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RITA MARIA BEZERRA MARQUES
FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA
AVALIAÇÃO DO IMPACTO ECONÔMICO DA
QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA NO SETOR
DE PRODUÇÃO DAS INDÚSTRIAS
FORTALEZA 2006
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
EM ENGENHARIA ELÉTRICA
FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA
AVALIAÇÃO DO IMPACTO ECONÔMICO DA
QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA NO SETOR
DE PRODUÇÃO DAS INDÚSTRIAS
Dissertação submetida à Universidade Federal do Ceará como parte dos requisitos para a
obtenção do grau de Mestre em Engenharia Elétrica.
RITA MARIA BEZERRA MARQUES
Fortaleza, janeiro de 2006.
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FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA AVALIAÇÃO
DO IMPACTO ECONÔMICO DA QUALIDADE DA
ENERGIA ELÉTRICA NO SETOR DE PRODUÇÃO DAS
INDÚSTRIAS
Esta Dissertação foi julgada adequada para obtenção do Título de Mestre em Engenharia
Elétrica, Área de Concentração em Eletrônica de Potência e Acionamentos, e aprovada em
sua forma final pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade
Federal do Ceará.
______________________________
Rita Maria Bezerra Marques
______________________________
Profª. Ruth Pastôra Saraiva Leão, PhD
Orientadora
______________________________
Prof. Otacílio da Mota Almeida, Dr.
Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Banca Examinadora:
______________________________
Profª. Ruth Pastôra Saraiva Leão, PhD
______________________________
Prof. Fernando Luiz Marcelo Antunes, PhD
______________________________
Profª. Maria da Guia da Silva, PhD
______________________________
Prof. José Belo Torres, Dr.
Fortaleza, janeiro de 2006.
Dedico este trabalho aos meus
pais, Maria de Fátima e
Edberto, às minhas irmãs, Rute
Maria e Rejane Maria, e ao
meu amor, Walber.
AGRADECIMENTOS
A Deus pela força que encontro todos os dias de minha vida.
Ao meu pai, Edberto V. Marques e à minha mãe, Maria de Fátima B. Marques, pela
educação que me proporcionaram e pelo incentivo na realização do mestrado.
Às minhas irmãs, Rute Maria e Rejane Maria pelo apoio constante e incondicional dados a
mim durante a realização deste trabalho.
Aos meus queridos sobrinhos, Rômulo e Rodrigo, pelas horas de distração que me
proporcionaram.
Aos meus cunhados, Rodrigo pela força na elaboração das planilhas eletrônicas, Leocádio
e Ana Marília pelo encorajamento e incentivo.
Ao meu amor, Walber, que por tantas vezes me deu carinho, conforto e incentivo, tendo,
por muitas vezes, que ter paciência.
À minha orientadora, professora Ruth Leão, pelo apoio, motivação e competência com que
desempenha o seu trabalho, e enfim, pela participação no desenvolvimento desta
dissertação.
Aos professores do PPGEE da UFC pela contribuição direta ou indireta neste trabalho.
Aos engenheiros eletricistas das indústrias cearenses que participaram da pesquisa por
meio da resolução do questionário.
Aos funcionários, amigos e colegas do PPGEE.
Aos amigos do mestrado, que vivenciaram comigo as alegrias e tristezas destes dois anos
de estudo.
A Capes pela oportunidade concedida e apoio financeiro.
Enfim a todos que acreditaram e incentivaram.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ..........................................................................................................ix
LISTA DE TABELAS .......................................................................................................xiii
LISTA DE SÍMBOLOS .....................................................................................................xiv
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO............................................................................................ 1
1.1 Objetivos da Pesquisa.................................................................................................. 2
1.2 Relevância do Trabalho............................................................................................... 3
1.3 Metodologia............................................................................................................... 10
1.4 Contribuição do Trabalho.......................................................................................... 12
1.5 Estrutura do Trabalho ................................................................................................ 13
CAPÍTULO 2 CUSTO DA QUALIDADE DA ENERGIA ELÉTRICA .......................... 15
2.1 Estado da Arte ........................................................................................................... 15
2.2 Metodologias para a Avaliação do Custo das Variações de QEE ............................. 20
2.2.1 Custos de interrupções por capacidade instalada ............................................... 20
2.2.3 Custos da interrupção de energia para os consumidores industriais .................. 25
2.2.4 Critério econômico para a confiabilidade dos sistemas...................................... 27
2.2.5 Impacto econômico do afundamento de tensão na indústria.............................. 29
2.2.6 Avaliação do custo social na ocorrência de interrupções................................... 29
2.3 Conclusão .................................................................................................................. 31
CAPÍTULO 3 METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO ECONÔMICA DO IMPACTO
DE DISTÚRBIOS DE ENERGIA ELÉTRICA NA INDÚSTRIA............ 32
3.1 Estimação dos Custos de Produção devido à Falta de QEE...................................... 33
3.1.1 Custos por perdas de produto ............................................................................. 34
3.1.2 Custos relacionados ao trabalho ......................................................................... 34
3.1.3 Custos suplementares ......................................................................................... 35
3.1.4 Custos poupados................................................................................................. 35
3.2 Cálculo do Custo da Falta de Qualidade de Energia Elétrica.................................... 35
3.3 Fluxograma das Equações Matemáticas Descritas.................................................... 41
3.4 Conclusão .................................................................................................................. 49
vi
CAPÍTULO 4 ANÁLISE DE CUSTO DA FALTA DE QUALIDADE DE ENERGIA
ELÉTRICA NO SETOR INDUSTRIAL ................................................... 50
4.1 Construção das Planilhas Eletrônicas para a Estimação do Custo da Falta de
Qualidade de Energia Elétrica ................................................................................... 50
4.1.1 Planilha do cálculo do custo da falta de qualidade de energia elétrica............... 51
4.1.2 Planilha para estatística das indústrias ............................................................... 61
4.2 Análise das Informações Obtidas dos Questionários Aplicados ............................... 70
4.3 Conclusão .................................................................................................................. 83
CAPÍTULO 5 CONCLUSÃO............................................................................................ 84
5.1 Sugestões para Trabalhos Futuros ............................................................................. 85
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 86
APÊNDICE A SELEÇÃO DAS INDÚSTRIAS PESQUISADAS.................................... 91
APÊNDICE B QUESTIONÁRIO DA PESQUISA ........................................................... 94
vii
Resumo da Dissertação apresentada a UFC como parte dos requisitos necessários
para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Elétrica.
FERRAMENTA COMPUTACIONAL PARA AVALIAÇÃO
DO IMPACTO ECONÔMICO DA QUALIDADE DA
ENERGIA ELÉTRICA NO SETOR DE PRODUÇÃO DAS
INDÚSTRIAS
Rita Maria Bezerra Marques
Janeiro/2006
Orientador: Profª. Ruth Pastôra Saraiva Leão, PhD.
Área de Concentração: Eletrônica de Potência e Acionamentos.
Palavras-chave: Qualidade de energia elétrica, custo, planilha, indústria.
Número de Páginas: 135.
RESUMO: No ambiente industrial competitivo de hoje, os executivos de operação e
produção são cada vez mais requeridos a fazer mais com menos, e a pressão é constante
para aumentar produtividade e cortar custos. Os distúrbios elétricos causam perdas
econômicas sendo responsáveis por paradas inexplicáveis e indesejáveis na produção. O
presente trabalho propõe um método para a estimação da perda de produção relacionada à
energia elétrica levando-se em consideração a freqüência de ocorrência dos fenômenos que
causam prejuízos para as indústrias, a duração dos mesmos e o número de linhas de
produção afetada por cada distúrbio. O método é de baixo custo de implementação com o
levantamento de informações realizado por questionário em que se apresenta um conjunto
de cenários que descrevem distúrbios elétricos factíveis de ocorrerem na indústria, em um
tempo específico, com uma certa duração, com e sem notificação prévia pela
concessionária. A estimação do custo das variações na qualidade da energia sobre a
produção das indústrias é obtida por meio de uma ferramenta computacional desenvolvida
em Visual Basic
®
e Excel
®
. Além do custo individual de cada indústria, a ferramenta
desenvolvida permite a comparação do impacto da qualidade da energia entre empresas
permitindo avaliar as variáveis de custo de maior impacto e os setores de maior
sensibilidade. Os distúrbios elétricos podem ter significantes conseqüências econômicas
para muitos tipos diferentes de negócios, conhecer a dimensão do problema é o primeiro
passo para solucioná-lo de forma adequada.
viii
Abstract of Dissertation presented to UFC as a partial fulfillment of the requirements for
the degree of Master in Electrical Engineering.
A COMPUTER PROGRAM FOR THE EVALUATION OF
THE ECONOMICAL IMPACT OF THE POWER QUALITY
IN THE INDUSTRY PRODUCTION PROCESSES
Rita Maria Bezerra Marques
Jan./2006
Supervisor: Profª. Ruth Pastôra Saraiva Leão, PhD.
Area of Concentration: Power Electronics and Driver
Keywords: Cost, economic impact, power quality, production process.
Number of Pages: 135.
ABSTRACT: In the competitive industrial environment, the personnel in charge of the
operation and manufacturing processes are strongly requested to do more with less, and the
pressure is constant to increase productivity and to cut costs. The electric disturbances
cause economical losses being responsible for inconceivable and undesirable halts in the
production. The present work proposes a method for the estimation of the production loss
related to outages taking into account the frequency of occurrence of the phenomena, its
duration and the number of production lines affected by the disturbances. The method is of
low implementation cost with the acquisition of data accomplished by questionnaire which
presents sceneries with a set of feasible electric disturbances to the industry, which may
occur in a specific time, with certain duration, with and without previous notification for
the dealership. The cost of the power quality variations on the industry production is
estimated through a computer tool developed in Visual Basic
®
and Excel
®
. Besides the
individual cost for each industry, the developed tool allows the comparison of the impact
of the power quality variation among companies, allowing evaluating the terms of the cost
of larger impact and the industry sectors of larger sensitivity. The electric disturbances can
have significant economical consequences for many different types of businesses, to know
the dimension of the problem is the first step to solve it in an appropriate way.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. 1 Custo médio da falta por kWh em relação aos grupos de consumidores
residenciais, industriais, comerciais, e serviços de iluminação pública e
hospitalar [2]....................................................................................................... 5
Figura 1. 2 Freqüência de ocorrência de interrupções em um ano típico para sete variações
de durações destes eventos [3]............................................................................ 6
Figura 1.3 Valor anual agregado de problemas na QEE em bilhões de dólares americanos7
Figura 1.4 Percentual estimado de custo para a ocorrência de interrupções de energia
elétrica por kWh consumido no ano [3]. ............................................................ 7
Figura 1. 5 Valor médio em dólar para cada duração representada em relação a cada tipo de
custos e economias conseqüentes de interrupções [3]........................................ 8
Figura 1.6 Porcentagem da composição do PIB setorial de 2000 do Estado do Ceará.
FONTE: IPLANCE/Células de Contas Regionais. ............................................ 8
Figura 1. 7 Participação percentual setorial no consumo de energia elétrica no ano de 2001
no Estado do Ceará. FONTE: Departamento de Mercado - COELCE............... 9
Figura 2. 1 Custo de interrupção de energia elétrica em dólar/kWh de acordo com a
duração e o grupo de consumidores [41].......................................................... 22
Figura 3.1 Curva dos custos anuais dos consumidores e concessionárias versus
confiabilidade do sistema elétrico de potência................................................. 33
Figura 3. 2 Fluxograma para a obtenção do custo anual de perda de materiais e produtos por
distúrbio j, C
MP(j)
................................................................................................. 42
Figura 3.3 Fluxograma para a obtenção do custo anual de capital e mão-de-obra ociosos
devido à influência do distúrbio j, C
CM(j)
e do custo anual com a recuperação da
produção devido à ocorrência do distúrbio j, C
R(j)
............................................ 43
Figura 3. 4 Fluxograma para a obtenção do custo anual com mão-de-obra associado à
recuperação da produção durante horas extras de trabalho devido a ocorrência
do distúrbio j, C
HEx(j)
......................................................................................... 44
Figura 3. 5 Fluxograma para a obtenção do custo anual da energia não consumida durante a
interrupção do processo, devido à ocorrência do distúrbio j, C
E(j)
e do custo
x
anual de substituição de materiais e equipamentos por causa da ocorrência do
distúrbio j, C
S(j)
. ................................................................................................ 45
Figura 3. 6 Fluxograma para a obtenção dos custos anuais diversos associados à operação
da indústria, C
DAop
............................................................................................. 46
Figura 3.7 Fluxograma para a obtenção dos custos anuais diversos associados à ocorrência
do distúrbio j, C
DAd(j)
e dos custos anuais diversos, por distúrbio j, C
D(j)
. ........ 47
Figura 3. 8 Fluxograma para a obtenção do custo anual da falta de qualidade de energia
elétrica por distúrbio j, C
FQ(j)
. ........................................................................... 48
Figura 3. 9 Fluxograma para a obtenção do custo anual da falta de qualidade de energia
elétrica na indústria, C
FQ_Total
............................................................................ 49
Figura 4.1 Janela inicial da planilha de estimação do impacto econômico dos distúrbios de
energia elétrica.................................................................................................. 52
Figura 4. 2 Informações gerais da indústria. ....................................................................... 53
Figura 4. 3 Custos operacionais da indústria....................................................................... 53
Figura 4. 4 Janela de aviso sobre o início da simulação por tipo de distúrbio. ................... 54
Figura 4. 5 Janela para obtenção das características do distúrbio elétrico a ser analisado.. 54
Figura 4.6 Janela para obtenção do custo anual de perda de materiais e produtos por
distúrbio j.......................................................................................................... 55
Figura 4.7 Janela para a estimação do custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido
à influência do distúrbio j. ................................................................................ 55
Figura 4. 8 Janela para a obtenção do custo anual com a recuperação da produção devido à
ocorrência do distúrbio j................................................................................... 56
Figura 4. 9 Janela para a obtenção do custo anual com mão-de-obra associado à
recuperação da produção durante horas extras de trabalho devido à ocorrência
do distúrbio j..................................................................................................... 56
Figura 4. 10 Janela de obtenção do custo anual de substituição de materiais e equipamentos
por causa da ocorrência do distúrbio j. ........................................................... 57
Figura 4.11 Janela de obtenção do custo anual da energia não consumida durante a
interrupção do processo, devido à ocorrência do distúrbio j. ......................... 57
Figura 4.12 Janela para a obtenção dos custos anuais diversos associados à ocorrência do
distúrbio j........................................................................................................ 58
Figura 4. 13 Janela final do programa, resumo dos custos por distúrbio j.......................... 58
Figura 4. 14 Janela de ajuda. ............................................................................................... 59
xi
Figura 4.15 Gráfico com os valores totais de cada variável de custo................................. 59
Figura 4. 16 Relatório das variáveis de custo por distúrbio. ............................................... 60
Figura 4. 17 Relatório das informações gerais e de operação da indústria. ........................ 61
Figura 4.18 Relatório com os custos totais......................................................................... 61
Figura 4. 19 Planilha de estatística da comparação das indústrias para o cálculo do custo
total da falta de qualidade de energia elétrica................................................. 63
Figura 4.20 Janela de classificação das indústrias.............................................................. 63
Figura 4.21 Aviso de inserção dos dados dos custos totais a partir da quinta linha do
Excel
®
. ............................................................................................................ 64
Figura 4. 22 Planilha de obtenção de dados para a classificação das indústrias do setor de
bebidas - 13,8kV............................................................................................. 65
Figura 4.23 Janela de escolha do nível de tensão para as indústrias de mesmo setor........ 65
Figura 4. 24 Janela para a escolha do setor industrial no nível de tensão de 69kV............. 65
Figura 4. 25 Figura com os gráficos representativos de cada custo industrial referentes à
falta de QEE, para indústrias e valores hipotéticos. ....................................... 66
Figura 4.26 Janela de escolha entre os níveis de tensão para a comparação entre as
indústrias de diferentes setores. ...................................................................... 67
Figura 4.27 Figura com os gráficos representativos de cada média do custo industrial
referente à falta de QEE, para indústrias e valores hipotéticos, de diferentes
setores. ............................................................................................................ 68
Figura 4.28 Figura com os gráficos de barra de cada desvio padrão do custo médio
industrial referente à falta de QEE, para indústrias e valores hipotéticos, de
diferentes setores. ........................................................................................... 69
Figura 4. 29 Participação das indústrias selecionadas no Estado do Ceará......................... 70
Figura 4. 30 Percentagem de devolução do questionário respondido. ................................ 71
Figura 4.31 Definição do fornecimento de energia elétrica por parte das indústrias
pesquisadas. .................................................................................................... 71
Figura 4.32 Percentual de freqüência dos problemas industriais ocasionados pelos
distúrbios de energia elétrica. ......................................................................... 72
Figura 4. 33 Percentual de duração dos distúrbios elétricos considerados no questionário.73
Figura 4. 34 Grau da severidade média dos distúrbios elétricos considerados no
questionário..................................................................................................... 74
xii
Figura 4.35 Percentual de redução da produção industrial, de acordo com a duração dos
distúrbios elétricos considerados no questionário. ......................................... 75
Figura 4.36 Custos totais para os cenários ocorridos na indústria têxtil. ........................... 77
Figura 4.37 Custos totais para os cenários ocorridos na indústria de vidros...................... 78
Figura 4.38 Custos totais para os cenários ocorridos na indústria de mármore. ................ 79
Figura 4.39 Custos totais para os cenários ocorridos na indústria metalúrgica.................. 80
Figura 4.40 Gráficos com a média de cada parcela dos custos referentes a produção
industrial com a ocorrência dos distúrbios elétricos....................................... 82
Figura 4.41 Figura que representa o desvio padrão de cada parcela de custo para as 3
indústrias de 13,8kV. ...................................................................................... 83
LISTA DE TABELAS
Tabela 1.1 Categoria dos fenômenos relacionados à qualidade de energia elétrica, suas
causa, efeitos e dispositivos para a mitigação dos distúrbios............................. 3
Tabela 1. 2 Investimentos programados para o período de 1998/2005 no Estado do Ceará.
FONTE: Datainvest. ........................................................................................... 9
Tabela 2. 1 Custos industriais de interrupções de fornecimentos de energia elétrica
(US$/kWh) [19]................................................................................................ 24
Tabela 2.2 Média das componentes de custos das interrupções, por cenário, para grandes
consumidores industriais e comerciais. ............................................................ 26
Tabela 4. 1 Características obtidas via questionário da indústria têxtil pesquisada e parcelas
dos custos para cada cenário ocorrido. ............................................................. 76
Tabela 4. 2 Características obtidas via questionário da indústria de vidros pesquisada e
parcelas dos custos para cada cenário ocorrido................................................ 77
Tabela 4. 3 Características obtidas via questionário da indústria de mármore pesquisada e
parcelas dos custos para cada cenário ocorrido................................................ 78
Tabela 4. 4 Características obtidas via questionário da indústria metalúrgica pesquisada e
parcelas dos custos para cada cenário ocorrido................................................ 79
Tabela A. 1 Indústrias que aceitaram responder o questionário.......................................... 91
Tabela A.2 Indústrias que não aceitaram responder o questionário................................... 92
Tabela A.3 Indústrias as quais não foi possível o contato.................................................. 93
LISTA DE SÍMBOLOS
σ
Desvio padrão populacional.
ε
Fração da produção normal não produzida durante o desligamento.
µ
Fração da produção normal não produzida durante o religamento.
µ
p
Média aritmética populacional.
ρ
Fração do regime de trabalho para recuperação da produção perdida através de
horas extras.
ϖ
Salário pago em hora extra, em R$ por mês.
ω
Salário pago em regime normal de trabalho, em R$ por mês.
λ
Valor percentual da folga da capacidade de produção.
γ
t
Tempo de religamento de um distúrbio de duração t, em horas.
C
CM(j)
Custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido à influência do distúrbio
j.
C
D(j)
Custos anuais diversos, por distúrbio j.
C
DAd(j)
Custos anuais diversos associados à ocorrência do distúrbio j.
C
DAop
Custos anuais diversos associados à operação.
C
E(j)
Custo anual da energia não consumida durante a interrupção do processo,
devido à ocorrência do distúrbio j.
C
el
Custo anual gasto com a energia elétrica consumida durante as horas extras de
trabalho.
C
FQ(j)
Custo anual da falta de qualidade de energia elétrica por distúrbio j.
C
FQ_Total
Custo anual da falta de qualidade de energia elétrica na indústria.
C
HEx(j)
Custo anual com mão-de-obra associado à recuperação da produção durante
horas extras de trabalho devido à ocorrência do distúrbio j.
CIGRE International Council on Large Electric Systems.
C
inf
Custo anual de recuperação das perdas de informação digital.
C
lpz
Custo anual com a limpeza da planta industrial antes do reinício do processo,
após a ocorrência do distúrbio j.
C
m_esp
Custo anual com a mão-de-obra especializada para o reinício da produção,
xv
devido à ocorrência do distúrbio j.
C
MP(j)
Custo anual de perda de materiais e produtos por distúrbio j.
C
MpÑut(j)
Custo anual de matérias-primas não utilizadas por distúrbio j.
C
mul
Custo anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de
contratos, por causa da ocorrência do distúrbio j.
C
o&m_cont
Custo anual com a operação e manutenção de equipamentos de controle ou de
compensação de energia elétrica.
C
o&m_ger
Custo anual com a operação e manutenção de equipamentos de geração
auxiliar.
COELCE Companhia Energética do Ceará.
C
P
Custo total de produção anual perdida pela indústria devido não apenas às
perturbações elétricas, em R$ por ano.
C
r&c_eq
Custo anual com o reparo ou conserto de equipamentos.
C
R(j)
Custo anual com a recuperação da produção devido à ocorrência do distúrbio j.
C
RM(j)
Custo anual de reembolso de materiais re-aproveitáveis por distúrbio j.
C
S(j)
Custo anual de substituição de materiais e equipamentos por causa da
ocorrência do distúrbio j.
C
Seq(j)
Custo anual de substituição de equipamentos danificados, incluindo também o
valor do frete, por distúrbio j.
C
Smp(j)
Custo anual de substituição de matérias-primas estragadas ou danificadas por
distúrbio j.
C
vend
Custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção, por causa
da ocorrência do distúrbio j.
E
Ñcons(j)
Energia elétrica não consumida durante a parada do processo de produção, em
kWh, devido ao distúrbio j.
EPRI Electric Power Research Institute.
f Freqüência de ocorrência por ano do distúrbio j.
FIEC Federação das Indústrias do Estado do Ceará.
h Regime total de trabalho do setor de produção, em horas por ano.
h
Ex
Quantidade de horas extras disponíveis, por ano, para a recuperação da
produção industrial.
IEEE The Institute of Electrical and Electronics Engineers.
N Quantidade total da população.
xvi
nd Número de distúrbios que ocorrem, durante o ano, na indústria, ou número de
cenários.
nl Número de linhas de produção sensíveis ao distúrbio j.
PIB Produto Interno Bruto.
QEE Qualidade de Energia Elétrica.
t Tempo de duração do distúrbio, em horas.
VBA Visual Basic for Aplications.
V
Cel
Valor médio do consumo anual de energia elétrica, em kWh.
V
Econs
Custo médio anual da energia elétrica consumida, em R$ por ano.
v
i
Percentagem do custo total de produção anual perdida para a linha de produção
i, %C
p
.
V
MOAcr
Valor de mão de obra anual a ser acrescentado, R$ por ano.
X Valores dos argumentos populacionais.
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO
A importância de um sistema elétrico confiável e de uma energia elétrica com
qualidade cresce à medida que a sociedade e seus setores produtivos tornam-se cada vez
mais dependentes da tecnologia digital.
De maneira geral, as mudanças na forma de realizar negócios, prestar serviços, e
manufaturar produtos têm tornado todas estas atividades cada vez mais sensíveis aos
distúrbios no suprimento de energia elétrica. Tais distúrbios não apenas incluem as
interrupções de suprimento, caracterizada pela ausência de tensão, quer por uma fração de
segundo, ou por várias horas, mas também fenômenos responsáveis pela variação da
qualidade da energia elétrica, os quais compreendem os desvios na conformidade da tensão
e corrente, como harmônicos, afundamentos de tensão, transitórios, e outros.
Desta forma, são inquestionáveis os impactos econômicos, adversos às
concessionárias e consumidores, causados por problemas relacionados à degradação da
qualidade da energia elétrica.
Um distúrbio elétrico pode provocar diversos transtornos ao setor produtivo como
parada de produção por tempo além da duração da perturbação, pois muitas operações
demandam tempo para serem reiniciadas; perda de produção e conseqüentemente de
vendas; extravio ou perda de qualidade de materiais ou produtos; custo para reiniciar a
produção, como o custo com a limpeza do processo e com a reprogramação das máquinas;
custo com a aquisição de novas matérias-primas necessárias para o reinício do processo de
produção; valor agregado pela falha em equipamentos e dispositivos; quebra de contratos
com multas e aumento nas alíquotas de seguro e; ociosidade do trabalhador durante a
parada de produção.
Como efeitos adversos à concessionária, porém, tem-se que energia não consumida
é energia não faturada. Ademais, com a falta de qualidade da energia elétrica (QEE)
fornecida as relações de negócio com os clientes podem tornar-se conflituosas com
disputas judiciais que em sua grande maioria são onerosas e desgastantes; a imagem da
empresa fornecedora é abalada; e o mais preocupante para as empresas de energia elétrica
2
é a liberdade que o consumidor tem de estabelecer negócios relacionados à energia com
empresas concorrentes.
Diante deste quadro, concessionárias e setores produtivos carecem de uma
ferramenta capaz de estimar o custo relacionado à falta de qualidade da energia elétrica de
suprimento.
1.1 Objetivos da Pesquisa
Sabendo-se que a energia elétrica de boa qualidade é aquela que garante o
funcionamento contínuo, seguro e adequado dos equipamentos elétricos e processos
industriais associados, sem afetar o meio ambiente, o bem estar das pessoas, e a produção
de bens e serviços, este projeto tem por objetivo estimar os custos associados aos
distúrbios na energia elétrica, sustentados e de curta duração, sobre a produção industrial
no Estado do Ceará. Os custos oferecem uma referência quantitativa útil à indústria para
nortear os investimentos e auxiliar na gestão da energia. O projeto visa contribuir com
federações de indústrias, sindicatos de classe, concessionárias, e agentes reguladores para
definir políticas para melhorar e garantir maior confiabilidade e qualidade de energia para
a indústria.
Para a avaliação do impacto econômico da falta de qualidade de energia elétrica no
sistema de custo da produção industrial será desenvolvida uma ferramenta computacional a
fim de se obter uma melhor estimação do custo-benefício para as ações voltadas à melhoria
da qualidade de energia elétrica fornecida às indústrias.
Os objetivos específicos são analisar as características e os efeitos econômicos na
operação das indústrias dos diversos tipos de eventos relacionados à qualidade de energia
elétrica, tratando tanto os fenômenos de longa como os de curta duração; quantificar os
custos incorridos aos consumidores industriais devido a problemas de qualidade da energia
elétrica e; desenvolver duas planilhas eletrônicas que auxiliem a avaliação da utilização do
insumo energia elétrica na operação das indústrias, sendo a primeira com a finalidade de
obter a avaliação do impacto econômico da falta de QEE para cada indústria, e a segunda
sendo utilizada por instituições responsáveis pelo gerenciamento da energia ou das
indústrias tendo como finalidade a estatística de custos totais relacionados a QEE por meio
dos setores industriais cadastrados.
3
1.2 Relevância do Trabalho
Os fenômenos relacionados à qualidade de energia elétrica podem ser agrupados
segundo a suas causas, conseqüências e possíveis mitigações, como pode ser observado na
Tabela 1.1 [1].
Tabela 1.1 - Categoria dos fenômenos relacionados à qualidade de energia elétrica, suas causa, efeitos e
dispositivos para a mitigação dos distúrbios.
Categoria Causas Conseqüências Dispositivos de
Condicionamento
Transitórios
Impulsivos
Descargas atmosféricas
Manobra Carga
Distúrbios em
dispositivos
Eletrônicos
Pára-raios
Filtros
Transformador de
isolamento
Transitórios
Oscilatórios
Descargas atmosféricas
remotas
Manobras de linhas, cabos,
capacitores,
transformadores, e cargas.
Distúrbios em
dispositivos
Eletrônicos
Pára-raios
Filtros
Transformador de
isolamento
Variações de Curta
Duração
Faltas remotas
Manobra de carga
Distúrbios de processos
industriais
Transformador de tensão
constante
Variações de Longa
Duração
Partida de motor
Variação de carga
Manobra de capacitor
Sobrecargas
Distúrbios de processos
industriais
Regulador de tensão
Transformador de tensão
constante
Interrupções Faltas
Manobra Disjuntor
Distúrbios de processos
industriais
Sistemas UPS
Geradores de reserva
Desequilíbrio de
Tensão
Cargas desequilibradas
Componentes CC Distúrbios geomagnéticos Saturação de
transformadores
Solicitação extra de
isolamento
Harmônicas Cargas não lineares Sobre aquecimento
Capacitor
Distúrbios em
contadores
Filtros
Transformador de
isolamento
Inter-harmônicas Conversores estáticos de
freqüência
Dispositivos a arco
Flicker em vídeos
Problemas em sinais em
PLC
Notching PE’s c/ comutação de
corrente entre fases
Ruído Manobra PE’s
Arcos
I EM
Distúrbio em PC’s e
controladores
programáveis
Aterramento
Bobina de bloqueio
Filtro
Blindagem
Flutuação de Tensão Cargas intermitentes
Cargas a arco
Partida de motor
Flicker (Cintilação) Compensadores estáticos
Capacitor série
Variação da
Freqüência
Variação de carga e
geração
Operação de máquinas
girantes e contadores
Para alguns grupos de consumidores de energia elétrica os prejuízos econômicos
associados aos efeitos das perturbações na qualidade da energia elétrica são bastante
4
significativos. O custo com a falta de qualidade da energia elétrica deverá estar associado à
atividade interrompida ou prejudicada o seu desempenho e à dependência desta atividade
com a eletricidade, ou seja, a sensibilidade dos equipamentos de cada grupo de
consumidores, assim como com as características do fenômeno considerado.
São três os principais grupos de consumidores de energia elétrica: residenciais,
comerciais e industriais, além dos serviços essenciais, como hospitais e iluminação
pública.
• Consumidores Residenciais. O prejuízo decorrente da perda de qualidade de
energia elétrica para este grupo de consumidores é muito menor ao se comparar com os
outros dois grupos. O que influência no custo deste grupo de consumidores são os
trabalhos domésticos, a alimentação dos residentes e o seu lazer. O primeiro pode ter suas
atividades temporariamente interrompidas, porém é possível o re-planejamento para
horários diferentes destas atividades sem maiores prejuízos, desta forma este é considerado
pequeno; já a segunda atividade poderia se ter um maior comprometimento financeiro,
porém esta avaliação de custo caberia intrinsecamente a cada consumidor, visto que a
maior parte da população brasileira consome o gás de cozinha para o cozimento dos
alimentos. A terceira atividade, lazer, pode ser bem mais significativa, pois o divertimento
torna-se comprometido, principalmente para aqueles que têm um período de lazer pré-
definido, e também por existir atividades durante o lazer cujo fornecimento de energia
elétrica pode ser considerada essencial, como: televisão, rádio, leitura noturna, Internet,
entre outras, ao passo que se torna limitada à possibilidade de mudança do horário destas
atividades. Nas últimas décadas tem-se verificado uma mudança de paradigma quanto ao
local do trabalho, podendo este ser realizado nas residências. Em geral, quando o trabalho
é executado na residência existe uma dependência da energia elétrica; em assim sendo, a
qualidade da energia passa a ter maior importância para este segmento de consumidores.
• Consumidores Comerciais. O custo deste grupo de consumidores varia bastante
conforme o tipo de serviço prestado e das características específicas de cada atividade,
visto que, a cada dia as atividades comerciais se tornam mais dependentes da eletricidade,
com a utilização de ar condicionado, movimentação de esteiras rolantes, utilização de
sistemas microprocessados em caixas, controle de estoque, segurança, entre outros. Os
custos diretos podem ser pequenos, mas os indiretos, refletidos na insatisfação dos clientes,
5
diminuição de vendas, podem ser muitas vezes consideráveis, dependendo do porte
comercial destas companhias.
• Hospitais. A falta de qualidade da energia elétrica tem grande impacto no custo
operacional dos hospitais. Alguns fenômenos para o setor hospitalar, como variações
bruscas de tensão e variações de freqüência são críticos para os equipamentos utilizados
em salas de cirurgia, unidades de tratamento e, centros de diagnóstico. Não podendo
esquecer que há casos que falhas na qualidade da energia elétrica consumida nos hospitais
pode implicar até mesmo em prejuízos imensuráveis para a vida humana.
• Iluminação Pública. O custo aqui relacionado está na forma de reduzir o bem-estar
da população, comprometendo alguns aspectos, como a segurança das pessoas e dos
motoristas. Este possui a mesma característica dos custos residenciais, ou seja, não são
muitas vezes perceptíveis.
• Consumidores Industriais. Na indústria, a energia elétrica é um insumo, e sua
qualidade tem influência nos custos de produção, na produtividade, e competitividade
industrial. Os consumidores industriais são alvos diretos da falta de qualidade da energia
elétrica.
Em pesquisa realizada [2], em 1979, na área urbana de Cascavel (PR), no Brasil, foi
apresentado que a maior porcentagem de custos com a interrupção no fornecimento de
energia elétrica está relacionada com os consumidores industriais, como mostra a Figura
1.1, o que ilustra a importância da determinação dos custos advindos da falta de qualidade
de energia elétrica para esta categoria de consumidores.
Custo médio da Falta por kWh
31%
52%
6%
1%
10%
Residencial Industrial Comercial
Iluminação Pública Hospitais
Figura 1.1 - Custo médio da falta por kWh em relação aos grupos de consumidores residenciais, industriais,
comerciais, e serviços de iluminação pública e hospitalar [2].
6
A duração e a freqüência de ocorrência dos fenômenos relacionados à qualidade de
energia elétrica nas indústrias também são fatores importantes para a obtenção do cálculo
deste custo, pois quanto maior for à incidência destas perturbações maior será o valor do
custo final para qualquer grupo de consumidores. A Figura 1.2 apresenta a freqüência de
interrupções no fornecimento em um ano típico nos Estados Unidos [3]. Para determinados
setores industriais distúrbios com duração pequena e incidência elevada pode proporcionar
altos custos de produção, como pode ser observado na freqüência de ocorrência de
interrupção com duração inferior a 1 segundo que é de 16%, por exemplo.
16%
21%
12%
8%
23%
15%
5%
< 1seg 1seg - < 1min 1min - < 3min
3min - < 5 min 5min - < 1h 1h - < 4h
> 4h
Figura 1.2 - Freqüência de ocorrência de interrupções em um ano típico para sete variações de durações
destes eventos [3].
Os custos relativos à falta da qualidade de energia elétrica também dependem muito
do porte das indústrias e da categoria ou setor a que elas pertencem. Para determinadas
indústrias o insumo energia elétrica é de grande importância na produção industrial, não
necessariamente pela quantidade de energia consumida, mas pela sensibilidade de seus
equipamentos é de se esperar que estes custos sejam mais elevados do que em outras
indústrias. Para a economia norte-americana, por exemplo, três setores industriais são de
essencial importância: (a) indústrias digitais como as de telecomunicação, fabricação de
aparelhos eletrônicos, indústrias de armazenamento de dados, da área financeira e
biotecnologia, etc, consideradas como empresas de economia digital (ED); (b) indústrias
com processo de fabricação contínuo (PFC), voltadas para a fabricação de papel, borracha
e petróleo, substâncias químicas, pedra, barro, vidro, entre outros; (c) indústrias de serviços
ou produções ditas como essenciais (SE) são as indústrias de tratamento de água e esgoto,
oleodutos, etc. Assim, por meio da Figura 1.3 observa-se que o valor anual agregado em
relação à problemas na QEE para as indústrias de serviços ou produções ditas essenciais é
7
mais significativo. Não menos relevante é a importância da qualidade de energia para as
empresas de economia digital, com prejuízo para o setor de aproximadamente um bilhão de
dólar por ano.
0,8
0,3
5,7
ED PFC SE
Figura 1.3 - Valor anual agregado de problemas na QEE em bilhões de dólares americanos
por setor industrial [3].
A quantidade de kWh consumido pelas indústrias também demonstra o quanto de
perda estes consumidores sofrem com a ocorrência de problemas relativos à qualidade de
energia elétrica [3]. Pode-se observar por meio da Figura 1.4 que quanto maior a
quantidade de energia consumida maior é o valor anual médio estimado para ocorrências
de interrupções de energia elétrica a partir da quantidade de kWh consumido.
3,02%
72,30%
13,86%
10,83%
< 50MWh 50 - 499MWh
500 - 4,9GWh > 5GWh
Figura 1.4 - Percentual estimado de custo para a ocorrência de interrupções de energia elétrica por kWh
consumido no ano [3].
Desta forma, torna-se evidente que o estudo dos problemas devido à falta da
qualidade de energia elétrica para a obtenção do cálculo dos custos envolvidos no setor
industrial é consideravelmente significativo.
A Figura 1.5 apresenta os custos intrínsecos à produção industrial [3], os quais
considera tanto os custos médios relacionados com a duração dos distúrbios como custos
da produção perdida, do trabalho, dos materiais perdidos ou danificados, dos equipamentos
danificados, da geração auxiliar, das despesas gerais, de reinício, e das economias
decorrentes como materiais não utilizados, economias no faturamento de energia, trabalho
8
não pago, sendo estas algumas das variáveis a serem consideradas para o cálculo do
impacto econômico da falta de QEE nas indústrias. Nota-se pela Figura 1.5 que as
variáveis de custo diferem entre si com a duração do distúrbio, a exemplo dos custos
relacionados à produção perdida, ao trabalho e custos de reinicio que são mais
significativos para interrupções de 1h, e os custos com materiais não utilizados com maior
valor médio para a condição de interrupção com religamento.
0
2
4
6
8
Custo médio em
$
1 seg Relig. 3 min 1 h
Custo da Produção Perdida Trabalho
Materiais Perdidos ou Danificados Equipamentos Danificados
Geração Auxiliar Despesas Gerais
Outros Custos de Reinício Materiais Não Utilizados
Economias no Faturamento de Energia Trabalho Não Pago
Figura 1.5 - Valor médio em dólar para cada duração representada em relação a cada tipo de custos e
economias conseqüentes de interrupções [3].
A relevância deste trabalho torna-se ainda mais significativa se considerarmos que
no Estado do Ceará a participação do setor industrial para o produto interno bruto (PIB),
em 2000, foi de quase 50% quando comparado com os setores de serviços e de
agropecuária, como pode ser observado na Figura 1.6, segundo a Federação das Indústrias
do Estado do Ceará.
9,47%
42,73%
47,80%
Agropecuária Serviços Indústria
Figura 1.6 - Porcentagem da composição do PIB setorial de 2000 do Estado do Ceará. FONTE:
IPLANCE/Células de Contas Regionais.
9
No Estado do Ceará o consumo de energia elétrica, de janeiro a dezembro de 2001,
totalizou cerca de 5.353 GWh, obtendo os consumidores industriais o segundo lugar na
classificação de participação de consumo com 30,10%, somente perdendo para o grupo dos
consumidores residenciais, o que mais uma vez demonstra a importância na preocupação
da coleta de dados a fim de se estimar o custo com as perdas de produção das indústrias
conseqüentes de problemas com a qualidade de energia elétrica para este grupo de
consumidores. A Figura 1.7 mostra a participação setorial no consumo de energia elétrica
no ano 2001.
30,10%
32,20%
18,00%
19,70%
Industrial Residencial Comercial Outros
Figura 1.7 - Participação percentual setorial no consumo de energia elétrica no ano de 2001 no Estado do
Ceará. FONTE: Departamento de Mercado - COELCE.
Por fim, o setor industrial cearense trabalha na expectativa de um crescimento
continuado, como pode ser observado na Tabela 1.2 o montante de investimentos
programados para vários setores da indústria do Estado do Ceará. À medida que a indústria
cresce, cresce a sua dependência na tecnologia digital e, portanto, sua vulnerabilidade às
variações na QEE. É, portanto, premente o desenvolvimento e a implementação de uma
ferramenta computacional capaz de avaliar o impacto econômico da falta de qualidade de
energia elétrica na produção industrial, para melhor gerenciar os recursos e garantir retorno
dos investimentos.
Tabela 1.2 - Investimentos programados para o período de 1998/2005 no Estado do Ceará. FONTE:
Datainvest.
Setor Valor em US$
Serviços Públicos 3.090,1
Química e Petroquímica 2.056,4
Transporte e Logística 1.730,6
Serviços Gerais 955,5
Metalurgia 898,3
Bebidas e Fumo 341,3
Alimentos 290,4
Autopeças e Material de Transporte 218,2
Construção 207,7
10
Têxtil e Couro 202,8
Eletroeletrônica 125,2
Madeira / Móveis / Papel 45,9
Informática e Telecomunicações 40,0
Farmacêuticos / Higiene 31,9
Não - Metálicos 28,5
Comunicação 16,7
Comércio Varejista 10,7
Mineração 7,0
Plásticos e Borracha 5,0
Comércio exterior 2,5
Mecânica 2,5
TOTAL 10.307,4
1.3 Metodologia
Para estimar o valor econômico agregado à falta de qualidade de energia elétrica na
produção das indústrias, o primeiro passo, que se deve adotar, é a seleção das indústrias
que serão pesquisadas. Através dos setores competentes, se buscou a relação das indústrias
do Estado, para que assim, se podesse realizar a seleção das indústrias de interesse. As
indústrias pré-selecionadas são contatadas a fim de se saber do interesse na participação na
pesquisa.
Os órgãos competentes requisitados para a obtenção do banco de dados das
indústrias do Ceará foram a Federação das Indústrias do Estado do Ceará - FIEC, por meio
da presidência e do Departamento de Unidade de Estatística e Economia, e a Companhia
Energética do Ceará - COELCE, através da presidência e da Gerência de Grandes Clientes.
A Federação das Indústrias do Estado do Ceará ao ser procurada atendeu a solicitação e
disponibilizou o banco de dados das indústrias cearenses dos anos de 2000 e 2001 do guia
industrial cearense, utilizado nesta pesquisa. Segundo a FIEC o banco de dados mais
atualizado estava em processo de elaboração, programado para ser divulgado no segundo
semestre de 2005. O banco de dados é de grande importância, pois contém informações das
indústrias cearenses, como: faixa de faturamento, número de empregados, endereço,
contato, CNPJ, etc. Já o segundo órgão procurado para a seleção das principais indústrias
do Estado do Ceará, no que diz respeito a maior capacidade de investimentos financeiros,
negou, para fins desta pesquisa, a relação de suas indústrias, o que não gerou desmotivação
para dar prosseguimento à pesquisa, visto que é sabido que a concessionária, sendo
também uma empresa privada, tem a obrigação de preservar a integridade dos seus
11
clientes, apesar desta pesquisa ser acadêmica e, também, ter como compromisso a
confidência de todos os dados industriais obtidos.
Com a obtenção do banco de dados fornecido pela FIEC, as indústrias selecionadas
são contadas para saber do interesse em participar da pesquisa, dispondo-se a responder um
questionário elaborado para se coletar dados para a aplicação da metodologia
desenvolvida. A relação das indústrias contatadas para esta pesquisa encontra-se no
apêndice A, o qual também informa sobre a parceria que foi encontrada ou não nestas
indústrias.
Após a seleção das indústrias tem-se a elaboração de um questionário e a definição
da forma de alcance à indústria: correio, Internet e visita in loco. O questionário levantou
os dados necessários à estimação dos custos relacionados à perda de produção industrial
com a ocorrência de fenômenos que afetam a qualidade da energia elétrica fornecida às
indústrias.
Definidas as variáveis relacionadas ao setor de produção das indústrias que sofrem
influência da variação de QEE, são formuladas as equações que devem compor o cálculo
do impacto econômico da falta de qualidade de energia elétrica na produção industrial.
Com a pesquisa realizada por meio do referencial teórico, foi realizado o agrupamento das
principais variáveis de custos a serem adotadas para a estimação do impacto econômico da
falta de qualidade de energia elétrica no setor industrial. Este agrupamento gerou a
formulação de equações que visam à obtenção dos valores de custos específicos do setor de
produção, para seis diferentes cenários:
• Cenário 1: variação de energia elétrica com a duração de 1 segundo, em um dia de
semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem advertência ou notificação por
parte da concessionária de energia elétrica;
• Cenário 2: as mesmas condições do cenário 1, porém com duração de 3 minutos;
• Cenário 3: idem, para uma duração de 1 segundo seguida por 2 segundos sem
variação e com a ocorrência de outra variação também de 1 segundo;
12
•
Cenário 4: interrupção de energia elétrica com a duração de 1 hora, em um dia de
semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem advertência ou notificação por
parte da concessionária de energia elétrica;
• Cenário 5: as mesmas condições do cenário 4, porém com advertência ou
notificação por parte da concessionária de energia elétrica 1 hora antes da ocorrência da
interrupção prevista;
• Cenário 6: idem, com notificação 24 horas antes da ocorrência da interrupção
prevista.
As equações que compõem a metodologia proposta podem ser aplicadas para
qualquer tipo de duração de distúrbio, sendo os seis cenários apresentados utilizados para a
obtenção de dados no questionário elaborado para a realização da pesquisa junto às
indústrias. O questionário aplicado encontra-se no apêndice B, onde se pode observar o
nível das questões formuladas para a coleta dos dados industriais, além da coletânea de
outras informações estatísticas por parte da indústria no que se refere a QEE.
Com a formulação das equações de custo pode-se então desenvolver uma interface
gráfica onde os dados coletados, via questionário, são introduzidos em planilha eletrônica e
estimado o impacto econômico dos distúrbios elétricos na produção industrial, objeto deste
trabalho. A elaboração desta ferramenta computacional visa sua utilização pelas indústrias,
por esta razão, deu-se preferência ao software Microsoft Excel
®
, de larga utilização pela
indústria, de fácil uso, e com vinculação ao Visual Basic
®
que permite a criação de
interface gráfica. Os custos são tratados estatisticamente a fim de apresentar valores
representativos para os diferentes setores das indústrias nas classes de 13,8kV e 69kV.
1.4 Contribuição do Trabalho
Devido à falta de informação quanto ao desempenho do sistema de fornecimento da
energia elétrica, no que diz respeito aos distúrbios presentes na rede de distribuição de
energia elétrica, sua duração, magnitude e freqüência de ocorrência, e também, pela falta
de informação sobre a tolerância dos equipamentos aos distúrbios elétricos, dados estes
fornecidos pelos fabricantes, desenvolveu-se a metodologia apresentada permitindo a
criação de bancos de dados referentes às estimativas de custos devido à falta de QEE.
13
Espera-se que tão logo o desempenho do sistema de fornecimento seja um dado
disponível ao usuário da rede elétrica, tal prática concorra na obtenção de custos mais
precisos. Semelhantemente, espera-se, em um futuro próximo, que os fabricantes de
equipamentos disponibilizem informações de seus produtos no que diz respeito à
sensibilidade dos mesmos, a fim de incorrer em maiores precisões para o cálculo do
impacto econômico dos fenômenos de QEE.
Este trabalho contribui, também, para o agrupamento das principais variáveis para o
cálculo do custo da falta de qualidade de energia em um processo industrial, onde visa o
conhecimento amplo para o setor industrial dos pontos em sua produção que podem ser
afetados economicamente com a ocorrência de fenômenos de QEE. Como também para a
obtenção de resultados de custo para cada cenário de ocorrência das variações de QEE que
as indústrias podem vir sofrer, servindo tanto para o cálculo do custo de variações de longa
ou de curta duração.
1.5 Estrutura do Trabalho
Este trabalho está dividido em cinco capítulos, os quais apresentam a importância
da qualidade de energia na produção industrial, as pesquisas realizadas para se chegar à
metodologia proposta, a ferramenta computacional voltada para a análise da estimativa do
custo dos fenômenos de qualidade de energia elétrica, a análise dos dados obtidos pelas
indústrias do Estado do Ceará e por fim, as conclusões finais do trabalho.
A estrutura é composta de:
• Capítulo 1. Este é composto pela introdução da dissertação, objetivos da pesquisa,
relevância, metodologia e contribuições do trabalho.
• Capítulo 2. O custo da qualidade da energia elétrica. Neste capítulo são
apresentadas abordagens e conceitos relativos aos impactos econômicos da falta de QEE.
Trata-se das vantagens e desvantagens de todo um referencial teórico levantado para a
formulação da metodologia que será apresentada, como também uma visão global do
estado da arte sobre este assunto.
•
Capítulo 3. Metodologia para avaliação econômica do impacto de distúrbios de
energia elétrica na indústria. Com o enquadramento das principais variáveis a serem
14
trabalhadas para a obtenção do cálculo dos custos industriais relativos à variação na QEE
apresenta-se neste capítulo, a metodologia que servirá para a estimação dos custos. Assim
também, se apresentará o desenvolvimento da planilha eletrônica para a obtenção destes
valores, a fim de ajudar os industriais na tomada de decisões no que diz respeito o fator
custo-benefício quando se tratar de perdas de produção devido aos fenômenos de QEE.
•
Capítulo 4. Análise de custo da falta da qualidade de energia elétrica no setor
industrial. Neste capítulo é demonstrada a maneira como foi elaborada a pesquisa junto aos
consumidores industriais do Estado do Ceará, visando a coleta de dados para fins da
consolidação das estimativas de custos com a utilização da ferramenta computacional. É
apresentada também a análise destes dados.
• Capítulo 5. Conclusão. Neste capítulo apresentam-se as conclusões da pesquisa
realizada e alguns temas para futuros trabalhos relacionados à continuidade do tema.
• Apêndice A. Seleção das indústrias pesquisadas. Neste apêndice encontram-se as
111 indústrias selecionadas para a realização da pesquisa desenvolvida por este trabalho, as
indústrias e suas respectivas localizações no Estado do Ceará, são divididas em três grupos:
indústrias que aceitaram responder o questionário, as que não aceitaram responder o
questionário e as indústrias cujo contato não foi possível.
• Apêndice B. Questionário da pesquisa. Este apêndice apresenta o questionário
elaborado para a pesquisa desta dissertação, que foi enviado para as indústrias que
aceitaram participar da pesquisa.
CAPÍTULO 2
CUSTO DA QUALIDADE DA ENERGIA
ELÉTRICA
Este capítulo apresenta o estudo bibliográfico realizado para o desenvolvimento da
metodologia do impacto econômico da falta de qualidade de energia elétrica, trazendo uma
explanação geral dos estudos realizados no mundo inteiro e as principais formulações
empregadas para o cálculo destes custos com suas respectivas vantagens e desvantagens.
2.1 Estado da Arte
Os parágrafos que se seguem apresentam a pesquisa bibliográfica, realizada em
periódicos nacionais e internacionais, livros e artigos de congressos e seminários,
caracterizando o estado da arte sobre os tipos de custos associados aos diversos tipos de
fenômenos que caracterizam a falta de QEE.
Desde a década de 80, são desenvolvidas contribuições sobre a definição de teorias
e modelos de custos de interrupção de energia elétrica também utilizadas para a avaliação
da confiabilidade do sistema elétrico e conseqüentemente para o seu planejamento [4].
MUNASINGHE e GELLERSON [5], em 1979, propõem um modelo de simulação
para otimização do nível de confiabilidade por meio da análise do custo-benefício para
implementação da confiabilidade em um sistema elétrico de potência. Formularam uma
metodologia de cálculo do custo de interrupção de energia elétrica para consumidores
residenciais, comerciais e industriais, desenvolvendo, assim um critério econômico para
aperfeiçoar o sistema elétrico de potência em níveis de confiabilidade de energia.
A revista Electrical World [6], em 1981, publicou um artigo que trata da história do
desenvolvimento do uso do planejamento na confiabilidade dos sistemas elétricos de
potência definindo critérios de confiabilidade e apresentando avaliações de custo-
benefício. Também, em 1981, o Departamento Norte Americano de Energia [7] apresentou
um relatório técnico que identifica as medidas que são utilizadas ou propostas para mitigar
os efeitos socioeconômicos causados com a ocorrência de interrupção de energia elétrica
no sistema elétrico de potência, utilizando para isto informações baseadas em um estudo de
16
cinco interrupções ocorridas na época. Nesse mesmo período, YABROFF [8] também
publicou um estudo sobre as interrupções de energia elétrica sofridas por vinte e nove tipos
diferentes de consumidores em quatro regiões dos Estados Unidos para a obtenção dos
custos em curto prazo.
SANGHVI [9], em 1982, escreveu um estudo que enfoca as vantagens e as
desvantagens na confiabilidade do sistema elétrico, em relação aos custos econômicos com
a ocorrência de interrupções de energia elétrica. Também em 1982, BENTAL e RAVID
[10] desenvolveram um método de se calcular o custo marginal nas indústrias em relação
aos cortes de energia elétrica, especificando parâmetros matemáticos que entram na
avaliação destes custos; os autores aplicaram o método em exemplos específicos,
comparando, assim, os resultados.
Em 1983, um seminário no EPRI (Electric Power Research Institute ou Instituto de
Pesquisa de Engenharia Elétrica) intitulado: Value of Service Reliability to Consumers,
SHEW [11] avaliou vários tipos de métodos que determinam o valor da confiabilidade da
energia elétrica para os consumidores. Também, em 1983, SKOF [12] elaborou um
programa de pesquisa junto aos consumidores, o qual visava determinar os efeitos
percebidos para vários níveis de confiabilidade no fornecimento de energia elétrica,
gerando assim um artigo com a apresentação dos resultados na estimação dos custos
gerados por interrupções de energia elétrica.
SUBRAMANIAM, BILLINTON e WACKER [13], em 1985, elaboraram um
estudo a fim de obter os custos advindos de interrupções de energia elétrica para os
consumidores do setor industrial com e sem sistema standby, e também as variações dos
custos de interrupção com o período do ano, semana e dia.
ANDERSSON e TAYLOR [14] publicaram no Journal of Energy Economics, em
1986, um estudo o qual discute a avaliação dos custos sociais da energia elétrica quando
esta não é fornecida.
JUREST, em 1987, analisou os critérios de confiabilidade em diversos países
participantes do CIGRE (International Council on Large Electric Systems ou Conferência
Internacional de Grandes Sistemas Elétricos), com comparação de seus custos; uma tabela
com o resultado do estudo é apresentada em [15].
17
BILLINTON e OTENG-ADJEI [16], em 1988, apresentaram uma metodologia a
qual desenvolve uma taxa de avaliação da energia interrompida (IEAR - Interrupted
Energy Assessment Rate), que relaciona as perdas dos consumidores de energia elétrica
causadas pela falta de confiabilidade do sistema elétrico de potência. A combinação do
índice de expectativa de perda de energia (LOEE - Loss Of Energy Expectation) e a taxa
IEAR fornecem uma ferramenta capaz de avaliar adequadamente o custo da capacidade de
geração de energia. Com isso, é apresentada a susceptibilidade da taxa IEAR para compor
a função de custo dos consumidores de determinados setores, além de mudanças na forma
de obtenção destes custos.
BHAVARAJU, HEBSON e WOOD [17], em 1989, discutiram os riscos e as
incertezas sobre o planejamento crescente dos sistemas elétricos de potência, observando
os critérios e os modelos utilizados para este planejamento. Também em 1989, WACKER
e BILLINTON [18] desenvolveram uma metodologia para a obtenção do valor aproximado
do custo de interrupções de energia elétrica.
A partir da década de 90 observa-se o início com a preocupação não só com a
confiabilidade dos sistemas elétricos de potência, mas também, com os efeitos que a falta
da qualidade da energia elétrica causam aos consumidores, sendo o impacto econômico um
destes efeitos.
Em 1994, MASSAUD, SCHILLING e HERNANDEZ [19] realizaram uma
pesquisa no Brasil para se estimar os custos das interrupções utilizando-se para isto a
investigação direta realizada junto aos consumidores residenciais, comerciais e industriais
de energia elétrica.
NEUDORF et al [20], em 1995, analisaram o custo-benefício em relação à
melhoria da confiabilidade do sistema elétrico de potência e os custos com o não
fornecimento de energia elétrica por meio de dois estudos de caso. Também, em 1995,
GATES et al [21] apresentam uma metodologia desenvolvida para avaliar os custos e as
perdas incorridas por consumidores de energia durante interrupções no sistema elétrico de
potência.
SULLIVAN et al [22], em 1996, avaliam o custo de interrupção para os
desligamentos momentâneos e os distúrbios de tensão, abordando, também, indicadores
18
econômicos e expectativas dos consumidores em relação ao sistema elétrico de potência
americano e sua qualidade de energia elétrica. Também, em 1996, SARKAR [23]
desenvolveu uma ferramenta para a avaliação do custo da QEE, em relação a interrupções
mostrando os resultados destes custos para diferentes setores de consumidores de energia
elétrica na Índia.
Em 1997, SULLIVAN, VARDELL e JOHNSON [24] apresentaram os resultados
de uma pesquisa realizada com 210 grandes clientes comerciais e industriais dos Estados
Unidos e Canadá a fim de obter descrições detalhadas dos componentes de custo das
interrupções de energia elétrica. Também, em 1997, no Brasil, GOMES e SCHILLING
[25] publicaram um artigo que trata dos custos de interrupção baseados em métodos
probabilísticos permitindo às concessionárias planejarem os seus sistemas dentro de níveis
de confiabilidade de acordo com aquilo que os consumidores estariam dispostos a pagar.
Em 1998 o IEEE [26] (The Institute of Electrical and Electronics Engineers ou
Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos) publicou uma recomendação para a
avaliação da compatibilidade dos sistemas elétricos de potência com os equipamentos
eletrônicos, dando-se a devida importância para a preocupação das perdas financeiras
causadas por problemas de QEE, apontando, ainda, um método para a determinação destes
custos. Também, em 1998, KOSKOLOS, MEGALOCONOMOS E DIALYNAS [27]
apresentaram uma avaliação geral de uma pesquisa com clientes industriais, realizada na
Grécia, em relação ao valor das interrupções de energia elétrica.
Em 1999, CROZIER e WISDOM [28] propuseram um índice que observa o custo
de interrupções de energia elétrica por kWh consumido nas indústrias, porém este índice
não possui nenhuma informação sobre o impacto econômico em relação a QEE nas
indústrias e os seus produtos finais.
BILLINTON et al [29], [30], em 2000, definiram o custo da confiabilidade
relacionada aos sistemas elétricos de potências como sendo o custo do investimento
somado com o valor dos danos causados aos consumidores por falhas na QEE do sistema.
Em 2001, LAMEDICA et al [31] apresentaram o resultado de uma pesquisa,
desenvolvida em indústrias de médio e grande porte, na Itália, com o objetivo de calcular o
dano devido à ocorrência de perturbações que geram perdas de produtividade. A pesquisa
19
foi elaborada por meio de questionários que investigavam vários aspectos deste problema.
Também, em 2001, YIN et al [32] publicaram uma pesquisa, realizada em Taiwan, junto a
seis categorias de indústrias: semicondutores, computadores e periféricos,
telecomunicações, óptico-eletrônicos, máquinas de precisão, e biotecnologia para a
avaliação dos custos, em decorrência da duração e da freqüência de faltas e interrupções de
energia elétrica.
No Brasil, em 2001, MAGALHÃES et al [33] analisaram as diferentes
modalidades de transtornos e prejuízos ao consumidor, em relação à avaliação do custo
social, devido à interrupção de energia elétrica. Também, em 2001, o EPRI [3] realizou um
estudo nos Estados Unidos, visando avaliar os custos associados à falta de QEE nos
consumidores industriais através de uma pesquisa direta junto a estes consumidores. Os
dados para a pesquisa foram obtidos por meio de um questionário que apresenta seis tipos
diferentes de distúrbios de QEE.
Em 2002, MCGRANAGHAN e ROETTGER [34] descreveram um método para a
avaliação econômica da qualidade de energia, que é subdividida em quatro etapas:
caracterização do desempenho da QEE do sistema elétrico de potência, estimativa de
custos associados com relação às variações de QEE, caracterização das alternativas de
soluções em termos de custos e benefícios, e execução da análise comparativa econômica
destes custos.
Também, em 2002, CHOI et al [35] avaliaram os custos dos consumidores de
energia elétrica na Coréia, utilizando-se de dois métodos: o macro, que avalia os custos de
interrupção em relação à economia nacional; e, o segundo método, o micro, que calcula o
custo de interrupção através de tipo de consumidor baseado na pesquisa dos consumidores
individualmente. Neste mesmo ano, ANDERSSON e NILSSON [36] avaliaram os custos
do fenômeno afundamento de tensão em relação aos vários tipos de indústrias, a partir da
criação de um índice para o cálculo destes custos, o qual é subdividido em três partes
principais: perdas relacionadas ao produto, perdas relacionadas ao trabalho, e custos
adicionais.
HAMOUD e EL-NAHAS [37], em 2003, propuseram um método para ser utilizado
na avaliação de soluções para melhorar a confiabilidade e a QEE na indústria, abordando
interrupções e quedas de tensão, mas não tratam da análise econômica que estes fenômenos
20
podem causar. Também, em 2003, PRUDENZI e D’ADAMO [38] desenvolveram um
software como uma ferramenta, baseada no conhecimento de experiências nacionais e
internacionais em QEE, capaz de avaliar os custos da QEE, através dos impactos das
perturbações nos processos industriais, permitindo o cálculo da suscetibilidade dos
processos industriais devido aos vários eventos de QEE e os custos típicos associados a
perturbações de QEE. No Brasil, neste mesmo ano, ALVES, COSTA e FONSECA [39]
publicaram um artigo que trata dos problemas associados à ocorrência dos distúrbios da
QEE, em especial o afundamento de tensão apresentando uma metodologia que calcula os
prejuízos associados a este fenômeno. MELO e CAVALCANTI [40], em 2003,
propuseram uma nova metodologia de avaliação da QEE fornecida às indústrias,
analisando e definindo novos indicadores de energia elétrica, além dos já utilizados pelo
setor elétrico brasileiro.
2.2 Metodologias para a Avaliação do Custo das Variações de QEE
Para o desenvolvimento da metodologia apresentada nesta dissertação para o
cálculo do impacto econômico da qualidade de energia elétrica na produção industrial,
tendo em vista a visão global das proposições apresentadas acima, selecionou-se seis
referências bibliográficas que serão utilizadas de maneira a se trabalhar com as suas
principais vantagens para a composição do cálculo dos custos relacionados à falta da QEE
e, também, suas desvantagens a fim de se obter uma maior otimização na estimação destes
custos. As referências bibliográficas estudadas estão explanadas a seguir.
2.2.1 Custos de interrupções por capacidade instalada
BOLLEN em [41] subdivide os custos de uma interrupção de energia elétrica em
três grupos, quais são:
• Custos diretos - são os custos atribuídos diretamente às interrupções de energia
elétrica. Para os consumidores industriais fazem parte dos custos diretos as perdas de
matérias-primas, perdas de produção e salários pagos durante os períodos de não operação.
Nos custos diretos devem-se subtrair as economias realizadas durante as interrupções, estas
são enquadradas para os consumidores industriais como os custos com a não utilização de
eletricidade, matérias-primas não utilizadas e o valor da produção que pode ser recuperada.
21
•
Custos indiretos - são mais difíceis de serem avaliados, pois em muitos casos
simplesmente não expressam quantias monetárias, como por exemplo, a perda de contratos
futuros devido à demora na entrega dos produtos decorrente de interrupções de energia
elétrica na indústria, ou a remoção da planta industrial para áreas menos susceptíveis às
ocorrências de interrupções, porém esta é uma decisão difícil de ser tomada devido à
complexidade de avaliação.
• Inconveniência não materiais - no ambiente industrial esta inconveniência se dá
pelo valor que o consumidor está disposto a pagar por um fornecimento livre de
interrupções de energia elétrica.
Com esta visualização simplificada dos problemas relacionados com as ocorrências
de interrupções de energia elétrica, BOLLEN apresenta uma formulação destes custos
associado ao porte dos consumidores, ou seja, a formulação relaciona os custos de uma
interrupção de uma determinada duração a carga instalada no consumidor i, sendo,
portanto, o valor do custo total dado pelo somatório dos custos individuais de cada
consumidor para um determinado setor industrial, como pode ser observado na Equação
2.1.
∑
∑
=
i
i
i
i
L
dC
CI
)(
(2.1)
Em que:
CI
Custo total por kW de interrupção
C
i
(d)
Custo de uma interrupção de duração d para um determinado consumidor i
L
i
Carga, em kW, do consumidor i.
Utilizando a metodologia apresentada em [41] pode-se observar na Figura 2.1 os
resultados de uma pesquisa realizada na Suécia, em 1993, com 4000 consumidores para as
seguintes durações de interrupções: 2 minutos, 1 hora, 4 horas, e 8 horas sem notificação
ou advertência prévia por parte das concessionárias de energia.
22
$0,00
$20,00
$40,00
$60,00
$80,00
$100,00
$120,00
Residências
Agricultura
Comércio e
Serviços
Pequenas
Indústrias
Indústrias
Têxteis
Indústrias
Químicas
Indústrias de
Alimentos
Custos de Interupções, 1998, $ por kWh
2min 1h 4h 8h
Figura 2.1 - Custo de interrupção de energia elétrica em dólar/kWh de acordo com a duração e o grupo de
consumidores [41].
A vantagem proposta na metodologia descrita por BOLLEN é a estimação dos
custos das interrupções em relação à capacidade da carga instalada. Para aplicação da
metodologia, porém não são apresentadas as variáveis que permitam melhor aferir os
custos segundo as classificações apresentadas pelo autor, sendo, portanto, a principal
desvantagem encontrada nesta metodologia.
2.2.2 Custos de interrupções no Brasil
Em 1994, MASSAUD, SCHILLING e HERNANDEZ elaboraram um estudo no
Brasil [19] que avalia os custos das restrições no fornecimento de energia pelo setor
elétrico sob três pontos de vista:
• Custos com o não faturamento, expressos pelas perdas sofridas pelas
concessionárias de energia elétrica devido a não venda da energia elétrica para os usuários.
• Custos de déficit refletem as restrições de energia elétrica no que diz respeito às
fontes primárias de energia, ou restrições relacionadas às capacidades de instalação no
sistema de geração, transmissão e distribuição; estes estão associados ao conceito de
racionamento e sua aplicação principal relaciona-se com as políticas de planejamento em
longo prazo. Para o horizonte de curto prazo, a aplicação dos custos de déficit ainda é
considerada quando os eventos de restrição têm uma natureza de ocorrência periódica e os
23
usuários podem, de algum modo, tomar leves medidas precatórias e então minimizar os
seus custos.
• Custos de interrupção refletem as perdas causadas pela restrição no fornecimento
de energia elétrica, surpreendendo de repente os usuários, subdivididos em três classes:
industrial, comercial e residencial. Este é o tipo de custo aqui considerado, visto que ele
reflete os custos que são abordados na metodologia proposta nesta dissertação.
A metodologia proposta em [19] empregada para o cálculo dos custos relacionados
aos consumidores industriais leva em consideração as entradas básicas de economia para as
indústrias, como energia elétrica, matérias-primas, etc, assim como o trabalho e o capital
para se obter o produto final.
A perda de produção causada pela falta de energia elétrica é quantificada pelo
volume de matéria-prima perdida, pelos produtos inacabados que talvez se deteriorem,
pelo trabalho e capital ociosos e pelo período necessário de tempo para a retomada da
produção, além das horas extras que são utilizadas na recuperação da produção. Desta
forma se obtém a formulação para o cálculo do impacto econômico das interrupções de
energia elétrica no setor industrial, que é expresso como índice já que é dado de acordo
com a energia não consumida devido às interrupções. Este pode ser estimado através da
Equação 2.2.
E
NS
F
ELCRFCBIC
IC
i
⋅
+
−
=
(2.2)
Em que:
IC
i
Custo da interrupção para o consumidor industrial i.
BIC
Custos básicos da interrupção, dados pela quantidade total dos custos devido ao
trabalho mais o capital e mais os custos devido às matérias primas inutilizadas.
RFC
Custos relacionados à recuperação da produção por horas extras de trabalho.
ELC
Custos das horas extras.
ENS
Energia não fornecida.
F
Freqüência de interrupções durante um ano.
24
A Tabela 2.1 mostra alguns resultados alcançados para os consumidores industriais
em dezembro de 1990, no Brasil, através da formulação apresentada em [19]. A tabela
apresenta os índices de custos das interrupções de energia elétrica, de acordo com o horário
do início destas interrupções e suas respectivas durações. Observa-se que o custo é maior
para interrupções de menor duração.
Tabela 2.1 - Custos industriais de interrupções de fornecimentos de energia elétrica (US$/kWh) [19].
Duração da Interrupção (minutos)
Horário do
Início da
Interrupção
0-3 3-15 15-30 30-60 60-120 Mais de 120
0-8h 2,87 1,23 1,07 0,90 0,81 0,78
8-18h 2,73 1,26 1,20 0,95 0,86 0,78
18-24h 2,80 1,14 1,06 0,83 0,75 0,78
A pesquisa por MASSAUD, SCHILLING e HERNANDEZ [19] foi uma das
pioneiras realizadas em âmbito nacional a fim de se obter dados para a estimação dos
índices de custos de interrupções de consumidores de energia elétrica. A metodologia traz
como vantagem uma formulação mais precisa para a obtenção dos custos de interrupção
para os consumidores industriais, englobando mais variáveis do que a metodologia
apresentada no item 2.2.1. As variáveis relacionadas em [19] são: custos básicos de
interrupções, quantificados como os custos com trabalho e capital, custos devido às
matérias-primas, e os custos com as horas extras de trabalho. A economia que pode ser
contabilizada no valor destes custos diz respeito ao valor relacionado à recuperação da
produção industrial devido às horas extras de trabalho.
A principal desvantagem do método [19] é que apesar de mais detalhadas as
variáveis a serem consideradas na formulação do cálculo dos custos, há, ainda, uma
necessidade direta de pesquisa para a obtenção destes custos, através de questionários a
serem respondidos pelos consumidores. No entanto, em todo o mundo há uma consciência
de que a pesquisa direta com os consumidores é ainda a maneira mais fiel de obtenção dos
valores agregados ao cálculo dos custos de interrupções de energia elétrica, apesar de
serem valores estimados.
25
2.2.3 Custos da interrupção de energia para os consumidores industriais
Outra abordagem para o cálculo do custo das interrupções de energia elétrica para
os setores industriais, e também, os comerciais é expressa por SULLIVAN, VARDELL e
JOHNSON em [24], como mostra a Equação 2.3.
OrSOrCLPIC
−
+
=
(2.3)
Em que:
IC
Custo das interrupções.
LP
Valor de produção perdida.
OrC
Custos relacionados às interrupções.
OrS
Valor das poupanças relacionadas às interrupções.
O valor da produção perdida é obtido pela renda esperada dos consumidores sem a
ocorrência das interrupções menos à renda dada à ocorrência destes fenômenos.
Normalmente, esta quantia é igual ao valor do produto que não pôde ser produzido por
causa da ocorrência das interrupções menos o valor de qualquer produção que será
realizada para repor a produção perdida.
Os custos relacionados às interrupções são quantificados como sendo os valores de
mão-de-obra para reiniciar e/ou repor a produção, materiais para reiniciar a produção,
materiais danificados, danos para planta física, re-processamento de materiais e os custos
com a operação de equipamento de geração.
As poupanças relacionadas às interrupções são expressas como sendo os valores de
retorno financeiro para as indústrias mesmo com a ocorrência das interrupções, estes são:
salários não pagos a trabalhadores durante a interrupção do processo de produção, custos
de matérias-primas e combustíveis não utilizados, e os valores dos materiais danificados
que podem ser re-aproveitados.
Para a aplicação da metodologia [24] foi realizada uma pesquisa com 1997
consumidores estratificados em dois tipos. O primeiro com relação ao tipo de negócio,
como por exemplo, indústria têxtil, etc. E o segundo em relação ao tipo de tensão fornecida
a estes consumidores, nível de transmissão ou distribuição.
26
As interrupções foram analisadas de acordo com seis cenários diferentes:
• Cenário 1 - duração de 1h, a interrupção começa às 3 da tarde em uma tarde de
verão sem advertência por parte da concessionária;
• Cenário 2 - duração de 1h, a interrupção começa às 3 da tarde em uma tarde de
verão com 1 hora de advertência por parte da concessionária;
• Cenário 3 - duração de 4h, a interrupção começa às 3 da tarde em uma tarde de
verão sem advertência por parte da concessionária;
• Cenário 4 - duração de 2h, a interrupção começa às 7 da noite em uma manhã de
inverno sem advertência por parte da concessionária;
• Cenário 5 - duração de 1 a 2s, a interrupção momentânea ocorre em uma tarde de
verão em tempo claro;
• Cenário 6 - um afundamento de tensão com queda de tensão de 10% a 20%, durante
15 ciclos.
Os valores expressos na Tabela 2.2 mostram os resultados alcançados na pesquisa,
onde se observa a estratificação de cada variável de custo para a obtenção do custo total na
ocorrência das interrupções para cinco cenários acima apresentados.
Tabela 2.2 - Média das componentes de custos das interrupções, por cenário, para grandes consumidores
industriais e comerciais.
Cenários
Elemento de Custo
Interrupção de 4h
sem notificação
Interrupção de 1h
sem notificação
Interrupção de 1h
com notificação
Afundamento de
Tensão
Desligamento
momentâneo
Impacto da Produção
Tempo perdido na
produção
6,67h 2,96h 2,26h 0,36h 0,7h
Percentual de trabalho
parado
91% 91% 91% 37% 57%
Perda da Produção
Valor da produção
perdida
US$81,932.00 US$32,816.00 US$28,746.00 US$3,914.00 US$7,407.00
Percentual de produção
recuperada
36% 34% 34% 16% 19%
Perda devido ao Prejuízo
Prejuízo em matéria-
prima
US$13,070.00 US$8,518.00 US$3,287.00 US$1,163.00 US$2,051.00
Prejuízo de equipamentos US$8,421.00 US$4,977.00 US$408.00 US$3,143.00 US$3,239.00
Custo de Manutenção de Reserva e Reinício
Custo de manutenção de
gerador reserva
US$178.00 US$65.00 US$65.00 US$22.00 US$22.00
Custo para reinício dos
equipamentos elétricos
US$1,241.00 US$1,241.00 US$171.00 US$29.00 US$29.00
27
Outros custos para o
reinício
US$401.00 US$368.00 US$280.00 US$74.00 US$149.00
Economias
Economia em matéria-
prima
US$1,927.00 US$645.00 US$461.00 US$114.00 US$166.00
Economia em
combustível e
eletricidade
US$317.00 US$103.00 US$85.00 US$9.00 US$12.00
Valor da sucata US$2,337.00 US$874.00 US$450.00 US$140.00 US$228.00
Gerenciamento da Mão-de-Obra durante a Recuperação
Percentual de hora extra 33% 26% 25% 6% 7%
Percentual de turno extra 1% 1% 0% 1% 1%
Percentual de mão-de-
obra intensiva
3% 4% 4% 4% 7%
Percentual de operação
re-agendada
4% 5% 5% 0% 0%
Outros percentuais 1% 2% 2% 0% 1%
Percentual não
recuperado
59% 62% 64% 89% 84%
Custo de Mão-de-Obra e economias
Custo para re-organizar a
produção
US$1,854.00 US$1,709.00 US$1,373.00 US$60.00 US$254.00
Custo para reinício US$665.00 US$570.00 US$426.00 US$114.00 US$192.00
Economia de mão-de-
obra
US$2,159.00 US$644.00 US$555.00 US$0 US$0
Custo Médio Total
Custo total US$74,835.00 US$39,459.00 US$22,973.00 US$7,694.00 US$11,027.00
Custo por kWh
mensalmente
US$0.2981 US$0.0182 US$0.0438 US$0.0492 US$0.0506
As principais vantagens consideradas na pesquisa realizada por SULLIVAN,
VARDELL e JOHNSON são uma maior e mais ampla explanação das variáveis a serem
consideradas para o cálculo do custo das interrupções de energia elétrica para os
consumidores industriais, proporcionando uma abrangência nas características a serem
acrescentadas na formulação da metodologia desta dissertação. O método considera um
retorno financeiro apesar de ser esperado um prejuízo com a ocorrência das interrupções,
devido algum tipo de poupança que pode ser contabilizada apesar da ocorrência de
variações na qualidade da energia elétrica.
A principal desvantagem encontrada em [24] é que, apesar das variáveis serem
bastante detalhadas, há uma dificuldade de se obter os seus valores; continua-se a se
esperar dos consumidores respostas para cada uma das variáveis que gerarão o valor final
do custo com a ocorrência das interrupções.
2.2.4 Critério econômico para a confiabilidade dos sistemas
No ano de 1979 MUNASINGHE e GELLERSON [5] abordaram os custos das
interrupções de energia elétrica para os consumidores industriais, levando-se em
consideração a freqüência de ocorrência destas interrupções e a sua duração. Também são
28
variáveis inclusas na formulação matemática desenvolvida pelos autores as características
intrínsecas de cada indústria pesquisada, como o seu porte e setor que pertence, o número
de horas trabalhadas, se existe folga na capacidade de produção das máquinas, se possui
capacidade de recuperação com a produção em horas extras, etc. Há, portanto uma extensa
formulação em [5] apresentando cada variável que compõe os custos das interrupções para
o setor industrial. As variáveis consideradas são:
• Custo dos produtos e materiais deteriorados. Este valor é importante ser
determinado, pois com a ocorrência das interrupções materiais e produtos podem ser
danificados implicando na não continuidade da produção normal da indústria.
• Custo com trabalho e capital ociosos. Com a descontinuidade do processo de
produção industrial, ocorre que trabalhadores tornam-se ociosos como também o capital,
isto leva em um acréscimo no valor final do custo das interrupções de energia elétrica;
• Valor de recuperação. Se os equipamentos que fazem parte do processo industrial
não trabalham a 100% de sua capacidade, isto implica em um fator de folga na capacidade
de produção das indústrias. Para estas indústrias, pode haver um decréscimo no custo das
interrupções de energia, por causa da retomada de produção a fim de se recuperar a
produção que não foi realizada no período da interrupção;
• Custo com a produção em horas extras. Esta variável leva em consideração a
possibilidade de recuperação da produção em períodos de trabalho extra para as indústrias
que não operam durante as 24 horas do dia e durante todos os dias da semana; porém as
indústrias que podem fazer esta recuperação também arcam com prejuízos visto que há
necessidade de pagamentos salariais maiores e maior quantidade de matéria-prima, para a
realização desta produção. E há ainda, que se levar em consideração às obrigações
trabalhistas para se tomar à decisão para a produção em horas extras de trabalho.
A principal relevância trazida por MUNASINGHE e GELLERSON em sua
metodologia é a obtenção dos custos das interrupções por meio não mais de perguntas
diretas dos valores de cada variável dos custos, mas sim da obtenção destes valores por
meio de fórmulas matemáticas, elaboradas a partir de dados estimados ou conhecidos das
características de produção de cada indústria.
29
Uma desvantagem encontrada nesta metodologia é o fato que não são todas as
variáveis já estudadas que são apresentadas nas equações matemáticas de [5], portanto, há
falta de variáveis importantes que também deveriam ser contabilizadas, como, por
exemplo, os custos de retorno apresentados no item 2.2.3, que como visto tendem a
diminuir o valor final dos custos das interrupções de energia elétrica. Pode-se apontar,
também, como desvantagem o fato de que apesar de terem sido formuladas equações para
a determinação do cálculo destes custos ainda há uma necessidade de se realizar pesquisa
direta com os consumidores, visto que há variáveis dentro das equações que precisam ser
informadas pelas indústrias e/ou pelos fornecedores de energia elétrica, com, por exemplo,
a freqüência e a duração destes fenômenos.
2.2.5 Impacto econômico do afundamento de tensão na indústria
A metodologia [39] proposta por ALVES, COSTA e FONSECA se assemelha à
[5], com a diferença de que o impacto econômico é contabilizado para os custos
relacionados especificamente aos fenômenos de afundamento de tensão com influência
sobre a produção.
A vantagem observada na metodologia [39], principalmente quando se compara
com a metodologia [5] é o acréscimo de mais duas variáveis a serem contabilizadas no
cálculo do impacto econômico dos afundamentos de tensão que são:
• Valor de retorno da energia que não foi consumida durante a interrupção do
processo de produção, este é o valor monetário do kWh não consumido;
• Custos diversos associados. São os custos que não foram incluídos nas formulações
matemáticas apresentadas em [5], como, por exemplo, a compra de material de limpeza
para a planta industrial com a ocorrência dos afundamentos de tensão.
2.2.6 Avaliação do custo social na ocorrência de interrupções
Para finalizar o estudo bibliográfico elaborado neste trabalho sobre a avaliação do
impacto econômico dos fenômenos relacionados com a falta da qualidade da energia
elétrica fornecida aos consumidores industriais, não se poderia deixar de considerar a
pesquisa [33] elaborada no Estado de São Paulo. Por meio de pesquisa direta, foram
aplicados questionários em 17 atividades diferentes da indústria para estimar os custos
30
relacionados às interrupções de energia elétrica, a saber: agroindústria, alimentos,
alumínio, mecânica, química, couro / calçados, cerâmica, cimento, elétrica / eletrônica,
madeira / mobiliário, metalúrgica, têxtil / vestuário, papel, extração mineral, vidro,
siderúrgica.
As variáveis adotadas nesta pesquisa para a estimação dos custos de interrupção
são:
• Custo de geração própria. É o valor devido à produção de energia através de
geradores, baterias etc, caso haja a interrupção.
• Custo de proteção. É o valor gasto pelo consumidor para proteção, com
equipamentos de suprimento de energia, das falhas do sistema elétrico, valor fixo mensal.
• Custo de reparos. São os gastos com reparo de equipamentos danificados pela
interrupção súbita da energia e seu retorno em faixas de tensão fora da faixa adequada.
• Custo de horas extras para compensar períodos interrompidos. É o valor associado
à operação do estabelecimento, quando seu período normal de funcionamento é prolongado
caso haja interrupção.
• Custo de perdas de informação. É o custo associado a perdas de informações
guardadas em meio computadorizado (dados, arquivos, etc.), decorrentes de interrupção
ocorrida no estabelecimento, que motivam a reposição de dados e o re-processamento
computacional.
• Custos de matéria-prima ou produtos primários estocados deteriorados ou
estragados. É o valor associado à perda de produtos primários ou matérias-primas,
estocados, por exemplo, em meio frio que se deterioram ou perdem valor devido à
interrupção de energia.
• Custos de produtos em elaboração estragados ou danificados. É o valor associado à
perda de produtos durante seu processo de fabricação.
• Custos de produtos acabados estragados ou danificados. É o valor associado à perda
de produtos acabados, ou em estoque.
31
•
Custo da produção perdida. É o valor da perda de produção considerada
irrecuperável, referindo-se aos produtos que estão sendo processados.
• Custo de retomada ou reinício da produção. É o valor devido aos procedimentos de
retomada do ritmo normal da produção no caso de ocorrência de uma interrupção,
incluindo o tempo gasto com a re-programação da produção, preparo de equipamentos,
limpeza de resíduos, reposição de ferramentas, aferição de padrões e outros.
• Custo de vendas não realizadas. É o valor de oportunidade associado à perda de
vendas caso haja interrupção de energia elétrica.
• Custo com outros fatores ou custos extras. É o valor associado a outros fatores não
previstos anteriormente.
A importância do artigo [33] foi a adição de variáveis que devem compor o cálculo
do impacto econômico dos distúrbios de energia elétrica.
2.3 Conclusão
Com o aparato de informações obtidas por meio da realização da revisão
bibliográfica e, também, pela descrição do referencial teórico analisado de maneira sucinta,
lastreiam-se os passos que devem ser desenvolvidos para a obtenção do modelo capaz de
estimar os custos referentes à falta de qualidade de energia elétrica na operação das
indústrias, passos estes que serão descritos nos capítulos seguintes. Pode-se observar que,
com o estudo aqui elaborado, há uma preocupação em todo o mundo para a obtenção dos
valores dos custos relacionados à operação das indústrias no que diz respeito às variações
de energia elétrica. Pondo-se ainda mais em relevância ao trabalho aqui descrito pela
ausência na indústria, na concessionária e na federação das indústrias cearenses de uma
ferramenta que permita avaliar tais custos.
CAPÍTULO 3
METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO
ECONÔMICA DO IMPACTO DE
DISTÚRBIOS DE ENERGIA ELÉTRICA NA
INDÚSTRIA
As indústrias, como instrumento econômico representativo da sociedade moderna,
reúnem um conjunto de funções que utiliza recursos visando a produção de bens, porém
estas sempre estão à procura da redução de seus custos de produção [42]. Para se obter o
equilíbrio econômico do ponto de vista da produção nas indústrias e as perturbações de
qualidade de energia elétrica que podem ocorrer durante este processo de produção, é
necessário encontrar o ponto ótimo dos custos industriais associados à falta da QEE.
Neste trabalho define-se como perturbação ou distúrbio elétrico qualquer
ocorrência no suprimento de energia elétrica responsável pela parada ou má operação de
processos produtivos.
Para o cálculo econômico do custo dos distúrbios elétricos sobre a produção
industrial, considera-se este como sendo o valor, expresso em moeda corrente, de
atividades e materiais efetivamente consumidos e aplicados na fabricação e
comercialização dos produtos.
A Figura 3.1 mostra a influência da confiabilidade do sistema elétrico no custo do
consumidor e da concessionária. Observa-se que para os consumidores a curva de custos é
descendente com o aumento da confiabilidade do sistema, enquanto que para as
concessionárias de energia a curva é crescente. Isto significa que, para níveis baixos de
confiabilidade do sistema o custo do consumidor industrial é alto, devido aos custos
operacionais, por exemplo, e que o custo das concessionárias é baixo, devido ao capital
que é empregado. À medida que a confiabilidade do sistema aumenta verifica-se uma
redução no custo do consumidor e aumento no custo da concessionária. Como toda análise
econômica de curvas de custos busca-se sempre o ponto ótimo ou de equilíbrio, observado
no ponto mínimo da curva total de custo, o qual representa o nível econômico ótimo de
confiabilidade para um determinado sistema de energia em relação aos consumidores e
33
concessionárias. Sendo, portanto, o alcance desse ótimo a tradução da redução dos custos
para o consumidor de energia elétrica do ponto de vista da confiabilidade [21].
Figura 3.1 - Curva dos custos anuais dos consumidores e concessionárias versus confiabilidade do sistema
elétrico de potência.
Esta análise é importante, pois se sabendo quais os custos industriais relacionados à
falta da QEE pode-se diminuir os custos operacionais relacionados buscando sempre o
equilíbrio econômico ótimo. A obtenção dos custos de produção relacionados às variações
na QEE auxilia a avaliação do custo-benefício das soluções propostas para mitigar a falta
da QEE. Desta forma, certos da importância em estimar estes custos, formulou-se uma
metodologia para o cálculo dos custos relacionados à falta de qualidade de energia elétrica
nas indústrias, que é exposta a seguir.
3.1 Estimação dos Custos de Produção devido à Falta de QEE
A ausência de informações sobre os custos industriais referentes à produção e
comercialização de produtos pode implicar em [43]:
• Desconhecimento do lucro por produtos fabricados;
• Desconhecimento dos custos das atividades da indústria;
• Menor lucro;
• Menor rentabilidade, e;
• Ameaças à estabilidade econômica, financeira, e ao crescimento industrial.
34
Dentre estes custos industriais existem os custos associados à falta de qualidade de
energia elétrica, desta forma é importante que a indústria tenha conhecimento destes
valores para se reduzir ao máximo os seus custos totais.
A metodologia aqui apresentada foi formulada a partir de referências bibliográficas
[5], [19], [24], [36], [39], [44].
Os custos devido à falta da QEE na indústria são classificados em quatro
categorias: (a) custos por perdas de produto; (b) custos relacionados ao trabalho; (c) custos
suplementares, e; (d) custos poupados.
3.1.1 Custos por perdas de produto
Os custos por perdas de produto tratam das perdas de produtos que tiveram sua
produção interrompida ou materiais danificados devido às variações de qualidade de
energia elétrica. São subdivididos em:
• Custo de perdas de materiais e produtos, por distúrbio, e;
• Custo de substituição de matérias-primas estragadas ou danificadas.
3.1.2 Custos relacionados ao trabalho
Os custos relacionados ao trabalho são todos os custos que envolvem o trabalho
empregado no processo de produção das indústrias, sendo de caráter humano ou das linhas
de produção, o trabalho ocioso devido à interrupção do processo de produção, assim como
o trabalho extra, para compensar as perdas de produção em regime extra de trabalho e,
também, a limpeza e a manutenção de equipamentos. Esta classificação de custos pode ser
subdividida em:
• Custo de capital e mão-de-obra ociosos;
• Custo com mão-de-obra associada à recuperação da produção durante horas extras;
• Custo com mão-de-obra especializada para o reinício da produção;
• Custo com a limpeza da planta industrial para o reinício do processo;
• Custo com a operação e manutenção de equipamentos de controle ou de
compensação de energia elétrica;
35
•
Custo com a operação e manutenção de equipamentos de geração auxiliar, e;
• Custo de recuperação das perdas de informação digital.
3.1.3 Custos suplementares
Os custos suplementares são advindos do conserto de equipamentos danificados,
consumo extra de energia elétrica, perda de oportunidades de vendas e, penalidades
causadas pela falta de QEE. Os custos suplementares compreendem:
• Custo de substituição de equipamentos danificados;
• Custo com o reparo ou conserto de equipamentos;
• Custo com a energia elétrica consumida durante as horas extras de trabalho;
• Custo das vendas não realizadas devido à queda de produção;
• Custo de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de contratos.
3.1.4 Custos poupados
Os custos classificados como poupados são os valores referentes a possíveis
retornos monetários para as indústrias, apesar da interrupção do processo de produção.
Estes são subdivididos em:
• Custo de recuperação da produção através da folga da capacidade de produção dos
equipamentos industriais, ou pelo reembolso dos materiais re-aproveitáveis, ou ainda pelo
valor das matérias-primas não consumidas durante a interrupção do processo, e;
• Custo da energia não consumida durante a interrupção do processo.
A seguir serão apresentadas as variáveis relacionadas aos custos acima classificados
para estimação dos custos de produção devido à falta de QEE.
3.2 Cálculo do Custo da Falta de Qualidade de Energia Elétrica
A metodologia proposta neste trabalho para o cálculo do custo da qualidade de
energia elétrica congrega as principais características de três metodologias apresentadas em
[2], [19] e [24]. A primeira, de 1979, o autor [2] trata o custo da interrupção de energia
elétrica nas indústrias por meio de cálculos matemáticos. A segunda referência, de 1994, os
36
autores [19] abordam os custos industriais das interrupções por meio de índices de energia,
com base na relação existente entre os valores dos custos e a energia não consumida
devido às interrupções; e por fim, a terceira metodologia, de 1997, o cálculo dos custos de
interrupções é expresso com variáveis globais, ou seja, uma só variável congrega uma série
de características ou indicadores específicos dos custos de interrupção de energia elétrica
[24]. Estas duas últimas referências trazem como característica relevante à visão de custos
de retornos para as indústrias mesmo com a ocorrência de distúrbios que afetam os
processos industriais, contribuindo assim para a redução nos custos finais decorrentes da
falta da QEE nas indústrias.
A metodologia aqui proposta estima a influência de distúrbios sobre as linhas de
produção da indústria. Os distúrbios podem ser de longa ou de curta duração. Como, em
geral, indústrias e concessionárias ainda não incorporaram a prática de avaliar a qualidade
da energia elétrica no ponto de entrega através da caracterização do tipo de distúrbio, a
freqüência de ocorrência, magnitude e duração, neste trabalho optou-se na apresentação de
cenários representando ocorrências plausíveis de ocorrer na planta industrial e de duração
definidas. Para os cenários apresentados o usuário deverá estimar a freqüência de
ocorrência do distúrbio e o número de linhas de produção afetada por cada distúrbio.
O custo anual total, C
FQ_Total
, estima o valor final dos prejuízos sofridos pelas
indústria com a falta de qualidade da energia elétrica. O custo C
FQ_Total
, expresso em R$
por ano, é igual à soma do custo anual estimado por distúrbio, como mostra a Equação 3.1.
()
∑
=
=
nd
j
j
FQTotalFQ
CC
1
_
(3.1)
Em que:
C
FQ_Total
Custo anual da falta de qualidade de energia elétrica na indústria.
C
FQ(j)
Custo anual da falta de qualidade de energia elétrica por distúrbio j.
nd
Número de distúrbios que ocorrem, durante o ano, na indústria, ou número de
cenários.
O custo anual da falta de qualidade de energia elétrica por distúrbio, C
FQ(j)
,
expresso em R$ por ano, é obtido pela soma de um conjunto de parcelas que consideram
todas as variáveis de custo para o distúrbio ou cenário j como mostra a Equação 3.2.
37
()
()
()
() ()
() () ()
jDjEjR
j
S
j
HExjCM
j
MP
j
FQ
CCCCCCCC
+
−
−
+
+
+=
(3.2)
Em que:
C
MP(j)
Custo anual de perda de materiais e produtos por distúrbio j
C
CM(j)
Custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido à influência do distúrbio j.
C
HEx(j)
Custo anual com mão-de-obra associado a recuperação da produção durante horas
extras de trabalho devido a ocorrência do distúrbio j.
C
S(j)
Custo anual de substituição de materiais e equipamentos por causa da ocorrência
do distúrbio j.
C
R(j)
Custo anual com a recuperação da produção devido à ocorrência do distúrbio j.
C
E(j)
Custo anual da energia não consumida durante a interrupção do processo, devido à
ocorrência do distúrbio j.
C
D(j)
Custos anuais diversos, por distúrbio j.
O custo anual de perda de materiais e produtos por distúrbio, C
MP(j)
,
é obtido a partir
da perda anual de produção industrial. A estimação de C
MP(j)
é obtida para cada linha de
produção da indústria sensível ao distúrbio j em consideração.
()
∑
=
⋅⋅=
nl
i
p
ijMP
h
C
tvfC
1
.
(3.3)
Em que:
C
p
Custo total de produção anual perdida pela indústria, devido não apenas às
perturbações elétricas, em R$ por ano.
h
Regime total de trabalho do setor de produção, em horas por ano.
f
Freqüência de ocorrência por ano do distúrbio j
t
Tempo de duração do distúrbio, em horas.
v
i
Percentagem do custo total de produção anual perdida para a linha de produção i,
%C
p
.
nl
Número de linhas de produção sensíveis ao distúrbio j.
Quando ocorre a parada na produção industrial devido a fenômenos de QEE, resulta
no custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido à influência do distúrbio j. O custo
C
CM(j)
é estimado pela Equação 3.4.
38
()
h
C
tfC
p
tjCM
⋅⋅+⋅⋅= )(
γµε
(3.4)
Em que:
ε
Fração da produção normal não produzida durante o desligamento.
µ
Fração da produção normal não produzida durante o religamento.
γ
t
Tempo de religamento de um distúrbio de duração t, em horas.
Para a obtenção do custo anual com mão-de-obra associado à recuperação da
produção durante horas extras de trabalho devido a ocorrência do distúrbio é necessário
obter a quantidade de horas extras disponíveis, por ano, para a recuperação da produção
industrial, h
Ex
, isto ocorre se a indústria não tiver seu regime de trabalho totalmente
preenchido durante as 24 horas do dia e em todos os dias da semana. Para o cálculo desta
quantidade de horas utiliza-se a Equação 3.5.
()(
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−⋅⋅+⋅+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅⋅⋅=
∑
=
λγµερ
1
1
t
nl
i
iEx
ttvfh
)
(3.5)
Em que:
ρ
Fração do regime de trabalho para recuperação da produção perdida através de horas
extras.
A partir do valor h
Ex
encontra-se o custo anual com mão-de-obra associado à
recuperação da produção durante horas extras de trabalho, C
HEx(j)
, representado na Equação
3.6.
()
h
V
hC
MOAcr
ExjHEx
⋅⋅=
ω
ϖ
(3.6)
Em que:
V
MOAc
Valor de mão-de-obra anual a ser acrescentado, R$ por ano.
ϖ
Salário pago em hora extra, em R$ por mês.
ω
Salário pago em regime normal de trabalho, em R$ por mês.
39
Devido à ocorrência de um distúrbio elétrico pode haver perda de matérias-primas e
falha de equipamentos, assim se faz necessário, também, o cálculo do custo anual de
substituição de materiais e equipamentos por causa da ocorrência do distúrbio j, C
S(j)
,
expresso pela Equação 3.7.
() () ()
jSeqjSmpjS
CCC
+
=
(3.7)
Em que:
C
Smp(j)
Custo anual de substituição de matérias-primas estragadas ou danificadas por
distúrbio j.
C
Seq(j)
Custo anual de substituição de equipamentos danificados, incluindo também o
valor do frete, por distúrbio j.
Na estimação dos prejuízos sobre a produção decorrente das variações na qualidade
de energia elétrica, devem ser observadas as condições que contribuem para o reembolso
ou recuperação das perdas econômicas. O custo anual com a recuperação da produção
devido à ocorrência do distúrbio j, C
R(j)
, Equação 3.8, caracteriza-se como uma parcela de
reembolso para as indústrias.
Na Equação 3.8, a parcela referente à fração do custo anual de capital e mão-de-
obra ociosos devido à influência do distúrbio j, C
CM(j)
, é representada para as indústrias que
não operam com 100% de sua capacidade de produção. Este é um retorno do custo de
trabalho parado, visto que existe para estas indústrias uma maneira de se retomar a
produção perdida com a ocorrência de distúrbios de QEE pelo aumento do nível da
capacidade de produção industrial de suas linhas de produção.
Pode-se, ainda, considerar pela Equação 3.8 a possibilidade de recuperar a
produção por meio do reembolso de materiais re-aproveitáveis ou com perda de qualidade
por distúrbio j, isto se dá através da venda de sucatas, materiais que servem para outros
processos de produção e, materiais ou produtos manufaturados com nível de qualidade
reduzida. O valor das matérias-primas não utilizadas por distúrbio j, também pode ser
abatido do custo que este distúrbio causa à indústria.
() () ()
()
jMpÑut
jRMjCMjR
CCCC
+
+
⋅= )(
λ
(3.8)
40
Em que:
λ
Valor percentual da folga da capacidade de produção.
C
RM(j)
Custo anual de reembolso de materiais re-aproveitáveis por distúrbio j.
C
MpÑut(j)
Custo anual de matérias-primas não utilizadas por distúrbio j.
Quando há parada de produção devido a variações de QEE ocorre um outro
reembolso industrial, deve-se ao custo anual da energia não consumida durante a
interrupção do processo devido à ocorrência do distúrbio j, principalmente para os
fenômenos de longa duração. O custo C
E(j)
é estimado utilizando-se a Equação 3.9, este
valor se refere à quantidade monetária de kWh não consumido por causa da falta de QEE.
()
()
jÑcons
Cel
Econs
jE
E
V
V
C ⋅=
(3.9)
Em que:
V
Econs
Custo médio anual da energia elétrica consumida, em R$ por ano.
V
Cel
Valor médio do consumo anual de energia elétrica, em kWh.
E
Ñcons(j)
Energia elétrica não consumida durante a parada do processo de produção, em
kWh, devido ao distúrbio j.
Para a obtenção dos custos anuais diversos por distúrbio j, C
D(j),
que podem ocorrer
na indústria devido aos distúrbios de qualidade de energia elétrica, é necessário o emprego
da Equação 3.10, a qual possui valores descritos em R$ por ano.
() ()
nd
C
CC
DAop
jDAdjD
+=
(3.10)
Em que:
C
DAop
Custos anuais diversos associados à operação.
C
DAd(j)
Custos anuais diversos associados à ocorrência do distúrbio j.
nd
Número de distúrbios que ocorrem, durante o ano, na indústria, ou número de
cenários.
Os custos anuais diversos associados à operação da indústria, C
DAop
são expressos
na Equação 3.11.
41
elgermocontmoeqcrDAop
CCCCCC
+
+
+
+=
inf_&_&_&
(3.11)
Em que:
C
r&c_eq
Custo anual com o reparo ou conserto de equipamentos.
C
o&m_cont
Custo anual com a operação e manutenção de equipamentos de controle ou de
compensação de energia elétrica.
C
o&m_ger
Custo anual com a operação e manutenção de equipamentos de geração auxiliar.
C
inf
Custo anual de recuperação das perdas de informação digital.
C
el
Custo anual gasto com a energia elétrica consumida durante as horas extras de
trabalho.
Para o cálculo dos custos anuais diversos associados à ocorrência do distúrbio j,
C
DAd(j)
, emprega-se a Equação 3.12.
() () () () ()
jmuljvendjlpzjespmjDAd
CCCCC
+
+
+
=
_
(3.12)
Em que:
C
m_esp(j)
Custo anual com a mão-de-obra especializada para o reinício da produção,
devido à ocorrência do distúrbio j.
C
lpz(j)
Custo anual com a limpeza da planta industrial antes do reinício do processo,
após a ocorrência do distúrbio j.
C
vend(j)
Custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção, por causa da
ocorrência do distúrbio j.
C
mul(j)
Custo anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de contratos,
por causa da ocorrência do distúrbio j.
3.3 Fluxograma das Equações Matemáticas Descritas
Para uma melhor compreensão da formulação matemática descrita acima para a
obtenção do valor financeiro do impacto dos distúrbios elétricos na produção dos
consumidores industriais, elaborou-se o fluxograma em diagrama de blocos para as
equações a fim de se aplicar no código fonte do programa computacional com interface
gráfica apresentado no Capítulo 4.
42
A Figura 3.2 representa o diagrama de blocos para a obtenção do custo anual de
perda de materiais e produtos por distúrbio j, C
MP(j)
, apresentado na Equação 3.3.
Figura 3.2 - Fluxograma para a obtenção do custo anual de perda de materiais e produtos por distúrbio j, C
MP(j)
.
N
S
N
S
Obtenção de dados
na indústria
nl = 0 ?
C
MP
(j)
= 0
Análise dos
dados: C
p
, h,
f
,
t
,
nl.
Análise da
sensibilidade da
p
rodução
Obtenção de
v
i
.
v
t
= 0
nl ≥ i ?
v
t
(i) = v
t
(i) + v
t
(i-1)
i = i + 1
f ⋅ t ⋅ v
t
⋅ (C
p
/ h)
Obtenção do C
MP(j)
Observa-se na Figura 3.3 o fluxograma para o cálculo do custo anual de capital e
mão-de-obra ociosos devido à influência do distúrbio j, C
CM(j)
, apresentado na Equação 3.4
e do custo anual com a recuperação da produção devido à ocorrência do distúrbio j, C
R(j)
,
expresso na Equação 3.8.
43
Figura 3.3 - Fluxograma para a obtenção do custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido à influência
do distúrbio j, C
CM(j)
e do custo anual com a recuperação da produção devido à ocorrência do distúrbio j, C
R(j)
.
S
N
Análise dos
dados: ε, µ,
γ
t
.
Obtenção de: f, t,
C
p
,
h.
Obtenção do C
CM
(j)
Análise da
sensibilidade da
produção industrial.
f ⋅ (ε ⋅ t + µ ⋅
γ
t
) ⋅ (C
p
/ h)
Existe
folga na
p
rodu
ç
ão?
Análise dos dados:
C
RM(j)
, C
MpÑut(j)
.
C
RM(j)
+ C
MpÑut(j)
Obtenção de:
λ
.
(
λ
⋅
C
CM(j)
) + C
RM(j)
+ C
MpÑut(j)
Obten
ç
ão do C
R(j)
Obtenção de dados
na indústria
A obtenção do custo anual com mão-de-obra associado à recuperação da produção
durante horas extras de trabalho devido a ocorrência do distúrbio j, C
HEx(j)
, pode ser
observada pelo fluxograma da Figura 3.4, de acordo com são expressas nas Equações 3.5 e
3.6.
44
Figura 3.4 - Fluxograma para a obtenção do custo anual com mão-de-obra associado à recuperação da
produção durante horas extras de trabalho devido a ocorrência do distúrbio j, C
HEx(j)
.
N
S
Análise dos
dados: V
MOAcr
,
ω, ϖ.
Análise da
sensibilidade da
produção industrial.
h
Ex
⋅
(
ϖ
/
ω
)
⋅
(V
MOAcr
/ h)
Obtenção de: h, ε,
γ
t
,
t, f, v
t
, λ.
Existe
possibilidade de
recuperação por
horas extras?
Obtenção de:
ρ
.
Obtenção de h
Ex
ρ ⋅ f ⋅ ((v
t
⋅
t) + (ε ⋅ t + µ ⋅
γ
t
)
⋅
(1 -
λ
))
C
HEx(j)
= 0
Obten
ç
ão do C
HEx
(j)
Obtenção de dados
na indústria
Os diagramas de blocos do custo anual da energia não consumida durante a
interrupção do processo, devido à ocorrência do distúrbio j, C
E(j)
,
apresentado na Equação
3.9. E o do custo anual de substituição de materiais e equipamentos por causa da
ocorrência do distúrbio j, C
S(j)
expresso na Equação 3.7. Podem ser vistos no fluxograma
da Figura 3.5.
45
S S S
S S S
Figura 3.5 - Fluxograma para a obtenção do custo anual da energia não consumida durante a interrupção do
processo, devido à ocorrência do distúrbio j, C
E(j)
e do custo anual de substituição de materiais e
equipamentos por causa da ocorrência do distúrbio j, C
S(j)
.
Obtenção de dados
na indústria
Análise dos
dados: V
m
E
cons
,
V
m
C
El
, E
Ñcons(j)
.
(V
m
E
cons
/ V
m
C
El
)
⋅
E
Ñcons(j)
Obtenção do C
E
(j)
Análise dos dados:
S
mp(j)
, S
eq(j).
N
S
m
p
(j)
= 0 ?
C
S(j)
= S
mp(j)
N
S
e
q
(j)
= 0 ?
C
S(j)
= C
S(j)
+ S
eq(j)
Obtenção de dados
na indústria
Obtenção do C
S
(j)
A Equação 3.11 do cálculo dos custos anuais diversos associados à operação da
indústria, C
DAop
, pode ser visualizada por meio do diagrama de blocos da Figura 3.6.
46
Figura 3.6 - Fluxograma para a obtenção dos custos anuais diversos associados à operação da indústria,
C
DAop
.
Obtenção de dados
na indústria
Análise dos dados:
C
r&c_eq
, C
o&m_cont
,
C
o&m_ge
r
, C
el
, C
inf
.
Obtenção do C
DAo
p
N
S
C
r&c e
q
= 0 ?
C
DAop
= C
r&c_eq
N
S
C
o&m cont
= 0 ?
C
DAop
= C
DAop
+ C
o&m_cont
N
S
C
o&m
g
e
r
= 0 ?
C
DAop
= C
DAop
+ C
o&m_ger
N
S
C
el
= 0 ?
C
DAop
= C
DAop
+ C
el
S
N
C
inf
= 0 ?
C
DAop
= C
DAop
+ C
inf
Para a obtenção dos custos anuais diversos associados à ocorrência do distúrbio j,
C
DAd(j)
, expresso na Equação 3.12 e dos custos anuais diversos, por distúrbio j, C
D(j)
,
apresentado na Equação 3.10. Observa-se através da Figura 3.7 o fluxograma com o
digrama de blocos destes custos.
47
Figura 3.7 - Fluxograma para a obtenção dos custos anuais diversos associados à ocorrência do distúrbio j,
C
DAd(j)
e dos custos anuais diversos, por distúrbio j, C
D(j)
.
N
N
S
S
Obtenção de dados
na indústria
Análise dos dados:
C
m_esp(j)
, C
limp(j)
,
C
vend(j)
, C
mul(j)
.
N
S
C
m_esp(j)
= 0 ?
C
DAd(j)
= C
m_esp(j)
N
S
C
lim
p(j)
= 0 ?
C
DAd(j)
= C
DAd(j)
+ C
limp(j)
N
S
C
vend
(j)
= 0 ?
C
DAd(j)
= C
DAd(j)
+ C
vend(j)
N
S
C
mul(j)
= 0 ?
C
DAd(j)
= C
DAd(j)
+ C
mul(j)
C
DAd(j)
= 0 ?
C
D(j)
= C
DAd(j)
C
DAop
= 0 ?
C
D(j)
= C
D(j)
+ (C
DAop
/ nd)
Obtenção do C
D
(j)
Obtenção dos custos:
C
DAo
p
, C
DAd
(j)
, nd.
Obtenção do C
DAd
(j)
O cálculo do custo anual da falta de qualidade de energia elétrica por distúrbio j,
48
C
FQ(j)
, apresentado na Equação 3.2, é visualizado por meio do diagrama de blocos da
Figura 3.8.
Figura 3.8 - Fluxograma para a obtenção do custo anual da falta de qualidade de energia elétrica por distúrbio
j, C
FQ(j)
.
Obtenção de: C
MP(j)
,
C
CM(j)
, C
HEx(j)
, C
R(j)
,
C
S
(j)
, C
E
(j)
, C
D
(j)
.
N
S
C
CM
(j)
= 0 ?
C
FQ(j)
= C
FQ(j)
+ C
CM(j)
N
S
C
MP
(j)
= 0 ?
C
FQ(j)
= C
MP(j)
S
N
C
HEx
(j)
= 0 ?
C
FQ(j)
= C
FQ(j)
+ C
HEx(j)
N
S
C
R
(j)
= 0 ?
C
FQ(j)
= C
FQ(j)
- C
R(j)
N
S
C
S
(j)
= 0 ?
C
FQ(j)
= C
FQ(j)
+ C
S(j)
N
S
C
E
(j)
= 0 ?
C
FQ(j)
= C
FQ(j)
- C
E(j)
N
S
C
D
(j)
= 0 ?
C
FQ(j)
= C
FQ(j)
+ C
D(j)
Obtenção do C
F
Q(j)
Por fim para a obtenção do custo anual da falta de qualidade de energia elétrica na
indústria, C
FQ_Total
, como é expresso na Equação 3.1, observa-se na Figura 3.9 o
fluxograma como diagrama de blocos o qual leva a determinação deste custo.
49
Figura 3.9 - Fluxograma para a obtenção do custo anual da falta de qualidade de energia elétrica na indústria,
C
FQ_Total
.
j = 1
S
N
C
FQ_Total
= C
FQ_Total
+ C
FQ(j)
j = j + 1
j = nd ?
Obtenção do C
F
Q
Total
Obtenção de: C
FQ(j)
, nd.
3.4 Conclusão
A influência da qualidade da energia elétrica sobre a produtividade de uma empresa
é uma realidade sobre a qual não há contestação. No entanto, as indústrias no Brasil
necessitam de procedimentos capazes de mensurar a influência direta dos distúrbios
elétricos na produção industrial.
A ausência de informações técnicas quanto ao desempenho do sistema supridor no
ponto de entrega, bem como da sensibilidade dos equipamentos e dispositivos usados nos
processos industriais levaram ao método proposto de estimação de custos de produção
perdida devido aos distúrbios elétricos. Estando baseado em cenários que descrevem a
condição de distúrbio e sua duração, com base no custo total de produção anual perdida
pela indústria e na estimação da freqüência anual de ocorrência de distúrbios, é estimada a
perda de produção anual associada aos distúrbios elétricos.
Com a metodologia expressa pôde-se desenvolver a planilha eletrônica para
avaliação do impacto econômico dos distúrbios elétricos no setor de produção dos
consumidores industriais, a partir daí pôde-se consolidar os dados obtidos das indústrias
cearenses e analisar os impactos econômicos decorrentes da falta de QEE.
CAPÍTULO 4
ANÁLISE DE CUSTO DA FALTA DE
QUALIDADE DE ENERGIA ELÉTRICA NO
SETOR INDUSTRIAL
Com a formulação matemática para a obtenção do impacto econômico dos
distúrbios de energia elétrica nas indústrias, elaborada no capítulo anterior, foi
desenvolvida uma planilha eletrônica para o cálculo dos custos relacionados à falta da
qualidade da energia elétrica na indústria.
Foram construídas duas planilhas eletrônicas, a primeira voltada à estimação do
custo incidente sobre a produção industrial em conseqüência da falta da qualidade da
energia elétrica, e a segunda para comparação dos custos entre indústrias de um mesmo
setor como também entre as indústrias de diferentes setores. Os dados obtidos através dos
questionários são inseridos na planilha de cálculo de custo e para cada indústria tem-se um
relatório com as parcelas de custo para o conjunto de distúrbios considerados e o custo
total. Com base nas informações contidas nos relatórios de cada indústria calcula-se na
segunda planilha a média normal e o desvio padrão para as várias parcelas de custo e o
custo total de todas as indústrias consideradas. Enquanto a primeira planilha é voltada ao
interesse da indústria em particular, a segunda é de interesse de sindicatos, federação das
indústrias e concessionárias de energia elétrica.
4.1 Construção das Planilhas Eletrônicas para a Estimação do Custo da Falta de
Qualidade de Energia Elétrica
De forma a obter uma interface de fácil utilização e com o menor custo possível de
desenvolvimento e obtenção escolheu-se o software Microsoft Excel
®
utilizando-se a
linguagem de programação do Visual Basic
®
, fazendo com que as planilhas de custos se
tornem mais amigáveis. Para a construção das planilhas buscou-se na literatura um
referencial que ajudasse no seu desenvolvimento, assim como, exemplos de aplicações do
VBA (Visual Basic for Aplications) em planilhas de custos de um modo geral [45-58].
As planilhas eletrônicas desenvolvidas para a avaliação do custo da falta de QEE
são executadas a partir do Excel, versão Office XP
®
para Windows XP
®
. Como foram
51
desenvolvidas sob a linguagem VBA deve-se sempre que iniciar sua execução habilitar ou
ativar as ‘macros’ que contêm o programa, as quais permitem executar as janelas
construídas para o cálculo dos custos.
4.1.1 Planilha do cálculo do custo da falta de qualidade de energia elétrica
Com o emprego das fórmulas matemáticas para a estimação do impacto econômico
dos distúrbios de energia elétrica no VBA pode-se construir o programa para a obtenção do
custo total para a produção na indústria decorrente de distúrbios elétricos. A programação
VBA foi realizada de acordo com os fluxogramas apresentado no Capítulo 3, o qual mostra
as entradas, cálculos e saídas das principais janelas da planilha eletrônica construída, assim
como o algoritmo seguido de acordo com a formulação descrita no capítulo anterior.
A partir da abertura do programa, com a habilitação das ‘macros’, pode-se observar
por meio da Figura 4.1 o botão de execução do programa, assim como dados de
identificação da indústria: nome, data, e responsável pela execução da estimação do custo,
além de informações adicionais que podem ser acrescentadas. Os dados de identificação
irão compor o relatório final do custo da falta de QEE, obtido ao final da execução do
programa depois de estimado o custo para todos os distúrbios de energia elétrica a que a
indústria foi submetida no período de um ano.
Pode-se, também, na Figura 4.1 observar que existem cinco janelas do Excel
®
que
fazem parte do programa para a estimação do custo da falta de QEE, que são: Custo da
Falta de QEE, Gráfico, Distúrbio, Indústria e Total. A planilha ‘Custo da Falta de QEE’ é a
janela inicial para execução do programa, retratada na Figura 4.1.
52
Figura 4.1 - Janela inicial da planilha de estimação do impacto econômico dos distúrbios de energia elétrica.
Com a execução do programa a estimação dos custos, descritos sob a denominação
de Legenda na Figura 4.1, irá se dá por meio de janelas do VBA as quais são abertas de
acordo com a inserção das informações requeridas. Cada uma destas janelas representa a
composição de dados a fim de se obter cada uma das variáveis que compõem o cálculo da
falta de QEE.
Nas Figuras 4.2 e 4.3 observam-se as informações iniciais da indústria, como
também, os custos operacionais que estão relacionados aos distúrbios de energia elétrica.
Na Figura 4.2 as informações gerais da indústria são obtidas por meio de três
etapas: energia, trabalho e operação. Em energia devem ser conhecidos e inseridos os
dados de consumo e valor anual da energia elétrica da indústria. A etapa do trabalho diz
respeito a características de tempo de trabalho, assim como mão-de-obra a ser acrescentada
anualmente e os salários pagos no regime normal e extra de trabalho. Caso a indústria não
permita a recuperação da produção em regime extra de trabalho, não existindo, portanto,
horas extras, pode-se anular esta informação. A terceira etapa diz respeito a informações
relacionadas à operação da indústria como percentual de folga da capacidade de produção,
caso os equipamentos não trabalhem a 100% de sua capacidade bem como o percentual de
horas de capacidade de recuperação da produção por horas extra, caso exista.
53
Figura 4.2 - Informações gerais da indústria.
A Figura 4.3 apresenta a janela para entrada de dados relativos aos custos
operacionais da indústria devido aos distúrbios de energia elétrica. Inicialmente deve ser
inserido o valor estimado da perda total de produção industrial durante um ano, o qual será
empregado para o cálculo do custo anual de perda de materiais e produtos por distúrbio j,
C
MP(j)
, e o cálculo do custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido à influência do
distúrbio j, C
CM(j)
. Os demais dados permitem o cálculo dos custos anuais diversos
associados à operação, C
DAop
, definido na Equação 3.11, Capítulo 3. Estes custos
operacionais não dizem respeito a um só tipo de distúrbio e sim com a operação geral da
indústria.
Figura 4.3 - Custos operacionais da indústria.
54
A partir da janela da Figura 4.3 o programa passa a obter informações de acordo
com o tipo de distúrbio analisado. Quando pressionada a opção AVANÇAR aparece uma
janela de aviso mostrada na Figura 4.4. A partir daí passa-se a simular a estimação do
impacto econômico da falta de QEE por distúrbio.
Figura 4.4 - Janela de aviso sobre o início da simulação por tipo de distúrbio.
A determinação do custo anual de perda de materiais e produtos por distúrbio j -
C
MP(j)
, apresentado na Equação 3.3, Capítulo 3, é realizada a partir dos dados contidos nas
janelas mostradas nas Figuras 4.5 e 4.6 e do dado sobre perda total anual de produção
inserido na janela Custos Operacionais da Indústria, Figura 4.3. Na janela da Figura 4.5 são
inseridos dados que caracterizam o distúrbio a ser analisado como duração, freqüência de
ocorrência, e número de linhas sensíveis ao distúrbio. O número máximo de linhas de
produção consideradas na programação é cinco. A janela da Figura 4.6 apresenta quatro
entradas como ilustração do número de linhas de produção sensíveis ao distúrbio sob
consideração. Quando o número de linhas de produção sensíveis for maior que cinco faz-se
necessário contatar o pessoal de suporte do programa.
Figura 4.5 - Janela para obtenção das características do distúrbio elétrico a ser analisado.
A Figura 4.6 permite estimar o valor de C
MP(j)
a partir de cada percentagem inserida
como perda em cada linha de produção especifica sensível ao distúrbio em consideração.
55
Os valores percentuais são dados em relação à perda total anual de produção inserida na
janela da Figura 4.3.
Figura 4.6 - Janela para obtenção do custo anual de perda de materiais e produtos por distúrbio j.
A opção DADOS ANTERIORES vista nas janelas das Figuras 4.5 e 4.6 e nas
janelas subseqüentes pode ser ativada caso se queira alterar algum valor inserido
anteriormente ou mesmo incluir a simulação de custo de mais um distúrbio.
O valor do custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido à influência do
distúrbio j - C
CM(j)
, Equação 3.4, Capítulo 3, é estimado a partir dos dados inseridos na
janela apresentada na Figura 4.7. Nesta janela são inseridas as percentagens da produção
normal que não foram produzidas devido à perturbação, assim como o tempo necessário
para a retomada da produção após a ocorrência do distúrbio - situação em que o
fornecimento é restabelecido, mas o processo não é reiniciado.
Figura 4.7 - Janela para a estimação do custo anual de capital e mão-de-obra ociosos devido à influência do
distúrbio j.
56
A próxima janela, Figura 4.8, calcula o custo anual com a recuperação da produção
devido à ocorrência do distúrbio j - C
R(j)
, Equação 3.8, Capítulo 3. Os dados inseridos nesta
janela referem-se ao valor do reembolso com os materiais re-aproveitáveis e com a
matéria-prima não utilizada.
Figura 4.8 - Janela para a obtenção do custo anual com a recuperação da produção devido à ocorrência do
distúrbio j.
Em relação ao custo anual com mão-de-obra associada à recuperação da produção
durante horas extras de trabalho devido a ocorrência do distúrbio j - C
HEx(j)
, Equação 3.6,
Capítulo 3, todas as variáveis para seu cálculo já foram inseridas, desta forma a janela que
representa este custo fornece somente o valor do mesmo, como pode ser observado na
Figura 4.9. O custo apresentado na Figura 4.9 é nulo, visto que o valor conferido à
percentagem da produção por regime de horas extras de trabalho inserido na janela da
Figura 4.2 é nulo. De acordo com a Equação 3.5 se esta variável for nula, não existirá,
portanto o C
HEx(j)
.
Figura 4.9 - Janela para a obtenção do custo anual com mão-de-obra associado à recuperação da produção
durante horas extras de trabalho devido à ocorrência do distúrbio j.
Para a estimação do custo anual de substituição de materiais e equipamentos por
causa da ocorrência do distúrbio j - C
S(j)
, Equação 3.7, Capítulo 3, é necessário à inclusão
57
dos custos de substituição de equipamentos danificados e matérias-primas estragadas. A
Figura 4.10 mostra a janela que fornece este custo.
Figura 4.10 - Janela de obtenção do custo anual de substituição de materiais e equipamentos por causa da
ocorrência do distúrbio j.
A Figura 4.11 mostra a janela para obtenção do custo anual da energia não
consumida durante a interrupção do processo, devido à ocorrência do distúrbio j - C
E(j)
,
Equação 3.9, Capítulo 3. Para estimar C
E(j)
há a necessidade de se estimar o quanto de
energia elétrica deixou de ser consumida durante a parada do processo de produção.
Figura 4.11 - Janela de obtenção do custo anual da energia não consumida durante a interrupção do processo,
devido à ocorrência do distúrbio j.
Os dados necessários para estimar os custos anuais diversos associados à ocorrência
do distúrbio j - C
DAd(j)
, Equação 3.12, Capítulo 3, estão representados na Figura 4.12, quais
são, valor da mão-de-obra extra especializada, valor com a limpeza, se necessária, com o
consumo de energia elétrica durante as horas extras de trabalho, com vendas e multas.
58
Figura 4.12 - Janela para a obtenção dos custos anuais diversos associados à ocorrência do distúrbio j.
A última janela do programa, mostrada na Figura 4.13, apresenta o resumo dos
custos por distúrbio j, estimados a partir dos dados inseridos nas janelas vistas
anteriormente. Esta janela, ainda, oferece quatro opções para o usuário do programa:
Imprimir, Ajuda, Novo distúrbio, e Cálculo do custo total.
Figura 4.13 - Janela final do programa, resumo dos custos por distúrbio j.
A opção Imprimir imprime a janela da Figura 4.13, podendo, desta forma, ter o
resumo dos custos associados ao distúrbio elétrico. A opção Ajuda presta informações
sobre as demais opções contidas na janela como pode ser visto na Figura 4.14.
59
Figura 4.14 - Janela de ajuda.
Quando há ocorrência de mais de um distúrbio na indústria o usuário deve optar por
Novo distúrbio. Quando se opta por realizar um novo caso há abertura novamente da janela
representada na Figura 4.5, vista anteriormente, para a inclusão das características do novo
distúrbio elétrico e daí por diante há abertura das janelas subseqüentes.
A quarta opção a do Cálculo do custo total deve ser selecionada quando todos os
distúrbios elétricos já foram simulados. Esta opção fornece o valor total do custo da falta
de QEE para os distúrbios que foram simulados e, também, abre novamente as janelas do
Excel
®
mostrando desta forma, os resultados obtidos com a execução do programa.
O gráfico observado na Figura 4.15, mostra o gráfico de barras com o valor total da
de cada variável de custo e o custo total C
FQ_Total
mostrado na Equação 3.1 no Capítulo 3.
Figura 4.15 - Gráfico com os valores totais de cada variável de custo.
A Figura 4.16 mostra um relatório por distúrbio simulado. É deste relatório que são
obtidos os valores já simulados mediante a seleção da opção DADOS ANTERIORES.
60
Figura 4.16 - Relatório das variáveis de custo por distúrbio.
A janela observada na Figura 4.17 fornece as informações advindas das janelas
Informações Gerais da Indústria (Figuras 4.2) e Custos Operacionais da Indústria (Figura
4.3), informações estas que não precisarão ser digitadas novamente caso se queira simular
um novo caso.
61
Figura 4.17 - Relatório das informações gerais e de operação da indústria.
Por fim, na Figura 4.18, pode-se observar o resumo com todas as variáveis de
custos por distúrbio e o custo total.
Figura 4.18 - Relatório com os custos totais.
4.1.2 Planilha para estatística das indústrias
Com a elaboração da planilha para o cálculo do impacto econômico da falta de
qualidade de energia elétrica nas indústrias, vislumbrou-se a criação de uma planilha que
fosse capaz de comparar o impacto da falta da qualidade da energia elétrica entre as
62
indústrias. Desta forma, desenvolveu-se a planilha de comparação estatística com a
finalidade de aferir um valor representativo por setor industrial do impacto dos distúrbios
elétricos sobre o custo de produção.
A comparação estatística entre as indústrias pode ser realizada de duas formas:
• Indústrias de um mesmo setor - são aquelas que possuem a mesma categoria
industrial, por exemplo: indústrias têxteis ou de veículos;
• Indústrias de setores diferentes - são todas as categorias industriais existentes,
divididas somente pelo seu porte. Estas se subdividem em dois grupos de acordo com os
seus níveis de tensão de fornecimento, em 13,8kV ou 69kV. A classificação por nível de
tensão de fornecimento é necessária visto que a tarifa elétrica varia de acordo com a classe
de tensão [59], [60]. Como a tarifa é uma variável considerada no cálculo do custo da falta
de qualidade de energia elétrica, estas indústrias têm que ser comparadas separadamente.
Com o estudo destas características, pode-se elaborar a planilha de amplo interesse,
inclusive para a Federação das Indústrias a fim de se enquadrar às indústrias que possuem
custos em níveis normais ou não. Na utilização desta planilha, da mesma forma que a
planilha para o cálculo do custo da falta de qualidade de energia elétrica, deve-se habilitar
ou ativar as macros contidas na programação.
A Figura 4.19 mostra a janela inicial, no Excel
®
, da planilha de estatística das
indústrias. A inserção das informações se dá por meio do botão Classificação das
Indústrias, e obtenção da análise estatística por meio dos botões Comparação das indústrias
de mesmo setor e Comparação das indústrias de diferentes setores.
63
Figura 4.19 - Planilha de estatística da comparação das indústrias para o cálculo do custo total da falta de
qualidade de energia elétrica.
Este programa será executado a partir dos dados de custos totais obtidos de cada
indústria para o cálculo do impacto econômico da falta de QEE. Vale lembrar que os
custos totais por indústria estão registrados no relatório final da planilha executada pela
indústria, ver Figura 4.18.
Na figura 4.20 pode-se observar a janela obtida para a realização da classificação
das indústrias, subdivididas de acordo com o setor e o nível de tensão (13,8kV ou 69kV)
devido à diferenciação da tarifa.
Figura 4.20 - Janela de classificação das indústrias.
Os diferentes setores de indústria foram obtidos por meio do banco de dados
cedidos pela FIEC, além da própria classificação das indústrias que responderam o
questionário. Foram considerados 46 setores industriais distintos, sendo metade deles com
suprimento em 13,8kV e o restante em 69kV; desta forma os 23 tipos de categorias de
indústrias são: têxtil, bebidas, vidros, metalúrgica, alimentos, embalagens, calçados,
64
confecções, gráfica, veículos, trigo, lacticínios, minerais, móveis, óleo, química, rações,
caju, couro, cerâmica, algodão, café, e granitos e mármore.
Caso haja a necessidade de inclusão de outras categorias industriais além das
consideradas deve-se manter contato com o pessoal de suporte da planilha.
Quando do preenchimento da planilha de estatística das indústrias deve-se escolher
qual categoria industrial que se deseja classificar; o usuário do programa receberá um aviso
que o informará da necessidade de se começar a inserir as informações dos custos totais de
cada indústria a partir da quinta linha do Excel
®
, visto que o código de programação
executado a partir do VBA, somente identifica os dados inseridos a partir da quinta linha.
O aviso pode ser observado na Figura 4.21.
Figura 4.21 - Aviso de inserção dos dados dos custos totais a partir da quinta linha do Excel
®
.
Após a janela de aviso o usuário pode começar a preencher as informações
requeridas pelo programa como: Indústria - Identificação da indústria, CMP - Custo total
de materiais e produtos por distúrbio, CCM - Custo total de capital e mão-de-obra ociosos,
CR - Custo total de recuperação a produção, CHEX - Custo total de recuperação a
produção por meio de horas extras, CS - Custo total de substituição de materiais e
equipamentos, CE - Custo total com a energia elétrica não consumida durante a interrupção
do processo, CD - Custos totais diversos e, CFQ - Custo total da falta de qualidade da
energia elétrica.
Na Figura 4.22 pode-se observar a janela de inserção de dados para o setor de
Bebidas de 13,8kV.
65
Figura 4.22 - Planilha de obtenção de dados para a classificação das indústrias do setor de bebidas - 13,8kV.
Após a inclusão de dados de todas as indústrias existentes ou desejadas, pode-se
trabalhar estatisticamente com os dados que foram inseridos. As Figuras 4.23 e 4.24
mostram as janelas para seleção do nível de tensão de suprimento e setor industrial de
interesse.
Figura 4.23 - Janela de escolha do nível de tensão para as indústrias de mesmo setor.
Figura 4.24 - Janela para a escolha do setor industrial no nível de tensão de 69kV.
Com a escolha do ramo industrial a ser comparado são apresentados oito gráficos
representativos dos oito custos totais de cada indústria deste setor. A Figura 4.25
66
representa, para dados e indústrias hipotéticos do setor de lacticínios em 69kV, a
comparação de cada custo referente à falta de qualidade de energia elétrica.
R$ 0,00
R$ 0,10
R$ 0,20
R$ 0,30
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custo da
Perda de Materiais e Produtos por
Distúrbio
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
R$ 0,00
R$ 0,50
R$ 1,00
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custo de
Capital e Mão-de-obra Ociosos
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custo de
Recuperação da Produção
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
R$ 0,00
R$ 2,00
R$ 4,00
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custo de
Recuperação da Produção Durante Horas
Extras
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custo de
Substituição de Materiais e
Equipamentos
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
R$ 0,00
R$ 10.000,00
R$ 20.000,00
R$ 30.000,00
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custo da
Energia Não Consumida Durante a
Interrupção do Processo
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
R$ 0,00
R$ 50.000,00
R$ 100.000,00
R$ 150.000,00
R$ 200.000,00
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custos
Diversos
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
R$ 90.000,00
R$ 100.000,00
R$ 110.000,00
R$ 120.000,00
R$ 130.000,00
Setor de Lacticínios - 69 kV - Custo da
Falta de Qualidade da Energia Elétrica
Ind. A Ind. B Ind. C Ind. D Ind.E
Figura 4.25 - Figura com os gráficos representativos de cada custo industrial referentes à falta de QEE, para
indústrias e valores hipotéticos.
67
Se a análise estatística desejada for em relação a todas as indústrias classificadas,
então a comparação das indústrias deve ser feita utilizando-se o botão de comparação das
indústrias de diferentes setores, os quais serão os próprios níveis de tensão das indústrias.
Na Figura 4.26 observa-se a janela que é executada a partir da escolha desta análise
estatística.
Figura 4.26 - Janela de escolha entre os níveis de tensão para a comparação entre as indústrias de diferentes
setores.
A análise estatística realizada para fazer a comparação entre todas as indústrias de
13,8kV ou de 69kV é baseada na distribuição normal [61], aplicando-se aos valores de
custos de cada categoria industrial a média normal e o desvio padrão. O desvio padrão é
uma medida do grau de dispersão dos valores em relação ao valor médio (a média),
calculado por meio da Equação 4.1.
N
NXN
p
N
i
i
2
1
2
µ
σ
⋅−⋅
=
∑
=
(4.1)
Em que:
σ
Desvio padrão populacional.
N
Quantidade total da população.
X
Valores dos argumentos populacionais.
µ
p
Média aritmética populacional.
Desta forma com a escolha do nível de tensão para as indústrias que se deseja
realizar a comparação de diferentes setores, obtém-se 16 gráficos com resultados a serem
analisados; oito deles representa a média para cada custo industrial referente à falta de
QEE, e os oito restantes o desvio padrão entre os setores industriais.
68
R$ 0,00
R$ 0,20
R$ 0,40
R$ 0,60
CMP
Setor de 69 kV - Valor Médio do Custo da
Perda de Materiais e Produtos por Distúrbio
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 0,50
R$ 1,00
R$ 1,50
CCM
Setor de 69 kV - Valor Médio do Custo de
Capital e Mão-de-obra Ociosos
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
CR
Setor de 69 kV - Valor Médio do Custo de
Recuperação da Produção
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 2,00
R$ 4,00
R$ 6,00
R$ 8,00
CHEX
Setor de 69 kV - Valor Médio do Custo de
Recuperação da Produção Durante Horas
Extras
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 2.000,00
R$ 4.000,00
R$ 6.000,00
CS
Setor de 69 kV - Valor Médio do Custo de
Substituição de Materiais e Equipamentos
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 10.000,00
R$ 20.000,00
CE
Setor de 69 kV - Valor Médio do Custo da
Energia Não Consumida Durante a
Interrupção do Processo
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 50.000,00
R$ 100.000,00
R$ 150.000,00
CD
Setor de 69 kV - Valor Médio dos Custos
Diversos
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 100.000,00
R$ 200.000,00
R$ 300.000,00
CFQ
Setor de 69 kV - Valor Médio do Custo da
Falta de Qualidade da Energia Elétrica
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
Figura 4.27 - Figura com os gráficos representativos de cada média do custo industrial referente à falta de
QEE, para indústrias e valores hipotéticos, de diferentes setores.
69
R$ 0,00
R$ 0,05
R$ 0,10
R$ 0,15
CMP
Setor de 69 kV - Desvio Padrão do Custo da
Perda de Materiais e Produtos por Distúrbio
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 0,20
R$ 0,40
R$ 0,60
CCM
Setor de 69 kV - Desvio Padrão do Custo de
Capital e Mão-de-obra Ociosos
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 2.000,00
R$ 4.000,00
R$ 6.000,00
CR
Setor de 69 kV - Desvio Padrão do Custo de
Recuperação da Produção
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 1,00
R$ 2,00
R$ 3,00
CHEX
Setor de 69 kV - Desvio Padrão do
Custo de Recuperação da Produção
Durante Horas Extras
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lact icínios
M inerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e M ármore
R$ 0,00
R$ 1.000,00
R$ 2.000,00
R$ 3.000,00
R$ 4.000,00
CS
Setor de 69 kV - Desvio Padrão do Custo de
Substituição de Materiais e Equipamentos
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 2.000,00
R$ 4.000,00
R$ 6.000,00
CE
Setor de 69 kV - Desvio Padrão do Custo da
Energia Não Consumida Durante a
Interrupção do Processo
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
R$ 0,00
R$ 20.000,00
R$ 40.000,00
R$ 60.000,00
R$ 80.000,00
CD
Setor de 69 kV - Desvio Padrão dos
Custos Diversos
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
M inerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e M ármore
R$ 0,00
R$ 50.000,00
R$ 100.000,00
CFQ
Setor de 69 kV - Desvio Padrão do Custo
da Falta de Qualidade da Energia Elétrica
Têxtil Bebidas Vidros
Metalurgica Alimentos Embalagens
Calçados Confecções Gráfica
Veículos Trigo Lacticínios
Minerais Móveis Óleo
Química Rações Caju
Couro Cerâmica Algodão
Café Granitos e Mármore
Figura 4.28 - Figura com os gráficos de barra de cada desvio padrão do custo médio industrial referente à
falta de QEE, para indústrias e valores hipotéticos, de diferentes setores.
70
A Figura 4.27 mostra os 8 gráficos com a média de todas as indústrias classificadas.
Estes valores são hipotéticos para fins de visualização dos resultados desta planilha
estatística.
Na Figura 4.28, se pode observar os 8 gráficos com o desvio padrão de todas as
indústrias classificadas. Os valores são hipotéticos para fins de visualização dos resultados
da planilha estatística. É importante a visualização do desvio padrão a fim de se verificar a
uniformidade entre as indústrias de diferentes setores.
4.2 Análise das Informações Obtidas dos Questionários Aplicados
A partir do banco de dados cedido pela FIEC selecionou-se 111 indústrias do
Estado do Ceará. Como mostra a Figura 4.29, 49,55% das indústrias entenderam a
importância de participar da pesquisa, prontificando-se a responder questionário enviado
via endereço eletrônico; 24,32% não quiseram participar, alegando falta de tempo para
responder o questionário, ou que achavam que pertenciam a setores de indústrias pequenas,
embora tenham reconhecido a importância da pesquisa; os 26,13% restantes, não foi
possível o contato, via telefone, ou negando de imediato o interesse de conhecer o teor da
pesquisa.
49,55%
24,32%
26,13%
Participaram da pesquisa recebendo o questionário
Não quiseram participar da pesquisa
Sem contato
Figura 4.29 - Participação das indústrias selecionadas no Estado do Ceará.
Dos 49,55% das indústrias que receberam o questionário somente 7,21% deram
retorno com o questionário respondido, o que corresponde a 14,55% dos questionários
enviados, como pode ser observado na Figura 4.30. Nota-se, com isto, o desinteresse para
cooperação e a contribuição das indústrias para o processo de pesquisa.
71
85,45%
14,55%
Não retornaram o questionário
Devolveram o questionário respondido
Figura 4.30 - Percentagem de devolução do questionário respondido.
O questionário, composto de perguntas, usado para a coleta de dados é apresentado
no Apêndice B. Para os questionários respondidos constatou-se que 37,50% dos
respondentes utilizam a tarifa contratada horo-sazonal azul, a qual possui a característica
de se ter uma tensão de fornecimento
≥ 69kV sendo qualquer o valor da demanda, e
62,50% horo-sazonal verde, a qual possui a característica de se ter uma tensão de
fornecimento
< 69 kV com valor de demanda ≥ 500kW. Os 62,50% respondentes
apontaram serem supridos com tensão igual a 13,8kV, por isso houve a subdivisão, por
meio da tarifação, entre os setores industriais de 13,9kV e 69kV.
Ao avaliar-se o fornecimento de energia elétrica por parte da concessionária,
observa-se na Figura 4.31 que 62,50% das indústrias entendem como bom o fornecimento
de energia e que 25,00% das indústrias entendem como deficitário o fornecimento
considerando o mesmo como regular ou ruim.
Definição do Fornecimento de Energia Eletrica
12,50%
62,50%
12,50%
12,50%
0,00%
Ótimo Bom Regular Ruim Péssimo
Figura 4.31 - Definição do fornecimento de energia elétrica por parte das indústrias pesquisadas.
Ao se avaliar a percepção do consumidor quanto à qualidade do fornecimento de
energia pela concessionária pode-se constatar que sendo o ótimo o grau de satisfação
máxima igual a 5 e o péssimo o grau de satisfação mínima igual a 1, tem-se uma média
72
ponderada de satisfação igual a 3,75 que está representado entre o regular e bom tendendo
para bom, contudo apresenta um grau médio de satisfação.
Conhecendo-se o grau de satisfação das indústrias com a qualidade da energia
elétrica fornecida pela concessionária, buscou-se, ainda, avaliar o grau de importância
conferido pelo consumidor a confiabilidade, a qualidade de energia, a rapidez da
restauração dos serviços e a tarifa para a operação industrial. Assim, obteve-se que a
confiabilidade é o item de maior relevância para o processo industrial atingindo um grau de
relevância de 3,75 em uma escala de valor máximo igual a 4, seguido da qualidade de
energia e da restauração rápida dos serviços, ambos com grau 3, sendo a tarifa o item de
menor importância com grau 2,25 dentro da mesma escala.
Problemas mais freqüentes que ocorrem na indústria quando há variações de
energia elétrica.
11,11%
16,67%
11,11%
13,89%
8,33%
13,89%
11,11%
2,78%
2,78%
2,78%
2,78%
2,78%
11,11%
As luzes cintilam ou piscam.
Abertura dos dispositivos de proteção (relés, disjuntores, fusíveis).
Computadores travam ou reiniciam sozinhos.
Motores ou outros equipamentos da linha de produção iniciam ou param inesperadamente.
Motores ou outros equipamentos da linha de produção reduzem ou elevam suas velocidades inesperadamente.
Motores ou outros equipamentos da linha de produção são danificados.
Computadores ou outros meios eletrônicos são danificados.
Empregados recebem choques elétricos quando tocam nos equipamentos.
Outro. Alteração do sincronismo de parada das máquinas
Outro. Tempo para retomar a produção chega a ser de 3 horas
Outro. Parada de ensaios térmicos durante à noite, provocando tomada de decisão errada.
Outro. Problemas nos Inversores de Frequência
Figura 4.32 - Percentual de freqüência dos problemas industriais ocasionados pelos distúrbios de energia
elétrica.
Ao se avaliar os problemas mais freqüentes que ocorrem na indústria quando há
variações de energia elétrica pode se constatar que de acordo com a Figura 4.32 tem-se que
os problemas que mais ocorrem nas indústrias pesquisadas são: abertura de dispositivos de
proteção e relés com 16,67%, seguido de motores ou outros equipamentos da linha de
produção danificados e motores ou outros equipamentos da linha de produção que param
inesperadamente com 13,89% cada. Uma parcela de 11,11% é atribuída a outros problemas
que se referem à alteração do sincronismo de parada das máquinas, tempo de até 3h para
73
retomar a produção, parada de ensaios térmicos durante a noite provocando tomada de
decisão errada; e problemas nos inversores de freqüência. Vale ressaltar, ainda, que 2,78%
das indústrias identificam o fato de choques elétricos em seus empregados, o que revela a
questão de segurança e redireciona a possíveis problemas de aterramento.
A fim de constatar como os distúrbios de energia elétrica ocorrem nas indústrias
avaliaram-se sete circunstâncias como demonstrado na Figura 4.33, identificando-se que
83,14% das variações são de curta duração e as perturbações com um tempo maior que 3
minutos representam 16,86% sendo estas consideradas de longa duração. Desta forma as
perturbações que mais incidem nas indústrias pesquisadas são as de curta duração,
ocorrendo 52,43% com menos de 1 segundo, 17,60% de 1 segundo a menos de 60
segundos e 13,11% de 1 minuto a menos de 3 minutos.
Porcentagem da duração para cada tipo de perturbação
52,43%
17,60%
13,11%
6,99%
0,50%
2,12%
7,24%
Menos de 1 segundo De 1 segundo até menos de 60 segundos
De 1 minuto até menos de 3 minutos De 3 minutos até menos de 5 minutos
De 5 minutos até menos de 1 hora De 1 hora até menos de 4 horas
De 4 horas ou mais
Figura 4.33 - Percentual de duração dos distúrbios elétricos considerados no questionário.
Após se avaliar as percentagens das perturbações ocorridas nas indústrias buscou-se
identificar o grau de impacto dessas perturbações para tempos de duração de 4 horas, 1
hora, 3 minutos e 1 segundo. Constatando-se que em uma escala de 1 até 5, a gravidade da
perturbação de 4 horas é máxima, atingindo grau 5; o de 1 hora apresenta grau 4,25; o de 3
minutos grau 3,125; e o de 1 segundo grau 2. Assim, denota-se que todos os distúrbios são
relevantes, pois até mesmo o de 1 segundo, que é o impacto de menor duração, está
próximo ao ponto médio da escala (3,0).
Ao se trabalhar a influência da estação climática, período seco e chuvoso, na
ocorrência dos distúrbios elétricos, constata-se que em uma escala de influência que tem
74
grau mínimo igual a 1 e máximo de 5, o período seco tem grau 2,265 e o período chuvoso
tem grau 4,25, assim sendo o grau de influência do período chuvoso é muito próximo ao
grau máximo da escala e duas vezes maior que o do período seco, concluindo-se que o
período chuvoso apresenta grande relevância na ocorrência de distúrbios elétricos de
acordo com as indústrias respondentes.
A fim de se identificar a severidade da variação de energia de acordo com a
duração, obteve-se uma escala de 1 a 5 que foi desenvolvida a partir da média das
severidades das indústrias pesquisadas. Observa-se na Figura 4.34 que a maior severidade
está relacionada com os distúrbios de 1 hora sem advertência tendo um grau de
importância de 4,5, seguido pelos distúrbios de 1 hora com advertência de 1 hora com grau
de importância igual a 4,0; tem-se ainda com o menor grau de importância, os distúrbios de
1 segundo, mostraram-se com grau de importância igual a 2,25. O que implica que as
variações de longa duração são mais severas para o processo econômico das indústrias
pesquisadas.
2,25
3,13
2,57
4,50
4,00
3,38
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
Severidade média por tipo de distúrbio
elétrico
De 1 segundo na operação da indústria
De 3 minutos na operação da indústria
De 1 segundo seguida por outra também de 1 segundo, após 2
segundos sem variação na operação da indústria
De 1 hora sem advertência na operação da indústria
De 1 hora, com advertência de 1 hora na operação da indústria
De 1 hora, com advertência de 24 horas na operação da indústria
Figura 4.34 - Grau da severidade média dos distúrbios elétricos considerados no questionário.
A partir da Figura 4.35 pode-se identificar a redução da produção industrial a partir
dos limites estabelecidos no questionário, constatando-se que à variação de 1 segundo, na
maior parte das vezes, não ocasiona redução de produção superior a 9,99%.
A variação de 3 minutos, como mostra a Figura 4.35, tem seu maior grau de
redução da produção entre 0,01 e 9,99% podendo ocasionar reduções na produção de até
25,00%.
75
As interrupções com tentativas de religamento com duração de 1 segundo seguida
por outra também de 1 segundo, com intervalo de religamento de 2 segundos na maior
parte das vezes não ocasionam redução da produção, porém em sistemas mais sensíveis a
redução pode chegar a 25,00% da produção, como mostra a Figura 4.35.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 0,01 -
9,99
10,00 -
25,00
25,01 -
50,00
50,01 -
75,00
75,01 -
99,99
100
Redução percentual da produção
Influência por distúrbio na produção das indústrias
Variação de 1 hora, com advertência de 24 horas
Variação de 1 hora, com advertência de 1 hora
Variação de 1 hora sem advertência
Variação de 1 segundo seguida por outra também de 1 segundo, após 2 segundos sem
variação
Variação de 3 minutos
Variação de 1 segundo
Figura 4.35 - Percentual de redução da produção industrial, de acordo com a duração dos distúrbios elétricos
considerados no questionário.
Ainda se pode avaliar que os distúrbios de longa duração que são aqueles que têm
duração maior que 3 minutos apresentam maior incidência nas reduções acima de 50,00%,
tendo o distúrbio de 1 hora sem advertência maior impacto na redução da produção das
indústrias pesquisadas, uma vez que apenas ele ocasiona a redução em 100,00% da
produção. A interrupção de 1 hora com advertência de 1 hora é o segundo mais impactante
distúrbio elétrico na redução da produção, ocasionando reduções de 75,01 a 99,99% da
produção, e as variações de 1 hora com advertência de 24 horas impacta a produção com
redução em valores de 50,01 a 75,00% das indústrias pesquisadas. Assim pode-se
constatar, ainda, que nas reduções menores, os mesmos distúrbios anteriores têm
proporções semelhantes no grau de impacto em cada faixa percentual de redução da
produção das indústrias pesquisadas.
Levando-se em consideração que os 14,55% das indústrias que devolveram o
questionário respondido representam o total de 8 indústrias, sendo: 2 têxteis de 69kV, 2
metalúrgicas de 13,8kV, 1 de mármore de 13,8kV, 1 de vidros de 13,8kV, 1 de calçados de
76
69kV e 1 de alimentos de 13,8kV, somente 4 destas indústrias responderam de forma
coerente as questões dos estudos de casos dos tipos de distúrbios elétricos mencionados
nos cenários. As 4 indústrias com respostas coerentes são: têxtil, respondeu os casos 2, 4, 5
e 6; de mármore, respondeu todos os casos; de vidros, respondeu os casos: 2, 3, 4, 5 e 6 e
metalúrgica, respondeu os casos: 1 e 4. Lembrando, resumidamente, a definição dos
cenários que são: 1- variação de energia elétrica com a duração de 1 segundo; 2- variação
de energia elétrica com a duração de 3 minutos; 3- variação de energia elétrica com
duração de 1 segundo seguida por 2 segundos sem variação e com a ocorrência de outra
variação também de 1 segundo; 4- interrupção de energia elétrica com a duração de 1 hora,
sem advertência; 5- interrupção de energia elétrica com a duração de 1 hora, com
advertência de 1 hora antes da ocorrência da interrupção prevista; 6- interrupção de energia
elétrica com a duração de 1 hora, com advertência de 24 hora antes da ocorrência da
interrupção prevista.
A Tabela 4.1 apresenta as principais características obtidas via questionário da
indústria têxtil e as parcelas de cada custo observado. Estas características são as principais
informações encontradas para a obtenção do seu custo total anual devido à ocorrência dos
distúrbios elétricos pesquisados.
Tabela 4.1 - Características obtidas via questionário da indústria têxtil pesquisada e parcelas dos custos para
cada cenário ocorrido.
Nível de Tensão 69kV
Regime de Trabalho 24 horas por dia e 7 dias por semana
Possibilidade de recuperação da produção perdida
por regime de horas extras de trabalho
0%
Folga na capacidade de produção 0%
Cenários ocorridos na indústria têxtil
3 minutos
1 hora sem
advertência
1 hora com advertência
de 1 hora
1 hora com advertência de
24 horas
Custos
R$ 0,79 R$ 1,74 R$ 0,64 R$ 0,64 C
MP
R$ 6,85 R$ 2,83 R$ 0,91 R$ 0,91 C
CM
R$ 8.620,00 R$ 7.250,00 R$ 6.000,00 R$ 6.000,00 C
R
R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 C
HEX
R$ 3.360,00 R$ 5.000,00 R$ 0,00 R$ 0,00 C
S
R$ 10.851,34 R$ 21.702,68 R$ 21.702,68 R$ 21.702,68 C
E
R$ 38.800,00 R$ 52.550,00 R$ 52.550,00 R$ 52.550,00 C
D
R$ 22.696,30 R$ 28.601,89 R$ 24.848,87 R$ 24.848,87 C
FQ
15 2 1 1
Freqüência
de
ocorrência
77
Observa-se, a partir da Figura 4.36, que a indústria têxtil tem custos mais
expressivos referentes ao custo anual da energia não consumida durante a interrupção do
processo (C
E
) e ao custo anual com a recuperação da produção (C
R
) que são os custos de
retorno para a indústria mesmo com a ocorrência dos distúrbios por ela sofridos. Sendo
identificado, ainda, que existe grande relevância os custos anuais diversos (C
D
), gerando ao
final um custo anual da falta de qualidade de energia elétrica (C
FQ
) de R$100.995,93, para
os cenários ocorridos.
R$ 0,00
R$ 20.000,00
R$ 40.000,00
R$ 60.000,00
R$ 80.000,00
R$ 100.000,00
R$ 120.000,00
R$ 140.000,00
R$ 160.000,00
R$ 180.000,00
R$ 200.000,00
CMP CCM CR CHEX CS CE CD CFQ
Figura 4.36 - Custos totais para os cenários ocorridos na indústria têxtil.
Tabela 4.2 - Características obtidas via questionário da indústria de vidros pesquisada e parcelas dos custos
para cada cenário ocorrido.
Nível de Tensão 13,8kV
Regime de Trabalho
24 horas por dia e 7 dias por
semana
Possibilidade de recuperação da produção perdida por regime de horas
extras de trabalho
0%
Folga na capacidade de produção 5%
Cenários ocorridos na indústria de vidros
3 minutos
1 segundo
seguida por
outra também
de 1 segundo
com tempo
morto de 2
segundos
1 hora sem
advertência
1 hora com
advertência de
1 hora
1 hora com
advertência de
24 horas
Custos
R$ 0,46 R$ 0,00 R$ 2,74 R$ 1,83 R$ 1,83 C
MP
R$ 20,55 R$ 4,11 R$ 7,31 R$ 3,65 R$ 2,74 C
CM
R$ 1.826,18 R$ 1.825,36 R$ 2.433,52 R$ 2.433,33 R$ 2.433,29 C
R
R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 R$ 0,00 C
HEX
R$ 650,00 R$ 650,00 R$ 650,00 R$ 200,00 R$ 200,00 C
S
R$ 243,18 R$ 243,18 R$ 324,24 R$ 324,24 R$ 324,24 C
E
R$ 3.018,15 R$ 4.800,00 R$ 4.800,00 R$ 4.800,00 R$ 4.800,00 C
D
R$ 1.619,80 R$ 3.385,57 R$ 2.702,29 R$ 2.247,91 R$ 2.247,04 C
FQ
10 2 2 1 1
Freqüência de
ocorrência
78
As principais características obtidas via questionário da indústria de vidros e as
parcelas de cada custo podem ser observados na Tabela 4.2.
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
R$ 20.000,00
R$ 25.000,00
CMP CCM CR CHEX CS CE CD CFQ
Figura 4.37 - Custos totais para os cenários ocorridos na indústria de vidros.
Tabela 4.3 - Características obtidas via questionário da indústria de mármore pesquisada e parcelas dos
custos para cada cenário ocorrido.
Nível de Tensão 13,8kV
Regime de Trabalho 8 horas por dia e 5 dias por semana
Possibilidade de recuperação da produção perdida por
regime de horas extras de trabalho
20%
Folga na capacidade de produção 20%
Cenários ocorridos na indústria de mármore
1 segundo 3 minutos
1 segundo
seguida por
outra
também de 1
segundo
após 2
segundos
sem variação
1 hora sem
advertência
1 hora com
advertência
de 1 hora
1 hora com
advertência
de 24 horas
Custos
R$ 0,05 R$ 4,79 R$ 0,06 R$ 19,18 R$ 19,18 R$ 19,18 C
MP
R$ 0,00 R$ 0,48 R$ 0,19 R$ 7,67 R$ 7,67 R$ 3,22 C
CM
R$ 0,00 R$ 262,10 R$ 262,04 R$ 2.641,53 R$ 2.641,53 R$ 1.220,64 C
R
R$ 0,00 R$ 0,06 R$ 0,00 R$ 0,30 R$ 0,30 R$ 0,26 C
HEX
R$ 0,00 R$ 90,00 R$ 410,00 R$ 150,00 R$ 150,00 R$ 50,00 C
S
R$ 0,00 R$ 2,51 R$ 2,27 R$ 17,27 R$ 17,27 R$ 17,27 C
E
R$ 500,00 R$ 650,00 R$ 750,00 R$ 3.440,00 R$ 3.440,00 R$ 3.440,00 C
D
R$ 500,05 R$ 480,72 R$ 895,94 R$ 958,35 R$ 958,35 R$ 2.274,75 C
FQ
10 5 3 1 1 1
Freqüência
de
ocorrência
A partir da Figura 4.37, que representa a indústria de vidros, observam-se custos
expressivos em C
R
, C
D
, sendo que o primeiro deles é um dos retornos para a indústria com
79
a ocorrência dos distúrbios elétricos, porém o segundo é um fator somador no montante
total do C
FQ
que foi de R$12.202,61, para os cenários considerados pela indústria de
vidros. A Tabela 4.3 expõe as principais características da indústria de mármore e as
parcelas de cada custos para os cenários avaliados pela indústria.
Observa-se na Figura 4.38 que a indústria de mármore tem comportamento similar
ao da indústria de vidros sendo os custos mais expressivos C
R
e C
D
, com valor de
R$6.068,16 no custo total da falta de qualidade de energia elétrica.
R$ 0,00
R$ 2.000,00
R$ 4.000,00
R$ 6.000,00
R$ 8.000,00
R$ 10.000,00
R$ 12.000,00
R$ 14.000,00
CMP CCM CR CHEX CS CE CD CFQ
Figura 4.38 - Custos totais para os cenários ocorridos na indústria de mármore.
Tabela 4.4 - Características obtidas via questionário da indústria metalúrgica pesquisada e parcelas dos custos
para cada cenário ocorrido.
Nível de Tensão 13,8kV
Regime de Trabalho
8 horas por dia e 5 dias por
semana
Possibilidade de recuperação da produção perdida por regime de horas
extras de trabalho
6%
Folga na capacidade de produção 0%
Cenários ocorridos na indústria metalúrgica
1 segundo 1 hora sem advertência Custos
R$ 1,20 R$ 19,18 C
MP
R$ 0,01 R$ 18,22 C
CM
R$ 250,00 R$ 550,00 C
R
R$ 0,09 R$ 2,69 C
HEX
R$ 5.100,00 R$ 5.100,00 C
S
R$ 1,18 R$ 176,25 C
E
R$ 8.500,00 R$ 40.500,00 C
D
R$ 13.350,12 R$ 44.913,84 C
FQ
1000 4 Freqüência de ocorrência
80
As principais características obtidas para a indústria metalúrgica e as parcelas de
cada custos para os cenários sofridos nesta indústria podem ser observadas na Tabela 4.4.
Na Figura 4.39 podem-se observar os custos totais da indústria metalúrgica. Têm-se
como expressivos, o custo anual de substituição de materiais e equipamentos (C
S
) e os
custos anuais diversos (C
D
), tendo os demais custos pouca relevância. O valor total de C
FQ
é de R$58.263,96 para os cenários considerados nesta indústria.
R$ 0,00
R$ 10.000,00
R$ 20.000,00
R$ 30.000,00
R$ 40.000,00
R$ 50.000,00
R$ 60.000,00
CMP CCM CR CHEX CS CE CD CFQ
Figura 4.39 - Custos totais para os cenários ocorridos na indústria metalúrgica.
Para a conclusão da análise utilizou-se a planilha desenvolvida para a comparação
entre as indústrias fornecidas por 13,8 kV dos setores de vidros, de mármore e metalúrgica.
Pode-se observar na Figura 4.40, que o valor médio do custo anual de perda de
materiais e produtos (C
MP
) é mais relevante para a indústria de mármore, tendo pouca
influência para a indústria de vidros e estando a indústria metalúrgica próxima ao custo
médio; a média do custo anual de capital e mão-de-obra ociosos (C
CM
) já tem impacto
maior para a indústria de vidros estando às indústrias metalúrgicas e de mármore abaixo do
custo médio; o valor médio do custo anual com a recuperação da produção (C
R
) assemelha-
se ao C
CM
com a diferença que a indústria metalúrgica sofre menos impacto que a indústria
de mármore; a média do custo anual com mão-de-obra associado à recuperação da
produção durante horas extras de trabalho (C
HEX
) já apresenta características bem distintas
uma vez que a indústria metalúrgica é a que sofre um impacto maior neste tipo de custo e
para a indústria de vidros é praticamente inexistente; o valor médio do custo anual de
substituição de materiais e equipamentos (C
S
) apresenta maior relevância para a indústria
metalúrgica estando as indústrias de vidros e de mármore bem abaixo do valor médio; o
81
custo médio anual com a energia elétrica não consumida durante a interrupção do processo
(C
E
) apresenta maior relevância para a indústria de vidros estando as indústrias metalúrgica
e de mármore bem abaixo da média; o valor médio dos custos anuais diversos (C
D
)
apresenta a indústria metalúrgica com o maior custo e as demais a baixo da média bem
como o custo anual da falta de qualidade da energia elétrica (C
FQ
).
Constata-se que a indústria metalúrgica tem cinco dos oito custos maiores que a
média, a indústria de vidros possui 3 dos 8 custos acima da média e a indústria de mármore
apenas 1 dos custos está acima da média, desta forma o impacto da falta de qualidade de
energia é maior para a indústria metalúrgica,seguida pela indústria de vidros e em seguida
pela indústria de mármore.
Vale salientar que a indústria respondente do setor metalúrgico, embora esteja
classificada no banco de dados da FIEC na categoria de metalúrgica, se classificou no
preenchimento do questionário como indústria eletrônica; ressalta-se, ainda, que no banco
de dados da FIEC não consta a classificação de indústrias eletrônicas,
Para se avaliar a homogeneidade dos custos, para as 3 indústrias de 13,8kV
analisadas, por meio da planilha de comparação entre as indústrias obteve-se o valor do
desvio padrão, salientando-se que quanto mais próximo de 0 for o desvio padrão, mais
homogêneo ou uniforme é o custo analisado, ou seja, menor é a sua dispersão em torno do
valor médio.
Ao se avaliar os dados contidos na Figura 4.41 obteve-se que o C
HEX
possui um
desvio de R$1,21, C
MP
de R$9,95 e C
CM
de R$12,05, apresentando-se como custos
relativamente homogêneos e assim com baixa dispersão. Apresenta-se extremamente
elevado o grau de dispersão, ou seja, uma baixa homogeneidade, os custos C
FQ
e C
D
com
valores consideravelmente distintos entre as indústrias, gerando a idéia que dentre as
indústrias pesquisadas não se pode inferir uma correlação entre os seus custos.
82
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 10,00
R$ 20,00
R$ 30,00
R$ 40,00
Vidros
Metalurgica
Granitos e
Mármore
CMP
Média
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 10,00
R$ 20,00
R$ 30,00
R$ 40,00
R$ 50,00
Vidros Metalurgica Granitos e
Mármore
CCM Média
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
Vidros Metalurgica Granitos e
Mármore
CR Média
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 1,00
R$ 2,00
R$ 3,00
Vidros Metalurgica Granitos e
Mármore
CHEX Média
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
Vidros Metalurgica Granitos e
Mármore
CS Média
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 500,00
R$ 1.000,00
R$ 1.500,00
R$ 2.000,00
Vidros Metalurgica Granitos e
Mármore
CE Média
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 20.000,00
R$ 40.000,00
R$ 60.000,00
Vidros Metalurgica Granitos e
Mármore
CD Média
Indústrias do Setor de 13,8 kV
R$ 0,00
R$ 20.000,00
R$ 40.000,00
R$ 60.000,00
R$ 80.000,00
Vidros Metalurgica Granitos e
Mármore
CFQ Média
Figura 4.40 - Gráficos com a média de cada parcela dos custos referentes a produção industrial com a
ocorrência dos distúrbios elétricos.
83
R$ 9,96 R$ 12,04
R$ 4.291,36
R$ 1,22
R$ 4.227,93
R$ 642,22
R$ 17.689,58
R$ 21.166,21
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
R$ 20.000,00
R$ 25.000,00
CMP CCM CR CHEX CS CE CD CFQ
Desvio Padrão
Desvio Padrão
Figura 4.41 - Figura que representa o desvio padrão de cada parcela de custo para as 3 indústrias de 13,8kV.
4.3 Conclusão
A partir das concepções teóricas avaliadas e do modelo matemático proposto foi
desenvolvida uma ferramenta computacional capaz de estimar e avaliar os custos
incorridos na produção industrial decorrente da degradação da qualidade da energia
elétrica fornecida.
Constata-se, a partir da aplicação das planilhas desenvolvidas, que os montantes
encontrados são de caráter expressivos, corroborando o referencial teórico exposto no
Capítulo 2 deste trabalho que ressalta os prejuízos alcançados pelas indústrias em todo o
mundo.
CAPÍTULO 5 CONCLUSÃO
Esta dissertação apresenta uma ferramenta computacional, de fácil uso e baixo
esforço computacional, para auxiliar na avaliação da perda de qualidade do insumo energia
elétrica na operação das indústrias. A partir do referencial teórico foi proposto um modelo
matemático, e desenvolvida e implementada a ferramenta computacional com interface
humana amigável. O modelo é capaz de estimar a influência de problemas associados à
qualidade da energia elétrica fornecida sobre os custos de produção da indústria e
comparar os custos entre indústrias de um mesmo setor e entre indústrias de diferentes
setores.
A baixa adesão à pesquisa por parte das indústrias cearenses e de instituições como
a Federação das Indústrias do Ceará e concessionária local de energia elétrica no
fornecimento de informações não foi suficiente para desmotivar o curso da pesquisa, nem
tão pouco diminuir a relevância do trabalho. Conhecer as variáveis relacionadas ao
processo produtivo que sofrem a influência com as perturbações elétricas congregá-las em
um modelo e mensurá-las de forma direta e baixo custo foram premissas deste trabalho.
O questionário, enviado às indústrias por correio eletrônico e utilizado para
aquisição de dados, é composto de 128 perguntas, divididas em 3 grupos: identificação da
empresa, características da produção industrial e estudo de casos. A pesquisa usou
cenários com 6 situações envolvendo perturbações de longa e curta duração, com e sem
advertência prévia por parte da concessionária, sobre as quais os respondentes avaliaram a
influência sobre o processo produtivo.
Das cinqüenta e cinco indústrias contatadas apenas oito retornaram o questionário.
Os dados coletados foram inseridos nas planilhas eletrônicas desenvolvidas para estimar o
custo da falta da qualidade da energia elétrica sobre a produção da indústria e comparar os
custos resultantes entre as indústrias. Dados hipotéticos também foram utilizados a fim
demonstrar os recursos disponibilizados pela ferramenta computacional desenvolvida.
A precisão dos resultados é uma das maiores preocupações com o modelo proposto.
A resposta fidedigna às questões do questionário certamente afere a precisão necessária aos
85
custos estimados. No entanto, como a freqüência de ocorrência dos distúrbios na barra de
entrega e a sensibilidade dos equipamentos industriais são informações de responsabilidade
da concessionária e de fabricantes de equipamentos, respectivamente, a não
regulamentação da matéria leva a estimação de valores pelos respondentes que podem
refletir na precisão do resultado do custo estimado.
A solução dos problemas de qualidade de energia passa pelo conhecimento dos
impactos por eles causados. O trabalho de pesquisa proposto é uma ferramenta de auxílio
que permite tomar decisões coerentes e que resultem em benefício àqueles que vivenciam
problemas no fornecimento da energia elétrica.
5.1 Sugestões para Trabalhos Futuros
A elaboração desta dissertação aflora algumas sugestões para trabalhos futuros,
como:
• Divulgação e treinamento das indústrias, e federações de indústrias,
concessionárias, e sindicatos industriais da ferramenta computacional capaz de estimar os
custos de produção relacionados à falta de qualidade de energia elétrica para melhor
gerenciar os recursos e garantir o retorno dos investimentos.
• Validação do modelo proposto e das ferramentas computacionais desenvolvidas a
partir da adesão de um maior número de empresas.
• Informações como grau de tolerância dos equipamentos aos distúrbios, de
responsabilidade dos fabricantes de equipamentos, e caracterização dos distúrbios elétricos
como tipo, duração, magnitude e freqüência de ocorrência no ponto de entrega, de
responsabilidade dos agentes de fornecimento da energia elétrica, não são disponibilizadas
aos consumidores de energia elétrica. A inclusão destas informações, quando
regulamentadas e obtidas por procedimentos técnico-científicos, em substituição ao valor
estimado pelos consumidores, resultará na melhoria da precisão dos custos estimados.
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Técnicas de Amostragem para Auditorias.
Brasília: 2002.
APÊNDICE A
SELEÇÃO DAS INDÚSTRIAS
PESQUISADAS
Neste apêndice estão contidas três tabelas com a seleção das indústrias
pesquisadas. Esta seleção foi obtida por meio do banco de dados das indústrias do Estado
do Ceará, fornecido pela FIEC - Federação das Indústrias do Estado do Ceará. Este banco
de dados contém informações das indústrias cearenses dos anos de 2000 e 2001, não sendo
possível obter um banco de dados mais recente. Segundo informação prestada pela FIEC
um novo banco de dados está em processo de atualização estando disponível no segundo
semestre deste ano (2005).
A Tabela A.1 contém as indústrias que aceitaram o envio do questionário e sua
respectiva localização.
Tabela A.1 - Indústrias que aceitaram responder o questionário.
Indústrias que aceitaram responder o questionário
Indústria Localização
1. Companhia de Bebidas das Américas - AMBEV Aquiraz
2. Moageira Serra Grande Ltda. - Café Serra Grande Sobral
3. Cajuína São Geraldo Ltda Juazeiro do Norte
4. Carbomil S/A Mineração e Indústria Fortaleza
5. Carbomil S/A Mineração e Indústria Limoeiro do Norte
6. Cascajú Agroindustrial S/A Fortaleza
7. Olaria Riachão Indústria e Comércio Ltda. - Ceagra - Cerâmica e
Agropecuária Assunção Ltda
Itaitinga
8. Cemec Construções Eletromecânicas S/A Fortaleza
9. Cerâmica Brasileira Cerbrás Ltda Maracanaú
10. Cervejaria Kaiser Brasil Ltda Pacatuba
11. Cigel Comercial e Indústria Gurgel Ltda. Fortaleza
12. Cocalqui Quixeramobim
13. Companhia Industrial de Vidros "CIV" Fortaleza
14. Cotece S/A Maracanaú
15. CPN - Chapas Perfuradas do Nordeste Ltda Maranguape
16. Dakota Iguatu S/A Iguatu
17. Dakota Russas S/A Russas
18. Dakota Nordeste S/A Maranguape
19. Delrio Refrigerantes Sobral
20. Empesca Alimentos S/A Fortaleza
21. Filial Hidracor - Cemec - Construções Eletromecânicas S/A Maracanaú
22. Gaspar Viana Fortaleza
23. Gerdau S/A Maracanaú
24. Grendene Crato
25. Grendene Sobral
26. Ibacip Indústria Barbalhense de Cimento Portland S/A Barbalha
92
27. INCOPA - Indústria e Comércio de Papéis Crato
28. Indaiá Brasil Águas Minerais Ltda Fortaleza
29. Indústria Brasileira de Artefatos Plásticos S/A – IBAP Fortaleza
30. Indústria Termo Plástica Kaiana Barbalha
31. Inelsa – Indústrias Elétricas Elite S/A Maracanaú
32. Isofarma Industrial Farmacêutica Ltda Eusébio
33. J B Industrial Mármore e Granito Ltda Fortaleza
34. Jangadeiro Têxtil Fortaleza
35. Laboratório Madrevita Ltda Fortaleza
36. M. Dias Branco S. A. Comércio e Indústria - Divisão GME Fortaleza
37. M. Dias Branco S. A. Comércio e Indústria - Fábrica Fortaleza Fortaleza
38. M. Dias Branco S/A Comércio e Indústria Fortaleza
39. Marisol Nordeste S/A Pacatuba
40. Metalgráfica Cearense S/A – Mecesa Fortaleza
41. Microsol Tecnologia Ltda Fortaleza
42. Multicor Têxtil Ltda Jaguaruana
43. Multigran Min. de Granitos Ltda Caucaia
44. Petróleo Brasileiro S/A - Petrobrás – Lubnor Fortaleza
45. Stargesso Industrial Ltda. Nova Olinda
46. Tecnomecânica Esmaltec Ltda Fortaleza
47. Gráfica Editora R. Esteves Tiprogresso Ltda Fortaleza
48. Troller Veículos Especiais S/A Horizonte
49. Vicunha Ne S/A - Indústria Têxtil - Unidade I Pacajus
50. Vicunha Nordeste S/A Indústria Têxtil - Unidade V Maracanaú
51. Vicunha Nordeste S/A Indústria Têxtil - Unidade IV Fortaleza
52. Vulcabrás Nordeste Horizonte
53. CIC S/A - Weaver Jeans Maracanú
54. Ypioca Agroindustrial Ltda Fortaleza
55. Ypioca Águas Minerais Fortaleza
A Tabela A.2 contém as indústrias que não aceitaram o envio do questionário e sua
respectiva localização.
Tabela A.2 - Indústrias que não aceitaram responder o questionário.
Indústrias que não aceitaram responder o questionário
Indústria Localização
1. A. Mormorex Ind. de Mármores e Premoldados do Ceará Ltda Fortaleza
2. Alteza Comércio Indústria de Alimentos Ltda Fortaleza
3. Alubrás - Artefatos de Aço e Alumínio do Brasil S/A Fortaleza
4. Alumínio Luziê Importação e Exportação Ltda. Crato
5. Aluminor Indústria e Comércio Ltda Fortaleza
6. A. Borges Carvalho & Cia. Ltda. Juazeiro do Norte
7. Carisma Embalagens Juazeiro do Norte
8. Cerâmica Martins Ltda Caucaia
9. Cerâmica Santa Rita Ltda. São Gonçalo do Amarante
10. Cerâmica Torres Sobral
11. Comaga Indústria e Comércio de Mármores e Granitos Fortaleza
12. Editora Verdes Mares Fortaleza
13. C.M.M. dos Santos - ME - Apremac Camocim
14. Farmace-Indústria Químico-Farmacêutica Cearense Ltda. Barbalha
15. Gramaf Granitos e Mármores Fortaleza Ltda Fortaleza
16. Granal Granito e Mármore Ltda. Caucaia
17. Grendene Sobral S/A - Filial I Fortaleza
93
18. Indústria e Comércio Luminosos Acrílicos e Estruturas –
Acrimetal
Fortaleza
19. Indústria Naval do Ceará – Inace Fortaleza
20. Jornal O Povo Fortaleza
21. Laboratório Odaly Soares Ltda. Fortaleza
22. Nacional Gás Butano Distribuidora Ltda. Fortaleza
23. Naturalis - Laboratório Farmacêutico Ltda. Fortaleza
24. Nuteral Indústria de Formulações Nutricionais Ltda. Fortaleza
25. Petróleo e Lubrificantes do Nordeste S/A – Petrolusa Fortaleza
26. Ravick - Produtos Químicos e Cosméticos Ltda. Fortaleza
27. Tebasa S/A Fortaleza
A tabela A.3 contém as indústrias que não foi possível o contato para se saber se
gostaria de participar da pesquisa e sua respectiva localização.
Tabela A.3 - Indústrias as quais não foi possível o contato.
Indústrias as quais não foi possível o contato
Indústria Localização
1. A. G. Mármores e Granitos Ltda – Marmogran Fortaleza
2. Al Lar Indústria e Comércio de Artefatos de Alumínio Ltda Juazeiro do Norte
3. A. C. F. de Almeida - ME - Calçados Ipanema Rio Sobral
4. Canindé Calçados Ltda Canindé
5. Cerâmica Alvorada Ltda Caucaia
6. Cerâmica Tavares São Gonçalo do Amarante
7. Cerâmica União Ltda Aquiraz
8. CNV - Companhia Nacional do Vestuário Fortaleza
9. COBAP Comércio e Benefiamento de Artefatos de Papel Ltda. Maracanaú
10. Coca-Cola Indústrias Ltda Maracanaú
11. Companhia Cearense de Cimento Portland Sobral
12. Dafruta Indústria e Comércio S/A Aracati
13. Democrata Nordeste Calçados e Artefatos de Couro Ltda. Camocim
14. Dispa Indústria de Rações S/A - Fri-Ribe – Fortaleza Fortaleza
15. Antônio Linard - Indústria Alimentícia Ltda - Doucerie Linard Missão Velha
16. Empesca S/A Construções Navais Peças e Exportação Fortaleza
17. Endomed Laboratório Farmacêutico Aquiraz
18. FAE - Ferragens e Aparelhos Elétricos S/A Fortaleza
19. Gramarmo Granitos e Mármores Indústria e Comércio Fortaleza
20. Indústria Metalúrgica Primos Iguatu
21. Jornal do Cariri Juazeiro do Norte
22. Companhia Metalic Nordeste Maracanaú
23. Recamonde Artefatos de Couro Ltda Fortaleza
24. Rigesa do Nordeste S/A Pacajús
25. Simtec Indústria Metalúrgica Mármores e Granitos Ltda Fortaleza
26. Singer do Nordeste Ltda. Juazeiro do Norte
27. Têxtil Bezerra de Menezes S/A Fortaleza
28. Têxtil União S/A Maracanaú
29. Vidrobrás Indústria e Comércio de Vidros e Esq. de Alumínio Horizonte
APÊNDICE B QUESTIONÁRIO DA PESQUISA
A seguir encontra-se o questionário elaborado para a pesquisa junto às
indústrias selecionadas que aceitaram respondê-lo. O questionário é composto por três
partes, a primeira se refere à identificação da indústria, depois há etapa de
caracterização da produção e por fim a etapa de estudo de caso. Esta terceira etapa está
composta por seis casos possíveis de acontecerem na operação da indústria, são:
• Variação de energia elétrica com a duração de 1 segundo, em um dia de semana
a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem advertência ou notificação por parte
da concessionária de energia elétrica;
• Variação de energia elétrica com a duração de 3 minutos, em um dia de semana
a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem advertência ou notificação por parte
da concessionária de energia elétrica;
• Variação de energia elétrica com a duração de 1 segundo seguida por 2 segundos
sem variação e com a ocorrência de outra variação também de 1 segundo, em um dia de
semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem advertência ou notificação
por parte da concessionária de energia elétrica;
• Interrupção de energia elétrica com a duração de 1 hora, em um dia de semana a
partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem advertência ou notificação por parte da
concessionária de energia elétrica;
• Interrupção de energia elétrica com a duração de 1 hora, em um dia de semana a
partir das 2 horas da tarde, no período seco, com advertência ou notificação por parte da
concessionária de energia elétrica 1 hora antes da ocorrência da interrupção prevista;
• Interrupção de energia elétrica com a duração de 1 hora, em um dia de semana a
partir das 2 horas da tarde, no período seco, com notificação 24 horas antes da
ocorrência da interrupção prevista.
95
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Caixa Postal 6001 - Campus do Pici
CEP: 60.455-760 Fortaleza-CE
Fone: + 85 4048.9581 Fax: + 85 4048.9574
Q
UESTIONÁRIO PARA A AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DE VARIAÇÕES NA ENERGIA
ELÉTRICA SOBRE A OPERAÇÃO DAS INDÚSTRIAS CEARENSES.
Este questionário tem a finalidade de pesquisa acadêmica dentro do Programa de Pós-
graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Ceará visando à
elaboração de uma planilha econômica que auxilie a indústria a mensurar o efeito das
variações da energia elétrica nos custos de produção.
Solicitamos a gentileza de responder com a maior fidedignidade possível a todas as
questões postas, o que é de enorme significância para construção da planilha eletrônica,
precisão dos resultados e validação da metodologia usada.
O questionário é dividido em três partes que consistem em identificação da empresa,
características da produção industrial, estudo de casos, e características da indústria. A
grande maioria das questões é objetiva, e de múltipla escolha. Para responder às
perguntas, solicitamos a colaboração de um(a) profissional responsável pelas operações
diárias desta indústria, que conheça como a operação da planta industrial é afetada por
problemas na energia elétrica.
Toda informação prestada neste questionário deverá ser usada tão somente para a
realização da pesquisa acadêmica. A informação não será distribuída nem usada para
qualquer outro propósito não declarado. Portanto, todas as informações contidas neste
questionário são de caráter confidencial, não sendo posteriormente utilizados dados e
nomes aqui citados.
A priori agradecemos pelo tempo que será disponibilizado para preenchimento do
questionário. Em caso de dúvidas ou maiores informações sobre o questionário, favor
comunique-se por e-mail com [email protected], ou [email protected]; ou se
preferir por telefone, através de: (+85) 9921.7174 (Engª Rita Maria, mestranda em
Engenharia Elétrica da UFC)), ou (+85) 4008.9576 (Profª PhD Ruth Leão, orientadora).
Dúvidas podem ser também esclarecidas pressionando a tecla “F1”, durante o
preenchimento do questionário, bastando para isto selecionar a opção desejada.
96
I. Identificação da empresa.
1) Nome da indústria:
Razão social:
CNPJ:
2) Endereço:
Município:
Telefone:
Sítio na Internet:
3) Entrevistados:
Nomes dos entrevistados Cargos E-mail Telefone para contato
4) Data da aplicação do questionário:
5) Selecione o setor da indústria:
Têxtil
Químico
Produtos Alimentícios
Metalúrgico
Bebidas
Outro Especifique:
6) Produtos de fabricação:
7) Tarifa contratada:
Horosazonal Azul Horosazonal Verde Convencional
8) Qual o valor médio do consumo anual de energia elétrica?
kWh
9) Qual o valor médio anual da energia elétrica consumida?
R$
10) Nível de Tensão:
13,8kV 69kV
97
INSTRUÇÕES PARA PREENCHER O FORMULÁRIO DE PESQUISA
Por favor, responda somente pela indústria endereçada, não inclua, portanto, filiais,
outras plantas ou subsidiárias.
É muito importante que você tente responder todas as perguntas. Se uma pergunta for
difícil de responder, por favor, nos dê sua melhor estimação.
Para todas as perguntas, por favor, assuma que uma variação na energia elétrica
refere-se a uma perturbação de energia elétrica na indústria que leve à má operação,
reinicialização, bloqueio/travamento, desligamento ou falha de dispositivos,
equipamentos, e/ou processos. Estas perturbações podem ser de origem externa ou
interna à planta e podem variar em duração de fração de segundo até várias horas.
II. Características da Produção Industrial.
Dados colhidos durante o período de tempo de 1 (um) ano.
1) Selecione a opção que define o fornecimento de energia elétrica para a operação da
indústria.
Ótimo Bom Regular Ruim Péssimo
2) Classifique em ordem de prioridade a importância dos itens abaixo relacionados para
a operação da indústria com relação à energia elétrica.
Menos
Prioritário
Mais
Prioritário
Confiabilidade 1 2 3 4
Qualidade de Energia 1 2 3 4
Rápida Restauração de Serviço e Processo 1 2 3 4
Tarifa 1 2 3 4
3) Selecione os problemas mais freqüentes que ocorrem na indústria quando há
variações de energia elétrica.
As luzes cintilam ou piscam.
Abertura dos dispositivos de proteção (relés, disjuntores, fusíveis).
Computadores travam ou reiniciam sozinhos.
Motores ou outros equipamentos da linha de produção iniciam ou param
inesperadamente.
Motores ou outros equipamentos da linha de produção reduzem ou elevam suas
velocidades inesperadamente.
Motores ou outros equipamentos da linha de produção são danificados.
Computadores ou outros meios eletrônicos são danificados.
Empregados recebem choques elétricos quando tocam nos equipamentos.
Outro. Especifique:
4) Estime o número de perturbações de energia elétrica que alteram a operação da
indústria ocorridas nos últimos 12 meses.
98
5) Estime a porcentagem da duração para cada tipo de perturbação abaixo (a soma
destas porcentagens deve ser de 100%).
Duração com menos de 1 segundo %
Duração de 1 segundo até menos de 60 segundos %
Duração de 1 minuto até menos de 3 minutos %
Duração de 3 minutos até menos de 5 minutos %
Duração de 5 minutos até menos de 1 hora %
Duração de 1 hora até menos de 4 horas %
Duração de 4 horas ou mais %
6) Classifique a gravidade da duração de perturbações de energia elétrica para a
operação da indústria.
Gravidade da duração da perturbação de energia na operação da indústria
Duração Menos
Nocivo
Extremamente
Nocivo
1 segundo 1 2 3 4 5
3 minutos 1 2 3 4 5
1 hora 1 2 3 4 5
4 horas 1 2 3 4 5
7) Classifique a influência da estação climática na ocorrência de perturbações de
energia elétrica que afetam a operação da indústria.
Influência da estação climática na ocorrência de variações da energia elétrica
Estações
Climáticas
Menos
Severa
Extremamente
Severa
Período
Seco
1 2 3 4 5
Período
Chuvoso
1 2 3 4 5
8) Qual o regime de trabalho do setor de produção da indústria?
8 horas por dia e 5 dias por semana
12 horas por dia e 5 dias por semana
24 horas por dia e 5 dias por semana
8 horas por dia e 7 dias por semana
12 horas por dia e 7 dias por semana
24 horas por dia e 7 dias por semana
Outro. Especifique:
9) Estime o número de empregados do setor de produção a serem acrescentados na
indústria anualmente.
Nenhum
De 1 a 4
De 5 a 9
De 10 a 19
20 ou mais
10) Estime o valor médio de salários mínimos pagos ao pessoal do setor de produção em
regime normal de trabalho.
De 1 à 2 salários mínimos De 5 à 6 salários mínimos
99
De 3 à 4 salários mínimos De 7 à 8 salários mínimos
11) Existe folga na capacidade de produção?
Não
Sim Qual o porcentual de folga da produção?
%
12) Existe possibilidade de recuperação da produção perdida por regime de horas extras
de trabalho devido à ocorrência de variações de energia elétrica?
Não
Sim Qual a porcentagem de tempo gasto em horas extras em relação ao
regime normal de trabalho para a recuperação da produção?
%
Qual o valor anual estimado gasto com a energia elétrica consumida
durante as horas extras de trabalho?
R$
13) Estime o valor médio de salários mínimos pagos ao pessoal do setor de produção em
regime extra de trabalho.
De 1 à 2 salários mínimos
De 3 à 4 salários mínimos
De 5 à 6 salários mínimos
De 7 à 8 salários mínimos
14) No custo final do produto, estime o percentual do valor agregado referente ao
insumo energia elétrica.
%
15) Selecione a opção estimada do valor da produção anual perdida, para todas as linhas
de produção. (Valores em reais (R$)).
Até 5.000
De 5.000 a 10.000
De 10.000 a 25.000
De 25.000 a 50.000
De 50.000 a 100.000
De 100.000 a 250.000
De 250.000 a 500.000
De 500.000 a 750.000
De 750.000 a 1.000.000
De 1.000.000 a 2.500.000
De 2.500.000 a 5.000.000
De 5.000.000 a 10.000.000
De 10.000.000 a 25.000.000
De 25.000.000 a 50.000.000
Acima de 50.000.000
16) Estime o custo anual com o reparo ou conserto de equipamentos provocados por
variações da energia elétrica.
R$
17) Estime o custo anual de recuperação das perdas de informação digital provocados
por variações da energia elétrica.(Exemplo: perdas de banco de dados ou planilhas,
software corrompido, etc.).
R$
18) Estime o custo anual com a operação e manutenção de equipamentos de controle ou
de compensação das variações de energia elétrica.
R$
100
19) Estime o custo anual com a operação e manutenção de equipamentos de geração
auxiliar.
R$
101
III. Estudo de Casos.
As próximas questões se referem a seis casos de estudo sobre
variações de energia
elétrica. Cada caso descreve uma perturbação diferente que a indústria pode vir a sofrer,
desta forma, para cada caso, por favor, suponha que a perturbação realmente acontece
no decorrer da operação da indústria. Com isto, se poderá obter informações sobre o
impacto que perturbações de diferentes tempos de duração, com notificação ou não por
parte da concessionária, têm sobre a produção da indústria.
Algumas das questões perguntam por quantias monetárias que retratam custos ou
economias da indústria com a ocorrência das variações de energia elétrica. É
reconhecido que esses dados podem não ser precisos, mas pede-se que se dê a melhor
estimativa para os mesmos.
Caso 1
- Considere que houve uma variação de energia elétrica com a duração de 1
segundo, em um dia de semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem
advertência ou notificação por parte da concessionária de energia elétrica.
1) Estime a freqüência anual de ocorrência do distúrbio descrito no Caso 1 (Se a
freqüência de ocorrência é nula, por favor, passe para o próximo Estudo de
Caso).
ocorrências/ano.
2) Estime a severidade da variação de energia elétrica de 1 segundo na operação da
indústria.
Gravidade da variação de energia elétrica do Caso 1 na operação da indústria.
Menos Severa Extremamente
Severa
1 2 3 4 5
3) Selecione a porcentagem que melhor representa a redução do processo de produção
com a ocorrência dessa variação de energia elétrica.
Zero, não há redução na produção.
Há uma redução de pelo menos 10%.
Há uma redução entre 11% e 25%.
Há uma redução entre 26% e 50%.
Há uma redução entre 51% e 75%.
Há uma redução entre 76% e 99%.
Há uma redução de 100%, todas as atividades são suspensas.
4) Por quanto tempo em média é interrompido o processo de produção quando há
variação de energia elétrica como a descrita no Caso 1?
segundos minutos horas
5) Para a ocorrência considerada no Caso 1 após o restabelecimento da energia elétrica
existe alguma atividade que se realize antes da retomada do processo de produção?
(Exemplo: limpeza do maquinário do setor de produção devido às variações de
energia elétrica).
Não
Sim Quanto tempo é utilizado para a realização dessa atividade?
102
segundos minutos horas
Descreva a atividade:
6) Considerando que a energia foi restabelecida e que a produção não foi retomada,
estime a porcentagem da produção normal não produzida devido à ocorrência
considerada no Caso 1.
%
7) Liste as linhas de produção da indústria que são sensíveis a essa variação de energia
elétrica, e estime a porcentagem do custo da produção perdida de cada linha de
produção em relação à produção perdida de todas as linhas de produção
(porcentagem da questão 16 do item II) devido a essa variação de energia elétrica.
Informe para cada linha de produção relacionada quais os equipamentos sensíveis a
essa variação de energia elétrica (se possível forneça características dos
equipamentos: fabricantes, capacidade de produção, curvas de sensibilidade, etc.).
Linhas de produção e respectivos equipamentos sensíveis à
variação de energia elétrica descrita no Caso 1:
%Produção Perdida
1.
2.
3.
4.
5.
8) Estime o valor anual da matéria-prima não utilizada devido a essa variação de
energia elétrica.
R$
9) Estime o valor anual de material/produto que sofreu perda de qualidade e que pode
ser re-aproveitável, devido a ocorrência da perturbação descrita no Caso 1.
(Exemplos: sucata, materiais que servem para outros processos de produção, e
materiais ou produtos manufaturados com nível de qualidade diminuída).
R$
10) Qual o custo anual estimado de substituição de matérias-primas estragadas, ou
danificadas devido a essa variação de energia elétrica?
R$
11) Qual o custo anual estimado de substituição de equipamentos danificados devido a
essa variação de energia elétrica? (Inclui o valor do equipamento e o frete do
mesmo).
R$
12) Estime quanto de energia elétrica deixou de ser consumida durante a parada de
produção devido à perturbação de energia elétrica descrita no Caso 1.
kWh.
103
13) Existe equipamento que precise de mão-de-obra especializada para o reinício da
produção após a ocorrência da variação de energia elétrica descrita no Caso 1?
(Exemplo: programadores).
Não
Sim Estime o custo anual com esta mão-de-obra extra.
R$
14) As linhas de produção necessitam de limpeza devido à ocorrência dessa variação de
energia elétrica?
Não
Sim Estime o custo anual devido a esta limpeza.
R$
15) Estime o custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção causada
pela variação de energia elétrica descrita no Caso 1.
R$
16) Estime o valor anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de
contratos por causa dessa variação de energia elétrica.
R$
104
Caso 2 - Considere que houve uma variação de energia elétrica com a duração de 3
minutos, em um dia de semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem
advertência ou notificação por parte da concessionária de energia elétrica.
1) Estime a freqüência anual de ocorrência do distúrbio descrito no Caso 2 (Se a
freqüência de ocorrência é nula, por favor, passe para o próximo Estudo de
Caso).
ocorrências/ano.
2) Estime a severidade da variação de energia elétrica de 3 minutos na operação da
indústria.
Gravidade da variação de energia elétrica do Caso 2 na operação da indústria.
Menos Severa Extremamente
Severa
1 2 3 4 5
3) Selecione a porcentagem que melhor representa a redução do processo de produção
com a ocorrência dessa variação de energia elétrica.
Zero, não há redução na produção.
Há uma redução de pelo menos 10%.
Há uma redução entre 11% e 25%.
Há uma redução entre 26% e 50%.
Há uma redução entre 51% e 75%.
Há uma redução entre 76% e 99%.
Há uma redução de 100%, todas as atividades são suspensas.
4) Por quanto tempo em média é interrompido o processo de produção quando há
variação de energia elétrica como a descrita no Caso 2?
segundos minutos horas
5) Para a ocorrência considerada no Caso 2 após o restabelecimento da energia elétrica
existe alguma atividade que se realize antes da retomada do processo de produção?
(Exemplo: limpeza do maquinário do setor de produção devido às variações de
energia elétrica).
Não
Sim Quanto tempo é utilizado para a realização dessa atividade?
segundos minutos horas
Descreva a atividade:
6) Considerando que a energia foi restabelecida e que a produção não foi retomada,
estime a porcentagem da produção normal não produzida devido à ocorrência
considerada no Caso 2.
%
7) Liste as linhas de produção da indústria que são sensíveis a essa variação de energia
elétrica, e estime a porcentagem do custo da produção perdida de cada linha de
produção em relação à produção perdida de todas as linhas de produção
(porcentagem da questão 16 do item II) devido a essa variação de energia elétrica.
Informe para cada linha de produção relacionada quais os equipamentos sensíveis a
105
essa variação de energia elétrica (se possível forneça características dos
equipamentos: fabricantes, capacidade de produção, curvas de sensibilidade, etc.).
Linhas de produção e respectivos equipamentos sensíveis à
variação de energia elétrica descrita no Caso 2:
%Produção Perdida
1.
2.
3.
4.
5.
8) Estime o valor anual da matéria-prima não utilizada devido a essa variação de
energia elétrica.
R$
9) Estime o valor anual de material/produto que sofreu perda de qualidade e que pode
ser re-aproveitável com a ocorrência da perturbação descrita no Caso 2. (Exemplos:
sucata, materiais que servem para outros processos de produção, e materiais ou
produtos manufaturados com nível de qualidade diminuída).
R$
10) Qual o custo anual estimado de substituição de matérias-primas estragadas, ou
danificadas devido a essa variação de energia elétrica?
R$
11) Qual o custo anual estimado de substituição de equipamentos danificados devido a
essa variação de energia elétrica? (Inclui o valor do equipamento e o frete do
mesmo).
R$
12) Estime quanto de energia elétrica deixou de ser consumida durante a parada de
produção devido à perturbação de energia elétrica descrita no Caso 2.
kWh.
13) Existe equipamento que precise de mão-de-obra especializada para o reinício da
produção após a ocorrência da variação de energia elétrica descrita no Caso 2?
(Exemplo: programadores).
Não
Sim Estime o custo anual com esta mão-de-obra extra.
R$
14) As linhas de produção necessitam de limpeza devido à ocorrência dessa variação de
energia elétrica?
Não
Sim Estime o custo anual devido a esta limpeza.
R$
106
15) Estime o custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção causada
pela variação de energia elétrica descrita no Caso 2.
R$
16) Estime o valor anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de
contratos por causa dessa variação de energia elétrica.
R$
107
Caso 3 - Considere que houve uma variação de energia elétrica com a duração de 1
segundo seguida por outra também de 1 segundo, após 2 segundos sem variação, em um
dia de semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem advertência ou
notificação por parte da concessionária de energia elétrica.
1) Estime a freqüência anual de ocorrência do distúrbio descrito no Caso 3 (Se a
freqüência de ocorrência é nula, por favor, passe para o próximo Estudo de
Caso).
ocorrências/ano.
2) Estime a severidade da variação de energia elétrica de 1 segundo seguida por outra
também de 1 segundo, após 2 segundos sem variação, na operação da indústria.
Gravidade da variação de energia elétrica do Caso 3 na operação da indústria.
Menos Severa Extremamente
Severa
1 2 3 4 5
3) Selecione a porcentagem que melhor representa a redução do processo de produção
com a ocorrência dessa variação de energia elétrica.
Zero, não há redução na produção.
Há uma redução de pelo menos 10%.
Há uma redução entre 11% e 25%.
Há uma redução entre 26% e 50%.
Há uma redução entre 51% e 75%.
Há uma redução entre 76% e 99%.
Há uma redução de 100%, todas as atividades são suspensas.
4) Por quanto tempo em média é interrompido o processo de produção quando há
variação de energia elétrica como a descrita no Caso 3?
segundos minutos horas
5) Para a ocorrência considerada no Caso 3 após o restabelecimento da energia elétrica
existe alguma atividade que se realize antes da retomada do processo de produção?
(Exemplo: limpeza do maquinário do setor de produção devido às variações de
energia elétrica).
Não
Sim Quanto tempo é utilizado para a realização dessa atividade?
segundos minutos horas
Descreva a atividade:
6) Considerando que a energia foi restabelecida e que a produção não foi retomada,
estime a porcentagem da produção normal não produzida devido à ocorrência
considerada no Caso 3.
%
7) Liste as linhas de produção da indústria que são sensíveis a essa variação de energia
elétrica, e estime a porcentagem do custo da produção perdida de cada linha de
produção em relação à produção perdida de todas as linhas de produção
(porcentagem da questão 16 do item II) devido a essa variação de energia elétrica.
108
Informe para cada linha de produção relacionada quais os equipamentos sensíveis a
essa variação de energia elétrica (se possível forneça características dos
equipamentos: fabricantes, capacidade de produção, curvas de sensibilidade, etc.).
Linhas de produção e respectivos equipamentos sensíveis à
variação de energia elétrica descrita no Caso 3:
%Produção Perdida
1.
2.
3.
4.
5.
8) Estime o valor anual da matéria-prima não utilizada devido a essa variação de
energia elétrica.
R$
9) Estime o valor anual de material/produto que sofreu perda de qualidade e que pode
ser re-aproveitável com a ocorrência da perturbação descrita no Caso 3. (Exemplos:
sucata, materiais que servem para outros processos de produção, e materiais ou
produtos manufaturados com nível de qualidade diminuída).
R$
10) Qual o custo anual estimado de substituição de matérias-primas estragadas, ou
danificadas devido a essa variação de energia elétrica?
R$
11) Qual o custo anual estimado de substituição de equipamentos danificados devido a
essa variação de energia elétrica? (Inclui o valor do equipamento e o frete do
mesmo).
R$
12) Estime quanto de energia elétrica deixou de ser consumida durante a parada de
produção devido à perturbação de energia elétrica descrita no Caso 3.
kWh.
13) Existe equipamento que precise de mão-de-obra especializada para o reinício da
produção após a ocorrência da variação de energia elétrica descrita no Caso 3?
(Exemplo: programadores).
Não
Sim Estime o custo anual com esta mão-de-obra extra.
R$
14) As linhas de produção necessitam de limpeza devido à ocorrência dessa variação de
energia elétrica?
Não
Sim Estime o custo anual devido a esta limpeza.
109
R$
15) Estime o custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção causada
pela variação de energia elétrica descrita no Caso 3.
R$
16) Estime o valor anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de
contratos por causa dessa variação de energia elétrica.
R$
110
Caso 4 - Considere que houve uma interrupção de energia elétrica com a duração de 1
hora, em um dia de semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, sem
advertência ou notificação por parte da concessionária de energia elétrica.
1) Estime a freqüência anual de ocorrência do distúrbio descrito no Caso 4 (Se a
freqüência de ocorrência é nula, por favor, passe para o próximo Estudo de
Caso).
ocorrências/ano.
2) Estime a severidade da interrupção de energia elétrica de 1 hora na operação da
indústria.
Gravidade da interrupção de energia elétrica do Caso 4 na operação da indústria.
Menos Severa Extremamente
Severa
1 2 3 4 5
3) Selecione a porcentagem que melhor representa a redução do processo de produção
com a ocorrência dessa interrupção de energia elétrica.
Zero, não há redução na produção.
Há uma redução de pelo menos 10%.
Há uma redução entre 11% e 25%.
Há uma redução entre 26% e 50%.
Há uma redução entre 51% e 75%.
Há uma redução entre 76% e 99%.
Há uma redução de 100%, todas as atividades são suspensas.
4) Por quanto tempo em média é interrompido o processo de produção quando ocorre a
interrupção de energia elétrica descrita no Caso 4?
segundos minutos horas
5) Para a ocorrência considerada no Caso 4 após o restabelecimento da energia elétrica
existe alguma atividade que se realize antes da retomada do processo de produção?
(Exemplo: limpeza do maquinário do setor de produção devido às variações de
energia elétrica).
Não
Sim Quanto tempo é utilizado para a realização dessa atividade?
segundos minutos horas
Descreva a atividade:
6) Estime a porcentagem da produção normal não produzida durante um desligamento
no fornecimento de energia elétrica.
%
7) Considerando que a energia foi restabelecida e que a produção não foi retomada,
estime a porcentagem da produção normal não produzida devido à ocorrência
considerada no Caso 4.
%
111
8) Liste as linhas de produção da indústria que são sensíveis a essa interrupção de
energia elétrica, e estime a porcentagem do custo da produção perdida de cada linha
de produção em relação à produção perdida de todas as linhas de produção
(porcentagem da questão 16 do item II) devido a essa interrupção de energia
elétrica. Informe para cada linha de produção relacionada quais os equipamentos
sensíveis a essa interrupção de energia elétrica (se possível forneça características
dos equipamentos: fabricantes, capacidade de produção, curvas de sensibilidade,
etc.).
Linhas de produção e respectivos equipamentos sensíveis à
interrupção de energia elétrica descrita no Caso 4:
%Produção Perdida
1.
2.
3.
4.
5.
9) Estime o valor anual da matéria-prima não utilizada devido a essa interrupção de
energia elétrica.
R$
10) Estime o valor anual de material/produto que sofreu perda de qualidade e que pode
ser re-aproveitável com a ocorrência da perturbação descrita no Caso 4. (Exemplos:
sucata, materiais que servem para outros processos de produção, e materiais ou
produtos manufaturados com nível de qualidade diminuída).
R$
11) Qual o custo anual estimado de substituição de matérias-primas estragadas, ou
danificadas devido a essa interrupção de energia elétrica?
R$
12) Qual o custo anual estimado de substituição de equipamentos danificados devido a
essa interrupção de energia elétrica? (Inclui o valor do equipamento e o frete do
mesmo).
R$
13) Estime quanto de energia elétrica deixou de ser consumida durante a parada de
produção devido à perturbação de energia elétrica descrita no Caso 4.
kWh.
14) Existe equipamento que precise de mão-de-obra especializada para o reinício da
produção após a ocorrência da interrupção de energia elétrica descrita no Caso 4?
(Exemplo: programadores).
Não
Sim Estime o custo anual com esta mão-de-obra extra.
R$
112
15) As linhas de produção necessitam de limpeza devido à ocorrência dessa interrupção
de energia elétrica?
Não
Sim Estime o custo anual devido a esta limpeza.
R$
16) Estime o custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção causada
pela interrupção de energia elétrica descrita no Caso 4.
R$
17) Estime o valor anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de
contratos por causa dessa interrupção de energia elétrica.
R$
113
Caso 5 - Considere que houve uma interrupção de energia elétrica com a duração de 1
hora, em um dia de semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, com
advertência ou notificação por parte da concessionária de energia elétrica 1 hora antes
da ocorrência da interrupção prevista.
1) Estime a freqüência anual de ocorrência do distúrbio descrito no Caso 5 (Se a
freqüência de ocorrência é nula, por favor, passe para o próximo Estudo de
Caso).
ocorrências/ano.
2) Estime a severidade da interrupção de energia elétrica de 1 hora, com advertência de
1 hora, na operação da indústria.
Gravidade da interrupção de energia elétrica do Caso 5 na operação da indústria.
Menos Severa Extremamente
Severa
1 2 3 4 5
3) Selecione a porcentagem que melhor representa a redução do processo de produção
com a ocorrência dessa interrupção de energia elétrica.
Zero, não há redução na produção.
Há uma redução de pelo menos 10%.
Há uma redução entre 11% e 25%.
Há uma redução entre 26% e 50%.
Há uma redução entre 51% e 75%.
Há uma redução entre 76% e 99%.
Há uma redução de 100%, todas as atividades são suspensas.
4) Por quanto tempo em média é interrompido o processo de produção quando ocorre a
interrupção de energia elétrica descrita no Caso 5?
segundos minutos horas
5) Para a ocorrência considerada no Caso 5 após o restabelecimento da energia elétrica
existe alguma atividade que se realize antes da retomada do processo de produção?
(Exemplo: limpeza do maquinário do setor de produção devido às variações de
energia elétrica).
Não
Sim Quanto tempo é utilizado para a realização dessa atividade?
segundos minutos horas
Descreva a atividade:
6) Estime a porcentagem da produção normal não produzida durante um desligamento
no fornecimento de energia elétrica.
%
7) Considerando que a energia foi restabelecida e que a produção não foi retomada,
estime a porcentagem da produção normal não produzida devido à ocorrência
considerada no Caso 5.
%
114
8) Liste as linhas de produção da indústria que são sensíveis a essa interrupção de
energia elétrica, e estime a porcentagem do custo da produção perdida de cada linha
de produção em relação à produção perdida de todas as linhas de produção
(porcentagem da questão 16 do item II) devido a essa interrupção de energia
elétrica. Informe para cada linha de produção relacionada quais os equipamentos
sensíveis a essa interrupção de energia elétrica (se possível forneça características
dos equipamentos: fabricantes, capacidade de produção, curvas de sensibilidade,
etc.).
Linhas de produção e respectivos equipamentos sensíveis à
interrupção de energia elétrica descrita no Caso 5:
%Produção Perdida
1.
2.
3.
4.
5.
9) Estime o valor anual da matéria-prima não utilizada devido a essa interrupção de
energia elétrica.
R$
10) Estime o valor anual de material/produto que sofreu perda de qualidade e que pode
ser re-aproveitável com a ocorrência da perturbação descrita no Caso 5. (Exemplos:
sucata, materiais que servem para outros processos de produção, e materiais ou
produtos manufaturados com nível de qualidade diminuída).
R$
11) Qual o custo anual estimado de substituição de matérias-primas estragadas, ou
danificadas devido a essa interrupção de energia elétrica?
R$
12) Qual o custo anual estimado de substituição de equipamentos danificados devido a
essa interrupção de energia elétrica? (Inclui o valor do equipamento e o frete do
mesmo).
R$
13) Estime quanto de energia elétrica deixou de ser consumida durante a parada de
produção devido à perturbação de energia elétrica descrita no Caso 5.
kWh.
14) Existe equipamento que precise de mão-de-obra especializada para o reinício da
produção após a ocorrência da interrupção de energia elétrica descrita no Caso 5?
(Exemplo: programadores).
Não
Sim Estime o custo anual com esta mão-de-obra extra.
R$
115
15) As linhas de produção necessitam de limpeza devido à ocorrência dessa interrupção
de energia elétrica?
Não
Sim Estime o custo anual devido a esta limpeza.
R$
16) Estime o custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção causada
pela interrupção de energia elétrica descrita no Caso 5.
R$
17) Estime o valor anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de
contratos por causa dessa interrupção de energia elétrica.
R$
116
Caso 6 - Considere que houve uma interrupção de energia elétrica com a duração de 1 hora,
em um dia de semana a partir das 2 horas da tarde, no período seco, com advertência ou
notificação por parte da concessionária de energia elétrica 24 horas antes da ocorrência da
interrupção prevista.
1) Estime a freqüência anual de ocorrência do distúrbio descrito no Caso 6 (Se a
freqüência de ocorrência é nula, por favor, desconsidere este Estudo de Caso).
ocorrências/ano.
2) Estime a severidade da interrupção de energia elétrica de 1 hora, com advertência de 24
horas, na operação da indústria.
Gravidade da interrupção de energia elétrica do Caso 6 na operação da indústria.
Menos Severa Extremamente
Severa
1 2 3 4 5
3) Selecione a porcentagem que melhor representa a redução do processo de produção com
a ocorrência dessa interrupção de energia elétrica.
Zero, não há redução na produção.
Há uma redução de pelo menos 10%.
Há uma redução entre 11% e 25%.
Há uma redução entre 26% e 50%.
Há uma redução entre 51% e 75%.
Há uma redução entre 76% e 99%.
Há uma redução de 100%, todas as atividades são suspensas.
4) Por quanto tempo em média é interrompido o processo de produção quando ocorre a
interrupção de energia elétrica descrita no Caso 6?
segundos minutos horas
5) Para a ocorrência considerada no Caso 6 após o restabelecimento da energia elétrica
existe alguma atividade que se realize antes da retomada do processo de produção?
(Exemplo: limpeza do maquinário do setor de produção devido às variações de energia
elétrica).
Não
Sim Quanto tempo é utilizado para a realização dessa atividade?
segundos minutos horas
Descreva a atividade:
6) Estime a porcentagem da produção normal não produzida durante um desligamento no
fornecimento de energia elétrica.
%
117
7) Considerando que a energia foi restabelecida e que a produção não foi retomada, estime
a porcentagem da produção normal não produzida devido à ocorrência considerada no
Caso 6.
%
8) Liste as linhas de produção da indústria que são sensíveis a essa interrupção de energia
elétrica, e estime a porcentagem do custo da produção perdida de cada linha de
produção em relação à produção perdida de todas as linhas de produção (porcentagem
da questão 16 do item II) devido a essa interrupção de energia elétrica. Informe para
cada linha de produção relacionada quais os equipamentos sensíveis a essa interrupção
de energia elétrica (se possível forneça características dos equipamentos: fabricantes,
capacidade de produção, curvas de sensibilidade, etc.).
Linhas de produção e respectivos equipamentos sensíveis à
interrupção de energia elétrica descrita no Caso 6:
%Produção Perdida
1.
2.
3.
4.
5.
9) Estime o valor anual da matéria-prima não utilizada devido a essa interrupção de energia
elétrica.
R$
10) Estime o valor anual de material/produto que sofreu perda de qualidade e que pode ser
re-aproveitável com a ocorrência da perturbação descrita no Caso 6. (Exemplos: sucata,
materiais que servem para outros processos de produção, e materiais ou produtos
manufaturados com nível de qualidade diminuída).
R$
11) Qual o custo anual estimado de substituição de matérias-primas estragadas, ou
danificadas devido a essa interrupção de energia elétrica?
R$
12) Qual o custo anual estimado de substituição de equipamentos danificados devido a essa
interrupção de energia elétrica? (Inclui o valor do equipamento e o frete do mesmo).
R$
13) Estime quanto de energia elétrica deixou de ser consumida durante a parada de
produção devido à perturbação de energia elétrica descrita no Caso 6.
kWh.
118
14) Existe equipamento que precise de mão-de-obra especializada para o reinício da
produção após a ocorrência da interrupção de energia elétrica descrita no Caso 6?
(Exemplo: programadores).
Não
Sim Estime o custo anual com esta mão-de-obra extra.
R$
15) As linhas de produção necessitam de limpeza devido à ocorrência dessa interrupção de
energia elétrica?
Não
Sim Estime o custo anual devido a esta limpeza.
R$
16) Estime o custo anual das vendas não realizadas devido à queda de produção causada
pela interrupção de energia elétrica descrita no Caso 6.
R$
17) Estime o valor anual de multas ou penalidades devido ao não cumprimento de contratos
por causa dessa interrupção de energia elétrica.
R$
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