Alexandre Piantini.

O estudo foi desenvolvido visando atingir os seguintes objetivos principais:

avaliação do desempenho de redes e linhas de distribuição de 13,8 kV e 34,5 kV frente a descargas atmosféricas diretas e indiretas;
análise comparativa das técnicas que podem ser empregadas para melhoria do desempenho das redes de distribuição frente a descargas atmosféricas;
redução dos índices de desligamentos permanentes e temporários causados por descargas atmosféricas, através da utilização dos métodos mais eficazes, considerando os aspectos técnicos e econômicos envolvidos.

O estudo teve por objetivo a análise das sobretensões induzidas por descargas atmosféricas e correntes de freqüência industrial em cabos ópticos armados aéreos e diretamente enterrados, bem como estabelecer procedimentos para o aterramento desses cabos de forma a minimizar os potenciais elétricos induzidos. As atividades desenvolvidas pelo candidato estiveram relacionadas aos fenômenos associados às descargas atmosféricas, com ênfase nas tensões e correntes induzidas em cabos ópticos aéreos considerando-se diferentes configurações.

Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de se determinar os motivos do elevado índice de desligamentos encontrado nas redes de distribuição primária da CEB, bem como analisar as possíveis alternativas visando a redução do número de interrupções de fornecimento de energia. O projeto foi dividido em três etapas distintas - diagnóstico de falhas, determinações experimentais e estudo da coordenação de isolamento -, tendo ao seu término sido definidas as causas do desempenho insatisfatório da rede primária e sido estabelecido o padrão a ser utilizado.

A pesquisa representa a continuidade de projeto anterior relacionado ao sistema "Cabos Para-Raios Energizados" (PRE). O objetivo é desenvolver novas tecnologias para promover a inclusão social e a universalização da energia elétrica, em especial no caso de comunidades rurais ou pequenas comunidades localizadas nas proximidades de linhas de transmissão. A pesquisa compreende estudos teóricos e experimentais.

Esta pesquisa, que corresponde a uma continuidade de estudos anteriores, visa ao desenvolvimento e validação de modelos para representação de isoladores elétricos aplicados a linhas de transmissão e distribuição de energia. Os sistemas elétricos são frequentemente sujeitos a surtos decorrentes de descargas atmosféricas, os quais têm geralmente grande impacto no seu desempenho. Tais surtos dependem de muitos parâmetros das descargas, da rede elétrica e do solo, de modo que suas formas de onda variam amplamente e podem diferir substancialmente da tensão de impulso atmosférico normalizada com a qual as isolações dos equipamentos elétricos são testadas. O impulso atmosférico de tensão normalizado consiste em um impulso unidirecional com tempo de frente de 1,2 #956;s e tempo de cauda de 50 #956;s (impulso 1,2/50 #956;s). Como a suportabilidade de uma isolação depende não apenas da amplitude mas também da forma de onda do surto, a análise do desempenho de uma dada linha de energia frente a descargas atmosféricas requer o conhecimento dos comportamentos dos equipamentos da rede frente aos surtos atmosféricos, e os isoladores têm um papel fundamental nessa análise.

A pesquisa tem os seguintes objetivos principais:- avaliar as sobretensões causadas por descargas diretas e indiretas em linhas aéreas híbridas;- analisar o desempenho de circuitos de distribuição de linhas aéreas híbridas, considerando diferentes métodos de proteção, em comparação com circuitos de distribuição convencionais;- analisar a influência, no desempenho da linha frente a descargas atmosféricas, de edifícios ou outros objetos próximos;- fornecer diretrizes para a segurança de pessoas e a proteção de equipamentos em redes de distribuição de baixa tensão alimentadas por linhas aéreas híbridas;- avaliar as sobretensões atmosféricas em linhas de transmissão envolvendo circuitos com diferentes tensões nominais e métodos de proteção.Trata-se de uma pesquisa relacionada a um Grupo de Trabalho do CIGRE (CIGRE WG C4.67) que reúne 27 participantes de 16 países. Entretanto, na relação de pesquisadores abaixo constam apenas aqueles do IEE/USP.A pesquisa já gerou 1 tese de Doutorado, 2 artigos em periódicos e vários em anais de congressos, além de 2 premiações internacionais.

A pesquisa aborda o estudo das sobretensões causadas por descargas atmosféricas em redes de distribuição de média e baixa tensão, as quais podem causar falhas, danos a equipamentos e interrupções de fornecimento de energia. O objetivo é avaliar as características das sobretensões e analisar estratégias para mitigar os seus impactos, garantindo maior confiabilidade e segurança na operação das redes elétricas. A análise envolve a modelagem e simulação dos efeitos dessas sobretensões, considerando fatores como parâmetros das correntes e características dos equipamentos, do solo e das redes de distribuição. A pesquisa envolve colaborações INFORMAIS com pesquisadores de universidades principalmente da Itália e da Suíça. Respondeu por 11 publicações em periódicos no período 2020-2024.

As linhas aéreas de distribuição de energia são frequentemente expostas a surtos decorrentes de descargas atmosféricas, as quais têm geralmente um grande impacto no seu desempenho. Tais sobretensões dependem de muitos parâmetros das descargas, da rede elétrica e do solo, de modo que suas formas de onda variam amplamente e podem diferir substancialmente da tensão de impulso atmosférico normalizada com a qual as isolações dos equipamentos elétricos são testadas quanto às sobretensões atmosféricas. A tensão de impulso atmosférico normalizada consiste em um impulso unidirecional com tempo de frente de 1,2 μs e tempo de cauda de 50 μs (impulso 1,2/50 μs). Como a suportabilidade de uma isolação depende não apenas da amplitude mas também da forma de onda da sobretensão, a análise do desempenho de uma dada linha de energia frente a descargas atmosféricas requer o conhecimento dos comportamentos dos equipamentos da rede, especialmente dos isoladores, frente aos surtos atmosféricos. Uma investigação preliminar baseada em dados teóricos e experimentais indica que sobretensões oscilatórias induzidas em linhas de distribuição por descargas atmosféricas indiretas não são raras. Embora diferentes modelos tenham sido propostos para prever a suportabilidade de isolações submetidas a impulsos não normalizados, nenhum deles se aplica ao caso de equipamentos de distribuição submetidos a impulsos atmosféricos oscilatórios. Assim, este projeto de pesquisa tem por principais objetivos: avaliar a ocorrência de sobretensões atmosféricas oscilatórias e identificar as suas características típicas; obter dados experimentais relativos às características de disrupção de isoladores classe 15 kV; e desenvolver um modelo matemático adequado para representar o comportamento desses isoladores quando submetidos a impulsos atmosféricos oscilatórios (Projeto FAPESP 2017/01732­-6).

O convênio prevê a colaboração entre o IEE/USP e a empresa canadense PGSTech, que comercializa o software EMTP. O convênio envolve atividades principalmente de ensino e pesquisa.

A pesquisa tem por objetivo estudar e desenvolver uma proposta técnica e econômica para compartilhamento da infraestrutura de linhas de subtransmissão classes de tensão 72,5 kV e 145 kV construídas em concreto ou em aço estrutural (torres) com redes compactas ("Spacer Systems") classes de tensão 15 kV, 25 kV e 36,2 kV tendo por base os conceitos de riscos associados à coordenação de isolamento frente a impulsos atmosféricos, transitórios 
de manobra e operação em frequência industrial.

Derivado do projeto RESAT, resultou na transferência do sist. medição de correntes de descargas atmosféricas e tensões induzidas de São Paulo para o campus da URI em Santo ÂngeloRS, onde opera desde 2017. O principal objetivo do projeto diz respeito à avaliação das características de tensões induzidas por descargas atmosféricas em linhas de distribuição. O diferencial da pesquisa é a medição de tensões induzidas em uma linha casada em ambas as extremidades e sem equipamentos como transformadores e para-raios.

O projeto desenvolveu uma metodologia para buscar o estabelecimento da correlação entre o ponto de incidência de descarga atmosférica, sua amplitude e polaridade e os possíveis efeitos causados na rede de distribuição, através de registros de oscilografia em redes de média e baixa tensão reais e energizadas e do monitoramento do campo elétrico próximo às regiões sob análise. Foram avaliados os transitórios registrados nos sistemas de monitoramento, desenvolvidos algoritmos para a classificação automática dos eventos e analisadas teoricamente as tensões induzidas em redes de distribuição. A metodologia será validada através de software georreferenciado a ser executado pelo centro de operação de distribuição da Copel, permitindo que decisões possam ser tomadas em tempo real.

O projeto teve como objetivo principal a melhoria da qualidade de energia fornecida pela Rio Grande Energia (RGE) através do desenvolvimento de medidas que propiciem um melhor desempenho da rede de distribuição frente a descargas atmosféricas diretas. O projeto envolve, dentre outras atividades:
? desenvolvimento e implantação de duas ?Estações de Medição de Descargas Atmosféricas?, objetivando a coleta de dados e o estudo de parâmetros das correntes de descargas atmosféricas;
? desenvolvimento e instalação de sensores para medição de valores de corrente de pico de descargas em torres de sistemas de comunicação existentes;
 ? desenvolvimento e instalação de sensores para medição de tensões induzidas por descargas atmosféricas em linhas de distribuição de energia;
? estudo das características e do comportamento sazonal dos solos da região de concessão, envolvendo a lobtenção de dados de campo e a realização de ensaios em laboratório;
? estabelecimento de correlações entre os índices de desligamentos e os valores de densidade de descargas das diversas regiões;
? desenvolvimento de gerador de impulso de corrente móvel objetivando estudar o fenômeno da ionização para diferentes tipos de solo e configurações de aterramento em diferentes condições de umidade; 
? desenvolvimento de métodos e modelos de cálculo a partir de resultados de medições, ensaios em laboratório e simulações;
? implantação dos resultados por meio de revisão/elaboração de critérios de projetos e padrões de redes e de treinamento a profissionais da empresa.

O projeto visou proporcionar melhores condições para o enfrentamento dos desafios científicos e tecnológicos demandados pelo setor elétrico nacional no que tange aos problemas ocasionados pelas descargas atmosféricas através do desenvolvimento e implantação de novas tecnologias visando a caracterização de parâmetros associados a descargas, a avaliação do desempenho de linhas e redes elétricas e a investigação de técnicas para melhoria desse desempenho. O projeto foi desenvolvido em consonância com os objetivos e o programa da Rede Brasileira de Sobretensões Atmosféricas (RESAT) e contempla a modernização e complementação da infraestrutura do Centro de Estudos em Descargas Atmosféricas e Alta Tensão (CENDAT), mais especificamente do Laboratório de Pesquisas em Modelo Reduzido e do Sistema Integrado para Medição de Correntes de Descargas Atmosféricas e Tensões Induzidas em Linhas de Distribuição, além do desenvolvimento de protótipo de sistema para medição de sobretensões atmosféricas.

O projeto visa o desenvolvimento e validação de uma metodologia para ensaios de efeitos indiretos de descargas atmosféricas em aeronaves, incluindo a realização de medições de tensões e correntes induzidas em um corpo de prova representativo de uma estrutura aeronáutica em compósitos. A pesquisa está sendo desenvolvida no âmbito de um convênio de cooperação científica e tecnológica entre a FAPESP, a EMBRAER, o ITA, a USP, a UNESP, o IAE, o IPT e a UNICAMP objetivando desenvolver o Projeto Estruturas Aeronáuticas em Materiais Compósitos.

O projeto compreende uma investigação teórico-experimental com o objetivo principal de desenvolver uma metodologia que resulte em redução substancial da taxa de falhas de transformadores de distribuição da AES Sul frente a surtos atmosféricos e dos prejuízos decorrentes desse problema. Os resultados obtidos resultarão na elaboração de recomendações e procedimentos de proteção de transformadores contra descargas atmosféricas.

Principais objetivos:
- estabelecer correlações entre as interrupções de fornecimento de energia, as taxas de falhas de transformadores, as configurações de rede padronizadas pela CELTINS, as densidades de descargas atmosféricas e os valores de resistência de terra / resistividade do solo nas regiões definidas para o estudo;
- realizar medições de resistividade de solo e de resistências de terra de algumas redes selecionadas e estudar, por meio de simulações, as condições de aterramento, com ênfase nos transformadores de distribuição;
- desenvolver modelos para representação de transformadores de distribuição típicos utilizados pela CELTINS em estudos para avaliação de surtos transferidos;
- estimar, por meio de exaustivas simulações, com o auxílio de metodologia previamente desenvolvida e validada experimentalmente, o desempenho frente a descargas atmosféricas (diretas e indiretas) das redes consideradas no estudo e estabelecer correlações com os resultados de campo; 
- definir critérios de proteção de redes de distribuição de média tensão contra sobretensões de origem atmosférica para as regiões consideradas no estudo;
- definir padrões de aterramento e de proteção de transformadores de distribuição por região considerada, visando a redução da taxa de falhas decorrente de surtos de origem atmosférica.

O acesso à energia elétrica pela população que vive em zonas rurais e em pequenas comunidades distantes dos centros urbanos é, em geral, de difícil implementação em função de barreiras de ordem técnica e econômica. Paradoxalmente, num país de dimensões continentais como o Brasil é comum haver comunidades localizadas próximas aos grandes corredores de linhas de transmissão (LT's) que não são beneficiadas com o fornecimento de energia elétrica. Essas LT's transportam energia para os grandes centros sem, no entanto, abastecer aquelas pequenas comunidades. No Estado de Rondônia, algumas iniciativas foram tomadas pela concessionária visando o fornecimento de energia elétrica a essas comunidades e à população rural. No caso das comunidades, ressalta-se a utilização da tecnologia pára-raios energizados (PRE), que consiste na utilização dos cabos pára-raios da linha de transmissão como duas fases de um sistema trifásico, onde o solo é tomado como terceira fase, compondo um sistema de média tensão similar a uma linha de 34,5 kV. 

Embora já se tenha verificado a aplicabilidade da tecnologia, há questões fundamentais a serem analisadas para a sua inclusão no conjunto das alternativas para atendimento às pequenas comunidades. Este projeto busca soluções técnico-econômicas para um melhor desempenho do sistema PRE (redução do tempo de restabelecimento) e tem os seguintes objetivos principais:
- mapear algumas regiões do estado de Rondônia com relação à resistividade do solo;
- avaliar o desempenho dos sistemas com relação a descargas atmosféricas, considerando as sobretensões decorrentes tanto de descargas diretas (na linha) como indiretas (próximas à linha);
- estabelecer índices típicos de desempenho operacional de sistemas que empregam a tecnologia PRE.

O projeto compreende o desenvolvimento de estudos teóricos e experimentais tendo em vista um melhor entendimento dos fenômenos resultantes da interação entre descargas atmosféricas e sistemas elétricos e a avaliação e minimização dos seus impactos na qualidade de energia.
O projeto contempla também o estudo e desenvolvimento de novas tecnologias que promovam a inclusão social e a universalização da energia elétrica, em especial no caso de comunidades rurais ou pequenas comunidades localizadas nas proximidades de linhas de transmissão, bem como a avaliação dos índices de qualidade de energia associados a tais alternativas. 
Prevê ainda o desenvolvimento de modelos, caracterização dos surtos de tensão e corrente associados a descargas atmosféricas e a avaliação dos efeitos dos mesmos em termos da qualidade da energia fornecida aos consumidores. A análise de custos e a avaliação de viabilidade técnico-econômica de diferentes alternativas para mitigação dos problemas associados ao fenômeno também se constituem em tópicos abordados no estudo.

O projeto tem por objetivo desenvolver um sistema que permita o gerenciamento dos pára-raios de SiC visando o estabelecimento de medidas que possam resultar na minimização de falhas desses equipamentos. 

Para tal serão desenvolvidas atividades em duas etapas, sendo a primeira destinada ao estudo das técnicas aplicáveis aos pára-raios (PR's) e à pesquisa para identificação das evidências de falhas, estando previsto o desenvolvimento de um banco de dados contendo todas as informações relacionadas aos PR's de SiC. Na segunda etapa serão definidos os casos para uma análise mais detalhada das falhas dos PR's, buscando-se subsídios para o estabelecimento de procedimentos para o gerenciamento dos pára-raios de SiC.

Em projeto anterior o Grupo de Alta Tensão e Descargas Atmosféricas da Universidade de São Paulo (CENDAT/USP) desenvolveu e implantou um sistema de aquisição de dados para estudo de correntes de descargas atmosféricas e de sobretensões induzidas em linhas de distribuição. 
Esta pesquisa tem como meta principal a avaliação, com base em estudos teóricos e experimentais, do efeito da utilização de pára-raios em linhas de distribuição de média tensão tendo em vista a melhoria do desempenho das mesmas frente a descargas atmosféricas indiretas. Para atingir tais objetivos serão realizadas medições simultâneas de tensões induzidas em linhas aéreas com e sem pára-raios e de correntes de descargas atmosféricas incidentes em uma torre situada nas proximidades das linhas. O projeto objetiva também o desenvolvimento de metodologia para a simulação computacional de sistemas de aterramento submetidos a correntes impulsivas, em especial aquelas oriundas de descargas atmosféricas.

O projeto teve como principal objetivo o desenvolvimento de metodologia para estudos de interferência eletromagnética, análise e desempenho de sistemas de aterramento face a transitórios de baixa e alta freqüência, análise de distribuição de correntes transitórias e de falta em sistemas de transmissão e redes de distribuição, análise harmônica e estudos de campos elétricos e magnéticos em condutores energizados, utilizando como aplicativo um sistema de programas computacionais integrados denominado CDEGS (Current Distribution, Electromagnetic Fields, Groundind and Soil Structure Analisys), desenvolvido pela empresa canadense SES - Safe Engineering Service & Technologies Ltd.. O estudo teve também como meta o desenvolvimento de modelo para representação de transformadores de distribuição típicos tendo em vista a análise do fenômeno de transferência de surtos do primário ao secundário.

O projeto teve como meta o desenvolvimento e implantação de um sistema de aquisição de dados relativo a correntes de descargas atmosféricas e sobretensões induzidas em linhas de distribuição de média tensão. O sistema deverá possibilitar, em etapa posterior, o diagnóstico do desempenho de linhas e a definição de critérios, com base em estudos teóricos e comprovação no campo, para a avaliação da eficácia e para a utilização das técnicas que podem ser adotadas tendo em vista a melhoria do desempenho das linhas de distribuição de média tensão face a descargas atmosféricas, com conseqüente redução do número de interrupções de fornecimento de energia e das taxas de falhas de transformadores.

O projeto teve como principais objetivos:
- a avaliação do comportamento de redes secundárias de distribuição de energia com cabo multiplex;
- a definição de critérios, com base em estudos teóricos e em ensaios em laboratório, para a avaliação da eficácia e para a utilização das técnicas que podem ser adotadas tendo em vista a melhoria do desempenho das linhas de distribuição de baixa tensão com cabo multiplex.

Este projeto teve como objetivo principal a elaboração de recomendações técnicas relativas à proteção de redes secundárias de distribuição contra descargas atmosféricas, contemplando a definição dos requisitos mínimos a serem atendidos pelos dispositivos de proteção e o estabelecimento de critérios para sua utilização, levando-se em consideração as particularidades dos padrões de rede secundária das empresas paulistas de energia.
O projeto representou uma continuidade do projeto "Surtos em Linhas de Distribuição", em cuja última etapa foram analisados os diversos tipos de surtos na rede secundária, associados a descargas atmosféricas, a que podem estar submetidos os clientes das empresas de energia. Foram realizadas diversas simulações adicionais, onde se consideraram situações mais particulares, não contempladas anteriormente, como por exemplo o caso de ligações dos transformadores aos consumidores através de cabos multiplexados. As simulações envolveram principalmente os casos de descargas atmosféricas diretas na rede primária, embora atenção especial tenha também sido dada às tensões induzidas na rede secundária devido a descargas atmosféricas em suas proximidades. Ambos estudos apresentaram aspectos de pioneirismo, gerando informações inéditas e com sólido apoio na comprovação experimental.
Os estudos e simulações realizados possibilitaram ampliar as informações relativas às sobretensões a que os consumidores podem estar sujeitos e também aos valores de corrente, carga e energia a que estão submetidos os dispositivos de proteção contra surtos (SPDs). Vários dispositivos, doados por fabricantes, foram submetidos a alguns testes básicos, objetivando fornecer às empresas uma indicação a respeito da qualidade de alguns dos SPDs existentes no mercado. Finalmente, foram definidos os requisitos a serem atendidos pelos SPDs (especificação dos ensaios e metodologias) e elaboradas recomendações relativas a critérios de utilização desses dispositivos.

Este projeto foi dividido em duas etapas distintas, sendo que a primeira teve como meta principal a análise dos surtos induzidos por descargas atmosféricas em redes de distribuição urbanas, tendo em vista o fornecimento de subsídios para proteção de linhas primárias e a definição de critérios de instalação de pára-raios em transformadores. Os surtos induzidos em linhas urbanas têm características diferentes daqueles induzidos em linhas rurais, em decorrência da presença de edificações e da própria geometria da rede. Os trabalhos desenvolvidos nessa etapa, que envolveram análises teóricas, simulações computacionais e ensaios em modelo em escala reduzida, permitiram a obtenção de informações inéditas com relação às tensões induzidas em linhas de distribuição urbanas, fornecendo subsídios importantes para a elaboração de critérios de proteção de transformadores. 
A segunda etapa teve como objetivo principal a avaliação das características das sobretensões, nas redes secundárias, ocasionadas por descargas atmosféricas. Foram estudados os principais tipos de sobretensão associadas a descargas atmosféricas tendo sido obtidas, para alguns desses tipos (tensões induzidas por descargas próximas à linha e tensões transferidas ao secundário, via transformador), informações inéditas referentes às suas amplitudes e freqüências de ocorrência. Dentro deste estudo foram geradas diversas publicações nacionais e internacionais, além de três projetos de formatura.

Este projeto, formulado de modo a se constituir na primeira etapa de um processo visando a preparação do IEE/USP como órgão credenciador de sistemas de medição de alta tensão de outros laboratórios, proporcionou:
a qualificação do pessoal do Laboratório de Alta Tensão do IEE/USP com relação às técnicas de avaliação de sistemas de medição de alta tensão;
o desenvolvimento de programa computacional para determinação dos parâmetros normalizados da resposta ao degrau de divisores de tensão;
o desenvolvimento de um sensor de campo elétrico para controle da linearidade de sistemas de medição de alta tensão;
o desenvolvimento de um divisor de tensão didático com altura equivalente a um divisor para impulsos até 500 kV e com parâmetros ajustáveis, para simulação de divisores resistivos, capacitivos e mistos;
o desenvolvimento de um "Sistema de Medição Aprovado", até 500 kV, para uso em ensaios de impulso no Laboratório de Alta Tensão do IEE/USP.
Dentro deste estudo foram geradas publicações nacionais e três projetos de formatura.

Este programa internacional, do qual participaram 22 instituições de 16 países, sob a coordenação geral do Prof. Dr. Martti Aro, da Helsinki University of Technology, foi realizado com o objetivo de fornecer subsídios à International Electrotechnical Commission (IEC) para a elaboração da norma atual referente à medição de impulsos em alta tensão. O trabalho envolveu a comparação, em diversas condições, entre um "Sistema de Medição de Referência" (para tensão de impulso atmosférico) e sistemas de medição das universidades e centros de pesquisa participantes. O estudo, cujos resultados foram apresentados e discutidos no Working Group 33.03 do CIGRÈ, gerou publicações nacionais e internacionais.