Equipamento de baixo custo ajuda a manter o fornecimento de energia em áreas afetadas por chuva e vento

Empresa apoiada pelo PIPE-FAPESP desenvolve versão mais moderna do religador trifásico, que isola e desativa trechos de redes elétricas afetadas por eventos como quedas de árvores

Agência FAPESP – Engenheiros da empresa de base tecnológica paulista HartBR desenvolveram uma versão mais moderna e de baixo custo de um religador trifásico – equipamento responsável por isolar e desativar trechos de redes de energia quando há problemas, como queda de árvores, permitindo a continuidade de fornecimento de eletricidade nas áreas afetadas.

A inovação é fruto de uma parceria de pesquisa e desenvolvimento (P&D) da HartBR com a empresa do setor de energia EDP Brasil e contou com apoio do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP.

“Riscamos tudo o que existia até então em termos de religadores e começamos do zero um projeto de desenvolvimento de uma nova versão do equipamento, tendo como base as necessidades das empresas, tecnologias mais modernas e novos conceitos industriais”, diz Celso Garcia Lellis Júnior, diretor-fundador da HartBR.

Instalados no alto dos postes e na entrada ou saída das linhas nas subestações, os religadores têm a função de identificar curtos-circuitos provocados na rede elétrica por eventos climáticos, como chuvas e ventanias, ou interferência de vegetação, entre outras intempéries.

Quando o problema é regularizado, a rede é reenergizada automaticamente, sem a necessidade de a concessionária ter de enviar uma equipe técnica ao local. Estima-se que o uso de religadores garanta uma melhora da ordem de 70% a 80% nos indicadores de continuidade do serviço de distribuição de energia.

As concessionárias de energia já utilizam religadores. Mas, segundo Lellis Júnior, eles são caros, de fabricação complexa e necessitam de muita manutenção. “Também apresentam limitações, uma vez que foram desenvolvidos com base em princípios e tecnologias de décadas atrás e podem ser considerados quase que ultrapassados”, pondera.

O engenheiro eletricista explica que os religadores tradicionais usam baterias seladas à base de chumbo ácido, responsáveis por garantir seu funcionamento quando ocorre a falta de energia. “Acontece que elas precisam ser trocadas a cada dois anos e descartadas adequadamente, o que tende a gerar uma enorme complicação logística para as concessionárias”, explica Lellis Júnior.

A distribuidora de energia Enel, de acordo com Lellis Júnior, tem mais de 10 mil religadores instalados na Região Metropolitana de São Paulo, cada um com duas baterias. “A empresa precisa gerenciar o funcionamento e garantir a troca regular de 20 mil baterias, sendo que, por vezes, eles só conseguem descobrir que uma delas apresentou falha quando o religador deixa de funcionar”, afirma Lellis Júnior.

Essas falhas podem causar interrupções de energia na rede, representando impacto direto na piora dos índices de qualidade de fornecimento de eletricidade, culminando em custos elevados de manutenção e operação para as concessionárias.

Os religadores tradicionais também são pesados, já que seus componentes são feitos à base de aço e resinas bicomponente – um único religador, com seus polos e base, pode pesar até 200 quilos, o que exige que as distribuidoras reforcem a estrutura dos postes para que consigam suportar o peso do equipamento. Além disso, não estão integrados às modernas redes de comunicação, chamadas de internet das coisas (IoT). “Sua comunicação com a central se dá por meio de rádios convencionais”, explica Lellis Júnior.

Com base nessas constatações, os engenheiros da empresa conseguiram substituir as baterias à base de chumbo ácido por supercapacitores – dispositivos que acumulam e liberam energia de forma quase instantânea e em grandes quantidades –, com vida útil equivalente à do próprio religador.

“Esses supercapacitores são alimentados pela própria rede elétrica e contam com sistema de suporte auxiliar composto por painéis solares, dispensando as substituições periódicas realizadas em produtos que usam baterias”, detalha o engenheiro eletricista.

Redução de peso

Os religadores desenvolvidos pela HartBR substituíram o aço e as resinas bicomponente por polímeros de engenharia, comumente utilizados em peças estruturais por apresentarem grande resistência a impactos e não se deformarem ou corroerem quando expostos a altas temperaturas – além de terem baixa densidade. “Foram seis meses de pesquisas com o fabricante até conseguirmos obter uma composição polimérica adequada para a fabricação do religador”, afirma Lellis Júnior. “Conseguimos desenvolver um equipamento com longa vida útil, resistente à ação de raios ultravioleta e antichama.”

O novo equipamento conta com módulos de comunicação embarcados, que possibilitam a supervisão e telecomando do religador por meio de redes de IoT. E está integrado a sistemas de supervisão e aquisição de dados (Scada), usados pelas distribuidoras para monitorar a rede elétrica, podendo resultar em uma redução de custo de até 80% relacionado às despesas com deslocamento de equipes a campo e compensações.

Segundo Lellis Júnior, os primeiros protótipos totalmente funcionais do novo religador foram apresentados à EDP em 2020. A empresa iniciou em dezembro de 2023 a montagem do primeiro lote de equipamentos, que serão instalados em redes elétricas aéreas de média tensão (13,8 kV).

A HartBR já havia desenvolvido um religador monofásico, entre 2018 e 2021, em parceria com a Energisa, outra distribuidora de energia elétrica nacional. O projeto culminou, em 2022, na inauguração de sua unidade fabril para a manufatura desses equipamentos em Atibaia, interior de São Paulo, com capacidade de fabricação de 250 religadores por mês.

O desenvolvimento do produto à época usou recursos do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). A Energisa utiliza esses novos modelos nas distribuidoras de energia que controla e recebe royalties da HartBR pelo investimento realizado no desenvolvimento do produto.

A HartBR já comercializa seus produtos com diversas distribuidoras nacionais e está atualmente exportando para países como Angola, Austrália, Colômbia, Equador, Estados Unidos e Nova Zelândia.