A rede elétrica deverá ser cada vez miais afetada pelas mudanças climáticas e pelos consequentes eventos climáticos extremos, que, segundo as previsões, se multiplicarão com o aquecimento global. Incêndios, inundações, furacões e até mesmo ondas de calor extremas já estão impactando a transmissão de energia elétrica em todo o mundo. Eventos recentes no Texas, EUA, são um exemplo: chuvas rápidas e intensas danificaram infraestruturas críticas, incluindo subestações e linhas de transmissão, causando interrupções no fornecimento de energia nas áreas afetadas e dificuldades na restauração rápida e eficaz do serviço.
Uma rede elétrica é considerada resiliente quando consegue suportar os efeitos de condições climáticas severas ou, caso estas condições impeçam seu funcionamento, quando é capaz de se recuperar e restabelecer o fornecimento de energia elétrica nas áreas afetadas com maior rapidez e eficácia.
O Departamento de Energia dos EUA afirma o seguinte: “Resistir e recuperar-se rapidamente de eventos climáticos extremos deve ser uma função crítica da rede elétrica atual.”
Capacidade de resistir a condições climáticas extremas
A complexidade no projeto de uma rede elétrica resiliente às intempéries surge dos diferentes tipos de clima extremo: o calor intenso afeta os equipamentos de maneira diferente de inundações, tempestades ou tornados. De acordo com este estudo, que analisa o impacto do calor extremo nas linhas de transmissão na Austrália, se as linhas de transmissão aquecerem demais, a quantidade de corrente elétrica que podem transportar com segurança é reduzida. Como resultado, “classificações de linha mais baixas em toda a rede podem reduzir o fornecimento em dias muito quentes. É também nesses dias quentes que a demanda de eletricidade da comunidade tende a aumentar, portanto, o impacto combinado pode reduzir a confiabilidade do fornecimento de energia”.
A situação pode piorar ainda mais: o calor extremo pode fazer com que o condutor metálico da linha elétrica se expanda, o que, por sua vez, pode fazer com que a linha se curve. Se a curvatura for excessiva, ela pode entrar em contato com a vegetação no solo, causando um curto-circuito e a interrupção da capacidade da linha de conduzir energia, provocando ainda mais cortes no fornecimento de eletricidade.
Outro fator é que o calor extremo aumenta a demanda por eletricidade, já que as pessoas usam mais ar-condicionado. De acordo com a Energy Central, as ondas de calor recordes deste verão no hemisfério Norte, em junho, elevaram a demanda por eletricidade na Europa a níveis comparáveis aos do inverno, forçaram a paralisação de usinas nucleares e hidrelétricas e expuseram novos pontos de pressão na rede elétrica.
Redes inteligentes, linhas de energia subterrâneas e tecnologia à prova d’água
A tecnologia de redes inteligentes é uma forma de lidar com a escassez de eletricidade: se instalada corretamente, ela pode realocar automaticamente o excedente de energia para as áreas onde é necessário – em outras palavras, pode equilibrar a rede. Os dados coletados por sensores e a análise de inteligência artificial (IA) permitem que os operadores detectem problemas assim que surgirem e os solucionem com mais eficácia.
Embora caro, o enterramento de linhas elétricas também é uma forma de lidar com condições climáticas extremas. Muitas linhas elétricas aéreas são antigas e foram instaladas há muitos anos, o que agrava o problema – elas são frágeis e não resistem bem a tornados ou mesmo incêndios. Resta saber se o custo do enterramento das linhas é maior do que o custo do reparo das linhas aéreas. Priorizar as áreas com maior probabilidade de serem afetadas pode ser uma das soluções, em vez de enterrar todas as linhas. Um exemplo é a FPL , uma importante concessionária de energia elétrica da Flórida, que reagiu rapidamente ao furacão Ian, nos EUA, em 2022: dois terços de seus clientes tiveram a energia restabelecida após apenas um dia de interrupção, e isso foi atribuído ao desempenho cinco vezes melhor das linhas de energia subterrâneas da concessionária em comparação com as linhas aéreas no sudoeste do estado norte-americano.
Cabos à prova d’água fabricados com materiais poliméricos de alta qualidade e com juntas bem vedadas também são uma forma de resistir a alguns dos efeitos de inundações. Chuvas torrenciais e enchentes podem causar curtos-circuitos, falhas em subestações e acelerar o envelhecimento do isolamento dos cabos, bem como a corrosão de componentes metálicos. A submersão de transformadores, painéis elétricos ou outros equipamentos críticos pode levar a extensos apagões e representar riscos significativos à segurança. Altos níveis de umidade podem deteriorar as propriedades de isolamento dos cabos. Garantir a impermeabilização dos equipamentos é imprescindível.
As microrredes estão se tornando essenciais
Outras medidas incluem o uso de microrredes. Estas podem se conectar e desconectar da rede elétrica principal para operar tanto em modo conectado à rede quanto em modo isolado. Se instaladas em áreas com escassez de energia devido a condições climáticas extremas, podem fornecer energia contínua durante uma queda de energia na rede, por meio do uso de armazenamento de energia ou geradores de reserva/emergência. A instalação de microrredes está se tornando cada vez mais comum: de acordo com a Global Market Insights, o mercado global de microrredes foi avaliado em US$ 22,9 bilhões em 2024 e deverá apresentar uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 19,2% entre 2025 e 2034, devido à crescente demanda por resiliência energética, adoção de energias renováveis e políticas ambientais mais rigorosas.
As microrredes também são ferramentas essenciais para ajudar as concessionárias de energia a se recuperarem de uma interrupção global. O Japão está regularmente exposto a condições climáticas extremas, bem como a frequentes terremotos. Mesmo antes do desastre nuclear de Fukushima, o país já havia investido em tecnologia de microrredes, o que lhe permitiu enfrentar melhor os enormes desafios causados pelo terremoto e pelo tsunami subsequente.
A cidade japonesa de Sendai utilizou sua microrrede para manter serviços essenciais como eletricidade, telecomunicações e água para hospitais, lares de idosos e outras estruturas imediatamente após o terremoto de 2011. Como a rede de gás da cidade permaneceu intacta, geradores a gás puderam funcionar como a principal fonte de energia para a microrrede.
As normas IEC são um pré-requisito
Uma vasta gama de normas da IEC garante que a eletricidade seja gerada e transmitida às nossas casas com segurança. Elas abrangem linhas aéreas, cabos, condutores elétricos, isoladores, transformadores de potência, entre outros. Um comitê técnico da IEC, o IEC TC 14 , publica a norma IEC 60076, que cobre todos os aspectos relacionados a transformadores, desde métodos de ensaio até guias de carga e métodos de medição de perdas, por exemplo. As normas da IEC também auxiliam as concessionárias de energia na implementação de tecnologias energeticamente eficientes, desde transformadores de alta eficiência até condutores mais eficientes em termos energéticos.
Outras iniciativas pavimentam o caminho para a digitalização e a automação da rede elétrica. As normas para redes inteligentes são desenvolvidas pelo IEC TC 57. Este comitê publica a série IEC 61850, publicações essenciais aplicáveis à implementação e interoperabilidade de redes inteligentes, incluindo, por exemplo, a automação de subestações, conforme especificado na IEC 61850-4. O IEC TC 8 publica diversos documentos que especificam o projeto e o gerenciamento de microrredes. A norma IEC TS 62898-1 estabelece diretrizes para o planejamento e a especificação de projetos de microrredes.
Publicada por um comitê conjunto da IEC e da ISO que prepara normas para a IoT, a ISO/IEC 30101 trata de redes de sensores e suas interfaces com a rede inteligente. De forma mais abrangente, a IEC 63515 é um relatório técnico que fornece uma estrutura conceitual para a resiliência de sistemas de energia. Essa estrutura define a terminologia para resiliência, métricas para avaliar a robustez da rede, métodos para identificar pontos fracos e estratégias para melhorar a resiliência (como redundância, descentralização e funcionalidades de redes inteligentes).
Esses documentos essenciais permitem que a rede elétrica funcione da melhor maneira possível e supere os desafios das mudanças climáticas.
Autora: Catherine Bischofberger
A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) é uma organização global sem fins lucrativos que reúne 174 países e coordena o trabalho de 30.000 especialistas em todo o mundo. As normas internacionais da IEC e a avaliação da conformidade são fundamentais para o comércio internacional de produtos elétricos e eletrônicos. Elas facilitam o acesso à eletricidade e verificam a segurança, o desempenho e a interoperabilidade de dispositivos e sistemas elétricos e eletrônicos, incluindo, por exemplo, dispositivos de consumo como telefones celulares ou geladeiras, equipamentos de escritório e médicos, tecnologia da informação, geração de eletricidade e muito mais.
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