Cepel consolidou vocação hídrica e trouxe autonomia tecnológica

Em 1971, quando surgiu no MME a ideia de se criar um centro de pesquisas para o setor elétrico brasileiro (SEB), então pressionado a crescer pela expansão econômica do país sustentada pela política de substituição de importações, a vocação hídrica da geração elétrica no Brasil já era uma realidade.

O complexo Paulo Afonso (BA), no rio São Francisco, teve sua primeira usina (Paulo Afonso I) inaugurada em 1955. Furnas, no rio Grande (MG), começou a ser construída em 1958 e o estudo de inventário dos rios do Centro-Sul do país, incluindo a grande bacia do Paraná, feito pelo consórcio internacional Conambra, foi concluído em 1966, servindo de base para a grande expansão hidrelétrica que se seguiu no país.

Faltava um núcleo de pensamento que desse maior autonomia tecnológica a essa vocação, sintonizado com a busca de redução da dependência internacional. Foi daí que surgiu, em 1974, o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), após três anos de estudos feitos por técnicos da Eletrobras, de sua então subsidiária Furnas (incorporada à holding em 2024) e do canadense Institut de Recherche de l’Hydro-Quebec (Ireq).

Laboratório em Adrianópolis, bairro de Nova Iguaçu (RJ), onde está uma das subestações mais importantes para as conexões do SIN (Foto: Arquivo Cepel)

Passados 51 anos da criação desse órgão, é possível afirmar que muitos objetivos foram amplamente alcançados. Nascido como uma associação civil sem fins lucrativos, vinculada à Eletrobras, o Cepel é hoje um centro de pesquisas mundialmente respeitado, cuja contribuição foi e segue sendo decisiva para o desenvolvimento de tecnologias de equipamentos e de operação do Sistema Interligado Nacional (SIN).

São dele, por exemplo, os modelos computacionais Newave, Decomp e Dessem, responsáveis por guiar o planejamento econômico-operacional do ONS nas decisões de quais as usinas e fontes devem ser despachadas no longo/médio, curto e curtíssimo prazos, na busca pelo melhor custo-benefício. São modelos que têm o armazenamento de água nos reservatórios das hidrelétricas como referencial básico.

De acordo com informações fornecidas pela equipe do Cepel e da Eletrobras, os modelos desenvolvidos pelo Centro “são baseados em técnicas matemáticas e estatísticas de otimização e simulação” e prestam apoio tanto a nível do sistema elétrico quanto no nível corporativo, das empresas e demais agentes do setor.

Hoje, segundo os dados da Eletrobras, os modelos do Cepel possuem quase duas mil licenças nacionais e internacionais e são utilizados por agentes de geração, transmissão e distribuição de energia, além de instituições acadêmicas e entidades setoriais, nacionais e outros países como os Estados Unidos, Espanha, Portugal e Chile.

Nos laboratórios do Cepel, pesquisadores desenvolvem seus ensaios em áreas como corrosão, química, metalografia, mecatrônica, alta potência, alta, extra e ultra-alta tensão, smart grids e subestações digitais (Foto: Arquivo Cepel)

Atenção às mudanças climáticas

Os projetos e estudos do Cepel são agrupados em sistemas, grande parte deles relacionados ao desenvolvimento, expansão e operação da fonte hidrelétrica, associada às demais fontes e aos desafios mais recentes do setor elétrico. O Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia (Sage) é um deles.

Seus projetos são focados nas pesquisas sobre otimização, monitoramento e gestão de usinas hidrelétricas, na melhoria dos sistemas de transmissão, no desenvolvimento de soluções para a integração de fontes renováveis e na implementação de tecnologias de armazenamento, uma das prioridades dos dias atuais, de modo a assegurar estabilidade e segurança ao SEB.

O Sistema de Estudos de Inventário de Bacias Hidrográficas (Sinv) é voltado para o planejamento da expansão da fonte hídrica e atua em sintonia com pesquisas para auxiliar no desenvolvimento e implantação de usinas fotovoltaicas flutuantes nas superfícies dos reservatórios das hidrelétricas e estudos para implantação de usinas hidrelétricas reversíveis (UHRs), associados à busca por soluções de armazenamento.

As mudanças climáticas e a busca por uma transição energética justa, que traga sustentabilidade ao sistema com o desenvolvimento das fontes limpas e renováveis, é o foco do projeto Mudclima. Seu objetivo é mapear o grau de vulnerabilidade às mudanças climáticas do entorno das usinas hidrelétricas para, a partir daí, elaborar ações de adaptação.

Na área do sistema operacional e gestão de ativos, o Cepel desenvolveu os chamados Cartões de Saúde dos Ativos, cartões digitais que concentram uma visão detalhada do estado de cada unidade operacional de modo a auxiliar na priorização de ações na área de operação e manutenção (O&M). O Centro desenvolveu também sensores com conectividade WiFi com o mesmo objetivo de auxiliar no monitoramento dos ativos.

Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia (Sage), um dos sistemas nos quais o Cepel agrupa projetos e estudos (Foto: Arquivo Cepel)

Dentro do escopo de operação, os técnicos do Cepel desenvolveram as soluções Gevazp e Previvaz, cujos objetivos são gerar cenários de possíveis afluências e de previsão de vazões. O PrevIA é a versão mais avançada das previsões de afluências, utilizando ferramentas de inteligência artificial, no caso, machine learning.

Nem tudo nos sistemas do Cepel voltados para hidrelétricas está focado na geração de energia. O sistema Cheias engloba um conjunto de modelos voltados para o uso dos reservatórios das usinas para o controle das cheias dos rios, dentro de uma concepção de uso múltiplos das suas águas.

Laboratórios de vanguarda

Para o desenvolvimento dos seus sistemas, projetos e pesquisas o Cepel conta com dois laboratórios, um na sede principal, localizada na Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, ao lado do campus da UFRJ, e outro em Adrianópolis, bairro de Nova Iguaçu, na Baixada Fluminense, onde se localiza a subestação do mesmo nome da Eletrobras, uma das mais importantes para as conexões do SIN.

Neles, os pesquisadores do órgão desenvolvem seus ensaios em áreas como corrosão, química, metalografia, mecatrônica, alta potência, alta, extra e ultra-alta tensão, smart grids e subestações digitais. Segundo a Eletrobras, a maioria dos cerca de 300 empregados efetivos do Cepel é formada por mestres e doutores em diversas áreas do conhecimento.

Em Adrianópolis se encontra o Laboratório de Alta Potência, subdividido nas áreas de ensaios de alta corrente e de alta potência propriamente dita. Nele, o Cepel atende as demandas dos fabricantes de equipamentos de alta tensão para sistemas de alta potência e de agentes do setor elétrico brasileiro e de outros países, especialmente da América do Sul, além de atender a parte experimental das suas próprias pesquisas.

Na área de alta corrente são realizados ensaios de centenas de kiloamperes (kA) de curto-circuito, entre outros, em equipamentos de alta, média e baixa tensão, incluindo elevação de temperatura, curto-circuito franco e arco de potência e de manobra.

A transformação da Eletrobras em corporação, por meio de capitalização em Bolsa de Valores ocorrida em junho de 2022, despertou em alguns segmentos do setor elétrico e em outros setores da sociedade brasileira preocupações quanto ao futuro do capital científico e tecnológico representado pelo Cepel.

Na área de alta corrente são realizados ensaios de centenas de kiloamperes (kA) de curto-circuito, entre outros, em equipamentos de alta, média e baixa tensão (Foto: Arquivo Cepel)

Questionada, a empresa respondeu que ele continuará sendo “um instituto de ciência e tecnologia (ICT) sem fins lucrativos”, conectado a ela, Eletrobras, focado nos temas inovação, confiabilidade, eficiência, resiliência climática, descarbonização e sustentabilidade.

Ainda de acordo com a Eletrobras, para alcançar esses objetivos o Cepel vai seguir priorizando “temas de fronteira tecnológica” relevantes para o Brasil, como armazenamento de energia, em baterias e UHRs, tecnologias para data-centers e inteligência artificial, aplicação de sensores inteligentes para gestão de ativos e previsão de situações meteorológicas extremas, entre outros.