2.7 CONDIÇÕES PARA PILOTAGEM DE DRONES – DEPARTAMENTO DE CONTROLE DO ESPAÇO AÉREO (DECEA)
Subordinado ao comando da aeronáutica o DECEA é o Departamento de Controle do Espaço Aéreo responsável pelo controle do espaço aéreo brasileiro, tendo por missão contribuir para a garantia da soberania nacional, por meio do gerenciamento do sistema de controle do espaço aero brasileiro. Segundo esse órgão “As competências do piloto devem ser cuidadosamente previstas para assegurar o conhecimento, habilidades, atitudes, capacidade física e mental, proficiência linguística, principalmente por não estarem a bordo da aeronave”.
A Lei 11.182/2005 em seu artigo 8º, item XVII, estabelece que é de competência da ANAC “Proceder à homologação e emitir certificados, atestados, aprovações e autorizações, relativos às atividades de competência do sistema de segurança de voo da aviação civil, bem como licenças de tripulantes e certificados de habilitação técnica e de capacidade física e mental, observados os padrões e normas por ela estabelecidos”.
43 2.8 SEGURANÇA NA INSPEÇÃO COM DRONES
Existe uma maior segurança nas inspeções visuais com uso de drones em industrias que contém atmosferas explosivas, já que seu funcionamento é controlado a uma longa distância da zona classificada, permitindo a chegada em locais de difícil acesso, por possibilitar alcançar locais onde a habitação humana seria perigosa além de melhorar na obtenção das informações desejadas (Hegard, 2017).
Assim como em atmosferas explosivas, o uso dos drones em espaços confinados é uma solução para melhorar a segurança e a eficiência nas operações. Pois ele possibilita acessar locais de difícil chegada, captar imagens de soldas, oxidação, desgastes, limpeza e corrosão.
Realizando inspeções termográficas com temperaturas relativamente altas, áreas tóxicas ou com pouco oxigênio (Hegard, 2017).
O uso de drones na inspeção de linha de transmissão e distribuição de energia elétrica acarretaria na diminuição de mortes humanas devido a seu trabalho direto com a rede. De acordo com (Silva, 2014) “As estatísticas sobre acidentes de trabalho nas etapas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica no Brasil, entre 2004-2013, notificam 729 acidentes de trabalho fatais (128 com trabalhadores próprios e 601 com trabalhadores terceirizados)”. Mostrando assim, que o uso dessa tecnologia poderia diminuir acidentes como esses. De acordo com (Hegard, 2017), do ponto de vista econômico, qualquer falha nessas operações pode gerar prejuízos incalculáveis tanto para setores da indústria quanto para o consumidor.
2.8.1 Atmosfera explosiva
A atmosfera explosiva pode ser entendida quando existe o contato do oxigênio, combustível (gases, vapores, poeiras e líquidos), e a fonte de ignição (aparelhos, instalações elétricas ou fontes de calor). Como pode ser visto na Figura 21, também conhecido como triângulo do fogo.
44 Figura 21 - Triângulo do fogo.
Fonte: Melflex (2016).
As zonas são classificadas de acordo com o tipo de substância inflamável no ambiente, suas características, a probabilidade com que essa substância será liberada para o meio externo e as condições ambientais. De acordo com a norma ABNT NBR IEC 60079-10-1 (Atmosferas explosivas: Proteção de equipamentos por segurança intrínseca) são classificadas as zonas como vista na Tabela 6.
Tabela 6 - Zonas de acordo com a classificação.
Zonas Classificação
0 Local onde a ocorrência de mistura inflamável / explosiva é contínua.
1
Local onde a ocorrência de mistura inflamável / explosiva é provável de acontecer em condições normais de operação do equipamento de
processo.
2
Local onde a ocorrência de mistura inflamável / explosiva é pouco provável de acontecer e se acontecer é por curtos períodos e está
associada à operação anormal do equipamento de processo.
Fonte: ABNT NBR IEC 60079-10-1 (2011).
2.8.2 Espaços confinados
De acordo com a Norma Regulamentadora 33 (Segurança e saúde em espaços confinados), “O espaço confinado é definido como qualquer área ou ambiente não projetado
45 para ocupação humana contínua, que possua meios limitados de entrada e saída, cuja ventilação existente é insuficiente para remover contaminantes ou onde possa existir a deficiência ou enriquecimento de oxigênio”.
Perante essa definição, é de enorme assistência o uso de drones nesses locais, com equipamentos devidamente projetados para esse tipo de aplicação.
2.9 TIPOS DE MANUTENÇÃO
Cada tipo de manutenção preditiva preventiva ou corretiva (analise do estado) depende do que estar sendo analisado. Segundo o Diário oficial da união com resolução normativa n°
853 de agosto de 2019, cada equipamento no qual compõe o sistema elétrico de energia deve ter uma maneira especifica para ser analisado em determinadas periodicidades. Os dados da Tabela 7 abaixo mostra resumidamente o que a norma descreve.
Tabela 7 - Equipamentos, descrição das atividades e periodicidade da manutenção.
Equipamento Atividades Periodicidade
Subestações
Inspeções termográficas nos equipamentos e em suas conexões
Mínimo a cada 6 meses Ensaio do óleo isolante dos equipamentos. Item do
equipamento
Transformadores de potência ou Autotransformadores
Análise de gases dissolvidos no óleo isolante
Máxima a cada 6 meses Ensaio físico químico do óleo isolante Máximo a cada
24 meses Manutenção preventiva periódica Máxima a cada
72 meses
Reatores de potência
Análise de gases dissolvidos no óleo isolante
Máxima a cada 6 meses Ensaio físico-químico do óleo isolante Máximo a cada
24 meses Manutenção preventiva periódica Máximo a cada
72 meses Bancos de
capacitores em paralelos e filtros
Manutenção preventiva do banco em paralelo
Mínimo a cada 3 anos Manutenção preventiva dos filtros Mínimo a cada 4
anos
46
Equipamento Atividades Periodicidade
Disjuntores e chaves de alta velocidade
Manutenção preventiva periódica de disjuntores e chaves de alta velocidade
Mínimo a cada 72 meses Chaves
seccionadoras Manutenção preventiva periódica Mínimo a cada 72 meses Transformadores
para instrumento Manutenção preventiva periódica Mínimo a cada 72 meses Para raio Manutenção preventiva periódica Mínimo a cada
72 meses Medidores de tensão
e corrente Manutenção preventiva periódica Mínimo a cada 72 meses Linhas de
transmissão Inspeção de rotina Mínimo a cada
12 meses
Fonte: Resolução Normativa nº 853, 2019.
2.10 INSPEÇÃO CONVENCIONAL E INSPEÇÃO COM USO DE DRONES
2.10.1 Inspeção convencional
As inspeções do sistema elétrico têm por objetivo principal identificar irregularidades e anomalias na distribuição de energia, que se não consertado a tempo, resultarão em falhas e interrupção de energia elétrica (ELETROBRÁS; 1982, p. 74). A função desse profissional inspetor é detectar e avaliar como se encontra o equipamento, preferindo a troca do mesmo se achar necessário. Existem diferentes tipos de inspeções, que são elas:
• Inspeção de Rotina: Inspeção realizada pelos encarregados da segurança do local e pelos próprios funcionários, geralmente feitas em máquinas ou equipamentos.
• Inspeção Periódica: Inspeção realizadas em tempos e tempos, necessário devido ao desgaste da máquina.
• Inspeção Oficial: Inspeções feitas por órgãos oficiais, agentes especialistas ou empresas de seguro.
• Inspeção Parcial: Inspeção realizada em setores específicos do local.
• Inspeção Geral: Inspeção realizada em todos os setores do local.
47 2.10.2 Inspeção com Drones
2.10.2.1 Transmissoras
No artigo da Revista de pesquisa e desenvolvimento da ANEEL com o título
“Desenvolvimento e uso de veículos aéreos não tripulados na inspeção de sistemas elétricos de potência” no qual foi executado pelas equipes de desenvolvimento da Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG) e a Fundação para Inovações Tecnológicas (FITec) financiada pelo programa de P&D da ANEEL, mostra que a LT (linha de transmissão) de aproximadamente 9 km foi inspecionada como mostra a Figura 22.
Fonte: ANEEL (2013).
Concluiu-se que com as lentes de 50mm do modelo SIG RASCAL 110 com resolução de 21 megapixels, forneceu informações técnica suficientes para análise da estrutura da torre e dos isoladores, podendo ser identificado os pontos de deterioração e necessidade de manutenção. Além disso, o mosaico permitiu identificar onde seria necessário limpeza e poda da vegetação ou até mesmo notificações ou despejos de locais que foram invadidos.
Figura 22 - Torre da linha de transmissão inspecionada.
48 O Grupo de Estudo de Linha de Transmissão (GLT) da concessionária ELETROSUL publicou no seminário nacional de produção e transmissão de energia elétrica em outubro de 2017, um estudo que conclui algumas observações importantes quanto ao uso dos drones, são elas: Câmera com zoom; Dois técnicos realizando a inspeção; A inspeção ser realizada em dias claros; Otimizar a inspeção por causa do tempo de bateria; Não permitir que o drone passe muito tempo exposto a indução; Limitar a proximidade do drone com tensões e correntes elevadas.
A CHESF subsidiária da Eletrobras juntamente com ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) desenvolveu um projeto para criação do seu próprio VANT com autonomia de três horas de voos, atualmente a CHESF utiliza helicópteros tripulados para realizar a inspeção de linhas de transmissão (PECHARROMÁN; VEIGA, 2020).
A empresa ENGIE já utilizou drones para capturar imagens afim de realizar um estudo de impacto ambiental visando o licenciamento ambiental prévio para implantação da linha de transmissão em Ivaiporã – Ponta Grossa. Não foi utilizado para a realização de inspeção de linhas de transmissão, mas inclui a aplicação no setor elétrico brasileiro (ENGIE, 2018).
2.10.2.2 Distribuidoras
De acordo com (VERÍSSIMO,2016) a concessionária de distribuição COSERN (Companhia energética do Rio Grande do Norte) realizou um projeto para avaliar as condições estruturais e de segurança de algumas linhas de sub transmissão com tensão de 69 kV utilizando aeronaves não tripuladas (drones) modelo DJI Inspire 1 com câmera 4K (8,3 megapixels). A Figura 23 apresenta as imagens obtidas pelo mesmo.
49
Fonte: VERÍSSIMO (2016).
Apesar do método oferecer maior segurança para os inspetores, mais produtividade e excelência na avaliação. Foram encontradas diversas dificuldades no projeto como: Dificuldade de aproximação do equipamento para capturar as fotos devido a velocidade do vento estar superior a 4 m/s; O poste precisa de isolamento na decolagem e no pouso no momento da execução do trabalho; Com dias de baixa luminosidade as fotos não ficam em boa qualidade;
Exige muita habilidade do piloto, pois é necessária maior proximidade possível do objeto;
Câmera com alta resolução e Duração baixa da bateria.
A concessionária Energisa MG e MS, MT já está implantando o uso de drones nas redes de distribuição, segundo a Energisa o equipamento inspeciona visualmente a rede elétrica melhora a eficiência da inspeção.
A Coelba também já utilizou drones para inspeção de linhas de distribuição, sendo essa feita durante o período de carnaval, e publicou a sua completa satisfação com seu uso (COELBA, 2019). A CPFL Paulista está em fase de teste na utilização dos drones, usando um com autonomia de voo de 50 minutos (CPFL,2015).
EDS ES e de SP é uma pioneira em utilizar drones para inspeção, o seu diretor destaca um aspecto muito importante, que seria o tempo da inspeção ser reduzido em até um quarto, o que impacta positivamente na qualidade e segurança do serviço prestado aos consumidores
Figura 23 - Estrutura que apresentam oxidação em suas partes.
50 (EDP, 2018). Por esse fato, a empresa ELETROPAULO também utilizou drones. De acordo com o site Canal Energia a concessionária Enel GO e RJ utiliza drones para inspeção de linhas, afirmando que a tecnologia auxilia nas emergências sem comprometer a segurança dos colaboradores.
51 3. METODOLOGIA
De natureza básica, a pesquisa sobre a aplicação de drones para inspeção de linhas de transmissão e distribuição de energia foi realizada de maneira exploratória, ou seja, a pesquisa teve o intuito de proporcionar um conhecimento mais aprofundado sobre o tema e áreas correlacionadas. A abordagem utilizada da pesquisa foi qualitativa e quantitativa. Como base de coleta de dados obtidos, foram utilizados artigos publicados pelas próprias concessionárias de transmissão e distribuição que já utilizavam essa tecnologia. Quanto ao procedimento utilizado, se deu por meio de pesquisa bibliográfica e pesquisa documental. O fluxograma da Figura 27 explica todo o processo realizado no estudo.
Figura 24 - Fluxograma descrevendo todos os processos do estudo.
Fonte: Autoria própria.
Primeira etapa foi feito um levantamento bibliográfico do material em estudo, compreendendo como é realizada a inspeção das linhas com ajuda dos dados das concessionárias, e por fim foi verificado a eficiência e eficácia do uso dos drones na inspeção das linhas através das análises qualitativas, quantitativas dos dados encontrados.
4. RESULTADO E DISCUSSÕES
52 Nos resultados e discussões são expostos os pontos mais importantes analisados e conclusivos do trabalho, podendo ser subdivididos no aspecto geral e específico.
4.1 ANÁLISE QUANTITATIVA
A análise quantitativa, observa apenas os números de distribuidoras e transmissoras que foram encontrados registros certificando a utilização do uso de drones na inspeção.
4.1.1 Geral
Os resultados do ponto de vista geral são aqueles que levam em consideração as empresas transmissoras e distribuidoras de energia elétrica pertencendo ao sistema interligado nacional brasileiro.
De maneira geral, o uso significativo de drones para inspecionar linhas de transmissão de energia levando em consideração apenas as empresas transmissoras de energia pertencentes ao grupo ABRATE (Associação brasileira das empresas de transmissão de energia elétrica).
Como pode ser visto e analisado na Figura 25:
Figura 25 - Análise quantitativa do uso de Drones nas transmissoras pertencentes ao grupo ABRATE
Fonte: Autoria própria.
O resultado encontrado mostra que nas empresas transmissoras o uso dos drones para a inspeção de linhas não é muito utilizada, mas levando em consideração que a tecnologia é nova no mercado, o percentual foi bastante satisfatório.
25%
75%
Usaram Drones Não usaram Drones
53 Para análise geral das empresas distribuidoras, foram consideradas apenas aquelas descritas pela ABRADEE (Associação brasileira de distribuidoras de energia elétrica), podendo assim concluir o resultado mostrado na Figura 26 a seguir:
Figura 26 - Análise quantitativa do uso de Drones nas distribuidoras pertencentes ao grupo ABRADEE.
Fonte: Autoria própria.
Diferentemente da análise feita nas empresas transmissoras, as distribuidoras tem a porcentagem de utilização dos drones maiores em relação as que não foi encontrado nenhum dado que comprovasse a sua utilização. Isso mostra que a utilização nas distribuidoras é maior que nas transmissoras.
4.1.2 Específico
Os resultados específicos são aqueles analisados de acordo com empresas que pertencem a um determinado grupo. Ou seja, pelas empresas transmissoras e distribuidoras de energia elétrica separadamente que na sua composição é formada por mais de uma empresa.
4.1.2.1 Transmissoras
As empresas pertencentes ao grupo Eletrobras que são transmissoras de energia são:
Eletrosul, Eletronorte, Furnas, Chesf e Itaipu. Entre elas as únicas que foram encontrados 52%
48%
Usaram Drones Não usaram Drones
54 registros do uso de drones para fins de inspeção foram Eletrosul e a Chesf. Podendo concluir o que mostra na Figura 27.
Fonte: Autoria própria.
O gráfico expõe que a maior porcentagem das empresas pertencentes ao grupo Eletrobras não foi encontrado dados que comprovassem a utilização de drones para inspeção de linhas de transmissão de energia elétrica.
Não foram encontrados registros das empresas pertencentes ao grupo Neoenergia que são transmissoras de energia elétrica.
4.1.2.2 Distribuidoras
As empresas pertencentes ao grupo Energisa que são distribuidoras de energia são:
Energisa BO, Energisa MG, Energia MS, Energisa MT, Energisa NF, Energisa PB, Energisa SE, Energisa SS e Energisa TO. Entre elas as únicas que foram encontrados registros do uso de drones para fins elétricos foram Energisa MG, Energisa MS e a Energisa MT. Podendo concluir o que mostra na Figura 28.
40%
60%
Usaram Drones Não usaram Drones
Figura 27 - Análise quantitativa do uso de Drones nas transmissoras pertencentes ao grupo Eletrobras.
55 Figura 28 - Análise quantitativa do uso de Drones nas distribuidoras pertencentes ao grupo
Energisa.
Fonte: Autoria própria
Pode-se perceber que no grupo específico da Energisa, a porcentagem do uso de drone foi menor em relação as que não usaram ou considerando os dados encontrados.
As empresas pertencentes ao grupo Neoenergia que são distribuidoras de energia são:
COELBA, CELPE, COSERN e ELEKTRO. Entre elas as únicas que foram encontrados registros do uso de drones para fins elétricos foram COELBA e COSERN. Podendo concluir o que mostra na Figura 29.
Fonte: Autoria própria 33%
67%
Usaram Drones Não usaram Drones
50%
50%
Usaram Drones Não usaram Drones
Figura 29 - Análise quantitativa do uso de Drones na distribuição pertencentes ao grupo Neoenergia.
56 Esse gráfico mostra que nesse grupo de distribuidoras, tanto empresas usaram drones para inspeção de linhas quanto existem aquelas que não, considerando os dados encontrados para pesquisa.
As empresas pertencentes ao grupo ENEL que são distribuidoras de energia são: ENEL CE, ENEL GO e ENEL RJ. Entre elas aquelas que foram encontrados registros do uso de drones para fins elétricos foram ENEL GO e ENEL RJ. Podendo concluir o que mostra na Figura 30.
Figura 30 - Análise quantitativa do uso de Drones na distribuição pertencentes ao grupo ENEL.
Fonte: Autoria própria
Esse gráfico mostra o comportamento da distribuidora de energia ANEL utiliza muito drones para inspeção de linhas de distribuição.
4.2 ANÁLISE QUALITATIVA
Para analisar o uso de drones para inspeção de linhas de transmissão e distribuição qualitativamente. Os dados utilizados foram generalizados, considerando o que foi dito por todas as empresas e pela própria pesquisa. O resumo pode ser visto na Tabela 8:
67%
33%
Usaram Drones Não usaram Drones
57 Tabela 8 - Resumo da análise qualitativa do uso de drones para inspeção de linhas de
transmissão e distribuição.
Características Com uso de Drones Sem uso de Drones
Periculosidade na operação Alta Baixa
Operação em espaços
menores Alta Baixa
Uso de equipamentos
extras para inspeção Baixa Alta
Velocidade de inspeção Alta Baixa
Proximidade da área
inspecionada Baixa Alta
Melhora na avaliação Alta Baixa
Produtividade Alta Baixa
Custo Baixo Alto
Fonte: Autoria própria
Por meio do resumo da tabela, conclui-se que o uso dos drones trazem inúmeros benefícios para os inspetores e para própria empresa que realiza o serviço.
4.3 ANÁLISE POR REGIÃO
O mapa na Figura 31, mostra os pontos identificados onde já foi constatado o uso de drones em linhas de transmissão de energia. Foram as empresas CEMIG, ELETROBRAS (Eletrosul e Chesf) e a Engie. Quando não informado onde foi exatamente a localização da aplicação do drone, foi considerado a localização da sede maior da empresa.
58 Figura 31 - Mapa de localização das empresas que já utilizaram drones para inspeção de
linhas de transmissão.
Fonte: Adaptado pelo Autor, Mundo educação (2020).
O mapa na Figura 32, mostra os pontos identificados onde já foi constatado o uso de drones em linhas de distribuição de energia. Foram as empresas COELBA, COSERN, CPFL Paulista, EDP ES, EDP SP, ELETROPAULO, ENEL GO, ENERGISA MG, ENERGIA MS e ENERGIA MT. Quando não informado onde foi exatamente a localização da aplicação do drone, foi considerado a localização da sede maior da empresa.
59 Figura 32 - Mapa de localização das empresas que já utilizaram drones para inspeção de
linhas de distribuição.
Fonte: Adaptado pelo Autor, Mundo educação (2020).
De acordo com a análise feitas das figuras, a justificativa que a região norte apresenta baixa aplicação de drones para inspecionar as linhas de transmissão e distribuição se dar porque na sua localidade tem poucas linhas de transmissão e distribuição instaladas.
A região Sul apresentou um número de empresas de transmissão significativo em relação as outras regiões do país, e a região sudeste apresentou também um número significativo de empresas de distribuição em relação as outras regiões do Brasil, é justificável essa representatividade pois são as regiões mais desenvolvidas do Brasil.
No Nordeste tem tanto empresas utilizando drones para linhas de transmissão quanto para linhas de distribuição, isso mostra que a região estar em constante busca por novas tecnologias para melhorar a qualidade da energia recebida. Já o Centro-oeste é uma região conhecida por ter crescimento industrial alto em relação as outras regiões, isso também justifica o uso de drones nesta região. Já que quanto maior é o número de indústrias no território maior deve-se ter o cuidado com linhas de transmissão e distribuição para permitir a continuidade do fornecimento de energia elétrica.
60 5. CONCLUSÃO
Através desse trabalho de conclusão de curso, foi possível verificar a contribuição dos drones para inspeção de linhas de transmissão e distribuição de energia. Utilizou-se durante o decorrer do estudo, uma abordagem interpretativa dos dados de diferentes artigos, cujo resultado poderá contribuir para a academia e concessionárias.
Feita a análise dos dados, o uso dos drones podem ser para diversos fins de maneira eficaz e eficiente, mas para especificamente no caso de inspeção, ele se mostrou melhor do que esperava. Em todos os artigos analisados os mesmos cumpriram o papel esperado, somente com algumas ressalvas, sendo elas; as fotos precisam de uma boa resolução para serem analisadas mais eficientemente, se faz necessário o uso de lentes com alta resolução; preferencialmente a inspeção ser realizadas em dia com alta luminosidade; apresentou dificuldade de aproximação do drone com as linhas quando se têm velocidades altas de vento; necessária de habilidade do piloto; necessário diminuir o tempo da inspeção por motivo que a bateria do drone descarrega rapidamente.
Portanto, o objetivo final do trabalho foi alcançado por meio de revisão de literatura a respeito da utilização de drones para inspeção de linhas de transmissão e distribuição de energia
Portanto, o objetivo final do trabalho foi alcançado por meio de revisão de literatura a respeito da utilização de drones para inspeção de linhas de transmissão e distribuição de energia