais uma vez, a Cim-por confia à WEG a responsabilidadetotal para o fornecimento da subesta-ção de 69 kV para a unidade de Cam-po Formoso (BA), com capacidade ins-talada de 37,5 MVA, que deverá en-trar em funcionamento até janeiro de

2003”, comenta Alessandro AugustoHernandez, gerente do Centro de Ne-gócios de Subestações da WEG.

Potência

A subestação em Cajati tem capa-cidade total de 33 MVA, divididos emdois transformadores de 12/15 MVAe 15/18 MVA. Atualmente, atua commetade da potência instalada dos trans-formadores, contemplando previsãopara ampliação futura.

O funcionamento é totalmente au-tomatizado, não havendo a necessida-de de operador na subestação. Casoocorra algum desligamento, os equi-pamentos da sala de comando e o sis-tema supervisório possibilitam aos res-ponsáveis técnicos pela planta diagnos-ticar as causas da interrupção de ener-gia. Assim, são tomadas as devidasações (conforme treinamento recebi-do pela WEG) para se colocar a fábri-ca em funcionamento. Tais informa-ções e providências podem ser toma-das via intranet ou através dos própri-os equipamentos de sinalização e con-trole contidos na sala de comando.Este sistema supervisório também per-mite acesso às informações da subes-tação via WEB; porém, por uma ques-tão de segurança, a Cimpor optou pornão disponibilizar tal recurso neste mo-mento.

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Análise da implantação

Para que possamos melhor vislum-brar a análise de definição da classe detensão de uma subestação, vamos uti-lizar como exemplo a implantação deuma indústria de alimentos perecíveislocada no estado de Pernambuco.

Vantagens técnicas do sistema desubtransmissão (69 kV) sobre o de dis-tribuição (13,8 kV) para esta aplica-ção.

A Qualidade do Sistema de forne-cimento de energia pode ser definida,basicamente, pelos indicadores queanalisam a faixa de tensão e a conti-nuidade de fornecimento.

A avaliação da continuidade de for-necimento é feita através da determi-nação de índices globais chamadosDEC e FEC, que expressam, respec-tivamente, a duração e freqüência deinterrupções por consumidor: enquan-to o DEC exprime o espaço de tempo(em média) que o consumidor ficouprivado de energia, o FEC expressa onúmero de interrupções (também emmédia) que cada consumidor sofreu noperíodo. De acordo com dados da con-cessionária, temos a seguinte tabelacomparativa:

Pode-se assim observar que, na re-cepção do sistema de subtransmissão,teremos uma redução muito grande (a6,0% e 17,0% dos valores obtidos an-teriormente), dos índices que repre-sentam a parada da fábrica ( se houverapenas um circuito).

Além disto, existem outras vanta-gens que podem ser observadas, como:l Na construção da subestação há a

possibilidade de introdução de umsegundo circuito de alimentaçãopara emergência, o que reduzirá aquase zero os índices DEC e FEC.

l Melhoria do nível de qualidade econfiabilidade do sistema (contro-le da variação de tensão e freqüên-cia), melhorando inclusive o desem-penho dos equipamentos eletrome-cânicos e eletrônicos da fábrica eseu tempo de vida útil.

l Redução de avarias nas linhas, uma

vez que estas não mais acompanha-rão as ruas e estradas.

l Possível redução de harmônicas narede.

l Atendimento por uma equipe dife-renciada por parte da concessioná-ria.

l Melhor controle, supervisão e es-tabilidade das características elétri-cas do sistema.

Vantagens Econômicas:A redução, quando da mudança de

tarifa, é significativa no custo da ener-gia consumida pela fábrica.

As tarifas da Celpe, em outubro de2000, estavam estabelecidas da seguin-te forma:

onde:A4 azul = 13,8kVe A3 = 69kV

Através de um estudo baseado nosdados de demanda e consumo da mé-dia mensal do ano de 1999, forneci-dos pela indústria em questão, e con-siderando os consumos estimadosconstantes durante todo o decorrer doano, podemos obter os dados do Qua-dro 1A.

Para determinação da conta médiamensal nas determinadas tarifas pode-mos utilizar a seguinte fórmula:Conta/mês = (CP x (TCPSx7 + TCPUx5)/12 + CFPx (TCFPSx7 + TCFPUx5)/12 + DP x TDP + DFP xTDFP) x (1 + ICMS/100).

Onde:CP – Consumo na ponta (MWh)TCPS – Tarifa de Consumo na Ponta Seca (R$)TCPU – Tarifa de Consumo na Ponta Úmida (R$)CFP – Consumo Fora de Ponta (MWh)TCFPS – Tarifa de Consumo Fora da Ponta Seca(R$)TCFPU – Tarifa de Consumo Fora da Ponta Úmida(R$)DP – Demanda na Ponta (KW)

SubgupoPonta seca (PS)Fora-ponta seca (FPS)Ponta úmida (PU)Fora-ponta úmida (FPU)ICMS

CONSUMO(R$/MWh)

A4 (azul)88,7042,1782,0937,27

A352,9036,4446,9131,46

A4 (azul)13,524,51

13,524,51

A311,173,0511,173,05

DEMANDA(R$/kW)

25% sobre o total dos valores pagos pordemandas e consumos

Serviço oferecido pela weg

Através do Centro de Negócios deSubestações (CNS), a WEG vem ofe-recendo ao mercado serviços de ES-TUDOS DE VIABILIDADE FI-NANCEIRA, que diagnosticam con-dições de retorno financeiro atravésde redução tarifária e também os gan-hos com melhoria da qualidade deenergia através do aumento do nívelde tensão para alimentação dos par-ques fabris.

O CNS oferece também suportetécnico aos clientes que queiram ins-talar subestações, através de sua En-genharia de Aplicação e Projetos, oti-mizando soluções dedicadas a cadacliente, buscando sempre atender comas melhores condições técnicas e co-merciais.

TDP – Tarifa de Demanda na Ponta (R$)DFP – Demanda Fora de Ponta (KW)TDFP – Tarifa de Demanda Fora de Ponta (R$)ICMS – Imposto sobre Circulação de Mercadorias eServiços (%)

A fórmula acima permite calcular-mos o valor médio mês sendo que con-forme Quadro 1B este cálculo podeser feito em separado, sendo:7 meses – Ponta Seca5 meses – Ponta Úmida

A seguir apresentaremos o cálculocompleto com as seguintes considera-ções:

Não foi levada em conta a econo-mia significativa que representa:l Melhoria na vida útil dos equipamen-

tos fabris.l Redução quase a zerodas interrupções no sis-tema.l Custo de parada ho-mem/hora produtivodurante os períodos defalta.l Custo/hora de máqui-na parada e produção.

OBS: Em casos como Indústrias de Pa-pel, Siderúrgicas, Químicas e outras, aeconomia gerada pelos itens acima é con-siderável.

Subgrupo

A4 (13,8 kV)Subtransmissão

DEC(horas)12,230,71

FEC(interrupções)

9,101,54

Um dos transformadores da subestação

Transtornos comenergia têm solução

Subestação completaem regime de “turn-key”para a Cimporgarante suprimento deenergia sem interrupção

ente imaginar a situação:duas empresas vizinhas com-partilhando a mesma subes-tação. Contavam com os

benefícios da qualidade da alta tensão,porém enfrentavam os transtornos eindisposições das interferências cau-sadas pelo compartilhamento. Proble-ma detectado, solução encontrada:uma delas, a Cimpor, decidiu instalarsua própria subestação. Resultado:energia na quantidade e na qualidadenecessárias para alimentar o processoprodutivo.

A Cimpor iniciou a operação em

TCajati (SP), a partir da aquisição dafábrica de cimento alocada no com-plexo industrial da Serrana (atual gru-po Bunge). Devido à configuração ori-ginal, as duas empresas passaram acompartilhar a subestação de 138 kV,para o consumo de energia elétrica.

Este compartilhamento, mesmoproporcionando vantagem econômicaem virtude da tarifa de energia reduzi-da para ambas as empresas, causavaindisposições técnicas e políticas, poiso alto número de “paradas” (falta deenergia) ocasionadas na conexão Bun-ge-Cimpor resultava em perda consi-

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negócios

Quadro 1A – Tabela de tarifas e consumo

Quadro 1B – Cálculo da economia mensal

Com as tabelas acima apresenta-das e os cálculos efetuados podemosconcluir que através da diferença detarifas haverá uma economia anual deR$ 1.062.734,37, proporcionandoportanto uma redução média mensalnos gastos com energia deR$ 88.561,20.

A partir dos dados levantados po-deremos efetuar o estudo de amorti-zação do investimento e evidenciar aviabilidade da nova implantação.

Tempo de amortização da SE:

Analisaremos agora o tempo de re-torno do investimento a ser feito nasubestação:Premissas: Para os cálculos a seremfeitos a seguir, foram adotadas algu-

Trazendo para o valor presente os va-lores, temos:

Onde:VI = valor do investimentoi = juros (anuais ou mensais)t = tempo (em anos ou meses)

Para VP = 0 (acharmos o tempoem que a SE é paga) pode-se concluirque:

Para um valor de investimento de-terminado o tempo (t) para o retornoé de aproximadamente 34 meses, o quetorna o investimento bastante atrati-vo.

REDUÇÃO DAS TARIFAS ATRAVÉS DA TROCA DE A4 PARA A3

mas premissas, que são importantesao se construir a LT / Subestação:1) Juros atuais de mercado: 1,5 % ao

mês;2) Não foi levado em conta o valor

residual da Subestação, assim comoa depreciação acelerada desta (deacordo com o regulamento do Im-posto de Renda).

3) Consumo mensal é igual a qual-quer época do ano (tomado comobase a média mensal do ano de1999).Com base nestas premissas, temos

que:

Economia/ano com a construção:R$ 1.062.734,37Média da Economia/mês:R$ 88.561,20

Subestação tem potência instalada de 33 MVA

Quadro 1C – gráficos pertinentes a redução de tarifa