capítulo no. 1 - versão 3
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COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
JANÍZARO PEREIRA DA SILVA JÚNIOR
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA COMO PARTE DOS
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM
ENGENHARIA ELÉTRICA.
Aprovada por:
__________________________________________________ Prof. Danilo Pereira Pinto, D.Sc - Orientador - UFJF
__________________________________________________
Prof. André Luís Marques Marcato, D. Sc. - UFJF
__________________________________________________
Prof. Antônio Carlos Delaiba, D. Sc. - UFU
JUIZ DE FORA, MG – BRASIL. JULHO 2005
SILVA JÚNIOR, JANÍZARO PEREIRA
Combate ao Desperdício de Energia [Juiz de Fora] 2005
XI, 191 p. 29,7 cm. (UFJF, M.Sc., Engenharia Elétrica, 2005)
Dissertação – Universidade Federal de Juiz de Fora
1. Vertente Humana e Vertente Tecnológica do Combate ao
Desperdício de Energia
2. Eficiência Energética
3. Diagnóstico Energético
4. Gerenciamento pelo Lado da Demanda
I. UFJF II. Título (Série)
ii
Dedicatória
Dedico esta dissertação a minha avó, Elvina (in memorian), que sempre acompanhou de perto minha vida de estudante
e infelizmente não pode estar presente, fisicamente, ao meu lado na conclusão de mais essa etapa. Tenho certeza,
que aonde quer que ela esteja, compartilha comigo este sentimento de alegria e êxtase pelo dever cumprido.
iii
Agradecimentos
Agradeço a Deus por ter me dado tanta força ao longo de todo o processo de
elaboração deste trabalho.
Agradeço em especial as quatro mulheres da minha vida, Maria da
Consolação (minha mãe), Juliana (minha irmã), Isabela (minha afilhada) e Raquel
(minha noiva), que sempre estiveram ao meu lado, incentivando, ajudando e servindo
de apoio nos momentos difíceis desta jornada.
Agradeço aos meus pais pelo apoio, incentivo, confiança e motivação.
Agradeço a todos os meus familiares por estarem sempre ao meu lado,
vibrando com minhas conquistas, ajudando nos momentos de dúvidas e sendo um
porto seguro nos momentos de angústia.
Agradeço ao Professor Danilo Pereira Pinto pela sua dedicada e inestimável
orientação, além de valorosa amizade presente durante todo o desenvolvimento deste
trabalho.
Agradeço o amigo Alcino, sua esposa Adriane e sua filha Micheli, por terem
me acolhido com tanto carinho aqui em Juiz de Fora.
Agradeço a galera do CS pelos momentos de relaxamento do horário de
almoço.
Agradeço a todos os colegas graduandos e pós-graduandos que, de alguma
forma, durante as várias discussões sobre o tema, ofereceram sugestões e
comentários para o enriquecimento do atual trabalho.
Agradeço a equipe do LEENER pela amizade e sugestões.
iv
Resumo da Dissertação apresentada à UFJF como parte dos requisitos necessários para
a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.).
Combate ao Desperdício de Energia
Janízaro Pereira da Silva Júnior Julho, 2005
Orientador: Danilo Pereira Pinto
Programa : Engenharia Elétrica
Esta dissertação tem por objetivo apresentar o Combate ao Desperdício de
Energia, em suas diferentes versões, humana e tecnológica, para os diversos tipos de
consumidores, a saber: residencial, comercial, industrial, rural e público. Apresenta
os principais usos finais de cada tipo de consumidor e técnicas de Gerenciamento
pelo Lado da Demanda.
No desenvolvimento deste trabalho, realizou-se uma análise do sistema
tarifário vigente e apresenta-se uma proposta de metodologia para a realização de
Diagnósticos Energéticos, que tem sido utilizada em trabalhos realizados, bem como
o detalhamento de todas as etapas, a saber: Campanha Educativa, Comissão Interna
de Conservação de Energia, Análise Tarifária, Levantamento de Dados, Análise de
Dados, Proposta de Implementações e Análise de Viabilidade Econômica.
Visando combater o desperdício de energia, apresenta-se alternativas para
reduzir o consumo através de diversas fontes de energia, com destaque especial para
o uso da energia solar.
Espera-se que este seja um texto que possa auxiliar o desenvolvimento de
outros trabalhos e estudos, como referência bibliográfica, e contribuir para a criação
de uma cultura de combate ao desperdício de energia.
v
Sumário
SUMÁRIO vi
LISTA DE FIGURAS ix
LISTA DE TABELAS xi
CAPÍTULO 1 1
INTRODUÇÃO 1
1.1 Considerações Iniciais 1
1.2 Publicações 2
1.3 Estrutura do Trabalho 3
CAPÍTULO 2 5
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA 5
2.1 História da Energia 5
2.2 O Procel 12
2.3 Motivações para o Combate ao Desperdício de Energia 14
CAPÍTULO 3 17
CONCEITOS PRELIMINARES 17
3.1 Conceitos e Definições 17
3.2 Sistema Tarifário 23
3.2.1 Grupo A 24
3.2.2 Grupo B 25
3.3 Modelos de Tarifas 25
3.3.1 Tarifa Convencional 29
3.3.1.1 Parcela de Consumo de Energia Ativa 29
3.3.1.2 Parcela de Demanda Ativa 29
3.3.1.3 Parcela de Ultrapassagem 29
3.3.1.4 Parcela de Energia Reativa Excedente 30
3.3.2 Tarifa Horo-sazonal 32
3.3.2.1 Tarifa Horo-sazonal Verde 33
3.3.2.1.1 Parcela de Consumo de Energia Ativa 33
3.3.2.1.2 Parcela de Demanda Ativa 34
3.3.2.1.3 Parcela de Ultrapassagem 34
3.3.2.1.4 Parcela de Energia Reativa Excedente 34
vi
3.3.2.2 Tarifa Horo-sazonal Azul 34
3.3.2.2.1 Parcela de Consumo de Energia Ativa 34
3.3.2.2.2 Parcela de Demanda Ativa 34
3.3.2.2.3 Parcela de Ultrapassagem 35
3.3.2.2.4 Parcela de Energia Reativa Excedente 36
3.3.3 Modelo de Conta de Energia para Consumidores do Tipo A 36
3.3.4 ICMS 40
3.3.5 Tarifa Amarela 40
CAPÍTULO 4 41
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA 41
4.1 Introdução 41
4.2 Vertente Humana 42
4.2.1 Programa Procel nas Escolas 42
4.2.2 A Disciplina Eficiência Energética na UFJF 47
4.2.3 O LEENER – Laboratório de Eficiência Energética 55
4.2.4 Programa Brilho Consciente 56
4.2.5 Programa Energia Inteligente – EI 58
4.2.6 O Selo Procel 58
4.2.7 Materiais Diversos Utilizados em Campanhas Educativas 61
4.3 Vertente Tecnológica 65
4.3.1 Setor Residencial 70
4.3.2 Setor Industrial 84
4.3.3 Setor Comercial 93
4.3.4 Setor Público 100
4.3.5 Setor Rural 105
CAPÍTULO 5 107
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E
GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD 107
5.1 O Programa de Combate ao Desperdício de Energia 107
5.1.1 CICE 109
5.1.2 Análise Tarifária 109
5.1.3 Campanha Educativa 110
5.1.4 Diagnóstico Energético 111
vii
5.1.4.1 Visita as Instalações 112
5.1.4.2 Levantamento de Dados 113
5.1.4.3 Vistoria dos Ambientes 116
5.1.4.4 Entrevista com os Usuários 120
5.1.4.5 Análise dos Dados 120
5.1.4.6 Alternativas para Diminuir o Desperdício 126
5.1.4.7 Análise de Viabilidade Econômica 127
5.2 Gerenciamento Pelo Lado da Demanda 128
5.2.1 Introdução 128
5.2.2 Definições 129
5.2.3 Tipos de Programas de GLD 130
5.2.4 Critérios de Implantação de um Programa de GLD 133
5.2.5 Impactos Causados Por Programas de GLD 134
5.2.5.1 Impactos Sobre a Concessionária 134
5.2.5.2 Impactos Sobre os Consumidores 136
5.2.5.3 Impactos Sobre a Sociedade 137
5.2.6 Exemplo de projetos de GLD 137
CAPÍTULO 6 145
ESTUDOS DE CASOS 145
6.1 Diagnóstico Energético em Escolas 145
6.2 Adequação Tarifária de Um Estádio de Futebol 164
6.3 Projeto de Combate ao Desperdício de Energia em Uma Igreja 170
CAPÍTULO 7 182
CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS 182
7.1 Conclusão 182
7.2 Trabalhos Futuros 185
BIBLIOGRAFIA 186
viii
Lista de Figuras
Figura 3-1 - Curva de Carga de Potência Ativa .........................................................19
Figura 3-2 - Exemplo de Conta de Consumidor do Tipo B .......................................26
Figura 3-3 - Exemplo de Conta de Consumidor do Tipo A ......................................36
Figura 4-1 - Temas Abordados no Projeto “A Natureza da Paisagem” .....................45
Figura 4-2 - Jogo Educativo ......................................................................................46
Figura 4-3 - Mascote do Programa Brilho Consciente...............................................57
Figura 4-4 - Material de Divulgação Programa Energia Inteligente -CEMIG..........58
Figura 4-5 - Selo Procel de Economia de Energia .....................................................60
Figura 4-6 - Selo Procel Inmetro de Desempenho .....................................................60
Figura 4-7 - Imã do “Brilho Consciente” ...................................................................63
Figura 4-8 - Livros de Combate ao Desperdício de Energia ......................................63
Figura 4-9 - Cartilhas de Combate ao Desperdício de Energia ..................................64
Figura 4-10 - Luminária Comum em Chapa de Aço Pintada .....................................74
Figura 4-11 - Elementos de um Refrigerador (Geladeira)..........................................76
Figura 4-12 - Ar Condicionado de Janela...................................................................79
Figura 4-13 - Brise na Fachada de Escola ..................................................................81
Figura 4-14 - Hospital de Atendimento Infantil da Rede Sarah -RJ ..........................85
Figura 4-15 - Aquecimento de Água por Concentradores..........................................88
Figura 4-16 - Esquema de Funcionamento de um “split-system” com Uma Unidade
Evaporadora........................................................................................................95
Figura 4-17 - Esquema de Funcionamento de um “split-system” com Várias Unidade
Evaporadora........................................................................................................96
Figura 4-18 - Esquema de Funcionamento de um “Self-contained” .........................97
Figura 4-19 - Esquema de Funcionamento de um “Roof-top” ..................................98
Figura 4-20 - Esquema de Funcionamento de um Sistema de Expansão Indireta .....99
Figura 5-1 - Curva de Carga de um Dia de Semana.................................................116
Figura 5-2 - Porcentagem de Consumo Por Setor ....................................................121
Figura 5-3 - Ações Possíveis de um Programa de GLD...........................................131
Figura 5-4 - Módulo Transmissor de Sinal...............................................................141
Figura 5-5 - Módulo Receptor..................................................................................142
Figura 5-6 - Diagrama de Instalação/Ligação ..........................................................142
ix
Figura 5-7 - Módulo Chaveador ...............................................................................143
Figura 5-8 - Sistema em Configuração Completa ....................................................143
Figura 6-1 - Gráfico do Histórico de Contas ............................................................149
Figura 6-2 - Nova Distribuição das Luminárias das Salas 11,12 e 13 ....................152
Figura 6-3 - Curvas de Isoluminância da Nova Distribuição das Luminárias das
Salas 11,12 e 13................................................................................................153
Figura 6-4 - Nova Distribuição das Luminárias da Sala 14 ....................................154
Figura 6-5 - Curvas de Isoluminância da Nova Distribuição das Luminárias da Sala
14 ......................................................................................................................155
Figura 6-6 - Curva da Demanda do Transformador 380V do QGBT1 ...................166
Figura 6-7 - Curva do Fator de Potência do Transformador 380V do QGBT1 .......167
Figura 6-8 - Curva da Demanda do Transformador 220V do QGBT2 ....................168
Figura 6-9 - Curva do Fator de Potência do Transformador 220V do QGBT2 .......169
Figura 6-10 - Representação da Iluminação Antes das Implementações .................172
Figura 6-11 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação Antes das
Implementações em escalas de cinza ...............................................................173
Figura 6-12 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação Proposto em
Números............................................................................................................174
Figura 6-13 - Representação do Projeto de Iluminação Proposto. ...........................175
Figura 6-14 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação Proposto em
Escalas de Cinza ...............................................................................................177
Figura 6-15 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação Proposto em
Números............................................................................................................178
Figura 6-16 - Luminária Modelo RN10P10250 da Marca Lumicenter....................179
Figura 6-17 - Luminária Modelo AN03S232 da Marca Lumicenter .......................179
Figura 6-18 - Curvas de Distribuição Luminosa Típicas Para as Luminárias
(cd/1000lm) - (a) Luminária RN10P1250; (b) Luminária AN03S232.............180
Figura 6-19 - Foto da Igreja Antes das Implementações..........................................181
Figura 6-20 - Foto da Igreja Depois das Implementações........................................181
x
Lista de Tabelas
Tabela 3-1 - Subgrupos do Grupo A ..........................................................................24
Tabela 3-2 - Subgrupos do Grupo B...........................................................................25
Tabela 3-3 - Subgrupo “A” e Modalidade Tarifária...................................................28
Tabela 4-1 - Número de Alunos Participantes das Atividades Acadêmicas na Área de
Combate ao Desperdício de Energia ..................................................................53
Tabela 4-2 - Níveis de Iluminância Recomendáveis para Interiores..........................71
Tabela 4-3 - Comparação entre lâmpadas Incandescentes e Fluorescentes Compactas
da linha DULUX® da marca OSRAM................................................................73
Tabela 4-4 - Gases Alternativos para Substituição dos CFCs....................................77
Tabela 4-5 - Comparativo de Lâmpadas ..................................................................103
Tabela 5-1 - Banco de Dados do SAGA4000 ..........................................................115
Tabela 5-2 - Tabela de Levantamento de Dados a Partir de Vistoria do Local ......119
Tabela 5-3 - Matriz Energética.................................................................................121
Tabela 6-1 - Histórico de Consumo da Escola .........................................................148
Tabela 6-2 - Levantamento das Cargas Instaladas na Escola...................................150
Tabela 6-3 - Previsão de Carga Após Implementações...........................................157
Tabela 6-4 - Tabela de Síntese ................................................................................161
Tabela 6-5 - Compra e Retirada dos Materiais........................................................162
Tabela 6-6 - Previsão de Investimento Para as Implemenetações...........................163
Tabela 6-7 - Valores de Contas a Pagar .................................................................165
Tabela 6-8 - Carga Instalada.....................................................................................171
Tabela 6-9 - Carga Instalada do Projeto Proposto....................................................176
xi
Capítulo 1
Introdução
1.1 Considerações Iniciais
Por muito tempo acreditava-se que a Terra era inexaurível e podia oferecer, sem
qualquer custo ou conseqüência, o necessário à execução dos planos de
desenvolvimento das nações.
A sociedade atual busca o "desenvolvimento sustentável", que relaciona o
desenvolvimento atrelado ao gerenciamento dos recursos naturais e à proteção do meio
ambiente global, visando ao mesmo tempo resolver o problema da pobreza, aperfeiçoar
a condição humana e preservar os sistemas biológicos, dos quais toda vida depende.
Além disso, é necessário que haja disponibilidade de recursos naturais em níveis
semelhantes aos atuais para as gerações futuras, e também o acesso igualitário entre os
homens, aos recursos naturais ou aos "bens" econômicos e sociais.
Ao se tratar da energia elétrica, verifica-se que as fontes de energia na natureza
estão cada vez mais escassas e tem-se que procurá-las cada vez mais distante dos
centros consumidores. A tendência mundial é o combate ao desperdício. Além disso,
restrições econômicas levam a explorar o máximo das capacidades disponíveis, em
lugar de se construir novas unidades de geração e transmissão.
O combate ao desperdício de energia funciona como uma fonte virtual de
produção de energia elétrica. Isto quer dizer que a energia não desperdiçada por um
consumidor pode ser utilizada por outro. Esta é a fonte de produção de energia mais
1
INTRODUÇÃO
econômica e mais limpa que existe, pois não agride o meio ambiente.
Para a disseminação desta nova cultura, deve-se atuar em dois focos principais:
• Vertente Humana
• Vertente Tecnológica
O objetivo deste trabalho é mostrar de forma clara, os principais fatores que
influenciam na disseminação desta nova cultura, bem como os principais métodos de
combate ao desperdício de energia nas duas vertentes.
1.2 Publicações
No desenvolvimento deste trabalho e ao longo das atividades desenvolvidas no
Laboratório de Eficiência Energética da Universidade Federal de Juiz de Fora, muitos
foram os temas abordados e as principais publicações foram:
Danilo Pereira Pinto e Janízaro Pereira da Silva Júnior - “EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA EM UNIDADES BÁSICAS DE SAÚDE DE JUIZ
DE FORA”, IV Congresso Brasileiro de Planejamento Energético,
Sociedade Brasileira de Planejamento Energético - SBPE, março de
2004, Itajubá-MG.
Janízaro Pereira da Silva Júnior, Márcio Pereira da Costa Barros, Renato
Brasil Viana Rosa, e Danilo Pereira Pinto – “UTILIZAÇÃO DA
ENERGIA SOLAR PARA MINIMIZAÇÃO DOS IMPACTOS
AMBIENTAIS”, I Congresso Brasileiro de Eficiência Energética,
Associação Brasileira de Eficiência Energética - ABEE, Belo Horizonte,
setembro de 2005.
Janízaro Pereira da Silva Júnior, José Eduardo de Oliveira Filgueiras, e
Danilo Pereira Pinto – “O USO DA INTERNET NO COMBATE AO
DESPERDÍCIO DE ENERGIA”, I Congresso Brasileiro de Eficiência
Energética, Associação Brasileira de Eficiência Energética - ABEE, Belo
Horizonte, setembro de 2005.
2
INTRODUÇÃO
Janízaro Pereira da Silva Júnior e Danilo Pereira Pinto –
“DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO”, I Congresso Brasileiro de
Eficiência Energética, Associação Brasileira de Eficiência Energética -
ABEE, Belo Horizonte, setembro de 2005.
Danilo Pereira Pinto, Henrique Antônio Carvalho Braga e Janízaro
Pereira da Silva Júnior – “A DISCIPLINA EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA: CARACTERÍSTICAS E METODOLOGIA DE
ENSINO-APRENDIZAGEM”, XXXIII Congresso Brasileiro de
Ensino de Engenharia, Associação Brasileira de Ensino de Engenharia -
ABENGE – setembro de 2005.
Merece destaque a participação no Curso de Multiplicadores do projeto de
Otimização Energética Industrial com Ênfase em Sistemas Motrizes, Projeto FIEMG –
PROCEL / Eletrobrás e a participação como membro do corpo técnico, Convênio
FIEMG – UFJF, visando a realização de capacitação e consultoria em indústrias do
Estado de Minas Gerais.
1.3 Estrutura do Trabalho
A estrutura deste trabalho é constituída de 7 capítulos e referência bibliográfica.
O Capítulo 2 apresenta um breve histórico da energia elétrica, a importância do Procel
no Brasil e o conceito de combate ao desperdício de energia.
No Capítulo 3 serão apresentados alguns conceitos preliminares, visando melhor
compreensão do tema e um estudo detalhado do atual sistema tarifário brasileiro.
No Capítulo 4 serão apresentadas as vertentes do combate ao desperdício de
energia elétrica. Além disso, serão discutidas, definições e técnicas empregadas nos
diversos setores da sociedade.
O Capitulo 5 dedica-se a apresentação da estrutura de um programa de combate
ao desperdício de energia, destacando-se as etapas de um diagnóstico energético.
Também serão apresentadas algumas técnicas de gerenciamento pelo lado da demanda,
3
INTRODUÇÃO
conceitos, tipos de programas e os impactos que estes causam nos consumidores, nas
concessionárias e na sociedade.
No Capítulo 6 serão apresentados estudos de casos, desenvolvidos em parceria
com o LEENER - Laboratório de Eficiência Energética da UFJF – Universidade Federal
de Juiz de Fora
No Capítulo 7 serão apresentadas as conclusões gerais do trabalho e as propostas
de trabalhos futuros.
4
Capítulo 2
A Evolução da Energia Elétrica
2.1 História da Energia
Por volta de 1800, o grande desafio para o homem era encontrar uma forma de
transformar energia mecânica em algum tipo de energia de fácil transporte e utilização.
Este desafio foi vencido em 1831, simultaneamente por dois pesquisadores que se
encontravam distantes, mas que conseguiram demonstrar, cada um a seu modo, a
possibilidade desta transformação. No Reino Unido, Michael Faraday montou um
gerador de corrente contínua a partir de um disco de cobre, que girava no campo
magnético formado pelos pólos de um imã em ferradura. Nos Estados Unidos, Joseph
Henry obteve corrente alternada, montando um gerador com imãs e enrolamentos de fio
numa armadura de ferro. Estes foram grandes marcos para o desenvolvimento da
energia elétrica. Porém, somente 50 anos após a comprovação destas possibilidades,
começam a ser desenvolvidos os primeiros geradores comercialmente viáveis. Hoje
mais do que apenas gerar, o desafio da humanidade é produzir energia em quantidade
suficiente para que todos possam usufruir dos recursos tecnológicos, do conforto e da
qualidade de vida que ela nos proporciona. Desde o início dos tempos, o homem vem
utilizando os recursos naturais, degradando-os ou exaurindo-os para a transformação em
energia elétrica, e esta vem sendo utilizada sem nenhuma preocupação com a
possibilidade de, no futuro, vir a ficar escassa (cultura do desperdício). Durante
décadas, os recursos naturais e, conseqüentemente, a energia elétrica foi considerada
5
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
como inesgotável. Entretanto, com a crescente consciência da preservação do meio
ambiente, a crescente necessidade da energia disponível, a possibilidade de extinção de
algumas fontes primárias não renováveis e a busca por um desenvolvimento sustentável
vem mudando este cenário. Cresce, no mundo inteiro, o sentimento da necessidade de
combater o desperdício de energia.
Uma pequena descrição dos acontecimentos históricos faz-se necessária, para
uma maior compreensão dos assuntos que serão abordados neste trabalho.
Um grande marco histórico é o fim da 2ª Guerra Mundial, em 15 de Agosto de
1945 quando o Imperador Hiro-Hito anuncia a capitulação do Japão. Neste momento
grande parte da Europa se encontrava destruída. Os EUA (Estados Unidos da América)
e URSS (União das Repúblicas Socialistas Soviéticas) se consolidam como as grandes
potências mundiais. O mundo se vê numa necessidade de crescimento rápido, começa
assim uma grande corrida contra o tempo. Todos querem e precisam pesquisar para se
tornarem grandes nações e melhorar a qualidade de vida que foi furtada pela guerra.
Neste cenário de caos, o desenvolvimento do setor energético é visto como a grande
saída para o crescimento, pois só com uma considerável fonte de energia disponível é
que os outros setores conseguiriam se desenvolver.
Visando esta rapidez de crescimento, ajudado pela sua geografia, os países
europeus começam a reestruturar seu setor energético baseado nas usinas térmicas e
nucleares, sendo as primeiras as preferidas. Isto aconteceu devido a rapidez para se
construir tal tipo de usina; a experiente mão-de-obra disponível dos russos e
americanos, acostumados a lidar com este tipo de construção; e pelo fato do principal
combustível de queima nas usinas térmicas ser originado do petróleo, produto que se
encontrava com baixo custo no cenário pós-guerra, devido a sua enorme oferta. O preço
do petróleo era determinante na escolha dos equipamentos, fazendo com que indústrias
eletrointensivas buscassem equipamentos, que utilizam o combustível fóssil em
substituição da eletricidade, como exemplo a instalação de caldeiras que utilizavam
derivados do petróleo. Outro fator considerado era o elevado custo de uma planta
nuclear, devido a necessidade de construções específicas para armazenamento do
combustível e resíduos resultantes na geração de energia, o treinamento de mão-de-obra
específica e o perigo de um acidente ou atentados.
Com a consolidação do sistema de geração e distribuição de energia elétrica, o
próximo passo foi o desenvolvimento tecnológico. A chamada Guerra Fria, ou seja, a
6
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
disputa pela hegemonia mundial dos dois gigantes (EUA e URSS), que se formaram
logo após o término das batalhas, promove uma grande corrida armamentista e de
disseminação de seus ideais políticos para garantir a supremacia. Os americanos foram
mais competentes nesta empreitada. Sua supremacia econômica foi alcançada com a
exportação de capitais, empresas, produtos industriais, agrícolas e tecnologia. As
empresas norte-americanas tornaram-se multinacionais, com filiais espalhadas por todo
o mundo. Sempre exerceram influência sobre a economia mundial e, muitas vezes,
determinam seu rumo. Isso estimulou outros paises a buscar o desenvolvimento de
tecnologia própria; houve uma grande explosão mundial nas pesquisas de equipamentos
de uso final da eletricidade em todos os setores, bem como o desenvolvimento inicial da
automação moderna. O financiamento para pesquisa de novos maquinários e
equipamentos eletrônicos era abundante, pois julgava-se ser este o caminho para o
crescimento. Em contrapartida, pouco se investiu em pesquisas de geração de energia
elétrica e na utilização de fontes alternativas de energia. Esta situação fez com que
cessassem, ou praticamente entrasse em “extinção”, as pesquisas voltadas para estas
áreas.
O parque de geração brasileiro, ao contrário do resto do mundo era, e ainda é,
baseado nas usinas hidrelétricas, graças à quantidade de rios acidentados e com grande
volume de água distribuída ao longo do todo o país. A primeira usina hidrelétrica da
América Latina, Marmelos Zero1, juntamente com outras construídas desde então, como
a Usina Hidrelétrica de Fontes Velha2 , impulsionavam o desenvolvimento do país que,
mesmo não possuindo um território devastado pela guerra, passava por um período de
transição e avanço tecnológico. Era o fim da Era Vargas. Com ele, entre 1930 e 1945, o
país passou por um surto de desenvolvimento industrial [ 14 ], chegando a alcançar um
crescimento médio de 125% ao ano na década de 30. Durante a segunda guerra este
índice caiu para 5,4%.
Os anos seguintes foram de expansão para o Setor Elétrico Brasileiro, onde
pode-se citar:
1 A primeira usina hidroelétrica para uso público da América do Sul, inaugurada na cidade de Juiz de Fora no estado de Minas Gerais em cinco de setembro de 1889.[ 12 ] 2 Entrou em operação em 1908 , na época era a maior usina do Brasil e uma das maiores do mundo.
7
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
• Em 1954 é inaugurada a Usina Hidrelétrica de Paulo Afonso I e a primeira
usina térmica de grande porte do Brasil, localizada no estado de São Paulo,
chamada Usina Termelétrica de Piratininga.
• 1957 - criou-se a Central Elétrica de Furnas S.A., com o principal objetivo
de solucionar a crise de energia na Região Sudeste.
• 1961- foi criada as Centrais Elétricas Brasileiras S.A. – ELETROBRÁS,
com o objetivo de promover estudos e projetos de construção e operação de
usinas geradoras, linhas de transmissão e subestações, destinadas ao
suprimento de energia elétrica do país [ 18 ].
• 1962 – entrou em operação a Usina Hidrelétrica de Três Marias, pertencente
a Centrais Elétricas de Minas Gerais – CEMIG; foi a primeira a ser utilizada
para regularização do Rio São Francisco.
• Em 1963, entra em operação a Usina Hidrelétrica de Furnas, maior usina do
Brasil na época de sua construção.
• A Usina Termelétrica de Jorge Lacerda é inaugurada em 1965, em Tubarão
– SC, e atualmente faz parte do maior complexo termoelétrico a carvão mineral
do Brasil e da América Latina [ 52 ].
• 1968 - entrou em operação a maior termelétrica do país, a Usina
Termelétrica Santa Cruz, de Furnas Centrais Elétricas S.A.
• A Usina Hidrelétrica de Funil entra em operação em 1969, sendo esta a
única com barragem de porte em arco de pura curvatura no Brasil.
• 1973 – através de tratado firmado entre Brasil e Paraguai, foi feito a
regulamentação para construção e operação da Itaipu Binacional, no Rio
Paraná, sendo até hoje a maior usina Hidrelétrica em operação do mundo.
O setor elétrico brasileiro se desenvolveu baseado no modelo estatal, por ser a
energia considerada insumo básico para o desenvolvimento econômico e social. O
estado era responsável pelos investimentos no setor.
No século XX, o petróleo tornou-se uma das fontes de energia mais utilizadas,
mas os países exportadores de petróleo continuavam pobres, isso porque o comércio
internacional era controlado pelos EUA e a Europa Ocidental, que conseguiam petróleo
8
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
a um preço bem baixo. Em outubro de 1973, a OPEP3 - Organização dos Países
Exportadores de Petróleo - resolveu reduzir gradativamente a produção de barris de
petróleo de 20.8 milhões de barris por dia (mbd) para 15.8 mbd, fazendo com que o
preço do barril aumentasse em seis vezes. Como os EUA, a Europa Ocidental e o Japão
dependiam do petróleo, o aumento dos preços levou a chamada Crise do Petróleo de
1973.
Esta crise alertou o mundo da dependência perigosa do petróleo e desencadeou,
internacionalmente, um grande interesse na utilização de fontes de energia renováveis e
ao combate do desperdício da energia elétrica, que na época era facilmente encontrado
em qualquer setor, visto que até então as preocupações estavam voltadas apenas para a
produção, já que seu insumo não representava custo significativo. Vale a pena salientar
que as fontes renováveis de energia trazem consigo um apelo ambiental muito forte, o
que era muito importante nessa época e atualmente, vem sendo considerado como fator
determinante, regulamentado e muito bem avaliado, antes da instalação de qualquer
equipamento, nos mais variados setores da indústria.
Assim se forma o embrião dos pensamentos e conceitos de combate ao
desperdício. Estes sugiram principalmente nos EUA e Canadá; países cuja geração era
praticamente calcada nas termelétricas, que utilizavam o petróleo para geração. Neste
momento, os projetos priorizavam a troca de tecnologia existente, por uma tecnologia
que, além de diminuir o desperdício de energia também pudesse reduzir o impacto
causado ao meio ambiente. Havia o temor de que o aumento do consumo de energia
trouxesse um acréscimo no nível de poluição local, contribuindo para mudanças
climáticas globais e se refletindo no efeito estufa, muito discutido nesta época.
As primeiras ações foram estimular a troca de refrigeradores e condicionadores
de ar antigos por novos. As vantagens eram a redução do consumo de energia elétrica e
do uso de gases CFCs (clorofluorcarbonetos). Para a maioria dos cientistas, estes gases
são os maiores responsáveis pela destruição da camada de ozônio, mesmo havendo
pesquisadores que discordem em partes desta afirmação tão radical. Um deles é o
cientista Molion [ 40 ]. Outra medida foi a substituição gradativa da
3 Criada em 1960 por cinco países produtores de petróleo: Arábia Saudita, Iraque, Irã, Kuwait e Venezuela. Sua meta era cartelizar essa fonte de energia, controlando o volume de produção e os preços. Faz parte atualmente deste grupo, além de seus fundadores : Indonésia, Líbia, Catar, Argélia, Abu Dabi, Nigéria, Equador e Gabão. Juntos controlam dois terços das reservas de petróleo do mundo. Sede: Viena, Áustria.
9
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
tecnologia dos eletroeletrônicos e dos eletrodomésticos movidos a motores, estimulada
através de financiamentos governamentais e, em alguns casos, na elaboração de leis que
regulamentavam a sua construção.
O pensamento americano da época era: “O desafio maior é elaborar estratégias
energéticas que possibilitem que os EUA alcancem suas metas de proteção ambiental,
saúde pública e segurança nacional, como resultado de economias de energia, com
práticas racionais de economia a preços reduzidos, mantendo a conservação de energia
como um anteparo de proteção para a maioria dos consumidores americanos” [ 37 ] .
De uma forma mais consciente, diversos países começam a estruturar agências
públicas, com o intuito de implementar programas de conservação de energia que visam
conscientizar, pesquisar, informar, difundir e implementar idéias conservacionistas.
Dentre elas, pode-se destacar: ADEME (França), NOVEM (Holanda) e IDEA
(Espanha).
Nos últimos 20 anos, este pensamento ganhou força no mundo todo. Em função
da necessidade de um “desenvolvimento sustentável”, conceitos são redefinidos. O que
antes era apenas uma responsabilidade e/ou interesse das concessionárias de energia se
transformou em necessidade de todos. Hoje é proibitiva a utilização perdulária da
energia elétrica.
No Brasil, “O Procel - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica”
- foi criado em dezembro de 1985, pelos Ministérios de Minas e Energia e da Indústria e
Comércio, é gerido por uma Secretaria Executiva subordinada à Eletrobrás. Em 18 de
julho de 1991, o Procel foi transformado em Programa de Governo, tendo suas
abrangência e responsabilidade ampliadas” [ 18 ]. Ele foi idealizado a partir da
observação das experiências de sucesso de outros paises, onde foram aproveitadas
muitas idéias, e reestruturado, de modo a ter uma maior penetração no país. Portanto, é
um programa baseado em sucessos de outros mas com as características brasileiras.
Em 2001, o Sistema Elétrico Brasileiro passou por um período conturbado,
cheio de dificuldades. A falta de investimentos dos últimos 25 anos na parte física
estrutural do sistema, na construção de novas usinas e linhas de transmissão, conciliada
com um reduzido nível de água nos reservatórios das hidrelétricas, causada pelo
acréscimo de carga sofrido no sistema e um longo período de estiagem, fez com que o
país passasse por um período de racionamento de energia elétrica. Esta crise no setor
elétrico veio impulsionar os programas de combate ao desperdício, co-geração e estudos
10
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
de fontes alternativas de geração. Foi consolidada a idéia de um melhor aproveitamento
do sol, vento, biomassa, biocombustíveis e das bacias hidrográficas, sendo a última, a
partir da construção de PCHs – Pequenas Centrais Hidrelétricas.
Outro ponto fundamental para se tentar amenizar ou até mesmo afastar a
hipótese de uma nova crise é a modernização do Setor Elétrico Brasileiro. De 1996 até
os dias atuais este setor passa por ampla reestruturação. Foi criada a agência reguladora,
Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL4) e o Operador Nacional do Sistema
(ONS). O objetivo é atrair capital de empresas privadas, como uma alternativa para
atender o crescente aumento na demanda por energia elétrica, que tem crescido a taxas
médias em torno de 6% ao ano [ 29 ] .
Principais razões para a reestruturação são:
• Necessidade de ampliar o sistema elétrico brasileiro (geração e transmissão)
devido ao quase esgotamento da capacidade de geração de energia elétrica das
hidrelétricas existentes;
• Necessidade de novos investimentos devido ao esgotamento da capacidade
financeira do Estado em investir no setor;
• Surgimento de novas alternativas tecnológicas possibilitando a geração de
energia elétrica a preços bastante competitivos;
• Necessidade de estabelecimento de um mercado competitivo, para aliar
custo baixo, tarifa mais reduzida e elevada qualidade de serviço;
• Globalização da economia;
• Aquecimento da economia.
Para adequar o sistema elétrico à nova estrutura proposta, buscando sua
modernização, foram criados programas de incentivo ao combate ao desperdício de
energia e programas de P&D - Pesquisa e Desenvolvimento.
No mais, deve-se salientar que o processo de conscientização é lento, pois as
mudanças de hábitos, “quebra de tabus” e paradigmas, exigem um certo tempo que está
sendo respeitado e o homem tem mostrado seu grande poder de adaptação, trabalhando
na construção de um mundo mais limpo e evoluído para as futuras gerações.
4 A Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL, autarquia em regime especial, vinculada ao Ministério de Minas e Energia - MME, foi criada pela Lei 9.427 de 26 de Dezembro de 1996. A missão da ANEEL é proporcionar condições favoráveis para que o mercado de energia elétrica se desenvolva com equilíbrio entre os agentes e em benefício da sociedade.
11
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
2.2 O Procel
O Procel - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica - foi criado
em dezembro de 1985 pelos Ministérios de Minas e Energia e da Indústria e Comércio,
e é gerido por uma Secretaria Executiva subordinada à Eletrobrás. É um Programa de
Governo, com o objetivo de combater o desperdício de energia elétrica, tanto no lado da
produção como no do consumo, patrocinando a melhoria da qualidade de produtos e
serviços, reduzindo os impactos ambientais e estimulando a criação de empregos.
A partir da criação deste programa, começa a desencadear-se um processo de
facilitação do acesso às informações e divulgação de estudos de casos. Criam-se
parcerias produtivas entre o governo e concessionárias, empresas privadas,
universidades, escolas oficiais e profissionalizantes, ONG´s – Organizações Não
Governamentais, consumidores residências e industriais, ESCO´s – Empresas de
Serviços de Conservação de Energia, agentes de financiamento nacionais e estrangeiros,
SEBRAE´s - Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas, SENAI´s -
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e Federações de Industria e Comércio de
todos os estados.
As principais áreas de atuação do Procel são:
• Comércio;
• Saneamento;
• Educação;
• Indústria;
• Edificações;
• Prédios Públicos;
• Gestão Energética Municipal;
• Iluminação Pública.
12
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
Os principais projetos em desenvolvimento são:
• O Selo Procel, que é um instrumento promocional do Procel, concedido
anualmente, desde 1994, aos equipamentos que apresentam os melhores
índices de eficiência energética dentro da sua categoria. Sua finalidade é
estimular a fabricação nacional de produtos mais eficientes no item economia
de energia e orientar o consumidor, no ato da compra, a adquirir equipamentos
que apresentam melhores níveis de eficiência energética.
• Prédios Públicos – este projeto foi iniciado em 1997, com intuito de
promover eficiência energética em prédios públicos federais, estaduais e
municipais. O objetivo é implantar projetos-piloto com potencial de replicação
em larga escala, implementar ações de sensibilização, capacitação, divulgação,
projetos-demonstração, e parcerias com outros setores. Atualmente,
encontram-se 14800 prédios públicos cadastrados no Procel.
• O Procel nas Escolas, através da metodologia A Natureza da Paisagem:
Energia, é um programa de educação ambiental, com o objetivo de combater o
desperdício de energia. Ele atua na pré-escola, educação básica, ensino técnico
e superior. Da pré-escola ao ensino médio técnico, através da capacitação dos
professores, para que estes se tornem agentes multiplicadores e capazes de
orientar a mudança de hábitos de consumo, formação de uma cultura de
combate ao desperdício de energia, junto a seus alunos e a comunidade. No
ensino superior, o programa atua apoiando a formação de profissionais mais
integrados ao seu contexto sócio-econômico.
• O programa Procel - Edifica – este projeto prevê uma articulação entre
diversas entidades das áreas governamental, tecnológica, econômica e de
desenvolvimento para, através de um enfoque multisetorial, promover a
conservação e o uso eficiente da energia elétrica, reduzindo os desperdícios e
impactos sobre o meio ambiente [ 18 ].
• Gestão Energética Municipal - destinado à administração pública municipal,
técnicos municipais e de concessionárias de energia elétrica, consultores e
especialistas em assuntos relacionados à energia elétrica. Seu principal objetivo
é gerenciar o uso da energia elétrica nos municípios, controlando seu
desempenho e eficiência. Para facilitar a troca de informações entre os
municípios, foi criada a Rede Cidades Eficientes. Essa rede foi criada pelo
13
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
Procel em parceria com o Instituto Brasileiro de Administração Municipal -
IBAM, nos moldes da Rede Energie-Cités de municípios europeus.
• O Programa Reluz - O Programa Nacional de Iluminação Pública Eficiente -
ReLuz prevê investimentos para tornar eficientes 9,5 milhões de pontos de
iluminação pública e instalar mais 3 milhões de outros pontos. Pretende
abranger 77% do potencial de conservação de energia da rede nacional de
iluminação pública, atualmente composta de 14,5 milhões de pontos de
iluminação, sendo que 12,3 milhões de pontos podem ganhar mais eficiência.
A implementação do Programa ReLuz proporciona a melhoria das condições
para o turismo, o comércio e o lazer noturnos, a geração de novos empregos, o
aumento da qualidade de vida da população urbana, a redução da demanda do
sistema elétrico nacional, especialmente no horário de maior consumo,
contribuindo para o aumento da confiabilidade e da melhoria das condições de
atendimento do mercado consumidor de eletricidade [ 18 ].
2.3 Motivações para o Combate ao Desperdício de Energia
Em cada gesto e atividade do nosso cotidiano, a energia está presente e sem ela
o mundo pararia completamente. Se os povos primitivos evoluíram a partir da
descoberta do fogo, as sociedades modernas evoluirão de forma proporcional a
eficiência com que conseguem gerar eletricidade e explorar as fontes energéticas. Cerca
de 60% da energia atualmente consumida no mundo inteiro provém do petróleo e do gás
natural [ 3 ].
O Brasil possui cerca de 8,5 milhões de quilômetros quadrados de área total, com
uma população que ultrapassa os 175 milhões de habitantes, possui uma capacidade de
geração de energia elétrica instalada em torno 462 TWh e consome cerca de 294 TWh.
Possui um consumo anual de energia elétrica por habitante igual a 1671
kWh/ano/habitante. Sua taxa de crescimento anual (estimada) de consumo de energia
elétrica é de 4.6% ao ano [ 47 ].
Atualmente, com os avanços socioeconômicos e o desenvolvimento tecnológico e
industrial brasileiro, aliados aos novos programas de universalização do acesso à
14
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
energia elétrica, como o programa Luz para Todos5, a taxa de crescimento do consumo
de energia elétrica tende a aumentar.
Para suprir esta demanda crescente, o Brasil deverá criar mais formas de geração
de energia, sempre pensando na qualidade de vida de sua população e respeitando o
meio ambiente. Uma forma de geração muito eficiente, não poluente e mais barata que a
construção de novas usinas é o combate ao desperdício de energia.
O combate ao desperdício é uma fonte virtual de produção de energia elétrica.
Isto quer dizer que a energia não desperdiçada, por exemplo, na iluminação ou no motor
superdimensionado de uma fábrica, pode ser utilizada para mover um elevador ou
iluminar um hospital, sem ser jogada fora. O combate ao desperdício é a fonte de
produção mais econômica e mais limpa que existe, pois não agride o meio ambiente
[ 17 ].
Combater o desperdício significa usufruir de todo o conforto e vantagens
proporcionados pela energia elétrica, da melhor maneira possível, diminuindo o
máximo possível os custos, sem abrir mão da qualidade dos serviços e equipamentos.
Os programas de combate ao desperdício de energia podem ser desenvolvidos
seguindo duas vertentes:
a) Vertente humana, onde o principal objetivo é a mudança de hábitos de
consumo, formar opinião e qualificação profissional.
b) Vertente tecnológica é a aplicação de novas tecnologias na produção e
manutenção de equipamentos. Com isso, desenvolvem-se as mesmas atividades
propostas com um consumo menor de energia, sendo grande responsável pela redução
dos custos de uma instalação, produzindo mudanças no processo produtivo, na
arquitetura das edificações, nas relações concessionária consumidor, abrindo inclusive
perspectivas de cogeração e geração própria.
Porque combater o desperdício? A resposta é simples, o preço de qualquer ação
de combate ao desperdício é bem menor do que é gasto para a construção de uma usina
e os insumos na geração são mais raros. Além da economia direta no consumo, o
combate ao desperdício de energia elétrica trás outras vantagens tanto para o
consumidor como para o País:
5 É um programa, coordenado pelo Ministério de Minas e Energia com participação da Eletrobrás e de suas empresas controladas. Tem o objetivo de levar energia elétrica para mais de 12 milhões de pessoas até 2008 [ 39 ].
15
A EVOLUÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA
• Cria a consciência contra o desperdício, cultura do uso racional dos
energéticos;
• Reduz custos para o setor elétrico, para os consumidores e para o País;
• Otimiza investimentos já efetuados no sistema elétrico;
• Reduz a demanda no horário de ponta;
• Melhora as instalações elétricas;
• Posterga ou reduz os investimentos na expansão do sistema elétrico;
• Aumenta a produtividade e a competitividade;
• Melhora o controle do processo de produção;
• Reduz o consumo de outros bem nobres como a água, gases e combustíveis
diversos utilizados no processo de produção;
• Garante melhores condições de atendimento ao mercado consumidor de
energia elétrica;
• Melhora a eficiência de processos e equipamentos;
• Minimiza o impacto ambiental causado pelas instalações de geração,
transmissão e distribuição de energia;
• Forma profissionais capacitados para atuarem neste nicho do mercado de
trabalho;
Verifica-se a tendência de uma crescente consciência de que o planeta necessita
da colaboração de todos. A partir desta tomada de consciência, os clientes e
funcionários passam a exigir um compromisso com o combate ao desperdício, sendo
este entendido não só o de energia, mas também o de água, alimentos, matérias primas
em geral etc. Portanto, na busca da qualidade total dos processos de produção, a
melhoria contínua dos processos, materiais e mudanças de hábitos de consumo, deve ter
a participação de cada cidadão e o compromisso das organizações.
16
Capítulo 3
Conceitos Preliminares
3.1 Conceitos e Definições
Para uma melhor compreensão dos assuntos abordados neste trabalho, faz-se
necessário a apresentação de alguns conceitos e definições:
Energia: segundo Maxwell, 1872, “energia é aquilo que permite uma mudança
na configuração de um sistema, em oposição a uma força que resiste a esta mudança”
[ 55 ]. Outro conceito encontrado em várias referências bibliográficas, “energia é a
medida da capacidade de efetuar trabalho”. No contexto da eletricidade, é a quantidade
de eletricidade utilizada por um aparelho elétrico ao ficar ligado por certo tempo [ 35 ].
No âmbito na engenharia elétrica a energia é dividida em duas:
• Energia Elétrica Ativa (energia ativa): é a energia elétrica que pode ser
convertida em outra forma de energia, expressa em quilowatts-hora (kWh)
[ 5 ]. É a energia Elétrica despendida para realizar trabalho num período de
tempo (P x t).
• Energia Elétrica Reativa (energia reativa): é uma energia que não realiza
trabalho, embora não possa ser considerada inútil. É energia elétrica que
circula continuamente entre os diversos campos elétricos e magnéticos de um
sistema de corrente alternada, sem produzir trabalho, expressa em quilovolt-
ampère-reativo-hora (kvarh) [ 5 ]. É utilizada por alguns equipamentos para a
17
CONCEITOS PRELIMINARES
manutenção do fluxo magnético a eles necessários.
Sistema Elétrico: sistema responsável por fornecer energia suficiente para
atender a demanda dos consumidores, segundo critérios de qualidade, confiabilidade e
economia. É composto por vários subsistemas que atuam de forma integrada, visando o
seu bom funcionamento.
Geração Elétrica: subsistema do sistema elétrico, responsável pela conversão
de uma determinada energia em energia elétrica.
Transmissão: subsistema do sistema elétrico, responsável pelo transporte da
energia elétrica do local de sua geração até aos consumidores.
Cargas: Equipamentos que convertem energia elétrica em uma outra forma de
energia.
Supervisão e Controle: subsistema responsável pela coleta, transmissão e
processamento de informações dos sistema elétrico e pela decisão sobre ações de
controle [ 31 ].
Potência : alguns equipamentos elétricos, como motores, transformadores,
máquinas de solda, lâmpadas de descarga, entre outros, necessitam para seu
funcionamento de dois tipos de potência:
• Potência ativa: é a potência elétrica, medida em watt, sendo usual a
utilização do fator multiplicativo k = 1x103 (1kW = 1 quilowatt), utilizada pelo
equipamento para efetivamente ser convertida em trabalho útil. Deve-se ainda
inserir nesta conversão, as perdas inerentes ao processo.
• Potência reativa: é a potência elétrica, medida em volt-ampere-reativo,
sendo usual a utilização do fator multiplicativo k = 1x103 (1kVAr = 1
quilovolt-ampère-reativo) utilizada pelo equipamento para abastecer seu campo
eletromagnético. Esta parte da potência é consumida da rede elétrica pelo
equipamento e não é transformada em trabalho útil. Portanto, é desejável que
os equipamentos absorvam da rede pouca potência reativa.
• Potência aparente: representa a potência total consumida pelo equipamento
e é calculada através da soma vetorial das potências ativa e reativa. Sua
unidade de medida é o quilovolt-ampère (kVA).
A Equação ( 3.1 ) mostra a relação entre estas potências.
18
CONCEITOS PRELIMINARES
22 kVArkWkVA += ( 3.1 )
Fator de Potência (fp): é a razão entre a energia ativa e a energia aparente, ou
seja, é a parcela de energia ativa (kW) que está sendo utilizada da energia aparente
(kVA) de uma instalação. Segundo a legislação vigente, o fator de potência, indutivo ou
capacitivo, de uma instalação, tem como limite mínimo de 0,92. Caso seja inferior, a
concessionária cobrará uma taxa chamada de excedente de energia reativa, que será
descrita no item Sistema Tarifário. Valores de fator de potência próximos de “1”
indicam uso mais eficiente da energia e evitam ou reduzem: perdas, sobrecarga na
instalação (alimentadores e transformadores), desgastes em dispositivos de proteção e
manobra, investimentos em condutor, saturação de equipamentos, entre outros.
θcos==kVAkWfp ( 3.2 )
Curva de carga: é um gráfico que apresenta potência demandada por uma
instalação ao longo de um período de tempo. Através dela podem ser analisados alguns
parâmetros que demonstram como está sendo utilizada a energia elétrica. Pode ser
obtida através da instalação de equipamentos de medição na entrada do sistema de
alimentação ou através da memória de massa do medidor da concessionária. A Figura
3-1 mostra a curva de carga de potência ativa de uma instalação, obtida através de um
equipamento microprocessado, onde foi feito o registro dos valores de potencia ativa
integralizados a cada 5 minutos, por um período de 24 horas.
Figura 3-1 - Curva de Carga de Potência Ativa
19
CONCEITOS PRELIMINARES
Pico de demanda: é o maior valor da curva de carga, ou seja, é a potência
instantânea máxima demanda ao longo de um período de tempo.
Consumo de Energia: O consumo de energia ativa representa os kW gastos em
uma hora. Portanto, pode ser determinado através de integração numérica da curva de
carga pelo método dos Trapézios [3], dado por:
∑−
=
+ ∆⋅
+=
1
0
1
602)(n
i
ii hPPCea( 3.3 )
Onde:
Cea Consumo de potência ativa – kWh;
N Número de medições;
Pi Potência ativa da i-ésima medição – kW;
∆h Intervalo de tempo entre as medições – minutos.
Demanda: média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao
sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora,
durante um intervalo de tempo especificado [ 5 ], ou seja, é o valor médio da potência
elétrica instantânea solicitada pela instalação. As concessionárias de energia medem
esta grandeza através de um aparelho integrador, que utiliza um intervalo de 15
minutos.
• Demanda contratada: demanda de potência ativa a ser obrigatória e
continuamente disponibilizada pela concessionária, no ponto de entrega,
conforme valor e período de vigência fixados no contrato de fornecimento e
que deverá ser integralmente paga, seja ou não utilizada durante o período de
faturamento, expressa em quilowatts (kW) [ 5 ].
• Demanda de ultrapassagem: parcela da demanda medida que excede o valor
da demanda contratada, expressa em quilowatts (kW) [ 5 ].
• Demanda faturável: valor da demanda de potência ativa, identificada de
acordo com os critérios estabelecidos e considerada para fins de faturamento,
com aplicação da respectiva tarifa, expressa em quilowatts (kW) [ 5 ].
• Demanda medida: maior demanda de potência ativa, verificada por medição,
integralizada no intervalo de 15 (quinze) minutos durante o período de
20
CONCEITOS PRELIMINARES
faturamento, expressa em quilowatts (kW) [ 5 ].
• Demanda média (Dméd): É a relação entre a quantidade de energia elétrica
ativa medida num certo período de tempo (kWh) e o número de horas desse
período (∆T).
• Demanda máxima (Dmáx): é o maior valor de demanda registrado em um
período.
Fator de carga (FC): é um índice que varia de 0 a 1, obtido através da relação
entre a demanda média (Dméd) e a demanda máxima (Dmáx) registradas num mesmo
intervalo de tempo especificado.
TDkWh
TDTD
DDFC
máxmáx
méd
máx
méd
∆⋅=
∆⋅∆⋅
==( 3.4 )
A Equação ( 3.4 ) mostra que o fator de carga também pode ser obtido através
da relação entre o consumo de energia elétrica e a demanda de potência máxima, dentro
de um intervalo de tempo.
Este índice serve como indicador, informando se uma determinada instalação
utiliza sua energia de forma otimizada. Quanto mais próximo do valor 1, mais otimizada
é uso da energia, isto é fácil de ser comprovado através de uma análise da Equação
( 3.4 ), onde para que a mesma tenha o resultado 1 significa que a demanda média é
igual a demanda máxima, ou seja, toda a potência demandada está sendo consumida.
Um fator de carga baixo indica a existência de consumo de energia elétrica em curtos
períodos de tempo com demanda muito alta, o que mostra que a energia não está sendo
utilizada na sua totalidade.
Em um estudo de eficiência energética, alguns pontos críticos devem ser
analisados com o intuito de aumentar o fator de carga, são eles: programar o uso de
equipamentos; diminuir, sempre que possível, a ociosidade dos equipamentos que estão
ligados; utilizar equipamentos de forma não simultânea sempre que possível; não
acionar motores que iniciam em carga simultaneamente; fazer manutenção periódica
nos equipamentos; revisar os circuitos elétricos.
Matriz Energética: é uma matriz formada pelo percentual de todas as cargas de
uma instalação, agrupadas por usos finais. Estes percentuais podem ser estimados ou
medidos.
21
CONCEITOS PRELIMINARES
Carga Instalada: é a soma das potências de todos os equipamentos instalados
em um ramal de alimentação, caracterizando o máximo de potência que pode ser
demandado neste ramal. Neste caso não são levadas em consideração as perdas
existentes nos cabos e eventuais perdas não descritas nas placas dos equipamentos.
Unidade Consumidora: conjunto de instalações e equipamentos elétricos
caracterizados pelo recebimento de energia elétrica em um só ponto de entrega, com
medição individualizada e correspondente a um único consumidor [ 5 ].
Ponto de Entrega: ponto de conexão do sistema elétrico da concessionária com
as instalações elétricas da unidade consumidora, caracterizando-se como o limite de
responsabilidade do fornecimento [ 5 ].
Tarifa Monômia: tarifa de fornecimento de energia elétrica constituída por
preços aplicáveis unicamente ao consumo de energia elétrica ativa [ 5 ].
Tarifa Binômia: conjunto de tarifas de fornecimento constituído por preços
aplicáveis ao consumo de energia elétrica ativa e à demanda faturável [ 5 ].
Tarifa Horosazonal: É um tipo de tarifa cujos valores cobrados em suas
parcelas, podem variar de acordo com a hora do dia e a época do ano.
Tarifa Horária: É um tipo de tarifa cujos valores cobrados em suas parcelas,
podem variar de acordo com a hora do dia.
Eficiência Energética: é a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de
energia [ 29 ]. É a utilização de processos e equipamentos que visam um melhor
desempenho e um menor consumo de eletricidade.
Conservação de Energia: é um conceito sócio-econômico que traduz a
necessidade de se retirar do planejamento da expansão do sistema elétrico, a
componente referente ao desperdício, permitindo a redução dos investimentos no setor
elétrico, sem comprometer o fornecimento de energia e a qualidade de vida [ 47 ].
Racionamento de Energia: é um conceito mutilador da qualidade de vida, que
conserva a energia, tem duração determinada e é implantado em situações emergenciais
quando há crise de abastecimento de energia, por algum motivo qualquer.
Fluxo Luminoso: é a quantidade total de luz emitida por uma fonte, medida em
lúmens (lm)
Iluminância: é o fluxo luminoso que incide sobre uma superfície situada a uma
certa distância da fonte. Ela é a relação entre intensidade luminosa e o quadrado da
distância, expressa em lux (lx).
22
CONCEITOS PRELIMINARES
Índice de Reprodução de Cor (IRC): é a medida de correspondência entre a
cor real de um objeto ou superfície e sua aparência diante de uma fonte de luz.
Curvas de Isoluminância - Curvas que caracterizam a distribuição luminosa
em lux da iluminância em um determinado ambiente
3.2 Sistema Tarifário
A conta de energia elétrica pode ser definida como: “... a quantia total que deve
ser paga pela prestação do serviço público de energia elétrica, referente a um período
especificado, discriminando as parcelas correspondentes” [ 60 ]. Tarifa é o valor pelo
qual vai ser cobrado determinados índices, que somados resultarão na conta de energia.
Em todo trabalho de otimização energética de uma instalação, um dos primeiros
pontos a serem considerados é a avaliação do histórico de contas e análise da melhor
tarifa a ser empregada. Esta ação, apesar de não ser uma ação de eficiência energética
propriamente dita, é de suma importância no que diz respeito à possibilidade de
obtenção de recursos financeiros, necessários para os investimentos futuros. Através da
análise de contas e adequação tarifária pode-se, muitas vezes, eliminar multas
indesejáveis e até chegar a propostas de alterações dos processos produtivos, de modo a
reduzir a utilização da energia no horário de ponta, onde as tarifas de consumo e
demanda são mais caras. Desta forma, pode-se redirecionar o montante de recursos
financeiros economizados aplicando-os em investimentos necessários ao longo do
projeto de eficientização. Com a análise tarifária pode-se conseguir um fundo virtual de
recursos.
As contas de energia elétrica são fontes de informações importantes, confiáveis e
de fácil acesso, pois trazem informações a respeito de como a energia está sendo
utilizada em determinado local.
Um histórico de conta de no mínimo 12 meses, permite analisar a evolução de
várias informações. Entre elas, o valor do consumo e da demanda de energia elétrica da
instalação, permitindo, assim, estimar valores contratuais futuros. Consegue-se
monitorar a sazonalidade da planta, ou seja, o comportamento da mesma ao longo dos
meses e épocas do ano. Caso ocorra um investimento por parte do consumidor, seja ele
visando a eficientização da instalação, ampliação ou reforma, a conta de energia pode
23
CONCEITOS PRELIMINARES
mostrar em que resultou este investimento.
Neste sentido, o acompanhamento das contas é uma ferramenta importante de
controle, atuando como “termômetro de investimentos”, devendo ser criteriosamente
analisado antes de qualquer investimento. Algumas medidas de otimização energética,
muitas vezes, não são implementadas devido aos elevados custos envolvidos quando
comparados aos possíveis decréscimos nas contas de energia elétrica.
Sendo assim, faz-se necessária a compreensão do sistema tarifário para uma
correta tomada de decisão. Sistema tarifário é um conjunto de normas e regulamentos
que estabelecem o preço da eletricidade para diferentes tipos de consumidores, este é
regulamentado pela ANEEL.
O instrumento legal mais recente, pelo qual o sistema tarifário brasileiro é regido
é a Resolução Normativa Nº 456 - REN 456 - de 29/11/2000 publicado em 30/11/2000
– ANEEL. Está resolução divide os tipos de consumidores em dois grupos, A e B, de
acordo com o nível de tensão em que são atendidos pela concessionária.
3.2.1 Grupo A
São considerados consumidores do grupo A, os consumidores cuja tensão de
alimentação é igual ou superior a 2,3 kV e ainda, de forma opcional, os consumidores
atendidos em tensão inferior a esta através de sistemas subterrâneos de distribuição,
desde que atendidos os critérios descritos no art. 82 da REN 456. O Grupo A é
caracterizado pela estrutura tarifária binômia e subdividido nos subgrupos A1, A2, A3,
A4 e AS de acordo com a tensão de atendimento, mostrados com mais detalhes na
Tabela 3-1.
Tabela 3-1 - Subgrupos do Grupo A
Subgrupo Tensão de fornecimento A1 ≥ 230kV A2 De 88kV a 138kV A3 De 69kV A3a De 30 a 44kV A4 De 2.3 a 25kV AS < 2.3kV subterrâneo, em caráter opcional
24
CONCEITOS PRELIMINARES
3.2.2 Grupo B
São considerados do grupo B os consumidores cuja tensão de alimentação é
inferior a 2,3 kV, ou ainda, os atendidos em tensão superior a 2,3 kV e faturados neste
Grupo, nos termos definidos nos arts. 79 e 81 da REN 456, que se refere a unidades
consumidoras localizadas em área de veraneio ou turismo, em que sejam explorados
serviços de hotelaria ou pousada e as instalações permanentes, construídas para as
práticas de atividades esportivas ou parques de exposições agropecuárias. O Grupo B é
caracterizado pela estrutura tarifária monômia e subdividido nos subgrupos B1, B2, B3
e B4 de acordo com a Tabela 3-2 .
Tabela 3-2 - Subgrupos do Grupo B
Subgrupo Instalação B1 Residencial B1 Residencial baixa renda B2 Rural B2 Cooperativa de eletrificação rural B2 Serviço público de irrigação B3 Demais classes B4 Iluminação pública
Obs: a iluminação pública será estruturada de acordo com o ponto de entrega,
podendo possuir tarifa B4a (quando o poder púbico for proprietário do sistema de
iluminação), ou B4b (quando o sistema de iluminação pública for de propriedade da
concessionária).
3.3 Modelos de Tarifas
Para o Grupo B, é aplicado a estrutura de tarifa monômia, ou seja, paga-se apenas pelo consumo de energia dado em kWh/mês multiplicado pelo valor da tarifa, que difere de concessionária para concessionária.
25
CONCEITOS PRELIMINARES
Figura 3-2 - Exemplo de Conta de Consumidor do Tipo B
A Figura 3-2 [ 32 ] mostra o modelo de conta de energia dos consumidores do
tipo B atendidos pela concessionária de energia CEMIG – Companhia Energética de
Minas Gerais, onde os números destacados significam [ 32 ]:
26
CONCEITOS PRELIMINARES
1. Nome do cliente e endereçamento.
2. Mês de referência. Note que o consumo se refere ao mês anterior.
3. Identificador. Número que identifica o cliente. Deve ser usado nos
contatos com a CEMIG para facilitar o atendimento.
4. Data de leitura. As datas de leitura podem variar de mês a mês. A
diferença entre elas indica o número de dias do período de consumo.
5. Classificação. Indica a atividade do Cliente: residencial, rural, comercial
ou industrial. E o tipo de ligação: mono, bi ou trifásico.
6. Leitura do medidor. Dados obtidos do medidor referente às leituras do mês
anterior e atual.
7. Constante de faturamento. É o fator de multiplicação para determinar o
consumo de energia no mês.
8. Consumo médio em kWh efetivamente gasto no mês.
9. Tarifa. Valor da tarifa já com ICMS- Imposto sobre Circulação de
Mercadorias e Serviços.
10. Valor do fornecimento. Valor do consumo de energia em reais.
11. Valor da iluminação pública. Cobrado conforme convênio entre prefeitura
e CEMIG.
12. Campo para descontos de outros valores. Valores cobrados por
determinação oficial e aqueles autorizados pelo cliente relativos a prestação de
outros serviços ou produtos.
13. Dados de ICMS. Base de cálculo e alíquota em reais e em %.
14. Vencimento. Data de vencimento da nota fiscal.
15. Valor a pagar. Valor total já incluído todos os custos, taxas e serviços.
16. Histórico de consumo. Contém o histórico e a média diária de consumo
dos últimos doze meses, bem como o valor das faturas em atraso.
17. Número da conta. Distingue os clientes e facilita os serviços de leitura,
faturamento, entrega da conta, arrecadação e demais processo do faturamento.
O Grupo A, caracteriza-se por ter uma estrutura binômia, onde pode ser pago a
Tarifa Convencional, Tarifa Horo-Sazonal Verde ou Tarifa Horo-Sazonal Azul
dependendo da instalação. Sendo assim, faz-se necessário uma explicação mais
27
CONCEITOS PRELIMINARES
detalhada para melhor entendimento e que serão detalhadas nos próximos itens. A
Tabela 3-3 apresenta a modalidade tarifária para cada subgrupo de consumidores do
grupo A.
Tabela 3-3 - Subgrupo “A” e Modalidade Tarifária
Modalidade Tarifária Subgrupo Convencional Verde Azul A1 - - X A2 - - X A3 - - X A3a X X X A4 X X X AS X X X
Obs: a marca X na Tabela 3-3 indica quais as modalidades tarifárias que podem
ser aplicadas a cada subgrupo, desde que sejam respeitados alguns critérios.
Os critérios de inclusão na estrutura tarifária convencional ou horo-sazonal
aplicam-se às unidades consumidoras do Grupo A, conforme as condições:
1) Poderá ser aplicada a estrutura tarifária convencional nas unidades
consumidoras com fornecimento inferior a 69kV, quando a demanda
contratada for inferior a 300kW, desde que não tenham acorrido, nos últimos
11 ciclos de faturamento, 3 registros consecutivos ou 6 registros alternados de
demanda superior a 300 kW e não tenha sido feita a opção pela estrutura
tarifária horo-sazonal. Caso tenha sido feita a opção por uma tarifa horo-
sazonal, o consumidor poderá optar pelo retorno à tarifação convencional,
desde que seja verificado, nos últimos 11 ciclos de faturamento, a ocorrência
de 9 registros, consecutivos ou alternados, de demandas medidas inferiores a
300 kW.
2) Compulsoriamente será usada a estrutura tarifária horo-sazonal, com
aplicação da tarifa azul nas unidades consumidoras com tensão de
fornecimento igual ou superior a 69 kV.
3) Compulsoriamente será usada a estrutura tarifária horo-sazonal, com
aplicação da tarifa azul ou verde nas unidades consumidoras com tensão de
fornecimento inferior a 69 kV desde que está não se enquadre no item 1).
28
CONCEITOS PRELIMINARES
3.3.1 Tarifa Convencional
A conta de energia elétrica desses consumidores é composta pelo somatório de
todas as parcelas referentes ao consumo, demanda, a ultrapassagem, a energia reativa
excedente (caso exista) e o acréscimo no valor final referente ao ICMS. Essas parcelas
podem ser descritas de seguinte forma:
3.3.1.1 Parcela de Consumo de Energia Ativa
É calculada multiplicando-se o consumo medido de energia ativa no mês pelo
valor de tarifa de consumo.
consumop CA xTC= ( 3.5 ) Onde:
CA = consumo de ativo no mês; TC = tarifa de consumo.
3.3.1.2 Parcela de Demanda Ativa
Esta parcela é obtida, multiplicando-se a demanda faturada pela tarifa de
demanda. A demanda faturada será a demanda contratada, desde que a demanda medida
não ultrapasse a contratada em até 10% , caso contrário a demanda faturada será
considerada a demanda medida.
A tarifa de demanda é única, independente da hora do dia ou do período do ano.
demandap DF xTD= ( 3.6 )
Onde:
DF = demanda faturada;
TD = tarifa de demanda.
3.3.1.3 Parcela de Ultrapassagem
Esta parcela é cobrada, caso a demanda medida ultrapasse a demanda contratada
em mais de 10%.
29
CONCEITOS PRELIMINARES
( )DCDMTDUxpDemanda −= ( 3.7 )
Onde:
DM = demanda medida;
DC = demanda contratada;
TDU = tarifa de demanda de ultrapassagem.
3.3.1.4 Parcela de Energia Reativa Excedente
Para o entendimento desta parcela, faz-se necessário uma melhor explicação
sobre o fator de potência e como ele é calculado.
A REN 456, diz que: “o fator de potência de referência “fr”, indutivo ou
capacitivo, terá como limite mínimo permitido, para as instalações elétricas das
unidades consumidoras o valor de fr = 0,92.” Para as unidades do Grupo A a medição
do fator de potência é obrigatória, sendo faturado caso:
• O fator de potência possua valores inferiores a 0,92 capacitivos durante um
período de 6 horas consecutivas, compreendido, a critério da concessionária,
entre 23h e 30min e 6h e 30min, verificados em cada intervalo de 1 hora. Este
período de 6 horas deverá ser informado pela concessionária com antecedência
de no mínimo 1 ciclo completo de faturamento.
• O fator de potência possua valores inferiores a 0,92 indutivo durante o
intervalo de tempo complementar ao descrito no item acima, verificados a cada
intervalo de tempo de 1 hora.
Estes critérios de faturamento regulamentam a cobrança de excedente de energia
reativa, abandonado a figura do “ajuste por baixo fator de potência” a qual sempre se
associou a idéia de multa. O excedente de reativo indutivo ou capacitivo, que ocorre
quando o fator de potência indutivo ou capacitivo é inferior ao fator de potência de
referencia, é cobrado utilizando-se as tarifas de fornecimento de energia ativa, sendo
calculados segundo as Equações 3.8 e 3.9.
)(1)(1
pxTCAftfrxCApFER
n
tt∑
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
( 3.8 )
Onde:
30
CONCEITOS PRELIMINARES
FER(p)= valor do faturamento, por posto horário “p”, correspondendo ao
consumo de energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de
potência de referência;
tCA = consumo de energia ativa medida em cada intervalo de 1 hora
durante o período de faturamento;
fr =fator de potência de referência igual a 0,92;
ft = fator de potência da unidade consumidora, calculado em cada
intervalo “t”, de 1 uma hora, durante o período de faturamento;
TCA(p)= tarifa de energia aplicável ao fornecimento em cada posto
horário “p”;
t = indica intervalo de 1 hora, no faturamento;
p = indica posto horário, ponta ou fora de ponta para as tarifas horo-
sazonais ou período de faturamento para as tarifa convencional;
n = número de intervalos de integralização “t” por posto horário “p”, no
período de faturamento.
)()()(1
pxTDApDFftfrxDAMAXpFDR t
n
t⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢
⎣
⎡−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
=
( 3.9 )
Onde:
FDR= valor do faturamento , por posto horário “p”, correspondendo à
demanda de potência reativa excedente, no período de faturamento;
DAt= demanda medida no intervalo de integralização de 1 hora “t”
durante o período de faturamento;
fr =fator de potência de referência igual a 0.92;
ft = fator de potência da unidade consumidora, calculado em cada
intervalo “t” de 1 hora, durante o período de faturamento;
DF(p) = demanda faturável em cada posto horário “p” no período de
faturamento;
TDA(p) = tarifa de demanda de potência ativa aplicável ao fornecimento
em cada posto horário “p”;
31
CONCEITOS PRELIMINARES
MAX = função que identifica o valor máximo da fórmula, dentro dos
parênteses correspondentes, em cada posto horário “p”;
t = indica intervalo de 1 hora, no faturamento;
p = indica posto horário, ponta ou fora de ponta para as tarifas horo-
sazonais ou período de faturamento para as tarifa convencional;
n = número de intervalos de integralização “t” por posto horário “p”, no
período de faturamento.
3.3.2 Tarifa Horo-sazonal
É um tipo de tarifa cujos valores cobrados em suas parcelas, podem variar de
acordo com a hora do dia e a época do ano.
Para compreensão deste tipo de tarifa, faz-se necessária a introdução de alguns
conceitos:
Período Seco: período de 7 meses consecutivos, correspondendo as leituras dos
meses de maio a novembro. É um período de pouca chuva, por isso o sistema utiliza
com maior intensidade as usinas térmicas, cujo custo de produção de energia é maior
que o custo de produção das usinas hidráulicas. Portanto, as tarifas de consumo nos
horários de ponta e fora de ponta são mais caras que no período úmido.
Período Úmido: período de 5 meses consecutivos, correspondendo as leituras
dos meses de dezembro de um ano a abril do ano seguinte. É o período de chuvas, por
isso o sistema utiliza com maior intensidade as usinas hidráulicas, com custo de
produção de energia menor que o das usinas térmicas. Portanto, as tarifas de consumo
nos horários de ponta e fora de ponta são mais baratas que no período seco.
Horário de ponta: período definido pela concessionária, composto por 3 (três)
horas diárias consecutivas, exceto aos sábados, domingos e feriados nacionais,
considerando as características do seu sistema elétrico.
Horário fora de ponta: período composto pelo conjunto das horas diárias
consecutivas e complementares àquelas definidas no horário de ponta, bem como pelas
24 horas dos sábados, domingos e feriados nacionais.
32
CONCEITOS PRELIMINARES
3.3.2.1 Tarifa Horo-sazonal Verde
A conta de energia elétrica dos consumidores com tarifa horo-sazonal verde é
composta pelo somatório de todas as parcelas referentes ao consumo (ponta e fora
ponta), demanda, a ultrapassagem, a energia reativa excedente (caso exista) e o
acréscimo no valor final referente ao ICMS. A diferença em relação a tarifa
convencional é que esta apresenta preços diferenciados para o consumo, de acordo com
o horário (ponta ou fora ponta) e com os períodos do ano (seco e úmido), mas continua
com um preço fixo para a demanda, independente do horário e do período do ano. Essas
parcelas são descritas a seguir:
3.3.2.1.1 Parcela de Consumo de Energia Ativa
É calculada multiplicando-se o consumo medido de energia ativa no mês pelo
valor de tarifa de consumo, porém leva-se em conta o horário de ponta e fora ponta do
sistema, bem como os períodos do ano (seco e úmido).
No período seco:
fpsfppspconsumo xTCCAxTCCAp += ( 3.10 )
Onde:
pCA = consumo de ativo na ponta durante o mês;
fpCA = consumo de ativo fora de ponta no mês;
psTC = tarifa de consumo na ponta no período seco;
fpsTC = tarifa de consumo fora de ponta no período seco.
No período úmido:
fpufppupconsumo xTCCAxTCCAp += ( 3.11 )
Onde:
pCA = consumo de ativo na ponta durante o mês;
fpCA = consumo de ativo fora de ponta no mês;
puTC = tarifa de consumo na ponta no período úmido;
fpuTC = tarifa de consumo fora de ponta no período úmido.
33
CONCEITOS PRELIMINARES
3.3.2.1.2 Parcela de Demanda Ativa
Esta parcela é obtida, multiplicando-se demanda faturada pela tarifa de
demanda. A demanda faturada será a demanda contratada, desde que a demanda medida
não ultrapasse a contratada em até 10%. Caso contrário, a demanda faturada será
considerada a demanda medida. A fórmula de cálculo é a mesma descrita na Equação
( 3.6 ).
A tarifa de demanda é única, independente da hora do dia ou do período do ano.
3.3.2.1.3 Parcela de Ultrapassagem
Esta parcela é cobrada, caso a demanda medida ultrapasse a demanda contratada
em mais de 10%. A forma de cálculo é igual a descrita pela Equação ( 3.7 ).
3.3.2.1.4 Parcela de Energia Reativa Excedente
Esta parcela é calculada da mesma maneira descrita no item 3.3.1.4
3.3.2.2 Tarifa Horo-sazonal Azul
A conta de energia elétrica dos consumidores com tarifa horo-sazonal azul é
composta pelo somatório de todas as parcelas referentes ao consumo (ponta e fora
ponta), a demanda (ponta e fora ponta), a ultrapassagem, a energia reativa reprimida
(caso exista) e o acréscimo ao valor final devido ao ICMS. A sua diferença em relação
as outras é que esta apresenta preços diferenciados para o consumo, de acordo com o
horário (ponta ou fora ponta), e os períodos do ano (seco e úmido), e para a demanda,
de acordo com o horário (ponta e fora ponta). Essas parcelas são descritas a seguir:
3.3.2.2.1 Parcela de Consumo de Energia Ativa
Esta parcela é calculada da mesma maneira descrita no item 3.3.2.1.1, salvo a
mudança nos valores da tarifas.
3.3.2.2.2 Parcela de Demanda Ativa
Esta parcela é obtida, através do produto da demanda faturada no horário de
ponta pela tarifa de demanda do horário de ponta somado ao produto da demanda
34
CONCEITOS PRELIMINARES
faturada no horário fora de ponta pela tarifa de demanda do horário fora de ponta. A
demanda faturada (tanto na ponta quanto fora da ponta) será a demanda contratada,
desde que a demanda medida não ultrapasse a contratada em até 5% para os subgrupos
A1, A2 e A3 ou 10% para os demais subgrupos. Caso contrário, a demanda faturada
será considerada a demanda medida. Os valores de demanda contratada (ponta e fora
ponta) podem ser diferenciados. A fórmula para o cálculo desta parcela é:
demanda fp fp p fpp DF xTD DF xTD= + ( 3.12 )
Onde:
fpDF = demanda faturada fora de ponta;
pDF = demanda faturada na ponta;
pTD = tarifa de demanda fora de ponta;
pTD = tarifa de demanda na ponta.
As tarifas de demanda não são diferenciadas por período do ano. A resolução
456 da ANEEL permite que sejam contratados valores diferentes de demanda para o
período seco e para o período úmido.
3.3.2.2.3 Parcela de Ultrapassagem
Esta parcela é cobrada, caso a demanda medida ultrapasse a demanda contratada
em mais de 5% para os subgrupos A1, A2 e A3 e de 10% para os demais subgrupos,
levando também em consideração os horários de ponta e fora ponta. Assim tem-se:
( ) ( )demanda p p p fp fp fpP DF DC xTDU DF DC xTDU= − + − ( 3.13 )
Onde:
fpDF = demanda faturada fora de ponta;
pDF = demanda faturada na ponta;
fpDC =demanda contratada fora de ponta;
pDC = demanda contratada na ponta;
fpTDU = tarifa de ultrapassagem demanda fora de ponta;
pTDU = tarifa de ultrapassagem de demanda ponta.
35
CONCEITOS PRELIMINARES
3.3.2.2.4 Parcela de Energia Reativa Excedente
Esta parcela é calculada da mesma maneira descrita no item 3.3.1.4
3.3.3 Modelo de Conta de Energia para Consumidores do
Tipo A
Figura 3-3 - Exemplo de Conta de Consumidor do Tipo A
36
CONCEITOS PRELIMINARES
A Figura 3-3 [ 32 ] mostra o modelo de conta de energia dos consumidores do
tipo A atendidos pela concessionária de energia CEMIG, onde os números destacados
significam:
1. Leitura anterior
2. Leitura atual. Através dos dados descritos neste item e no item 1. (leitura
anterior) , define-se o intervalo de leitura, isto é, o número de dias e o período.
Deve ser desprezado o dia da leitura anterior e considerado o dia da leitura
atual. Nesse caso, foram 30 dias e o período foi: 12/03 à 10/04.Verifique que
apesar da conta ser de Abr/2002, o período inclui diversos dias de Mar/2002.
3. Classificação. O primeiro digito da classificação possibilita identificar em
qual modalidade tarifária está sendo faturado (no Ex. da conta está na Azul).
0 – Convensional
1 – Azul
2 - Verde
4. Os dois últimos dígitos da classificação, no exemplo o número 54, significa
que o consumidor está sendo atendido em 13,8 kV (ou 23,1 kV) e será faturado
com tarifas do subgrupo A4. Caso fosse o número 55 indicaria que o
consumidor estaria sendo atendido pelo sistema subterrâneo (0,22 kV) e seria
faturado pelas tarifas do subgrupo AS.
5. Período do ano, seco (S) ou úmido (U).
6. Consumo em kWh no horário fora de ponta. Indica o total de energia
elétrica (kWh) consumida no horário fora de ponta (HFP). É o resultado da
diferença das leituras (atual – anterior) vezes a constante de faturamento (19),
acrescida da perda de transformação (26).
7. Consumo em kWh no horário de ponta . Indica o total de energia elétrica
(kWh) consumida no horário de ponta (HP). É o resultado da diferença das
leituras (atual – anterior) vezes a constante de faturamento (19), acrescida da
perda de transformação (26). Este valor não aparece na modalidade de tarifa
convencional.
8. Demanda em kW. Indica o valor de demanda registrado no horário fora de
ponta (HFP). É o resultado das diferenças de leituras (atual – anterior) vezes a
constante de faturamento (18), acrescida da perda de transformação (26).
37
CONCEITOS PRELIMINARES
9. Demanda em kW. Indica o valor de demanda registrado no horário de ponta
(HP). É o resultado das diferenças de leituras (atual – anterior) vezes a
constante de faturamento (18), acrescida da perda de transformação (26). Este
valor é igual a zero ou não existe nas modalidades Verde ou Convencional.
10. Demanda contratada em kW no horário fora de ponta (HFP).
11. Demanda contratada em kW no horário de ponta (HP). Este valor é zero ou
não existe nas modalidades Verde ou Convencional.
12. Demanda de ultrapassagem em kW. Indica o valor de demanda que
ultrapassou o limite preestabelecido da demanda contratada no horário fora de
ponta.
13. Demanda de ultrapassagem em kW. Indica o valor de demanda que
ultrapassou o limite preestabelecido da demanda contratada no horário de
ponta. Este valor não aprece quando for faturado na Convencional ou Verde.
No exemplo, este valor não aparece, porque a demanda registrada (1260 kW)
não ultrapassou o limite de tolerância (10%) da contratada (1400kW + 10% =
1540 kW).
14. Energia reativa – FER/kWArh. Refere à energia elétrica reativa (UFER)
no horário fora de ponta. Esse valor aparece quando o fator de potencia horário
for menor que 0,92.
15. Energia reativa – FER/kWArh. Refere à energia elétrica reativa (UFER)
no horário de ponta. Esse valor aparece quando o fator de potencia horário for
menor que 0,92.
16. Demanda máxima corrigida registrada no horário fora de ponta.
Correspondendo à demanda de potência reativa excedente, no período de
faturamento (FDR), no horário fora de ponta.
17. Demanda máxima corrigida registrada no horário de ponta.
Correspondendo à demanda de potência reativa excedente, no período de
faturamento (FDR), no horário fora ponta.
18. Constante de faturamento utilizada para o cálculo das demandas
registradas nos respectivos horários.
19. Constante de faturamento utilizada para cálculo dos consumos registrados,
das energias reativas e das demandas máximas corrigidas, nos respectivos
horários.
38
CONCEITOS PRELIMINARES
20. Constante de faturamento utilizada para o cálculo da energia elétrica
reativa quando unidade consumidora for faturada na modalidade Convensional.
21. Fator de potência indica o fator de potência quando a unidade
consumidora for faturada na modalidade Convencional. Esse valor não deve
ser menor que 0,92, pois caso isso corra, sua fatura será onerada com o
pagamento de reativos excedentes.
22. Fator de carga. Indica o fator e carga no horário fora de ponta.
23. Fator de carga. Indica o fator e carga no horário fora ponta.
24. Relação de transformação de potência.
25. Transformação de corrente.
26. Percentual de perdas. Quando a medição é realizada na média tensão este
valor é 0 (como neste exemplo). Caso seja realizada na baixa tensão, esse valor
seria 2,5. considera-se que o transformador possui uma perda de transformação
de 2,5% de todas as grandezas envolvidas. Neste caso, para o cálculo do 6, 7,
8, 9, 14, 15, 16 e 17, os resultados deveriam ser multiplicados por 1,025.
27. Valor de demanda faturada . Indica o valor de demanda que deverá ser
faturada no horário fora de ponta. No exemplo, a demanda no horário fora de
ponta ultrapassou o limite de tolerância de 10%. Será faturada a demanda
contratada no horário fora de ponta (2700 kW), mais a demanda de
ultrapassagem (618 kW).
28. Valor de demanda faturada . Indica o valor de demanda que deverá ser
faturada no horário fora de ponta. No exemplo, a demanda no horário de ponta
não ultrapassou o limite de tolerância de 10%.
29. Valor de demanda de ultrapassagem faturado. Como ocorreu
ultrapassagem no horário fora de ponta, será faturado com tarifa de
ultrapassagem, o valor total que ultrapassou a demanda contratada (3318 –
2700 = 618 kW). Observe que não é apenas o valor acima da tolerância de 10%
(3318 – 2970 = 348 kW).
30. Valor de demanda de reativo excedente faturado. Indica o valor de
demanda de reativos excedentes no horário fora de ponta que será faturado.
Esse valor aparece quando o fator de potência horário for menor que 0,92. Os
valores são obtidos da diferença das demandas máximas corrigidas registradas
39
CONCEITOS PRELIMINARES
e das demandas faturáveis (maior valor entre a demanda registrada e a
contratada) nos respectivos horários. No exemplo : 3717 – 3318 = 399 kVAr.
3.3.4 ICMS
O ICMS incide sobre o fornecimento de energia elétrica, sendo suas taxas
definidas em leis estaduais e seu cálculo pode ser efetuado da Equação (3.14), definida
pelo Conselho de Política Fazendária:
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
−= 1
11.
ICMSFimposto
( 3.14 )
Onde F é o valor da fatura e ICMS o valor da alíquota. Portanto, o valor total da
fatura é dado por:
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
−=+=
ICMSFimpostoFFT
11.
( 3.15 )
Onde FT é o valor total da fatura ou o valor total da conta de energia elétrica do
consumidor.
3.3.5 Tarifa Amarela
É um tipo de tarifa horária, ou horo-sazonal (dependendo da concessionária),
aplicada aos consumidores do tipo B. Esta tarifa não é regulamentada pela REN 456,
sendo utilizada em projetos de GLD – Gerenciamento pelo Lado da Demanda
implantados por algumas concessionárias.
Sua função é tentar fazer com que os consumidores do tipo B, reduzam o seu
consumo no horário de ponta.
Alguns exemplos de projetos utilizando esta tarifa serão mostrados no capítulo 5
40
Capítulo 4
Vertentes do Combate ao Desperdício de Energia
4.1 Introdução
A sociedade atual busca o "desenvolvimento sustentável", com a visão de
garantir que haja disponibilidade de recursos naturais, em níveis semelhantes aos atuais
para as gerações futuras, e o acesso igualitário, aos recursos naturais ou aos "bens"
econômicos e sociais.
Com esta visão, o combate ao desperdício (energia, água, alimentos etc.) se
justifica por si só. Ao se tratar da energia elétrica, verifica-se que as fontes de energia
na natureza estão cada vez mais escassas e tem-se que procurá-las cada vez mais
distante dos centros consumidores. A tendência mundial é o combate ao desperdício.
Além disso, restrições econômicas levam a explorar ao máximo as capacidades
disponíveis, em lugar de se construir novas unidades de geração e transmissão.
Para a disseminação desta nova cultura, deve-se atuar em dois focos principais:
Vertente Humana e Vertente Tecnológica.
41
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
4.2 Vertente Humana
O principal objetivo desta vertente é a mudança de hábitos de consumo,
formação e qualificação profissional. O cidadão recebe informações, que o auxiliam a
se inserir no contexto da nova situação, induzindo-o à mudança de hábitos, atitudes e
futura mudança de comportamento e qualificação profissional.
As ações educativas, desenvolvidas neste contexto devem ser elaboradas de
acordo com o público a ser atingido. Com isso, tem-se uma linguagem própria e
exemplos mais próximos da realidade de cada seguimento, aumentando as chances de
sucesso.
Visando a melhor compreensão das técnicas empregadas nesta vertente, serão
apresentados programas e materiais desenvolvidos por empresas e diversos órgãos
ligados ao combate ao desperdício de energia.
4.2.1 Programa Procel nas Escolas
O “Procel nas escolas” é um projeto interdisciplinar do Procel/Eletrobrás e das
Concessionárias de Energia Elétrica do País, e funciona na área de educação, dentro do
tema transversal meio ambiente, envolve professores de todas as disciplinas aplicadas
nas escolas [ 47 ].
O Procel, em parceria com os Ministérios da Educação e de Minas e Energia,
trabalha no sentido de capacitar professores dos ensinos fundamental e médio para
atuarem, junto aos alunos, como multiplicadores/orientadores no combate ao
desperdício de energia elétrica. No ensino técnico e superior, apoiando ações de
formação profissional.
Para que as informações se processem com êxito, o canal de comunicação é a
"Educação Ambiental", através da metodologia "A Natureza da Paisagem - Energia -
Recurso da Vida". Material didático/pedagógico apropriado é disponibilizado para as
escolas, que ingressam neste projeto [ 47 ].
Para cada segmento educacional tem-se uma abordagem específica:
1. Nos níveis fundamental e médio, este projeto atua de forma permanente,
apoiando ações de capacitação de professores através de palestras, mini-cursos
42
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
e material didático. Pode ser implantado nas escolas da rede pública, através
das Secretarias Municipais e Estaduais de Educação; nas escolas particulares
através dos Sindicatos Estaduais de Escolas Particulares – SINEPES; no
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - SENAI e Serviço Nacional de
Aprendizagem Comercial - SENAC.
2. Nas escolas de nível médio técnico, através de apoio para o oferecimento
de disciplinas “Meio Ambiente e o Desperdício de Energia”, com uma carga
horária de 40 horas, para os alunos dos cursos de eletrotécnica, eletrônica,
mecânica e civil. Como exemplo, “no CEFET/RJ, as disciplinas Geografia,
Construção Civil, Física, Eletrotécnica e Mecânica contribuíram para o
desenvolvimento do conteúdo da nova disciplina “Meio Ambiente e o
Desperdício de Energia”. Os professores daquelas disciplinas estão sendo os
responsáveis por desenvolver os assuntos junto aos alunos do 2o e 3o anos”
[ 47 ].
3. Nas instituições do ensino superior, o Procel trabalha para disseminar os
conteúdos de combate ao desperdício e uso eficiente de energia nos cursos de
graduação em Engenharia. Diversas instituições de Ensino Superior – IES são
parceiros nesta atividade e dentre elas destacam-se: Universidade Federal de
Itajubá - UNIFEI, Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG,
Universidade Federal de Juiz de Fora - UFJF, Pontifícia Universidade Católica
de Minas Gerais - PUC/MG, Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ,
Universidade Federal Fluminense - UFF, Universidade de Brasília - UnB,
Universidade de São Paulo - USP, Universidade Federal de Santa Catarina -
UFSC, Universidade Federal do Espírito Santo – UFES, Universidade Federal
de Pernambuco - UFPE, Universidade de Pernambuco – UPE. Futuramente,
esta parceria deve ser expandida para outras IES.
A operacionalização do programa Procel nas Escolas cabe às Concessionárias de
Energia Elétrica, que recebem treinamento específico para o trabalho, e, em seguida,
estabelece, com a área de Educação, um relacionamento institucional para a
implementação do projeto. A concessionária é responsável pela capacitação dos
professores. O projeto possui as seguintes etapas de implantação [ 53 ].
• Treinar funcionários das concessionárias e da área de educação para serem
multiplicadores do projeto;
43
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
• Sensibilizar a área de educação;
• Estabelecer acordos de cooperação técnica entre as concessionárias e a área
de educação;
• Identificar as escolas que participarão do projeto;
• Realizar reuniões de sensibilização com os diretores das escolas;
• Reproduzir e distribuir material didático-pedagógico para as escolas;
• Realizar curso para os professores e o seu cadastramento.
O conteúdo programático da metodologia "A Natureza da Paisagem",
desenvolvido pelo Centro de Cultura, Informação e Meio Ambiente – CIMA, para a
realização de cursos de capacitação, conta com livros, jogos educativos e também de um
álbum seriado. O trabalho desenvolvido é envolto em temas fundamentais que são
capazes de modificar a relação com o ambiente e, principalmente, promover a esperada
mudança de hábitos [ 16 ]. Entre os temas abordados pelo material didático estão: o
lixo, as águas e a energia.
O primeiro tema a ser abordado foi o lixo. Foi amplamente utilizado no estado
do Rio de Janeiro e serviu de base para a criação de outros programas de educação
ambiental no Brasil, onde se pode destacar o Programa de Educação Ambiental na
Escola e na Comunidade e o Programa Metropolitano da Bahia – Componente Limpeza
Urbana.
Logo depois foi lançado o tema: Águas. Voltado principalmente para o
saneamento básico, tal qual o anterior serviu de base para a criação de outros projetos,
dentre eles: o fornecimento de material didático para o combate ao vibrião da cólera na
campanha do Ministério da Saúde, o Projeto de Infra Estrutura e Saneamento Básico da
região Metropolitana de Fortaleza.
Em relação à energia, o foco principal é diminuir os impactos ambientais
decorrentes da produção de energia elétrica, que tem relação direta com a educação
ambiental, e busca a mudança de hábitos e que, por sua vez, reduz o desperdício e a
necessidade de se construir novas usinas de geração de energia. No material didático
são apresentadas, de forma resumida, as teorias, princípios e processos de utilização da
energia elétrica.
A Figura 4-1 mostra o material didático do projeto “A Natureza da Paisagem”.
Cada álbum seriado possui 12 pranchas multicoloridas, com intuito de motivar os
alunos.
44
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Figura 4-1 - Temas Abordados no Projeto “A Natureza da Paisagem”
Atualmente o programa "A Natureza da Paisagem - Energia", além do álbum
seriado, conta com [ 47 ]:
• Livro do professor – é o livro que apresenta todo o processo metodológico
em linguagem convidativa; explica os métodos e motivos para o combate ao
desperdício de energia, dando ao professor muitas informações e sugestões de
atividades práticas a serem desenvolvidas em sala de aula, tais como:
instruções de como medir o consumo de eletricidade em uma residência,
estimar o consumo futuro etc.;
• Livro Zero – é um livro técnico-científico que aborda o tema energia,
oferecendo informações abrangentes e relevantes ao público a quem o Projeto
se destina;
• Livro 1 – é um livro poético, composto em rimas e com muitas ilustrações,
destinado aos alunos de 1a e 2a série do ensino fundamental;
• Livro 2 – é um livro com texto um pouco mais elaborado, feito em prosa,
com ilustrações coloridas, voltado para pré-adolescentes, destinado aos alunos
da 3a e 6a séries do ensino fundamental;
• Livro 3 – é um livro para adolescentes, com linguagem mais elaborada,
voltada para alunos que já possuem um certo conhecimento em física;
• Livro 4 – é um livro para os alunos do Ensino Médio convencional.
Bastante ilustrado e com mais conteúdo;
• Folheto - Informa sobre a metodologia "A Natureza da Paisagem -
Energia".
45
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Figura 4-2 - Jogo Educativo
• Jogo educativo – apresentado na Figura 4-2, foi elaborado para ser jogando
com até 6 participantes, onde cada um percorre um caminho no tabuleiro. Ao
longo deste caminho vão sendo descritas muitas dicas de combate ao
desperdício.
• Vídeo - uma fita de vídeo abordando: Energia-fontes e Formas; A História
da Energia no Brasil; A História da Energia no Mundo; A Energia e o Meio
Ambiente e Como Combater o Desperdício de Energia. Para a educação pré-
ensino fundamental, um material focado nesta faixa etária, também está
disponível. O vídeo transporta os espectadores para o conteúdo dos livros
através de imagens das fontes e formas de energia, da história da energia no
mundo e no Brasil e do combate ao seu desperdício;
• Cartilha – com conteúdo para o ensino pré-fundamental.
Até 2003 o programa já tinha envolvido um total de 12.300 escolas, onde foram
treinados 96.000 professores e 10,5 milhões e alunos. A perspectiva é de um
crescimento deste número, uma vez que a cada ano, mais alunos são treinados pelos
professores já capacitados e mais escolas aderem ao programa. Os resultados são
bastante positivos, com a estimativa de redução de energia da ordem de 6
kWh/mês/aluno, segundo a Companhia Paranaense de Energia - COPEL e Companhia
Estadual de Energia - CEEE e de 8,77 kWh/mês/aluno, segundo a Centrais Elétricas de
Minas Gerais – CEMIG [ 18 ].
46
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Em julho de 2003, foi realizado um Workshop, em Brasília, envolvendo todo o
público-alvo do “Procel nas Escolas”, numa discussão ampla sobre as novas
necessidades do projeto. Resultado: atualização e ampliação de todo o material
didático/pedagógico, e criação de um Prêmio para a categoria. Atualmente a
metodologia e todo o Programa Procel nas Escolas está sendo avaliado e reformulado,
através do Programa de Ampliação e Atualização do Procel nas Escolas - PAPE , de
modo a ampliar sua atuação, abrangendo, de forma mais eficaz, da educação infantil ao
ensino superior.
4.2.2 A Disciplina Eficiência Energética na UFJF
Durante o seminário “Procel nas Instituições de Ensino Superior”, promovido
pelo Procel/Eletrobrás, em Itajubá MG - outubro/2000, verificou-se que diversas ações
isoladas de formação, desenvolvimento e transferência de tecnologia na área de
combate ao desperdício de energia vinham sendo implementadas e foi possível
identificar um potencial de trabalho com estas instituições.
Sendo assim, foi proposta a criação da disciplina de Eficiência Energética para
os cursos de engenharia nas IES participantes e a implementação de Laboratórios de
Eficiência Energética.
A necessidade de incorporar temas referentes à eficiência energética nos
currículos dos cursos de graduação justifica-se por [ 44 ]:
1. Mercado de trabalho - O ambiente competitivo impõe aos consumidores
industriais a redução de custos com energia elétrica, e isto requer análises
profundas da planta (diagnóstico energético), tanto na fase de implantação do
projeto como na fase de operação da instalação.Verifica-se um grande aumento
do número de Empresas de Serviços de Conservação de Energia –ESCOs.
Normalmente os lucros destas empresas provêm dos ganhos financeiros
obtidos com a redução de desperdícios proporcionados ao cliente.
2. Criar uma cultura de combate ao desperdício dos energéticos - Esta
linha de atuação consiste em intensificar ações educativas, no sentido de mudar
a cultura do desperdício, ora vigentes. Ressalta-se que os alunos dos cursos de
engenharia e arquitetura atuarão diretamente nos projetos e operação de
sistemas elétricos, difundindo a cultura do combate ao desperdício de energia.
47
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
3. Formação dos profissionais integrados no contexto sócio-econômico -
Além da mudança de hábitos, estes graduandos estarão capacitados a atuar na
sociedade, transformando-a. Com o conhecimento do contexto, eles estarão
mais preparados a enfrentar o mundo do trabalho e suas modificações.
4. Formação de Multiplicadores - Os egressos, agindo na sua comunidade,
irão atuar como multiplicadores, provocando alterações na cultura do
desperdício.
A partir da realização de um projeto de eficientização das instalações do prédio
da Reitoria da UFJF, realizado através de um convênio com o Procel, das diretrizes
delineadas no seminário “Procel nas IES” e com o objetivo de modernização do
currículo do curso de engenharia elétrica da UFJF foi proposta, à Coordenação do Curso
de Engenharia Elétrica da UFJF e aprovada nos órgãos competentes, a criação de uma
disciplina eletiva Eficiência Energética, com carga horária de 60 horas/aula. Esta
disciplina esta sendo oferecida, em caráter optativo, desde o primeiro semestre de 2001
para alunos a partir do sétimo período.
Esta atividade acadêmica está sendo desenvolvida visando atender a Lei de
Diretrizes e Bases da Educação, Lei 9.394 de 20 de dezembro de 1996, e as Diretrizes
Curriculares para os Cursos de Graduação em Engenharia, Resolução CNE/CES
11/2002, através do desenvolvimento de atividades integralizadoras de conhecimento.
Com isso, pretende-se adequar e modernizar o currículo do curso de engenharia elétrica
da UFJF.
Espera-se que, ao término da disciplina, os alunos tenham desenvolvido
habilidades e competências para realizar projetos de eficientização energética, propondo
ações que conduzam ao funcionamento eficiente das instalações, à redução no consumo
de energia e à adequação às normas técnicas, modernizando as instalações e processos,
de modo a tirar vantagens competitivas dos equipamentos tecnologicamente mais
eficientes e sendo capazes de atuar na sociedade como multiplicadores para a
disseminação de uma cultura de combate ao desperdício de energia elétrica.
Os conteúdos discutidos na disciplina são:
• Panorama energético brasileiro;
• Fontes alternativas de energia;
• Combate ao desperdício de energia – tendências;
48
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
• Programas institucionais;
• Otimização energética, metodologia de diagnóstico e auditoria energética;
• Avaliação econômica de investimentos;
• Análise tarifária;
• Arquitetura eficiente;
• Sistemas de Iluminação Eficientes;
• Geração na ponta e cogeração;
• Potencial de redução do consumo em diversos usos finais;
• Sistemas motrizes;
• Outros tópicos, podem ser abordados de acordo com o interesse dos alunos.
Verifica-se grande inter-relação entre o conteúdo desta atividade acadêmica com
várias disciplinas do currículo do curso de engenharia elétrica da UFJF (e de outras
IES), a saber: introdução à engenharia elétrica, laboratório de eletrotécnica, instalações
elétricas, eletrotécnica industrial, medidas elétricas, eletrônica de potência, máquinas
elétricas, materiais elétricos etc. Desta forma, trabalha-se com a característica de
transdisciplinaridade. Grande inter-relação também com disciplinas ligadas a área de
eletricidade dos cursos de Engenharia Civil e Engenharia de Produção e da área de
conforto ambiental e projetos de arquitetura do curso de Arquitetura e Urbanismo.
A concepção da metodologia de ensino-aprendizagem que norteia as atividades
da disciplina Eficiência Energética baseia-se no “Método Tutorial” [ 25 ], dentro da
perspectiva sócio-histórica [ 42 ], nesta o aluno produz um ensaio, partindo do
conhecimento que tem a cerca de um determinado assunto ou através de pesquisa
realizada e o tutor o questiona, devolvendo-o para que possa ser refeito. Assim, o aluno
passa a aprofundar os conceitos e questionar sempre o que está sendo apresentado.
Além disso, ele tem que apresentar a sua visão sobre o assunto, sua síntese sobre o
conteúdo que está sendo estudado, não sendo aceitos cópias ou trechos de outros
trabalhos. Deste modo, o aluno estará produzindo seu conhecimento.
A prática educacional implementada no LEENER segue a orientação da “Carta
de Juiz de Fora” [ 59 ]. Os professores-orientadores têm como princípios promover o
desenvolvimento da criatividade, iniciativa e demais habilidades e competências, para
que se transformem em atitudes, definidas pelas Diretrizes Curriculares para os Cursos
de Engenharia. “Procuramos contribuir para, passo a passo, ir reforçando esta linha que
49
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
tenta libertar os estudantes da diretriz que os vinha “reduzindo a tecnólogos’ sem
respeitar seu direito ao “engenho e arte” da profissão” [ 43 ].
Procura-se apoiar a formação de engenheiros-cidadãos, “como profissionais do
crescimento e das mudanças das bases produtivas do país”, com a visão de que o
“engenheiro é o protagonista estratégico para que um país nação possa existir” [ 31 ]
com a capacidade de sonhar com este novo país a se construir, com a visão de uma
comunidade economicamente desenvolvida, socialmente igualitária, com consciência
ecológica.
O processo de avaliação tem como objetivo identificar o pensamento crítico do
aluno, como ele está se apropriando dos novos conhecimentos, como está trabalhando
para o desenvolvimento intelectual. Além disso, procura-se avaliar quais os mecanismos
intelectuais que usa para vencer as dificuldades, resolver os problemas. As avaliações
são negociadas, obedecendo às regras da instituição.
Devido ao extenso conteúdo a ser estudado, ainda não se conseguiu, plenamente,
desenvolver todas as atividades através da metodologia de ensino-aprendizagem que
norteia os trabalhos. Assim, a disciplina Eficiência Energética se divide em dois
momentos, a saber: exposição e discussão dos conteúdos essenciais e desenvolvimento
de atividades práticas.
Na etapa de discussão dos conteúdos, utilizam-se palestras e aulas expositivas,
buscando sempre que motivem a participação de todos. Como a disciplina é
integralizadora de conhecimentos, a participação dos alunos é fundamental e
incentivada em todos os momentos. A apresentação e discussão de casos práticos são
constantes, bem como a valorização da criatividade do aluno na solução de problemas
de diagnóstico, uma vez que “não há receita de bolo”, cada caso é um caso a ser
analisado e diferentes soluções de engenharia são requeridas. Trabalho de pesquisa na
internet, busca de conhecimentos do senso comum e utilização de softwares de
simulação são propostos.
Na fase de atividades práticas, procura-se, através de experimentos simples e
idealizados pelos próprios alunos, comprovar os conhecimentos adquiridos. Não se têm
experimentos focados. O aluno identifica um problema e procura as soluções. A
orientação dos trabalhos práticos fica a cargo dos professores e colaboradores (alunos
de mestrado envolvidos em projetos ligados a área). Alguns monitores auxiliam no
desenvolvimento de certas atividades, como desenvolvimento de protótipos.
50
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Outra atividade realizada é uma visita técnica a uma instalação industrial. A
escolha da instalação e a data da visita são feitas em comum acordo com os alunos. Em
geral, todos os alunos participam, pois a visita é muito motivadora. Neste momento,
pode-se exercitar o conhecimento que foi apropriado. Após a visita, os alunos devem
apresentar um relatório técnico, contendo os principais potenciais de economia de
energia e soluções alternativas para os problemas identificados.
Em resumo, nesta atividade busca-se que o aluno seja o centro do processo
ensino-aprendizagem, não apresentando soluções prontas, deixando que produzam
coletivamente o conhecimento.
A disciplina Eficiência Energética do Curso de Engenharia Elétrica da UFJF
abriu um vasto campo de desenvolvimento de atividades acadêmicas que levam o futuro
engenheiro a experimentar os conhecimentos técnicos, aplicando-os no campo social.
Desta forma, certamente está se formando engenheiros mais completos e absolutamente
conscientes da necessidade de modificar a sociedade, o que é inadiável.
Durante muitos anos, ignorou-se, e muitos ainda ignoram, a necessidade de
disseminação dos conhecimentos e da transferência de tecnologia. A Universidade tem
uma responsabilidade social que não pode ser simplesmente esquecida. A pesquisa pura
(da fronteira do conhecimento) é importante para o desenvolvimento, mas num país
com tantos contrastes, a responsabilidade social é imperativa. Isto tem levado diversos
pesquisadores a desenvolverem trabalhos em comunidades, pesquisas com materiais de
baixo custo, que podem proporcionar melhoria da qualidade de vida da população mais
carente. O projeto desta disciplina insere-se neste contexto.
A implementação de uma nova metodologia de ensino-aprendizagem em um
curso tradicional como o de engenharia elétrica é uma tarefa, muitas vezes, árdua.Os
alunos estão habituados à metodologia de aulas expositivas, experimentos prontos,
comportando-se como um receptáculo de informações já processadas e repetem
mecanicamente as experiências já realizadas por outros, onde se tem como foco
principal os resultados que serão obtidos. O processo de construção do conhecimento é
secundário. Mesmos os professores mais tradicionalistas vêem com restrições estas
inovações, julgando que a metodologia é muito distante dos métodos convencionais, ou
não dando credibilidade ao processo.
É interessante observar que os alunos que se submetem a esta nova proposta
metodológica, passam a ter uma nova visão do processo de ensino-aprendizagem e se
51
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
sentem verdadeiramente engenheiros. Os professores que trabalham neste novo
paradigma da educação, se sentem motivados, apesar do imenso trabalho adicional que
esta metodologia requer.
No entanto, com o objetivo de incentivar a participação dos alunos da disciplina
de eficiência energética e outras disciplinas do curso de engenharia elétrica, sem
provocar um choque drástico, pode-se propor alguns experimentos a serem
desenvolvidos pelos alunos sem, no entanto, perder o foco metodológico ao longo do
processo. Para isto, estão sendo desenvolvidas algumas atividades simples, onde o aluno
inicialmente reproduz algo já realizado, com o objetivo de desenvolver habilidades de
manuseio de alguns equipamentos de medição e materiais, e, durante este processo, será
estimulado a analisar, questionar, sintetizar, propor novos experimentos e realizá-los.
Além da análise das tecnologias disponíveis, procura-se enfatizar a importância
da mudança de hábitos de consumo da energia elétrica. Durante a disciplina, os alunos
são constantemente questionados em relação aos hábitos de consumo e quais as ações
que têm sido tomadas para proceder esta mudança de atitudes. Além disso, são
estimulados a desenvolverem campanhas educativas.
Os alunos são motivados, durante a participação da disciplina, a realizarem
pesquisa bibliográfica sobre o setor elétrico brasileiro, inovações tecnológicas, novos
materiais, conhecimentos de senso comum e alternativas tecnológicas de baixo custo.
Realizam trabalhos utilizando softwares de iluminação, de análise tarifária e seleção de
motores elétricos (BD Motor6). Participam de visitas técnicas a empresas da região e
desenvolvem um trabalho final, onde devem aprofundar seus conhecimentos sobre um
tema livre, na área de eficiência energética.
O objetivo dos trabalhos práticos desenvolvidos na disciplina é mostrar que
através de experimentos simples e com a utilização de materiais de baixo custo, pode-se
desenvolver tecnologia. É transformar o conhecimento do senso comum em produtos
que possam, através da agregação de conhecimento tecnológico, beneficiar a sociedade,
principalmente os de menor poder aquisitivo. Além disso, mostrar o que diferencia o
valor dos produtos é o conhecimento e o desenvolvimento tecnológico que está
embutido no produto final.
6 Software para viabilizar economia de energia em motores de indução trifásicos, foi desenvolvido através de parceria entre ELETROBRAS/ PROCEL, Centro de Aplicação de Tecnologias Eficientes – CATE e o Centro de Pesquisa de Energia Elétrica - CEPEL
52
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
A experiência da Faculdade de Engenharia da UFJF na área acadêmica de
combate ao desperdício de energia é fruto de um projeto de eficientização energética
realizado em convênio com o Procel/Eletrobrás (1999 a 2001).
No âmbito deste projeto foi realizado um “Curso de Diagnóstico Energético”
com duração de 20 horas. Por se tratar de um curso piloto, a carga horária foi
concentrada, sendo as vagas disponibilizadas para alunos da UFJF e membros da
comunidade.
O curso superou as expectativas, o que comprovou o grande interesse pelo tema.
Isto representou um indicativo de que a disciplina seria bem aceita pela comunidade
acadêmica.
Em 2001, foi criada a disciplina Eficiência Energética, seguindo todas as normas
da UFJF, estabelecidas pelo Regulamento Acadêmico de Graduação – RAG. A Tabela
4-1 apresenta o número de alunos que cursaram a disciplina e o número de trabalhos
finais desenvolvidos.
Tabela 4-1 - Número de Alunos Participantes das Atividades Acadêmicas na Área
de Combate ao Desperdício de Energia
Ano Curso Carga horária horas-aula
Número de alunos:
Número de Trabalhos
2000 Curso de extensão 20 43 - 2001 Curso de extensão 20 42 - 2001 Curso de extensão 20 55 - 2001-1 Disciplina *1 60 29 8 2001-3 Disciplina *1 60 24 6 2002-1 Disciplina *1 60 6 4 2003-1 Disciplina *1 60 13 8 2003-3 Disciplina *1 60 7 - 2004-1 Disciplina *1 60 20 8 2004-3 Disciplina *1 60 24 8 2004 Mini-curso –
I Mostra da UFJF 4 10 -
2005 - 1 Disciplina *1 60 18 5 *1 – Disciplina do Curso de Engenharia Elétrica da UFJF
Dentre os trabalhos realizados pelos alunos destacam-se:
• Campanhas educativas, onde se verificou grande criatividade no
53
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
desenvolvimento de slogans, proposição de jogos, design de adesivos, cartazes
e camisas.
• Projetos de eficientização energética em ambientes diversos: Faculdade de
Engenharia da UFJF, CRITT/UFJF, IMBEL, igreja, hospital, gráfica, indústria
de torrefação e moagem de café, posto de gasolina, marcenaria, marmoraria,
padaria, escola, escritório de advocacia, salão de beleza, mercearia, revenda de
automóveis, entre outros.
• Utilização e comparação de softwares de iluminação em diversos ambientes:
projeto de iluminação de campo de futebol e projeto luminotécnico de uma
capela.
• Desenvolvimento de protótipos: fogão solar, aquecedor solar de baixo
curso, aproveitamento da iluminação natural em interiores sem janelas ou
clarabóias utilizando fibra ótica, utilização de garrafas “pet” para
aproveitamento da luz natural em ambientes, transformador de corrente para
equipamentos, brise solar regulado pela intensidade luminosa, entre outros.
• Estudos de vários temas ligados à área, tais como: sistema de iluminação
pública, materiais de construção que proporcionam conforto térmico,
reaproveitamento de material reciclável para isolamento térmico e biodigestor.
Destaca-se que, em 2003/3, os alunos foram avaliados através de provas e
comprovou-se que eles se sentem mais motivados quando desenvolvem trabalhos
práticos.
Em 2002 e 2003 pôde-se verificar uma redução significativa do número de
alunos. Isto pode ser justificado pelos problemas decorrentes da paralisação dos
servidores e professores das Instituições Federais de Ensino Superior (IFES), das
alterações no calendário acadêmico (que acabou interferindo no cronograma das
atividades), a falta de pré-requisitos, a reestruturação da disciplina, dentre outros.
Destaca-se o grande interesse dos alunos na realização dos trabalhos finais da
disciplina. Como subproduto dos trabalhos desenvolvidos, verifica-se a motivação dos
alunos no curso, a interdisciplinaridade dos conteúdos estudados e a integração de
conteúdos de várias disciplinas.
Os trabalhos finais são avaliados pela equipe de professores e todos
apresentaram excelente nível técnico A avaliação da disciplina Eficiência Energética
54
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
pelos discentes, realizada através de um questionário aplicado no final de cada período,
tem mostrado que a disciplina tem atingido seus objetivos plenamente, obtendo conceito
global entre bom e ótimo. A atividade acadêmica supera as expectativas dos alunos,
visto que possui grande relação com a área de interesse dos mesmos e é articulada com
as demais disciplinas do curso. A carga horária tem sido considerada adequada, o
conteúdo programático bom e o critério de avaliação adequado. O relacionamento
professor-aluno, os recursos didáticos utilizados são considerados ótimos. Além disso, o
estímulo do professor ao desenvolvimento do pensamento crítico do aluno tem sido
considerado entre bom e ótimo. Como comentário adicional, os alunos relatam que se
sentem empolgados em resolver problemas de engenharia, pois estimulam a
criatividade, aumentam o interesse pelo desenvolvimento tecnológico, contextualizam e
ampliam os conhecimentos adquiridos no curso.
Nesta atividade acadêmica, procura-se trabalhar as relações humanas, buscando
o desenvolvimento do aluno como cidadão; o desenvolvimento social, através de
pesquisas para incorporar, no conhecimento do senso-comum, novas tecnologias
utilizando materiais de baixo custo; e as questões das relações entre ciência, tecnologia
e sociedade.
Os resultados demonstram o grande interesse dos alunos pelo tema e a
motivação para desenvolvimento de projetos que os levem a se sentirem
verdadeiramente engenheiros.
4.2.3 O LEENER – Laboratório de Eficiência Energética
Para atender as demandas geradas, a partir do desenvolvimento da disciplina de
Eficiência Energética do Curso de Engenharia Elétrica da UFJF, criou-se o LEENER –
Laboratório de Eficiência Energética, que tem por objetivos apoiar as ações de
formação, transferência de tecnologia e pesquisa e desenvolvimento, bem como criar
um ambiente capacitado para realização de palestras e interação com a comunidade,
podendo assim disseminar a cultura do combate ao desperdício de energia elétrica.
Para atender ao desenvolvimento de trabalhos de investigação científica, o
LEENER dispõe de equipamentos7 para realizar diagnósticos energéticos de
7 Diversos equipamentos e materiais foram adquiridos através do Convênio ECV 933-2003 UFJF-Eletrobrás e outros materiais foram obtidos através de doação dos fabricantes.
55
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
consumidores residenciais, comerciais, públicos e industriais de pequeno e médio porte;
infraestrutura laboratorial para o desenvolvimento de pesquisas; estrutura de apoio
didático para formação e capacitação na área e um conjunto de equipamentos eficientes
(sala eficiente8).
O LEENER, além de apoiar as atividades didáticas da disciplina Eficiência
Energética para os alunos do curso de Engenharia Elétrica da UFJF, apóia outras
disciplinas que tratam de temas correlatos dos cursos de Arquitetura e Urbanismo,
Engenharia Civil e Engenharia de Produção.
Outras atividades acadêmicas, visando a criação de uma cultura de Combate ao
Desperdício de Energia, têm sido realizadas: orientação de bolsistas de iniciação
científica, orientação de estágio supervisionado, trabalhos de fim de curso, monografias
de curso de especialização, dissertações de mestrado, promoção de eventos (I e II
seminário de Eficiência Energética e I Mostra da UFJF), programa de capacitação dos
bolsistas, realização de palestras para comunidade, palestras para alunos de escolas de
educação básica e ensino técnico e outras.
O LEENER tem uma grande iteração com a sessão estudantil do “Institute of
Electrical and Electronics Engineers” – IEEE; com o Programa Especial de
Treinamento – PET/CAPES; com o Centro Regional de Inovação e Transferência de
Tecnologia – CRITT/UFJF, através do Núcleo de Eletroeletrônica, dando suporte às
empresas da região; com a Pró-reitoria adjunta de Logística, apoiando os projetos de
eficiência energética na UFJF; com o Museu Dinâmico de Ciências da UFJF,
promovendo visitas ao laboratório.
Em relação à comunidade, este laboratório mantém um canal de comunicação
aberto, através de correio eletrônico, telefone e o web site, para tirar dúvidas em relação
a equipamentos eficientes e hábitos de consumo. Uma linha de atuação em
desenvolvimento é a criação de kits educativos e protótipos, visando disseminação de
técnicas de combate ao desperdício de energia e uso de fontes alternativas de energia.
4.2.4 Programa Brilho Consciente
Programa que está em desenvolvido na UFJF com a parceria do
8 Sala eficiente – equipamentos cedidos pela Centrais Elétricas de Minas Gerais - CEMIG.
56
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Procel/Eletrobrás e que tem como foco incentivar a participação iterativa da
comunidade do Campus da UFJF no desenvolvimento de atividade de eficiência
energética, com o intuito de disseminar a cultura do combate ao desperdício de energia.
Entende-se por comunidade do Campus, todos os segmentos: professores, funcionários,
alunos, profissionais que executam serviços terceirizados e a população atendida pelos
diversos projetos desenvolvidos na UFJF.
“O objetivo deste projeto não é só reduzir o consumo de energia elétrica, é
envolver a comunidade na solução de um problema da universidade, despertar o
sentido de pertencimento, criando um senso de responsabilidade pela coisa pública,
como se fosse sua, e o sentido de solidariedade, devendo fazê-lo de forma que seja
perene e que haja replicabilidade, trazendo aprendizado para poder aplicar estes
conhecimentos em outras instalações”.
Dr. Sérgio Barbosa de Almeida
Eletrobrás
Figura 4-3 - Mascote do Programa Brilho Consciente
Inicialmente, foi desenvolvido um programa de comunicação visual, com a
criação de mascote (Figura 4-3), slogan, logomarca etc.; realizou-se uma pesquisa de
opinião com a comunidade do Campus, para identificar a melhor forma de atingir os
objetivos do projeto, estimulando a participação; foi realizada uma coleta de dados da
UFJF, visando criar índices de desempenho; foi instalado um sistema de gerenciamento
do consumo de energia elétrica, para comprovar a efetiva redução devido as ações do
programa que irá auxiliar durante todo o processo; foi desenvolvido um “web site”,
www.brilhoconsciente.ufjf.br, que irá apoiar a etapa de participação comunitária.
A participação será realizada através de envio de sugestões de ações que levem a
57
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
redução do consumo de energia no Campus. Cada sugestão será analisada por uma
equipe técnica que irá avaliar o potencial de redução de energia, bem como a
viabilidade de sua implementação. As idéias que apresentarem maior potencial de
economia de energia serão implementadas. Todas as informações sobre as sugestões e
implementações estarão disponíveis no “web site”.
4.2.5 Programa Energia Inteligente – EI
A CEMIG, em 2001, lançou um programa de combate ao desperdício de
energia, chamado de “Programa Energia Inteligente – EI”.
O material utilizado para atingir o público alvo era bem variado, sendo
composto por imãs de geladeira, folheto de dica, “mouse pad”, adesivos, réguas e
outros. Foi criada uma personagem que apresentava todos os projetos desenvolvidos
pela CEMIG no que tange o assunto eficiência energética, mostrando de uma forma
clara, a partir de textos simples e com muitas ilustrações, o que se pode fazer para evitar
o desperdício de energia.
Alguns destes materiais podem ser vistos na Figura 4-4 :
Figura 4-4 - Material de Divulgação Programa Energia Inteligente -
CEMIG
4.2.6 O Selo Procel
58
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
O Selo Procel é um instrumento promocional do Procel, concedido anualmente,
desde 1994 aos equipamentos que apresentam os melhores índices de eficiência
energética dentro da sua categoria. Sua finalidade é estimular a fabricação nacional de
produtos mais eficientes no item economia de energia, e orientar o consumidor, no ato
da compra, a adquirir equipamentos que apresentam melhores níveis de eficiência
energética [ 18 ].
Atualmente, é desenvolvido através de uma parceria entre Procel/Eletrobrás e o
Instituto Nacional de Metrologia - IMETRO e nacionalmente conhecido com “Selo
Procel”.
Para que os equipamentos participem do programa, é necessária uma avaliação
minuciosa de qualidade do produto e sua eficiência. Os fabricantes submetem de forma
voluntária seus produtos, a uma avaliação anual em laboratórios de referência indicados
pelo Programa Brasileiro de Etiquetagem do INMETRO, como o Centro de Pesquisa de
Energia Elétrica – CEPEL, onde lá, passarão por uma série de experiências de forma a
levantar todos os dados relativos a seu funcionamento e a comprovação de que o
produto está de acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT.
Após estes testes, o produto será encaminhado para o IMETRO onde irá ser certificado
e colocado a disposição de uma comissão técnica do “Selo Procel”, que irá classificar
este produto em relação aos outros existentes no comércio. Esta comissão é formada
pelo CEPEL, IMETRO, Instituto de Defesa do Consumidor – IDEC, Associação
Brasileira da Industria Elétrica e Eletrônica –ABINEE, Associação Nacional de
Fabricantes de produtos Eletro-eletrônicos – ELETROS, Associação Brasileira de Ar
Condicionado, Ventilação e Aquecimento – ABRAVA e Associação Brasileira da
Indústria de Iluminação – ABILUX.
Há dois tipos de selo. Estes devem sempre estar afixados nos equipamentos
eficientes:
1. O Selo Procel de Economia de Energia, Figura 4-5, foi instituído no dia 8
de dezembro de 1993, através de Decreto Presidencial, que é concedido
anualmente aos produtos que obtiveram conceito “A”, nos ensaios realizados
nos laboratórios de referência do Programa Brasileiro de Etiquetagem - PBE,
que é concedido, atualmente, aos seguintes equipamentos:
Refrigerador de uma porta compacto;
59
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Refrigerador de uma porta;
Refrigerador combinado;
Refrigerador combinado frost-free;
Freezer vertical;
Freezer vertical frost-free;
Freezer horizontal;
Ar-condicionado de janela;
Coletor solar plano – aplicação banho;
Coletor solar plano – aplicação piscina.
Figura 4-5 - Selo Procel de Economia de Energia
2. Selo Procel Inmetro de Desempenho, Figura 4-6, é concedido,
anualmente, desde novembro de 1998, aos produtos nacionais ou estrangeiros,
etiquetados pelo PBE. Esses produtos devem ter seus níveis mínimos de
eficiência e qualidade definidos pelo Procel.
Figura 4-6 - Selo Procel Inmetro de Desempenho
O Selo Procel Inmetro de Desempenho é fruto de uma bem-sucedida parceria
entre o Procel e o INMETRO, e teve início com o Selo Procel de Economia de Energia
e o Programa Brasileiro de Etiquetagem – PBE . Esta parceria tem sido fundamental
60
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
para o desenvolvimento de normas técnicas, para a implementação dos programas e à
fiscalização dos produtos [ 18 ].
Os equipamentos que atualmente recebem este selo são:
• Lâmpadas fluorescentes compactas integradas e não integradas;
• Lâmpadas fluorescentes circulares integradas e não integradas;
• Reatores eletromagnéticos para lâmpadas fluorescentes tubulares;
• Reatores eletromagnéticos para lâmpadas a vapor de sódio;
• Motor elétrico de indução trifásico da linha padrão;
• Motor elétrico de indução trifásico da linha de alto rendimento;
• Reservatórios térmicos para aquecimento solar.
Apesar de ter componente tecnológica bastante importante, a divulgação do Selo
Procel tem a finalidade de orientar para o uso e aquisição de equipamentos
desenvolvidos com tecnologia que busca o combate ao desperdício de energia.
A premiação da empresa com o selo de qualidade Procel, amplia o mercado
consumidor e estimula as empresas a produzirem novos equipamentos. O mercado se
encarrega da competição na busca da melhor qualidade e menor preço.
4.2.7 Materiais Diversos Utilizados em Campanhas Educativas
As campanhas educativas visam disseminar a cultura do combate ao desperdício
de energia. Sendo assim, extrapolam os ambientes onde estão sendo realizadas,
formando multiplicadores e levando melhorias para toda a comunidade, e incentivam a
aplicação em outros locais. Para tanto, pode-se desenvolver diversas ações, tais como:
− Promover palestras de conscientização, apresentando os conceitos básicos
do programa de combate ao desperdício de energia e os principais aspectos
abordados no diagnóstico, enfocando a necessidade do envolvimento de todos
na obtenção dos objetivos propostos.
− Usar adesivos, cartazes, folhetos e folders que busquem lembrar aos
usuários a necessidade de combater o desperdício.
− Divulgar os resultados, mostrando através de cálculos simples, os ganhos
advindos com as ações implementadas.
− Desenvolver cartilhas contendo dicas de combate ao desperdício de energia.
61
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
− Elaborar programas de radio e televisão com dicas, ações de combate ao
desperdício, divulgação dos objetivos do programa etc.
− Elaborar vídeos educativos, CD-ROOM e Web site.
Para que a campanha educativa tenha os resultados esperados, torna-se
necessário o desenvolvimento e implementação de um projeto de comunicação visual,
através da utilização de material promocional, brindes, materiais de disseminação das
informações e técnicas de combate ao desperdício de energia.
Pode-se desenvolver seu próprio material, criando-se uma marca, uma
identidade para sua campanha ou utilizar material disponibilizado pelo Procel, pelas
concessionárias de energia e outros órgãos.
A seguir, pretende-se comentar sobre alguns destes materiais:
a) Adesivos, Cartazes, Folhetos e Folders – é o meio mais utilizado de
divulgação, pois é de fácil acesso ao público; pode ser elaborado por uma equipe
com pouca experiência no assunto; as mensagens devem ser apresentadas de
maneira clara, através de texto, desenhos e fotografias; é uma forma
relativamente barata de divulgação, isto faz com que a quantidade de material a
ser confeccionado garanta uma maior divulgação do projeto, ao passo que pode
ser distribuído, colado ou deixado de forma proposital em diversos ambientes. O
adesivo em particular é uma excelente forma de propaganda, pois pode ser
colocado em lugares estratégicos, garantindo uma melhor visualização dos
usuários de determinado ambiente e, o fato de estar colado, garante sua presença
no local por um período bem maior que os outros materiais.
b) Imãs – a flexibilidade de colocá-lo em qualquer superfície metalizada, com
a possibilidade de futura remoção do local sem causar prejuízo físico ou estético
do mesmo, garante uma boa aceitação pelo público alvo. A utilização de
mascotes ou formas diferentes das convencionais, torna este tipo de material
muito atrativo. A Figura 4-7, mostra um imã de divulgação do programa “Brilho
Consciente”.
62
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Figura 4-7 - Imã do “Brilho Consciente”
c) Livros – é a forma mais antiga conhecida de transmitir informações. Apesar
de ser um material de custo mais elevado sua importância está na durabilidade.
A facilidade de abordagem de vários subtítulos referentes a um determinado
assunto faz deste material uma grande ferramenta de trabalho em projeto de
combate ao desperdício de energia. A Figura 4-8 mostra alguns dos títulos
lançados nos últimos anos.
Figura 4-8 - Livros de Combate ao Desperdício de Energia
d) Cartilhas – é um material intermediário entre os folders e os livros.
Concilia o reduzido custo dos primeiros com uma informação mais elaborada do
segundo. Este tipo de material deve ser desenvolvido com uma linguagem
específica para cada público alvo, onde uma linguagem mais simples e detalhada
é preferencial. Procura apresentar os conteúdos de maneira menos convencional
que os livros. Geralmente é montado com dicas sobre determinado assunto, mas
63
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
também pode servir como orientação de como se comportar em determinadas
situações. A Figura 4-9 mostra alguns destes materiais, onde podemos destacar a
série “como viver na era do racionamento” para a classe residencial, classe
industrial e classe comercial, o folheto de dicas do programa “Brilho
Consciente”, elaborado no LEENER, que contém dicas de utilização de
equipamentos, tais como: chuveiro elétrico, ferro de passar roupa, microondas,
geladeira etc.
Figura 4-9 - Cartilhas de Combate ao Desperdício de Energia
e) Vídeos - a produção audiovisual é uma das mais eficientes e prazerosas
fontes de informação que a população tem acesso; por isso os vídeos educativos
fazem tanto sucesso principalmente entre as crianças [ 53 ]. É um material mais
caro e exige uma equipe especializada para sua elaboração. Porém, pode ser de
grande valia quando o projeto abrange muitos lugares ao mesmo tempo e não
possui equipe de divulgação com grande número de integrantes. Com o artifício
da tele-aula, garante-se a uniformidade do conteúdo que está sendo abordado e
que a “aula” apresentada é sempre igual, independente do dia ou da turma que
está assistindo. Em lugares mais distantes, pode-se tornar uma solução atrativa
monetariamente, pois sua confecção pode sair mais barato que o deslocamento
de uma equipe ao local. Vídeos curtos, vinculados nos canais de televisão
atingem um grande número de pessoas de uma forma mais rápida.
64
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
f) CD-ROOM - é uma forma moderna de divulgação, criada a partir do
avanço da informática e que fascina crianças, jovens e adultos de todas as
idades. Exige uma equipe especializada para sua confecção e é de grande
versatilidade. O maior atrativo deste material, é o reduzido espaço físico
necessário para reunir grande quantidade de informações, conciliando várias
técnicas audiovisuais, como, vídeos, livros, textos, jogos interativos,
simuladores, desenhos, história em quadrinhos, personagens diversos etc. O que
pode se tornar inconveniente é a necessidade de um computador para que o este
material seja utilizado. Sendo assim, deve ser feita uma pesquisa do público alvo
ou prevê na confecção do programa, a aquisição de computadores, para que este
possa atingir as diversas classes sociais, não elitizando as informações ou
expondo os parceiros do projeto a situações constrangedoras. O maior exemplo
de sucesso de divulgação utilizando este material é o CD “Energizando”, criado
a partir de uma parceria entre o Procel/Eletrobrás e a organização não
governamental Sociedade de Incentivo e Apoio ao Gerenciamento Ambiental –
SIGA. Os dois principais objetivos deste CD-ROOM são: transmitir
informações sobre a importância da energia e o combate ao seu desperdício além
de sensibilizar para a mudança de hábitos em relação ao uso racional da energia
elétrica [ 56 ]. Este Cd traz diversos vídeos, jogo e livros digitais, além de uma
cidade virtual contendo dicas de utilização da energia na área residencial, rural,
industrial e comercial.
4.3 Vertente Tecnológica
A vertente tecnológica refere-se a aplicação de novas tecnologias na produção e
manutenção de equipamentos e ambientes. Com isso, ocorre o desenvolvimento das
mesmas atividades propostas, mas com um consumo menor de energia, sendo grande
responsável pela redução dos custos de uma instalação, produzindo mudanças no
processo produtivo, processos de manutenção, na arquitetura das edificações, nas
relações concessionária consumidor, abrindo inclusive perspectivas de cogeração e
geração própria.
“Os processos nos quais emergem as inovações tecnológicas são extremamente
65
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
complexos, devendo ser acompanhados não apenas da descoberta e difusão dos
conhecimentos científicos, mas também da capacidade de transformação dessas
descobertas em novos produtos ou processos produtivos, demonstrando a importância
de mecanismos de interação e comunicação entre partes interessadas, envolvendo
ciência, tecnologia, aprendizado, produção, políticas e demanda” [ 37 ].
Os surgimentos de novas tecnologias são resultado de pesquisas e
aprimoramentos alcançados por empresas, universidades, institutos de pesquisas, a
partir de idéias sugeridas por pessoas diretamente ligadas ao processo produtivo e
propostas por usuários, acarretando uma melhoria no custo e na qualidade de
produtos/serviços, através de uma combinação de inovações tecnológicas e
organizacionais, desencadeando o processo de desenvolvimento social:
1. Desenvolvimento de equipamentos - O objetivo é produzir equipamentos
que realizem novas tarefas ou as mesmas de outros já existentes, mas com a
filosofia de gastar menos energia. Este fato é fruto dos conhecimentos
adquiridos, pelo homem moderno, no campo da química e física. A aplicação
de novos materiais, nas concepções destes equipamentos, é o grande
responsável pela redução no consumo. O advento da eletrônica e
microeletrônica, proporcionaram o surgimento de uma nova classe de
equipamentos destinados a melhorar o controle e acionamento dos processos
produtivos. Neste campo, pode-se destacar: a facilidade de monitoramento a
distância, através de linhas telefônicas (fixa ou celular) ou torre de
radiofreqüência; o controle de velocidade de motores através de um inversor de
freqüência; a programação do acionamento de cargas de forma não simultânea,
visando reduzir a demanda instantânea de uma instalação; o gerenciamento, em
tempo real, das características de consumo de determinado local.
2. Desenvolvimento/aprimoramento do processo produtivo – tão
importante quanto o surgimento de novos equipamentos, é a necessidade de
saber como utilizá-los e entender o papel que realizam dentro de um processo
produtivo. Surge, com isso, a “Engenharia de Produção”. Neste caso, refere-se
à necessidade de engendrar idéias, desenvolver técnicas e conhecimentos para
organização de todo o processo produtivo, estudado desde a entrada de um
determinado insumo até a saída do produto final. Como exemplo, pode-se
verificar que pequenas ações podem acarretar na redução do desperdício de
66
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
energia, conciliado com o aumento na produtividade. A troca de um
maquinário, seja de um determinado local ou por outro mais eficiente, a
mudança das etapas de montagem, a mudança física da instalação, visando um
melhor desempenho dos equipamentos e profissionais, podem ser considerados
exemplos. Apesar da formação do profissional, responsável pelo processo
produtivo (seja em engenharia ou obtida com a experiência adquirida por
outros processos de formação), pertencer a vertente humana, as mudanças por
ele propostas, em sua maioria, são de cunho tecnológico. Por isso, optou-se por
apresentá-los nesta fase do trabalho.Vale lembrar que reformas da estrutura
física das instalações são consideradas dentro da vertente tecnológica, pois
visam a melhorias no ambiente de trabalho.
3. Desenvolvimento da arquitetura das edificações - as edificações atuais
são construídas não só para garantir o refúgio e proteção de usuários e
equipamentos, mas também para se tornarem parte integrante do ambiente,
aproveitando todos os recursos naturais com o intuito de reduzir ao máximo o
desperdício de energia e amenizar o impacto ambiental por ele causado. O
aproveitamento da luz natural, ventilação e o estudo de conforto térmico,
através das técnicas de arquitetura passiva, podem ser dados como exemplo.
Estes visam proporcionar o aumento na produtividade, redução de problemas
de saúde e acidentes de trabalho, bem como, economia de energia. Toda
reforma física, que vise uma adequação as normas da ABNT, devem ser
levadas em consideração, mesmo que estas acarretem um aumento no consumo
de energia. Isto se justifica pelo conceito adotado de combate ao desperdício de
energia, que está ligado a realização de um trabalho com o menor desperdício
de energia, porém sem perder o conforto e a qualidade de vida que a energia
proporciona. Este fato será descrito com detalhes na Seção 5.1.4, onde se
apresenta a necessidade de uma boa iluminação do ambiente. Porém, este
conceito pode ser estendido para os sistemas de condicionamento de ar,
ventilação forçada etc. A elaboração de edificações cada vez mais eficientes
torna-se uma realidade com o desenvolvimento de novas tecnologias na área de
construção civil. Com equipamentos mais leves, mais resistentes, de fácil
manuseio; desenvolvimento da tecnologia dos materiais; sistemas de controle
eletrônico, permitindo monitoramento em tempo real de um determinado
67
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
ambiente; e as quedas de preços, proporcionam, aos profissionais da área,
liberdade na idealização de ambientes cada vez mais confortáveis e com menor
desperdício de energia elétrica.
4. Desenvolvimento do processo de manutenção – a elaboração de uma
rotina de manutenção adequada pode levar ao decréscimo do desperdício de
energia ocasionado pelo desgaste das partes móveis ou de contato dos
equipamentos, evitar a aquisição de novos equipamentos, que seriam
responsáveis em suprir tais perdas, e diminuir o risco de paralisação do
processo produtivo. Para ajudar no trabalho de manutenção existe uma série de
medidores, das mais variadas grandezas, destinados a supervisão do desgaste
das peças; deve-se também, elaborar e utilizar tabelas, confeccionadas a partir
destes dados ou de outros, fornecidos pelo fabricante ou através de medições
específicas, visando um monitoramento constante. Atualmente a rotina de
manutenção pode ser realizada segundo 4 conceitos fundamentais:
• Manutenção Corretiva – é uma técnica de gerência reativa que espera
pela falha da máquina ou equipamento, antes que seja tomada qualquer
ação de manutenção. Também é o método mais caro de gerência de
manutenção [ 1 ]. Neste tipo de manutenção, a máquina trabalha até
quebrar. Desta forma, pode-se pensar que está se reduzindo custos com a
manutenção dos equipamentos. Entretanto, há o aumento das perdas na
produção, devido a paradas não programadas, obrigando a equipe de
manutenção a manter caros estoques de peças sobressalentes e eleva os
custos devido ao trabalho extra.
• Manutenção Preventiva – é a capacidade de se antecipar aos
problemas, é planejar e executar ações com antecedência. Para isto, deve-
se elaborar um plano de ação, com o intuito de evitar a ocorrência de
falhas e prolongar a vida útil dos bens. As tarefas de manutenção se
baseiam em tempos gastos ou horas operacionais, ou seja os programas de
manutenção preventiva assumem que as máquinas se degradam em uma
escala de tempo típica, confeccionada de acordo com sua classificação e
tipo de utilização. A principal desvantagem é o alto custo de reposição,
visto que pode ocorrer troca de equipamentos que ainda poderiam
trabalhar por um período maior.
68
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
• Manutenção Preditiva – é o monitoramento regular ou contínuo, da
condição mecânica real, do rendimento operacional e de outros
indicadores da condição operativa das máquinas e sistemas de processo,
criando-se parâmetros em tempo real, necessários para assegurar o
intervalo máximo entre reparos. Ao invés de se fundamentar em estatística
de vida média para programar atividades de manutenção, a manutenção
preditiva usa monitoramento direto das condições mecânicas, rendimento
do sistema, e outros indicadores para determinar o tempo médio para falha
real ou perda de rendimento para cada máquina [ 1 ]. Ele pode identificar
problemas da máquina antes que se tornem sérios. A manutenção é
efetuada quando necessária e com planejamento de tempo. Custos de
parada de máquina, processo, reposição e de pessoal são reduzidos. A
única desvantagem é o elevado custo inicial dos equipamentos
responsáveis pelo monitoramento.
• Manutenção Proativa - A manutenção proativa resulta da combinação
da manutenção preventiva com a preditiva e permite identificar
problemas potenciais antes deles acontecerem, reduzindo custos e tempo
perdido com manutenção corretiva. Atualmente, a manutenção deve ter
uma visão holística, cujo interesse principal é identificar e eliminar as
causas da falha de um equipamento, e não simplesmente reparar o defeito.
A manutenção proativa requer conhecimento profundo da engenharia do
produto e utilizar ferramentas corretivas, preventivas e preditivas, através
da combinação de análise do lubrificante, da qualidade do ar e
monitoramento de vibração etc [ 6 ].
Como no caso do desenvolvimento do processo produtivo, a elaboração de uma
rotina de trabalho e a formação dos profissionais responsáveis pela manutenção, são
consideradas na vertente humana. Porém, todo o processo de manutenção e a utilização
de equipamentos de supervisão e controle fazem parte da vertente tecnológica.
Para melhor compreensão dos benefícios advindos de toda esta evolução
tecnológica, frente à utilização da energia elétrica, torna-se necessário desmembrar os
consumidores por setores da sociedade. Além disso, a descrição dos principais usos
finais de cada setor e exemplos de adequações, realizadas pelo profissional da área de
combate ao desperdício de energia, serão apresentados.
69
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
4.3.1 Setor Residencial
A estabilidade de moeda brasileira, alcançada a partir de segunda metade dos
anos noventa, o aparecimento de financiamentos de longo prazo e a desvalorização
monetária natural dos eletrodomésticos existentes no comércio fez com que um maior
número de consumidores passassem a ter acesso a equipamentos eletro-eletrônicos.
Este fato pode ser comprovado através de uma análise do crescimento anual do
consumo de energia do país no setor residencial, onde nos anos 80 era de 4,3% a.a.(ao
ano) passando para valores acima dos 5% a.a. nos anos 90 [ 2 ]. Atualmente, este setor é
responsável por 25% de toda energia consumida no Brasil. Os principais usos finais são:
iluminação (24%), refrigeração (32%9), aquecimento de água (26%) e outros (18%)
[ 47 ].
Iluminação Residencial A luz é um elemento importante e indispensável para o ser humano. Por isso, é
encarada de forma familiar e natural, fazendo com que seja ignorada a real necessidade
de conhecê-la e compreendê-la. Ao longo dos anos as tecnologias que envolvem os
sistemas de iluminação tem se desenvolvido muito. Hoje, tem-se diversos tipos de
equipamentos disponíveis para múltiplas aplicações. Conhecer a luz, as alternativas
disponíveis e saber controlar a quantidade e qualidade são ferramentas preciosas para o
sucesso de qualquer instalação [ 51 ].
O nível de iluminamento é um dos parâmetros mais importantes na
especificação de um sistema de iluminação, correspondendo à iluminância que deve ser
medida na altura do campo de trabalho. Seu valor ideal está diretamente relacionado
com o tipo de tarefa visual a ser realizada, em um determinado ambiente, e com a idade
dos usuários do mesmo. É importante balancear a quantidade e a qualidade de
iluminação de um ambiente, pois um dimensionamento incorreto deste sistema, pode
causar fadiga, dores de cabeça e irritabilidade, além de provocar erros e acidentes. No
caso de superdimensionamento, destaca-se o grande desperdício de energia, seja por
excesso de iluminação, seja por aumento do ciclo de trabalho do sistema de
condicionamento de ar, quando este existe.
9 Neste valor estão inclusos os gastos com ar condicionado
70
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
A quantidade de luz em um ambiente está relacionada com nível de
iluminamento. Com o intuito de nortear os projetos desta área e estipular uma
quantidade de iluminação necessária para o desenvolvimento de algumas tarefas, a
norma NBR 5413, apresenta os valores de iluminância recomendados para as diversas
atividades. Alguns valores típicos podem ser vistos na
Tabela 4-2, nela supõe observadores com idade entre 40 e 50 anos, praticando
tarefas que demandam velocidade e precisão médias.
Tabela 4-2 - Níveis de Iluminância Recomendáveis para Interiores
Descrição da Atividade E (lx) Depósito 200
Circulação/corredor/escadas 150
Garagem 150
Residências (cômodos gerais) 150
Sala de leitura (biblioteca) 500
Sala de aula (escola) 300
Sala de espera (foyer) 100
Escritórios 500
Sala de desenhos (arquit. e eng.) 1000
Editoras (impressoras) 1000
Lojas (vitrines) 1000
Lojas (sala de vendas) 500
Padarias (sala de preparação) 200
Lavanderias 200
Restaurantes (geral) 150
Laboratórios 500
Museus (geral) 100
Indústria/montagem (ativ. visual de precisão média)
500
Indústria/inspeção (ativ. de controle de qualidade) 1000
Indústria (geral) 200
Indústria/soldagem (ativ. de muita precisão) 2000
71
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Outro fator importante na qualidade de um sistema de iluminação é o índice de
reprodução de cor de uma fonte luminosa. Na especificação de lâmpadas, deve-se levar
em consideração o ambiente, definindo o IRC mais adequado.
A iluminação no setor residencial surgiu pela necessidade do homem de
iluminar seu entorno, visando a valorização dos ambientes, realçar os objetos que o
cercam, estimular a convivência fraterna no período noturno e proporcionar maior
segurança ao local onde habita. Ela está intimidante ligada a visão, que é o sentido
muito utilizado pelo homem na realização de suas tarefas diárias.
A iluminação artificial residencial, até a década de 80, era realizada
predominantemente, através de lâmpadas incandescentes. Este fato está relacionado ao
valor de compra desta ser muito inferior ao dos outros tipos existentes no comércio,
possuir um melhor índice de reprodução de cor, menor tamanho e maior facilidade de
instalação. Sua principal concorrente, as lâmpadas fluorescentes tubulares necessitavam
de equipamentos específicos para seu funcionamento (reator e starter). Em meados da
década de 80, surgiram as lâmpadas fluorescentes compactas, com o objetivo de
substituir as lâmpadas incandescentes. No entanto, estas lâmpadas apresentavam um
índice de reprodução de cor baixa. Na década de 90, o setor de iluminação passa por
uma total reformulação de conceitos e tecnologias. A modificação dos materiais
utilizados no revestimento interno do bulbo das lâmpadas fluorescentes (compactas e
tubulares), conciliado com a utilização de outros gases em seu interior, faz com que
estas lâmpadas possam ser fabricadas em diversos formatos e com índices de
reprodução de cores mais variados. Vale a pena ressaltar que os equipamentos
auxiliares necessários para o acionamento das lâmpadas fluorescentes, acompanharam
este desenvolvimento, sendo inclusive determinante no aparecimento de vários
modelos. É o caso do desenvolvimento dos reatores eletrônicos que ficam cada vez
menores, mais leve e com fator de potência maior. Este fato traz maior economia,
devido a redução de potência neste equipamento, e maior qualidade da energia, evitando
ou reduzindo a injeção de harmônicos na rede.
A eficiência de uma lâmpada é a relação entre o fluxo luminoso e a potência
consumida. Assim, quanto mais lumens conseguir emitir por watt de potência
consumida, mais eficiente será a lâmpada.
Atualmente, a utilização de lâmpadas incandescentes é totalmente reprovada na
maioria dos casos. Além de poder ser substituída diretamente por uma lâmpada
72
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
fluorescente compacta, sem depreciar a qualidade da iluminação e sem a necessidade de
qualquer mudança na instalação elétrica, as lâmpadas incandescentes consomem mais
energia e são menos duráveis. Um bom exemplo é comparar uma lâmpada
incandescente de 60W/127V com uma lâmpada fluorescente compacta de 15W/127V da
linha DULUX® EL LONGLIFE da marca OSRAM [ 41 ]:
Tabela 4-3 - Comparação entre lâmpadas Incandescentes e Fluorescentes
Compactas da linha DULUX® da marca OSRAM
Tipo de Lâmpada Consumo
(W)
Fluxo Luminoso (lm)
Vida Útil
(h)
Preço
(R$)
Incandescente 60 864 750 1,00*
Fluorescente compacta 15 900 15000 10,00* * valores médios obtidos através de pesquisa de mercado em Juiz de Fora, 18 de junho de 2005.
Analisando os dados da Tabela 4-3, a quantidade de iluminação será
praticamente a mesma, devido possuírem fluxos luminosos próximos. Apesar de não
tem sido mostrado na tabela, ambas possuem o mesmo índice de reprodução de cor,
garantindo assim a mesma qualidade. Considerando a utilização destas lâmpadas por 5
horas diárias durante um mês e a tarifa de energia no valor de R$ 0,58051410, pode-se
calcular o consumo mensal da lâmpada incandescente, 9 kWh/mês ou R$ 5,22, e da
fluorescente compacta, 2,25 kWh/mês ou R$ 1,36. Tendo em vista o investimento
inicial para aquisição das duas lâmpadas e comparando os consumos mensais, pode-se
concluir que a fluorescente levará um período de 3 meses para economizar o
equivalente ao seu investimento inicial e ainda terá uma vida útil bem maior que a
incandescente.
As luminárias possuem um papel importante nos sistema de iluminação. Elas
são responsáveis por distribuir, de forma adequada, a luz sobre o campo de trabalho. A
escolha de uma luminária deve ser baseada nos fatores: atividade desenvolvida, tipo de
iluminação desejada (direta, semi-direta, indireta, direta-indireta etc.), curva de
distribuição luminosa da luminária e fator de utilização, onde este último leva em
10 valor encontrado na conta e energia elétrica de consumidores do tipo B, da CEMIG na data de 18 de junho de 2005
73
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
consideração as dimensões do ambiente e os fatores de reflexão das paredes, piso e teto
[ 45 ]. É aconselhável a utilização de materiais de revestimento ou pinturas de interior
com cores claras, pois estas refletem melhor a luz evitando-se, assim, a instalação de
pontos de iluminação adicionais para obter a mesma iluminância. A utilização de
materiais reflexivos nas luminárias conseguem melhorar, consideravelmente, o fluxo
luminoso emitido pela mesma, pois aumenta-se a reflexão. Um exemplo simples é o
revestimento das luminárias comuns de lâmpadas fluorescentes tubulares com papel
alumínio. Esta experiência foi realizada no LEENER, com uma luminária semelhante a
apresentada na Figura 4-10, que foi revestida de papel alumínio, resultando no aumento
de 20% no fluxo luminoso emitido. Este artifício pode ser empregado em residências de
baixa renda, trazendo melhorias para qualidade de iluminação e, em alguns casos,
reduzindo o número de equipamentos instalados.
Figura 4-10 - Luminária Comum em Chapa de Aço Pintada
O uso da iluminação dirigida para leitura, trabalhos manuais etc, feita através de
“spots”, em locais onde se exige um alto nível de iluminação, permite uma redução no
desperdício de energia. A iluminação do ambiente pode ser reduzida e complementa-se
com iluminação dirigida apenas os locais específicos. “Recomenda-se que a iluminação
ambiente seja pelo menos 33% da iluminação da tarefa, para conforto e adaptação ao
transiente”[ 29 ].
Para evitar o desperdício de energia em sistemas de iluminação residencial
aconselha-se a elaboração de uma rotina de manutenção e limpeza dos equipamentos, a
utilização de dispositivos responsáveis em controlar o acionamento das lâmpadas, e/ou
a sua intensidade luminosa. Dentre estes dispositivos pode-se citar: minuterias, sensores
74
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
de presença, rele fotoelétrico, dimerizadores e gerenciadores programáveis. É
aconselhável a utilização destes dispositivos em ambientes onde a luz artificial
permanece acesa na ausência dos usuários. Nas residências podem ser utilizados em
banheiros, corredores de prédios, jardins, garagens e áreas externas.
O aproveitamento da luz natural é um grande aliado na redução do consumo de
energia. A construção de jardins de inverno, clara bóias, janelas etc. Podem melhorar a
iluminação no interior das residências e facilitar a circulação de ar, o que proporciona
economia na utilização de aparelhos de ar condicionado e ventiladores.
Concluindo, um bom sistema de iluminação residencial, concebido segundo os
princípios de eficiência energética, ou seja, que vise combater o desperdício de energia,
é aquele que utiliza a tecnologia mais adequada à atividade que será realizada no
ambiente, possua o maior aproveitamento da luz natural, tenha uma manutenção regular
e, sempre que necessário, seja equipado com sistemas de controle de acionamento.
Com o emprego de uma iluminação de alta eficiência, utilizando-se lâmpadas e
refletores mais eficientes, com a combinação de luz natural e artificial, aliada as
técnicas de gerenciamento, pode-se reduzir drasticamente o consumo em sistemas de
iluminação, podendo chegar a 60% de redução [ 38 ].
Refrigeração Residencial Sistemas de refrigeração são amplamente utilizados em todos os setores,
diferindo apenas no volume do recipiente a ser refrigerado. Sendo assim, as técnicas de
utilização apresentadas podem ser observadas em todos os outros setores. Vale ressaltar
que não serão levados em consideração os sistemas de ar condicionado, pois serão
tratados em um item específico. No setor industrial e em alguns seguimentos do
comércio utilizam-se câmaras frias, que serão descritas em detalhes.
Nas residências, os equipamentos responsáveis pela refrigeração são os freezeres
e geladeiras. Estes possuem o mesmo principio de funcionamento, sendo que diferem
apenas na temperatura interior. Por isso, podem ser empregadas as mesmas técnicas de
combate ao desperdício de energia.
O objetivo destes equipamentos é a retirada de calor existente no seu interior.
Este calor é absorvido por um fluido refrigerante (no evaporador), que é transportado
por circulação forçada no interior de uma serpentina (condensador), instalada na parte
externa do recipiente a ser refrigerado. É nesta serpentina que o calor, agora no fluido
75
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
será jogado para o meio externo. Este fluido, agora numa temperatura mais baixa, volta
a passar pelas paredes internas do recipiente (evaporador ou mais conhecido como
congelador), onde absorverá novamente o calor interno, fechando o ciclo. A circulação
forçada do fluido é feita por um compressor. Esta circulação permanece até que o
interior do equipamento alcance a temperatura regulada pelo termostato. Um esquema
básico da disposição destes elementos é mostrado na Figura 4-11 [ 27 ].
o
Figura 4-11 - Elemento
Conclui-se que quanto mais rápi
menor tempo de circulação do fluido se
consumo da energia elétrica no comp
aconselhável que o local de instalação do
afastado, o máximo possível, de fontes d
sol.
O sistema de vedação é fundame
aparelho com sistema de vedação estra
tempo, devido a perda de ar frio, faze
alcançar, ou nunca alcance, a temperatur
décadas, este sistema passou por uma me
Termostat
s de um Refrigerador (Geladeira)
da for a troca de calor com o meio externo,
rá necessário e, conseqüentemente, menor o
ressor. Visando otimizar este processo, é
equipamento tenha uma boa ventilação e fique
e calor, como fogão e paredes aquecidas pelo
ntal na redução do consumo de energia. Um
gado tenderá a permanecer ligado por maior
ndo que sua temperatura interna demore a
a de desligamento. Ao logo das duas últimas
lhoria tecnológica substancial. Foram criados
76
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
novos materiais isolantes que ajudam a impedir a entrada de calor do meio externo. Este
fato é uma conseqüência direta da implantação do Selo Procel. Como já foi dito
anteriormente este selo premia os equipamentos mais econômicos de sua categoria.
Visando uma melhor colocação de mercado, os fabricantes investem em novas
tecnologias, para serem agraciados com tal selo.
Uma evolução nos sistemas de refrigeração (e ar condicionado) foi a redução e,
posterior substituição dos clorofluorcarbonetos – CFCs. Estes eram os fluidos
refrigerantes que, por afetarem o meio ambiente, foram substituídos por outros com
capacidade de realizar o mesmo trabalho, com redução no tempo de funcionamento e
impacto ambiental. Até 1987, 46 paises assumiram o compromisso de reduzirem a
utilização dos CFCs nos sistemas de refrigeração. Este tratado, Protocolo de Montreal,
foi revisado em 1990, tendo 63 paises como signatários, incluindo o Brasil. Nele foram
impostas medidas mais restritivas que culminavam com a eliminação do uso dos CFCs
nestes sistemas em 2000. A Tabela 4-4 mostra alguns gases usados na substituição dos
CFCs [ 60 ].
Tabela 4-4 - Gases Alternativos para Substituição dos CFCs
77
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Outra forma de combater o desperdício nestes equipamentos é a mudança dos
hábitos de utilização. Deve-se permitir que o ar circule no interior do recipiente a ser
refrigerado. Para isso, deve-se organizar a forma de armazenagem dos produtos, bem
como os materiais ao seu entorno. Um hábito comum, e não aconselhável, é a utilização
da serpentina para secagem de objetos, pois leva a um aumento no tempo de
funcionamento do compressor, por prejudicar a troca de calor com o meio externo. É
aconselhável uma limpeza freqüente nos congeladores, pois estes são os locais de
retirada do calor da parte interna do equipamento. O gelo é considerado um bom
isolante térmico, sendo assim, seu acúmulo dificulta a troca de calor, exigindo o
funcionamento do sistema de refrigeração por maior tempo.
Ar Condicionado Residencial O condicionamento de ar é um processo que visa o controle simultâneo, num
ambiente delimitado, da pureza, umidade, temperatura, e movimentação do ar [ 60 ].
Condicionar o ar de um ambiente, significa mantê-lo sob certas características,
independente das condições do meio externo, podendo ser usado para o conforto e para
um melhor desempenho ou durabilidade de equipamentos ou processos.
Pode-se dividir os sistemas de ar condicionado em dois grupos principais de
acordo com as características de seus equipamentos: os de expansão direta e os de
expansão indireta. A diferença entre estes sistemas está no processo de transferência de
calor empregado.
O Sistema de expansão direta é um método de refrigeração em que o
evaporador está em contato direto com o material ou espaço a refrigerar. A evaporação
do gás refrigerante acontece na passagem do ar através da serpentina da unidade
evaporadora, absorvendo o calor diretamente do ambiente. Exemplos destes sistemas
são: aparelhos unitários de janela; sistemas com unidades condicionadoras divididas ou
split-system; condicionador tipo “self-contained” [ 36 ].
O Sistema de expansão indireta é um método de refrigeração no qual a
expansão do gás refrigerante no evaporador é feita através da troca de calor com um
agente secundário (ou intermediário) de refrigeração, normalmente água gelada,
salmoura e etilenoglicol. Este agente secundário, ao passar nas serpentinas dos
78
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
condicionadores locais, absorve o calor diretamente do ambiente. Os componentes que
o compõem e os principais locais de utilização serão descritos no item setor comercial.
No setor residencial, os aparelhos de ar condicionado mais utilizados são os de
janela, devido o reduzido custo de aquisição, instalação e manutenção. É utilizado,
como fonte de controle da temperatura ambiente, para proporcionar maior conforto aos
moradores, principalmente em locais onde as temperaturas médias anuais chegam a
valores bem elevados, como por exemplo, na cidade do Rio de Janeiro. No entanto,
trata-se de um eletrodoméstico conhecido pelo seu alto consumo de energia elétrica,
fato que é agravado pela aquisição de equipamentos ineficientes em função do preço
mais acessível.
O princípio de funcionamento é simples: o ar a ser tratado11 é sugado através da
unidade, onde é resfriado e imediatamente entregue ao consumidor. Este princípio pode
ser visto na Figura 4-12 [ 29 ].
Figura 4-12 - Ar Condicionado de Janela
Nos últimos anos, estes equipamentos sofreram várias modificações, visando
torná-los mais eficientes. As principais mudanças foram: substituição dos compressores
alternativos para rotativos; incorporação de controladores de temperatura (termostatos)
mais confiáveis, conseguindo-se melhor conforto e menor desperdício; introdução de
“timer” de desligamento automático; mudança dos fluidos refrigerantes; controle de
realimentação de ar.
11 Este ar pode ser proveniente do exterior, ou constituir de uma mistura entre o ar interno e o externo.
79
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
O desligamento automático, através de “Timer”, e os termostatos são grandes
aliados do combate ao desperdício de energia, principalmente para usuários que mantém
o aparelho ligado durante toda a noite e se cobrem.
O controle de realimentação promove a mistura do ar interno e externo,
reduzindo a temperatura do ar a ser refrigerado e, desta forma, contribuindo para um
menor consumo de energia, principalmente em dias muito quente.
A troca do ar condicionado de janela antigo por um mais moderno e eficiente,
dimensionado de forma correta para um ambiente é uma excelente solução para
diminuir o desperdício de energia. O retorno do investimento desta ação varia de acordo
com o número de horas de sua utilização.
Um bom exemplo desta troca aconteceu em Manaus, onde a climatização de
ambiente é responsável por aproximadamente 39% do consumo de energia elétrica e,
em situação de carga máxima, pode atingir 50%. Os equipamentos de ar condicionado
de 7500 Btu/h representam 60% dos condicionadores instalados e o tempo médio de uso
é de 6:10h por dia, com um consumo médio de energia elétrica de 662MWh.
Segundo a classificação do Procel, os condicionadores de ar considerados de
baixa eficiência possuem uma potência média de 1100W e consumo aproximando de
6,75kWh/dia; os considerados de alta eficiência possuem potência de 720W e consumo
de 4,41kWh/dia.
A diferença no consumo destes aparelhos é de 2,34 kWh/dia. Considerando a
tarifa de R$ 0,3027612, tem-se uma redução na conta de energia equivalendo a R$21,20
mensais. Além disso, a aquisição de um aparelho mais eficiente proporciona redução na
carga do sistema elétrico e uma economia anual média estimada em 850kWh. Apesar do
custo inicial ser mais elevado, em apenas 8 meses13 obtém-se o retorno do investimento
[ 24 ].
Este projeto de substituição de equipamentos poderia ter um retorno de
investimento ainda maior, caso fosse feito um estudo sobre as cargas térmicas dos
ambientes e uma ampla campanha de mudanças de hábitos de consumo.
O tratamento das cargas térmicas do local a ser condicionado também contribui
para que o sistema trabalhe por menor tempo possível. Com este intuito, é aconselhável
a instalação de películas, vidros especiais ou brises, que diminuem ou impedem a
12 Este valor se refere à tarifa do consumidor tipo B, Manaus/2004, durante o período de estudo.
80
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
entrada de calor pela radiação solar. Ao se utilizar qualquer uma destas alternativas,
deve ser feito um estudo do sistema de iluminação, pois reduzem a contribuição da luz
natural. Em geral, gasta-se mais energia no processo de condicionamento de ar do que
num sistema de iluminação artificial. Portanto, uma análise de custo-benefício torna-se
imperativa. Sempre que possível, é aconselhável o uso de brises, pois além de impedir a
entrada do calor pela incidência direta do sol, permite um melhor aproveitamento da luz
natural. Atualmente, já existem no mercado os brises inteligentes, que mudam sua
inclinação a partir de uma programação de tempo ou através do monitoramento
constante da intensidade luminosa. A Figura 4-13 mostra a foto de um brise estático
(sem movimentação) instalado em uma escola de Juiz de Fora.
Figura 4-13 - Brise na Fachada de Escola
Outras medidas de utilização dos equipamentos também devem ser observadas
como manter portas e janelas fechadas, evitando que o ar já refrigerado (frio) seja
perdido, e limpar sempre os filtros de ar, visando garantir uma melhor passagem de ar,
reduzindo o tempo para se chegar à temperatura desejada.
13 Este período de retorno do investimento está diretamente ligado ao valor de compra dos aparelhos, obtidos por pesquisa de mercado, feitos durante o período de estudo.
81
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Aquecimento de Água Residencial O aquecimento de água pode representar um grande fatia do consumo de
eletricidade em edificações. Os sistemas mais comuns são:
• O chuveiro elétrico;
• O aquecedor elétrico de passagem;
• O aquecedor elétrico de acumulação;
• O aquecedor a gás de passagem;
• O aquecedor a gás de acumulação;
• O aquecedor solar de acumulação com backup elétrico;
A grande maioria das residências utiliza o chuveiro elétrico para este fim, sendo
este o principal responsável pelos 26% do total consumida neste setor. Segundo
pesquisas recentes, o chuveiro elétrico está presente em cerca de 70% das residências
brasileiras. Nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, seu uso atinge, praticamente, a
totalidade das residências [ 45 ]. É um equipamento de alto consumo de energia elétrica,
com variações de potência que vão de 3200W até 8000W. Apesar de ser utilizado em
um espaço de tempo relativamente curto, possui uma demanda instantânea elevada e
geralmente, é mais utilizado no período de maior carregamento do sistema elétrico
brasileiro (entre 18:30h e 21:30h), obrigando o setor elétrico a fazer elevados
investimentos para garantir o suprimento de energia. Possui um nível de conforto muito
baixo, devido a pouca variação de temperatura, e o seu uso é bastante difundido na
sociedade, pelo baixo custo do investimento inicial, facilidade de instalação e reduzida
manutenção.
Existem outras técnicas que podem ser empregadas no aquecimento da água,
onde são utilizados os mais variados insumos na substituição da eletricidade. Neste
trabalho será apresentado apenas o uso de sistemas de aquecimento solar para este fim.
A energia solar é uma fonte energética limpa, pois a sua utilização não polui o
ar, água ou solo, não oferece risco de saúde para as pessoas e não gera nenhum resíduo.
Outra grande vantagem, é que ela é de graça, não podendo ser embargada, boicotada ou
controlada de qualquer forma por nenhuma nação, o que garante os resultados nos
estudos de viabilidade econômica.
“O Brasil, ..., é um país que possui a grande maioria do seu território localizada
na região considerada de alto potencial de energia solar. Esta condição é tão favorável
82
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
ao aproveitamento da energia solar, em praticamente todas as regiões do Brasil, que o
coloca em segundo lugar, em escala mundial, quando se considera a potencialidade de
um país no aproveitamento da energia solar”[ 10 ].
Apesar do potencial energético, uma das principais barreiras enfrentadas para a
utilização da energia solar no Brasil é o valor do investimento inicial, frente aos valores
das tarifas de energia elétrica. Porém, nos últimos anos, as tarifas de energia sofreram
uma elevação considerável. Este fato, juntamente com a desvalorização natural dos
sistemas de aquecimento de água (solar), facilitou a implantação desta tecnologia.
Em geral, além do custo de aquisição dos equipamentos, os custos são
acrescidos devido a obras civis. Entretanto, o mercado disponibiliza sistemas modulares
que reduzem estes custos. Estudos realizados no LEENER comprovaram que a
substituição do chuveiro elétrico por um sistema solar de aquecimento de água garante
o retorno do investimento em aproximadamente 2 ou 3 anos. Esse tempo é obtido
considerando a economia de energia e podem se tornar mais atrativos se forem
considerados os aumentos da tarifa de energia durante este período. Quanto maior a
capacidade do sistema, o volume de água quente utilizada durante o dia, menor deverá
ser o tempo de retorno, tendo em vista que o investimento inicial não aumenta
proporcionalmente ao consumo de energia elétrica para aquecer o mesmo volume de
água. É importante ressaltar que a vida útil destes sistemas é estimada em 20 anos e,
sendo assim, o usuário poderá desfrutar de seus benefícios por um longo período de
tempo.
A instalação de um sistema de aquecimento solar para água requer um processo
de conscientização dos usuários, pois com o aumento do conforto, devido à
possibilidade de maior variação da temperatura, pode acarretar o aumento no consumo
de água. Assim, pode-se levar a insatisfação do usuário ou se ter a falsa impressão que o
sistema tenha sido mal dimensionado.
83
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
4.3.2 Setor Industrial
Atualmente, o setor industrial é responsável por 43% do total de energia
consumida no Brasil e seu consumo por uso final pode ser dividido em: iluminação
(2%), refrigeração (6%14), aquecimento (20%), força motriz (51%) e processos
eletroquímicos (21%) [ 47 ].
Iluminação Industrial O sistema de iluminação industrial é elaborado para garantir o funcionamento do
setor produtivo, escritórios e pátios, nos horários de pouca ou nenhuma luminosidade,
nos galpões e ambientes com pouca ou nenhuma entrada de luz natural. É um item
muito importante para segurança da instalação.
Os escritórios, em geral, possuem características construtivas semelhante às
residências, podendo serem usadas todas as técnicas descrita no setor residencial,
respeitando os valores de iluminância recomendados pela NBR 5413.
O setor produtivo é um ambiente específico. Suas instalações físicas dependem
das atividades que serão desenvolvidas. Podem ser semelhantes às residências e
escritórios ou edificações com coberturas de elevado pé-direito (galpões).
Nos galpões, são empregadas lâmpadas de vapor de mercúrio ou multivapores
metálicos e luminárias com a capacidade de aumentar o fluxo luminoso, chegando
muitas vezes a 25000 lm. Em geral, os conjuntos lâmpadas/luminárias, são instalados a
uma altura superior a 4m e perdem a quantidade de iluminância neste trajeto. Por serem
de difícil acesso, devem ser capazes de compensar as perdas por falta de limpeza ao
longo do tempo. As lâmpadas multivapores metálicos conseguem emitir mais lumens
por watt consumido, sendo mais eficientes, porém, as de vapor de mercúrio são mais
baratas, reduzindo os custos de investimento inicial.
Outro fato que justificava a utilização e disseminação desta tecnologia é a
eliminação do efeito estroboscópico, presente com as lâmpadas fluorescentes acionada
por reatores eletromagnéticos. Este efeito é observado, pois as lâmpadas que utilizam
reatores eletromagnéticos, piscam com uma freqüência muito baixa, de 120Hz (o dobro
da freqüência de rede elétrica). Isto faz com que os equipamentos girantes, que possuam
uma rotação próxima a esta freqüência, pareçam estar parados. Este fato, aumenta o
14 Neste valor estão inclusos os gastos com ar condicionado
84
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
risco de acidentes no ambiente industrial. Com o surgimento dos reatores eletrônicos,
que oscilam numa freqüência bem maior, este efeito foi reduzido.
Sempre que possível deve-se analisar a possibilidade de utilização da luz
natural. A instalação de telhas semitransparentes, clarabóias, basculantes, janelas e
refletores solares são alguns dos artifícios empregados com esta finalidade. Como
exemplo, pode-se citar a utilização da cobertura utilizada para a reflexão da luz natural,
no concepção do hospital de atendimento infantil, da Rede Sarah na cidade do Rio de
Janeiro [ 49 ]. Nele a luz natural é refletida para o interior da instalação através do
telhado mais baixo, que faz o papel de um refletor solar como mostra a Figura 4-14.
Este hospital foi construído com as mesmas características de um galpão industrial. A
iluminação é feita através do aproveitamento da luz natural, sendo utilizada a luz
artificial em alguns dias nublados. Os circuitos são seccionados, permitindo o
acionamento do menor número de luminárias possíveis.
Figura 4-14 - Hospital de Atendimento Infantil da Rede Sarah -RJ
Os pátios das industrias podem ser analisados da mesma forma que a iluminação
pública – IP, que será mostrado no item 4.3.4 .
Na iluminação de fachadas, estátuas ou logomarcas colocadas no exterior da
industria, aconselha-se a utilização de lâmpadas de multivapores metálicos, pois com
um menor consumo de energia consegue-se emitir uma grande quantidade de lumens e
ótima reprodução de cor. Em situações onde a reprodução de cor é irrelevante, é
aconselhável a utilização de lâmpadas de vapor de sódio. Estas são ainda mais eficientes
que as multivapores metálicos.
telhado refletor
85
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Refrigeração Industrial No setor industrial é muito utilizada a câmara fria. É um ambiente, com as
paredes revestidas com material isolante, para impedir ou diminuir a troca de calor com
o meio externo através de sua estrutura. A câmara fria pode ser construída com os mais
diversos materiais (tijolo, plástico. alumínio etc.) e o isolamento pode ser feito nas
paredes internas ou entre as paredes. O sistema de refrigeração segue o mesmo princípio
mostrado para os freezeres e geladeiras. Por ser um equipamento montado sob medida e
não passar por uma série de testes, como é o caso dos equipamentos que possuem o Selo
Procel, estão mais susceptíveis a erros de projeto. Sendo assim, é muito importante a
verificação de todo o sistema vedação das câmaras. As portas devem ser bem vedadas,
os tubos utilizados no transporte do fluido refrigerante devem ser isolados e todo o
equipamento responsável pela refrigeração deve ser muito bem dimensionado de acordo
com o volume interno da câmara e os produtos que serão resfriados ou congelados. É
aconselhável a construção de anticâmaras.
A anticâmara é uma pequena câmara, construída junto à porta, na parte externa
ou interna, para evitar trocas desnecessárias de calor com o meio externo. Nela serão
colocados os produtos a serem armazenados. Logo a seguir, fecha-se a comunicação da
anticâmara com o meio externo e abre-se a comunicação com a câmara de resfriamento
principal. Assim, só haverá troca de calor entre estes dois ambientes. Este procedimento
garante a qualidade do produto estocado e um menor desperdício de energia, devendo
ser empregado tanto no processo de estocagem como na retirada de produtos.
Vale a pena ressaltar que as câmaras devem ser construídas em locais bem
ventilados e longe de fontes de calor. Quando não é possível afastar as câmaras das
fontes de calor, principalmente da incidência direta dos raios do sol em suas paredes,
deve-se aumentar a camada de material isolante ou projetar anteparos como toldos,
brises ou utilizar barreiras naturais (árvores).
Ar Condicionado Industrial A utilização do ar condicionado nas industrias, se limita ao condicionamento de
pequenos ambientes utilizados por equipamentos específicos, sistemas de controle do
86
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
processo produtivo, escritórios etc. Em geral, para este fim, utilizam-se aparelhos ar
condicionado de janela.
Fora estes casos, também se pode citar os ambientes onde o processo produtivo
precisa ser controlado, como na fabricação de remédios e de alguns componentes
eletrônicos. Para estes, a utilização de ar condicionado do tipo “split-system”, “self-
contained” ou sistemas mais complexos de expansão indireta são alternativas que
trazem menor desperdício de energia. Estes sistemas serão descritos com mais detalhe
no item que trata do setor comercial, onde são utilizados em larga escala.
Vale a pena lembrar, que deve-se ter um cuidado especial com o controle da
qualidade do ar que circunda o sistema de refrigeração, visto que nas indústrias
encontram-se muitos ambientes impregnados com impurezas e grandes fontes de calor.
Uma boa rotina de manutenção e um estudo da arquitetura do local a ser instalado o
sistema são tão importantes quanto a escolha dos equipamentos utilizados no
condicionamento do ar.
Aquecimento de Água Industrial O setor industrial, geralmente requer água aquecida a uma temperatura bem
maior que os 80o C e/ou um grande volume de água quente.
Verifica-se, na prática, a utilização de diversas formas para atender a estas
necessidades do processo produtivo: utilização da energia elétrica para aquecimento,
caldeiras a lenha, gás e outros combustíveis.
A utilização de um sistema de energia solar para aquecimento de água é uma das
alternativas que vem ganhando espaço neste setor. Entretanto, os sistemas de
aquecimento solar convencionais (termossifão) não satisfazem a maioria dos casos. É
necessário implantar modificações no sistema descrito para o setor residencial.
Uma destas modificações é a instalação de uma motobomba hidráulica entre o
reservatório e os coletores solares, denominada de circulação forçada. Estes sistemas
são indicados para médias e grandes instalações, sendo necessária uma manutenção
periódica em função dos sistemas elétricos e do desgaste de peças pelo movimento
constante. Nestes sistemas pode-se aquecer um volume maior de água, pois a bomba
garante a circulação constante do líquido, fazendo com que o mesmo alcance a
temperatura de projeto mais rapidamente. Este projeto também pode ser utilizado para
aquecimento de água de piscinas.
87
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Outra modificação é a utilização de concentradores de raios solares, substituindo
ou complementando os coletores. Neste sistema consegue-se altas temperaturas no
centro dos concentradores. Indicados em processos que necessitam de uma alta
temperatura de trabalho, ou no preaquecimento de um fluido. Um sistema deste é
mostrado na Figura 4-15.
Figura 4-15 - Aquecimento de Água por Concentradores
Força Motriz
O maior consumo do setor industrial brasileiro está na força motriz, responsável
por 51% do total de energia consumida neste setor. O motor elétrico de indução
trifásico de gaiola de esquilo merece destaque, sendo responsável por 50% do consumo
de energia nas indústrias, podendo chegar a 70% em determinadas regiões [ 60 ].
Estudos indicam que este motor pode ser considerado o mais importante uso final de
energia elétrica do país, chegando a ser o responsável por processar mais de 30% da
energia elétrica do Brasil [ 28 ], devendo receber atenção especial nos projetos de
combate ao desperdício de energia.
Basicamente, o motor converte a energia elétrica de entrada em energia
mecânica no seu eixo. Neste processo ocorrem perdas de energia e estas podem ser
ainda maiores caso o motor não esteja operando em condições favoráveis. Estas perdas
são consideradas desperdícios de energia nos motores [ 60 ]:
88
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Perdas por efeito joule no estator – resultam da passagem de corrente elétrica
pelos seus enrolamentos;
Perdas no ferro – são constituídas pelas perdas por histerese e corrente de
Foucault. A perda por histerese resulta da constante reorientação do campo magnético
sobre o pacote de lâminas de aço-silício. As perdas de Foucault são devido às correntes
induzidas no interior do material magnético, que circulando, produzem perdas na forma
de calor. Estas perdas ocorrem na parte girante e na parte estacionária (maior parcela)
do motor;
Perdas por atrito - ocorrem nos rolamentos da máquina;
Perdas por ventilação - ocorrem pelo arrasto aerodinâmico provocado pela
geometria irregular do rotor e pelo próprio ventilador instalado na ponta do eixo.
Os fabricantes nacionais de motores, em um trabalho conjunto com entidades
governamentais (CEPEL, PROCEL e INMETRO), vem desenvolvendo esforços no
sentido de oferecer ao mercado, motores mais eficientes. Este trabalho teve como
resultado, o decreto no 4508 , publicado no diário oficial no dia 11 de setembro de 2002,
que estipula níveis mínimos de eficiência energética de motores elétricos trifásicos de
indução, com rotor gaiola de esquilo de fabricação nacional ou importados, para
comercialização ou uso no Brasil. O decreto especifica valores mínimos de rendimento
para motores “Padrão” (motores da linha “standard” ou convencional) e para uma
linha de motores denominados de Alto Rendimento.
Os motores de Alto Rendimento são fabricados de forma especial, visando
combater o desperdício de energia, a partir da diminuição das perdas existentes nos
motores convencionais. Sendo assim, conseguem realizar a mesma tarefa, que seu
equivalente da linha padrão, consumindo menor energia. Como exemplo das
modificações na sua construção, pode-se citar [ 60 ]:
• Emprego de rolamentos de baixas perdas, para diminuir as perdas por atrito;
• Otimização do projeto dos ventiladores, para diminuir as perdas por
ventilação;
• Aumento da quantidade de cobre nos enrolamentos do estator (maior bitola
do fio), incluindo o projeto de otimização das ranhuras e o
superdimensionamento das barras do rotor para diminuir as perdas por efeito
joule;
89
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
• Diminuição da intensidade de campo magnético e utilização de chapas
magnéticas de boa qualidade para reduzir as perdas no ferro e a corrente de
magnetização;
• Melhoria no isolamento e tratamento térmico das chapas do estator e do
rotor para reduzir as perdas adicionais.
Estas medidas podem acarretar uma redução de até 30% das perdas [ 60 ], sendo
menores a medida que a potência do motor aumenta.
Uma outra forma de combater o desperdício de energia elétrica nos motores, é a
implantação de um criterioso programa de manutenção. Neste programa, deve constar
uma rotina de inspeções do motor e suas conexões (elétricas e mecânica); vistoria do
alinhamento dos acoplamentos motor-carga, a fim de se evitar perdas de energia e
redução de vida útil dos equipamentos devido ao excesso de esforços radias e axiais;
instalação, sempre que possível, de sistemas supervisórios eletrônicos.
Uma das causas mais comuns de operação ineficiente dos motores elétricos é o
superdimensionamento, ou seja, utiliza-se um motor com potencia nominal superior a
solicitada pela carga. Neste caso, o motor não terá dificuldade de acionar a carga, o que
não é perceptível; esta situação não traz nenhuma perturbação aos usuários o que
colabora para a sua perpetuação. Porém, como conseqüência, além de onerar o custo de
aquisição dos equipamentos necessários para sua instalação, ele estará tendo uma
redução no seu rendimento, consumindo mais energia do que um outro motor
dimensionado de forma adequada à carga a ser acionada. Ao contrário, o
subdimensionamento (sobrecarga), provoca o sobreaquecimento, que é facilmente
percebido. Deve-se lembrar, que o sobreaquecimento tem como conseqüência a redução
da vida útil do equipamento.
Uma solução com significativo potencial de combate ao desperdício de energia é
a utilização de acionamentos eletrônicos para o controle de vazão nos processos de
bombeamento em substituição dos controles tradicionais, tais como válvulas de
controle, controle “by-pass”, sistema “on-off” etc. Esses processos, muito comuns nas
industrias, apresentam um potencial teórico de redução da ordem de 30% [ 4 ]. É Fácil
entender o potencial de redução de consumo de energia elétrica nos sistemas de controle
de vazão; em geral, o conjunto motor-bomba funciona na potência nominal e o fluxo do
fluido é controlado a partir do estrangulamento de válvulas. Assim, grande parte da
energia fornecida pelo motor é dissipada nas válvulas. Com a instalação do sistema de
90
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
acionamento eletrônico (inversor de freqüência), o controle da vazão passa a ser feito
através da variação da velocidade do motor, sendo bombeado um volume especificado
de líquido. A variação da velocidade é feita através de um controle de tensão e
freqüência. Quanto menor a velocidade menor será a tensão e, conseqüentemente, a
potência fornecida ao motor.
Vale a pena ressaltar que a utilização de inversores de freqüência é mais
vantajosa quando aplicada em máquinas que possuam característica Torque x
Velocidade quadrática como, por exemplo, bombas de fluxo radial, ventiladores e
compressores centrífugos. Com a redução da velocidade, o torque solicitado é reduzido
ao quadrado. Como a potência requerida é obtida através do produto do torque pela
velocidade, considerando a redução quadrática do torque e a redução da velocidade, a
potência sofrerá uma redução proporcional ao cubo da velocidade [ 4 ]. Em outras
máquinas como bombas a parafuso, compressores a parafusos e bombas a engrenagem,
que possuem característica Torque x Velocidade constante, com redução da velocidade
o torque permanece constante, a potência requerida varia linearmente com a velocidade.
Para estas, deve-se fazer uma análise detalhada de custo x benefício da instalação de
acionamentos eletrônicos, pois em geral o custo de aquisição/instalação do inversor de
freqüência é elevado, podendo ser maior que a redução obtida no consumo durante um
intervalo de tempo considerado como adequado para o retorno do investimento.
No caso de defeito em motores, deve-se lançar mão de uma análise criteriosa
antes de tomar a decisão pela sua troca por um novo ou pelo recondicionamento do
mesmo. Em geral, a recuperação de motores de pequenas potências não apresentam
vantagens econômicas, pois o custo desta ação geralmente é próximo ou superior ao de
aquisição de um motor novo. A utilização do “software” BD Motor é uma excelente
ferramenta de análise para estes casos.
Quando a opção de recondicionamento for adotada, esta deve ser feita por uma
empresa que utilize técnicas e procedimentos capazes de garantir que o motor depois de
recondicionado mantenha as mesmas características do mesmo quando novo. Assim,
evita-se aumentar consideravelmente as perdas em relação ao motor original. Sempre
que possível, este trabalho deve ser realizado pelo próprio fabricante do motor. As
principais ações que devem ser evitadas no recondicionamento de motores são [ 34 ]:
• O aquecimento excessivo do núcleo de ferro para retirada de enrolamentos
defeituosos. Este fato provoca o rompimento do isolamento entre as lâminas do
91
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
pacote do estator, e como conseqüência aumenta as perdas por correntes
parasitas.
• O rebobinamento em desacordo com os dados originais de projeto do
fabricante, com números de espiras ou bitola de fio diferente do original. Este
fato faz com que o motor funcione fora de suas características ideais, podendo
causar decréscimo no rendimento e aumento das perdas.
• Os reparos no rotor, tal como a usinagem do diâmetro externo. Este fato,
embora produza um pequeno aumento no entreferro, resulta em um grande
aumento na corrente de magnetização e conseqüentemente aumento nas perdas,
que variam com o quadrado desta corrente.
Sempre que o motor retornar de um procedimento de reparo, deve ser testado
para avaliar se o mesmo mantém suas condições originais de desempenho. Para isso, o
setor de manutenção deve comparar os dados originais de corrente e consumo a vazio
do motor com os valores medidos após o reparo. Caso a empresa não possua os
registros originais de tais grandezas, a mesma pode utilizar as curvas características de
funcionamento, fornecidas pelo fabricante.
Transformadores
No caso de indústrias atendidas em média e/ou alta tensão, há a necessidade da
utilização de transformadores abaixadores, para adequar a tensão de entrada do seu
sistema à tensão de utilização das máquinas instaladas. Estes equipamentos podem gerar
para empresa um acréscimo monetário na sua fatura de energia. Este acréscimo se deve
ao aumento do consumo neste equipamento devido às perdas nos seus enrolamentos e
no núcleo, e ao aparecimento da parcela de excedente de energia reativa, que é cobrada
como mostrado na Seção 3.3.1.4, caso este esteja funcionando com pouca carga,
ocasionando assim um fator de potência fora dos permitidos pela REN 456.
As perdas no núcleo são devidas às características magnéticas dos materiais
empregados na sua fabricação e se caracterizam por praticamente não variarem com a
carga solicitada do transformador [ 54 ]. Por outro lado, as perdas nos enrolamentos são
proporcionais a resistência do condutor e ao quadrado da corrente elétrica que por ele
circula. Como a resistência elétrica do condutor não varia com o carregamento do
transformador, a redução das perdas nos enrolamentos será obtida através da redução
das correntes das cargas alimentadas pelo transformador. Estas reduções nas correntes
92
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
de cargas podem ser obtidas a partir da elevação do fator de potência, otimização do uso
dos equipamentos e utilização de equipamentos tecnologicamente mais modernos, que
consomem menos energia, e de uma melhor distribuição das cargas entre os
transformadores, quando existir mais de um no local. A diminuição das perdas traz
ainda, como benefício, o aumento da vida útil do transformador.
4.3.3 Setor Comercial
O setor comercial, juntamente com os setores público e rural, consome 32% da
energia total do país. O consumo de energia por uso final neste setor pode ser dividido
em: iluminação (44%), refrigeração (17%), condicionamento de ambiente (20%) e
outros (17%) [ 47 ].
Iluminação Comercial A iluminação comercial tem como objetivos: facilitar a locomoção dos clientes e
funcionários, chamar a atenção para a decoração e realçar os produtos expostos. Neste
setor pode-se encontrar os maiores índices de desperdício de energia por excesso de
iluminação. Na ânsia de realçar o produto ou o estabelecimento comercial, utiliza-se
lâmpadas com potência muito maior que a necessária. Isto acontece por imperícia do
profissional contratado para realizar o projeto luminotécnico, pela ausência do mesmo
ou por imposição do proprietário do estabelecimento. Em geral, consideram que o
excesso de iluminação irá atrair mais clientes e não observam o desperdício de energia
com a iluminação e no sistema de ar condicionado (caso este exista) devido ao aumento
de carga térmica.
No setor comercial, mais que a intensidade luminosa, o que é mais importante é
a qualidade da iluminação. A escolha do conjunto lâmpada/luminária deve ser feita de
acordo com o IRC de forma a realçar os produtos que serão expostos. O IRC das
lâmpadas é uma característica importante para atender este objetivo.
A tecnologia empregada, pode ser a mais variada dependendo do objetivo final
da iluminação e dos mais variados efeitos possível a serem alcançados. Um bom
exemplo é a iluminação de um “shopping center” e suas lojas. Nestes locais pode-se
encontrar desde lâmpadas fluorescentes compactas até lâmpadas de descarga coloridas.
93
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
A utilização de equipamentos responsáveis pelos acionamentos da iluminação,
tão qual os descritos no setor residencial, pode ajudar a diminuir o desperdício de
energia. Estes equipamentos podem ser instalados, por exemplo em corredores de
hotéis, banheiros de “shopping” etc.
A iluminação de fachadas do comércio segue as mesmas características
mostradas no setor industrial.
Refrigeração Comercial No setor comercial são utilizados freezeres, geladeiras, expositores, ilhas e
câmaras frias. Em muitos casos, a substituição de vários freezeres e/ou geladeiras por
uma câmara fria pode resultar em uma grande economia de energia.
As ilhas de refrigeração e os expositores abertos, muito utilizados em
supermercados são responsáveis por um grande desperdício de energia no setor
comercial. Para chamar a atenção e facilitar a compra dos clientes, as portas de vedação
são retiradas durante o horário de funcionamento do estabelecimento comercial. Com
isso, a troca de calor é constante, havendo a necessidade do compressor elétrico
funcionar por um período muito maior. Este fato, conciliado a falta de uma rotina de
manutenção e limpeza (descongelamento), faz com que o consumo de energia aumente.
Ar Condicionado Comercial O setor comercial é o que apresenta a maior variedade de sistemas de ar
condicionado, devido a grande variação de ambientes. Encontram-se desde salas
pequenas até bancos e “shopping centeres”. O ar condicionado é indispensável em
algumas edificações, como por exemplo em hospitais, centros cirúrgicos, salas de
recuperação e outros ambientes que exigem condições especiais. Em ambientes que
abrigam sistemas compoutacionais, são utilizados para que o calor não afete o
desempenho e comprometa a vida útil dos componentes eletrônicos.
“Em edifícios comerciais, o uso do ar condicionado decorre, muitas vezes, da
necessidade de aumentar as condições interiores de conforto e, conseqüentemente, de
produtividade. Nestes edifícios, o isolamento do ar exterior pode evitar a poluição
sonora e ambiental, principalmente em grandes centros urbanos” [ 29 ].
O aparelho de janela, apesar de fácil utilização, instalação e manutenção,
apresenta uma capacidade limitada de refrigeração, entre 6.000 e 30.000 Btu/h, sendo
94
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
indicados para ambientes individuais e pequenos, onde a distribuição de ar pode ser
feita por simples insuflamento e retorno direto do aparelho, como é o caso das
residências (já descritas) e salas comerciais.
Em locais onde há a necessidade de maior capacidade de refrigeração, com
reduzido ruído audível e menor consumo de energia, aconselha-se a utilização dos
sistemas de ar condicionado central. Estes podem ser “split-system”, “self-contained”,
“roof-top”, ou de expansão indireta.
“Split-system” – os componentes do ciclo de refrigeração são compostos por
duas unidades: a unidade evaporadora, instalada dentro do ambiente a ser condicionado;
e a unidade condensadora, instalada em área externa. Estas unidades são interligadas
por tubulações por onde circula o fluido refrigerante. Com capacidade entre 7.000 até
60.000 Btu/h, possui grande versatilidade ao permitir a utilização de várias unidades
evaporadora, acoplada a uma única unidade condensadora. O sistema é de fácil
manutenção, embora mais caro que o de janela. Neste sistema consegue-se um conforto
acústico, devido o baixo nível de ruído; um melhor resultado no condicionamento de ar
visto, que este é trabalhado em vários pontos; menor consumo, pois as equalizações de
temperaturas acontecem bem mais rápidas que no sistema de janela. Além disso, são
controlados por componentes eletrônicos, que permitem uma maior variação de
temperaturas em cada evaporador, resultando em menor desperdício de energia e
aumento do conforto térmico. Duas configurações de “split-system”, podem ser vistas
na Figura 4-16 e Figura 4-17 [ 36 ].
Figura 4-16 - Esquema de Funcionamento de um “split-system” com Uma
95
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Unidade Evaporadora
Figura 4-17 - Esquema de Funcionamento de um “split-system” com Várias
Unidade Evaporadora
“Self-contained” - São unidades centrais pequenas e compactas, que possuem
em seus gabinetes todos os componentes necessários para efetuar o tratamento do ar,
tais como: filtragem, refrigeração, umidificação, aquecimento, desumidificação,
movimentação do ar. É utilizado para rede de dutos de ar. Possuem sistemas de
comando, controles e segurança, com potências na faixa de 3 TR15 e 40 TR. Ocupa
pouco espaço, é de fácil instalação e manutenção. Também possui controle eletrônico
de temperatura, porém este controle não é feito em cada evaporador, mas na central de
condensação, ou através da variação de aberturas das aletas instaladas no terminal da
tubulação de isuflamento de ar, o que proporciona menor conforto térmico e maior
gasto que os “split-system”. São bastante utilizado em agências bancárias, conjunto de
escritórios, pequenos “shopping centers” etc. Pode utilizar em seu condensador a água
15 TR – Tonelada de refrigeração – unidade de medida de capacidade térmica de resfriamento que corresponde a quantidade de calor necessária para fundir uma tonelada de gelo em 24 horas. 1 TR corresponde a 12.000 Btu/h ou 3024 Kcal/h [ 36 ].
96
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
ou o ar como agentes de rejeição do calor. A Figura 4-18 mostra uma configuração de
sistema self-contained [ 36 ].
Figura 4-18 - Esquema de Funcionamento de um “Self-contained”
“Roof-top” – possuem basicamente as mesmas características do self-
contained, porém sua instalação é feita no teto, como é mostrado na Figura 4-19 [ 36 ].
97
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Figura 4-19 - Esquema de Funcionamento de um “Roof-top”
Expansão indireta - Estes sistemas são compostos basicamente de [ 36 ]:
• Central de resfriamento do líquido (água gelada), onde estão as unidades
resfriadoras de líquido, bombas de líquido e quadro elétrico;
• Unidades climatizadoras (Fan-coils);
• Tubulações hidráulicas;
• Sistemas de água de resfriamento ou condensação;
• Rede de dutos e distruibuição de ar;
• Controles automatizados.
O equipamento principal é a unidade de resfriamento de água, também
conhecidas como “Chiller”, que é a máquina de refrigeração com todos seus elementos,
podendo ser automatizado de modo a controlar temperatura, vazão e pressão,
proporcionando grande economia de energia. Esta água, devidamente resfriada, é levada
para as unidades condicionadoras ou climatizadoras, conhecidas como “Fan-coils”. Os
“Fan-coils” são compostos basicamente de serpentinas (através da qual circula a água
resfriada) e ventiladores ( responsável pela movimentação do ar a ser tratada),
realizando a troca de calor entre a água gelada e o ar a ser resfriado.
Este sistema é indicado para grandes ambientes, com carga térmica maior que 40
TR, como “shopping centeres”, edifícios comerciais, grandes bancos e fábricas.
Quando dotados de dispositivos de medição de temperatura e umidade relativa do ar
interno e com controles de capacidade dos “fan-coils”, em função da temperatura do ar
de retorno, podem alcançar excelentes índices de redução do desperdício de energia. A
Figura 4-20 mostra uma configuração de um sistema de expansão indireta [ 36 ].
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VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
Figura 4-20 - Esquema de Funcionamento de um Sistema de Expansão
Indireta
Aquecimento de Água Comercial No setor comercial, destaca-se a diversidade de sistemas de aquecimento de
água, tais como hotéis, hospitais, restaurantes, bares, lavanderias etc. Encontram-se as
mais diversas fontes de energia para o aquecimento, sendo predominante o uso da
energia elétrica em pequenos e médios consumidores deste setor. Outros utilizam
99
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
caldeiras a gás, lenha e outros combustíveis. Uma fonte alternativa de energia, que pode
ser utilizada com sucesso neste setor, é a energia solar.
O mercado disponibiliza diversos tipos de sistemas de aquecimento solar, tanto
de circulação forçada quanto a termossifão, para atender este setor. Deve-se fazer um
estudo criterioso para determinar as características do sistema, conhecer as expectativas
do cliente e optar pelo que irá melhor atendê-lo. O uso de sistemas solares em hotéis
tem se destacado muito nos últimos anos. Vale a pena salientar as características do
sistema de aquecimento a gás, que ocupa menor espaço físico quando é necessário
grande volume de água quente. Porém, pode se tornar mais caro, devido à necessidade
de construir um local apropriado, de acordo com as normas de segurança, e uma rotina
de manutenção muito maior.
4.3.4 Setor Público
Prédios Públicos
“O uso da energia elétrica nos prédios públicos brasileiros está vinculado aos
padrões tecnológicos e de eficiência energética dos diversos sistemas e equipamentos
instalados, as suas características arquitetônicas, ao clima local e à atividade a que se
destina” [ 44 ].
Estes prédios, em sua maioria, foram construídos a muito tempo, apresentando
tecnologias ultrapassadas, sendo grandes focos de desperdício. As principais cargas
responsáveis por este desperdício estão concentradas nos sistemas de iluminação e ar
condicionado.
A maioria dos prédios públicos utilizam conjunto de luminárias ineficientes,
compostas por lâmpadas fluorescentes de 40W e reatores eletromagnéticos. Estes
sistemas, ultrapassados tecnologicamente e geralmente dimensionados incorretamente,
não atendem as normas brasileiras. Em muitos casos, para não se correr o risco de haver
reclamações por pouca luminosidade, era habitual o sistema ser superdimensionado.
Para estes locais, uma reformulação do projeto de iluminação ou a simples substituição
de lâmpadas e reatores pode trazer uma excelente redução no consumo.
A falta de planejamento na expansão ou modificação de ambientes no setor
público pode ocasionar diversos desperdícios no sistema de iluminação. Muitas vezes
pode-se encontrar locais que não foram projetados para o funcionamento noturno. É o
100
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
caso de algumas escolas. No passado, as aulas eram ministradas apenas nos períodos
matutinos e vespertinos. Porém com o aumento da demanda de alunos nos cursos
noturnos, estas incorporaram este período de funcionamento. Para estes casos é
necessária uma reformulação total no sistema de iluminação, ocorrendo em sua maioria
um aumento de carga. Este aumento é necessário para que o local se enquadre nas
normas da ABNT. Casos como este também devem ser abordados nos projetos de
combate ao desperdício de energia, pois como já foi dito ao longo deste trabalho,
combater o desperdício de energia é adequar o uso da eletricidade, segundo as
exigências das normas, de forma a consumir a menor quantidade de energia elétrica,
sem perder o conforto e a funcionalidade que esta proporciona.
Outro ponto muito importante que deve ser analisado neste setor é no que diz
respeito aos sistemas de ar condicionado. Por terem sido instalados a muito tempo,
utilizam aparelhos que apresentam elevado consumo de energia elétrica e ruído.
Também pode-se encontrar situações de ambientes que passaram por reformas ou
expansões sem o correto planejamento do sistema de ar condicionado. A maioria dos
sistemas utilizam ar condicionado de janela, devido: na época da implantação, o
mercado não oferecia tantas alternativas; os sistemas centrais serem de custo mais
elevado (aquisição e instalação) e exigirem manutenção especializada; o sistema de
janela apresentar maior flexibilidade para expansão. Porém, com as mudanças de
tecnologia já descritas neste trabalho, em muitos casos a substituição do ar
condicionado de janela, quer seja por um novo, quer seja por um ar condicionado
central, juntamente com um tratamento da carga térmica do local poderá trazer grandes
economias de energia.
As outras cargas existentes devem ser analisadas segundo as recomendações
constadas neste trabalho.
Iluminação Pública
A iluminação pública – IP é responsável por aproximadamente 3,5% do
consumo total de energia elétrica do Brasil, abrangendo todo o horário de demanda
máxima do sistema brasileiro [ 37 ]. Fundamental para a segurança no tráfego e para a
prevenção da criminalidade, a iluminação pública viabiliza o aproveitamento de áreas
de lazer, embeleza as áreas urbanas, destaca e valoriza monumentos, prédios e
101
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
paisagens, facilita a definição da hierarquia viária, orienta percursos, permite maior
integração social, tornando a cidade mais atrativa para atividades como o comércio e o
turismo, contribuindo assim para o desenvolvimento econômico e social do Município [
8 ].
Dentre os tipos de iluminação existente, esta foi a que se desenvolveu mais
lentamente. Recentemente foram lançados os reatores eletrônicos para as lâmpadas de
descarga, o que possibilita uma economia considerável em relação aos eletromagnéticos
ainda utilizados. Sendo assim, é uma área que possui um forte potencial de
desenvolvimento.
Mudar as práticas já consolidadas neste setor não são fáceis, mas trazem um
grande benefício para o sistema elétrico brasileiro e uma redução considerável nos
desperdícios de energia. Dentre estas mudanças destacam-se:
• Luminárias - A troca das luminárias de baixo rendimento, por luminárias
com tecnologia mais moderna, onde se utiliza um material de alta qualidade de
reflexão, aumentando o fluxo luminoso da luminária; o formato do material
reflexivo projetado para aumentar o espalhamento e diminuir o ofuscamento; a
utilização de refrator em vidro temperado e liso (ou policarbonato16), mais
resistente às intempéries e ao vandalismo, além de garantir uma melhoria na
passagem de luz, em relação às outras luminárias, que possuem ondulações nos
vidros ou que necessitam de telas de proteção. Em luminárias de meia altura
instaladas como iluminação de segundo nível, ou em praças e jardim, deve-se
optar para as que possuem refratores translúcidos ao invés de opacos e ainda
que possuam sistemas de espelhamento ao redor da lâmpada, garantindo um
melhor espalhamento de luz e evitando o ofuscamento. Estas mudanças nas
luminárias garantem uma melhoria na qualidade de iluminação pública, além
de permitir a utilização de lâmpadas de menor potência.
• Lâmpadas – até pouco tempo as lâmpadas mais utilizadas para a IP eram as
de vapor de mercúrio. Melhores em eficiência que as incandescentes ou mistas
e com uma boa reprodução de cores. Porém, atualmente estão sendo
gradativamente substituídas pelas lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão e
pelas lâmpadas de multivapores metálicos. As multivapores metálicos,
16 O policarbonato é um derivado do petróleo, utilizado na fabricação de luminárias, onde suas principais características são a alta resistência a impactos e um bom índice de transmissão e luz [ 8 ]
102
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
possuem eficiência entre 65 e 90 (lm/W) [ 41 ], além de excelente reprodução
das cores, o que permite sua utilização em praças, jardim e qualquer outra
iluminação onde se tenha o interesse na reprodução mais fiel das cores. A
lâmpada de sódio é a mais eficiente, conseguindo o valor bem elevado de
emissão de lúmens por watt consumido (entre 80 e 140 [ 41 ] ), porém possuem
deficiência em reproduzir as cores, sendo seu uso direcionado a iluminação de
vias públicas e túneis. Uma boa comparação de economia pode ser ilustrada a
partir da análise da Tabela 4-5 [ 41 ]. Nela pode-se ver que um determinado
local, iluminado por uma lâmpada de mercúrio de 400W, pode ser modificado,
adotando-se uma lâmpada de sódio de 250W (respeitando as mudanças
necessárias de seus equipamentos de funcionamento), aumentando a emissão
de lumens e perdendo a qualidade de reprodução de cor. Se neste local for
necessária uma boa reprodução das cores, pode-se substituir a lâmpada de
mercúrio de 400W por uma lâmpada de 250W de multivapores metálicos
(respeitando as mudanças necessárias de seus equipamentos de
funcionamento), conseguindo uma emissão de lúmens um pouco menor, mas
possivelmente satisfatória. Vale a pena lembrar, que a comparação de
potências diz respeito apenas a potência das lâmpadas, não levando em
consideração as potências dos reatores, que segundo a literatura, são bem
próximas, onde as diferenças não afetam os benefícios obtidos com as
substituições.
Tabela 4-5 - Comparativo de Lâmpadas
Lâmpadas Potência (W) Lúmens
Vapor de mercúrio (HQL 400) 400 22000
Vapor de Sódio (NAV-E 250) 250 25000
Multipares metálicos (HQI-T 250/D) 250 20000
• Reatores – a troca de reatores eletromagnéticos por reatores eletrônicos
trazem, uma redução das perdas de energia causadas pelo efeito joule; a
garantia de melhor qualidade de iluminação, a partir de um controle mais
eficiente do fluxo luminoso da lâmpada (dimerização) e a possibilidade de
instalação de controles de acionamentos, remotos ou programados, visando
103
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
assim uma redução do desperdício ocasionado por acendimentos em horários
indevidos. Vale ressaltar que, em locais onde são utilizados acendimentos
programados por tempo, para se ter uma economia de energia e garantir a
qualidade da iluminação, há a necessidade de instalação de um sistema de
monitoramento de intensidade de luz natural que se sobreponha ao seu timer
para correta operação em dias escuros. Exemplo: dias de eclipse total e/ou de
chuva forte. Infelizmente, ainda não existem no mercado reatores eletrônicos
para todos os tipos de lâmpadas utilizadas na IP.
• Sistema de acionamento – a utilização de acionamento remoto ou pré-
programado nos reatores eletrônicos é uma fonte de redução dos desperdícios,
comumente verificados através de lâmpadas acesas indevidamente durante o
dia, porém ainda são alternativas muito caras. Uma solução mais acessível, é a
troca dos relés N/F (normalmente fechados) utilizados na maioria dos sistemas
de IP, por relés N/A (normalmente abertos), e a mudança da tensão de trabalho
dos mesmos de 127V para 220V [ 62 ]. Isso acontece, pois os 3 principais
defeitos, encontrados nos circuito de comando automático da iluminação,
composto pelo rele fotoelétrico, base, cabos e conexões, que fazem com que as
lâmpadas fiquem acesas durante o dia, serão sanados. Estes defeitos são:
avaria no sensor fotoelétrico, avaria no circuito eletrônico ou eletromecânico
do relé e mau contato na conexão do condutor neutro.
• Projeto - a elaboração de um projeto completo de iluminação, onde é
levado em consideração todos os aspectos do sistema e seu entorno, leva a uma
utilização consciente da energia para este fim. Alguns pontos importantes que
devem ser levantados na hora da idealização do sistema são: a finalidade da
iluminação, a qualidade da reprodução de cor necessária, a arborização local e
tipo de poste a ser usado. Estes dados auxiliam na escolha dos componentes
dos sistema de IP, para que se tenha uma melhor qualidade na iluminação com
um menor consumo de energia.
Saneamento O maior consumo de energia elétrica neste setor está associado aos conjuntos
motobombas instalados ao longo de todo o sistema de captação, tratamento e
distribuição da água potável. Sendo assim, estas cargas devem ser estudadas a partir das
mesmas recomendações descritas no sistemas de força motriz para o setor industrial.
104
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
4.3.5 Setor Rural
Este setor tem sentido uma grande mudança na sua característica de consumo.
Com a expansão dos agronegócios, este setor ganhou grande expressão, promovendo
um desenvolvimento de novas tecnologias empregadas no campo. Este
desenvolvimento acarretou o aumento da carga instalada nas propriedades rurais;
podendo ser consideradas como uma combinação das características dos setores
industrial e residencial. Sendo assim, todas as análises propostas para estes setores
podem ser empregadas neste setor.
Para sistemas de pequena potência, tais como irrigação, iluminação e aquisição
de água potável de poços artesianos, podem ser empregadas células fotovoltaicas no
fornecimento de energia elétrica, principalmente em sistemas isolados, onde a
interligação teria um custo elevado. Para sistemas interligados, as células fotovoltaicas
ainda não são consideradas soluções viáveis, pois a tecnologia é muito cara.
Um exemplo de combate ao desperdício de energia é a utilização de inversores
de freqüência em sistemas de ventilação utilizados na criação de animais em alta escala,
como aves, suínos, caprinos etc. Nestes locais, em geral, os ventiladores são ligados ao
mesmo tempo e na sua potência máxima. A instalação de um sistema que supervisione a
temperatura do local e acione uma certa quantidade de ventiladores, bem como regule a
sua velocidade (potência), pode acarretar em uma redução bastante expressiva do
consumo de energia.
Outro exemplo muito interessante é a utilização dos biodigestores. Estes
equipamentos são produtores de gás combustível (biogás). A queima deste biogás pode
ser uma excelente opção no aquecimento de processos ou mesmo na geração de energia
elétrica. Além disso, pode-se reduzir os problemas de destinação dos dejetos, oriundos
principalmente das criações de animais, melhorando a qualidade de vida sem causar
impactos ao meio ambiente.
Vale a pena lembrar que, a análise de retorno dos investimentos devem ser feitas
com muito cuidado, pois as tarifas praticadas aqui são bem menores que a dos outros
setores, o que pode causar uma certa relutância dos usuários em aderirem a novas
105
VERTENTES DO COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA
técnicas e tecnologias que combatem o desperdício de energia ou até mesmo
inviabilizar o investimento.
De modo geral, o conceito de inovações tecnológicas abrange todas as análises
que influenciam no desenvolvimento, na difusão e uso de novas tecnologias. Não basta
apenas inovar, mas também disseminar os conhecimentos e providenciar acessibilidade
a todos os setores ao novo, formando-se assim uma rede de combate ao desperdício de
energia e estimulando uma realimentação de idéias para o surgimento de novas
tecnologias.
106
Capítulo 5
Programa de Combate ao Desperdício de Energia e Gerenciamento Pelo lado da Demanda - GLD
5.1 O Programa de Combate ao Desperdício de Energia
Em qualquer empresa, seja ela pública ou privada, é aconselhável que seja
implementado um programa de combate ao desperdício de energia. Este programa visa
a mudança de hábitos de consumo e uma otimização da utilização da energia elétrica
através de orientação, estudos, implementações e controle sobre recursos econômicos,
materiais e humanos, que culminarão numa redução dos índices de consumo de energia
necessária para a produção do mesmo produto ou serviço.
Para que este tenha êxito, é necessário um acompanhamento rigoroso de todas
as atividades desenvolvidas, bem como confrontar periodicamente os dados obtidos
com metas previamente traçadas. Estas metas devem ser estipuladas no momento de
implantação do programa, devendo ser revistas ao longo de todo o processo e retificadas
sempre que necessário.
A importância do estabelecimento do programa se prende ao fato de que
qualquer ação isolada tende a perder seu efeito ao longo do tempo, por melhores
resultados que apresente, sendo assim, ele deve ser [ 45 ]:
107
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
• Escrito: é natural que muitas instruções e ordens sejam transmitidas
oralmente na jornada diária, mas para uma ação continua e de ampla
repercussão, é recomendável dar instruções por escrito;
• Concreto: o programa não pode se construir somente de intenções, mas sim
de ações concretas e específicas;
• Justificado: em especial as ações que demandam mudanças de hábitos,
devendo ser justificadas, para serem mais bem aceitas;
• Quantificado economicamente: o desenvolvimento das atividades
resultará em números, indicando quantidade de energia envolvida, bem como
seus valores e custos. Assim, as metas previstas para cada ação devem ser
quantificada e valorizadas.
• Com responsabilidades definidas: cada uma das ações deve ter
responsável direto, pois o programa exige a atuação de pessoal afeto a todos os
setores. Devem ser definidos responsáveis locais, cabendo a administração uma
supervisão global;
• Revisado periodicamente: em função das inovações tecnológicas e de
novas circunstâncias, o programa deve ser dinâmico;
• Participativo em todos os níveis: ninguém dentro da empresa deve ficar
alheio, tanto no processo de elaboração, como no seu desenvolvimento;
• Divulgados seus resultados: devem ser divulgados periodicamente os
resultados obtidos, comparando-os com situações anteriores e de certa forma
incentivando os responsáveis diante do quadro de pessoal da empresa.
Consta ainda neste programa, a criação da CICE - Comissão Interna de
Conservação de Energia, elaboração de uma Campanha Educativa, a Análise Tarifária
da instalação e o desenvolvimento de um Diagnóstico Energético.
A seguir, apresenta-se um roteiro básico, baseado na literatura técnica e na
experiência obtida em trabalhos de consultoria e trabalhos desenvolvidos no
LEENER/UFJF. Este roteiro serve apenas para que a equipe envolvida no processo
possa direcionar seus estudos e não se perca ao longo do processo investigatório. No
entanto, não deve ser considerado como padrão, podendo ser acrescentadas ou mesmo
omitidas etapas, caso seja necessário.
108
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.1.1 CICE
A CICE, deve ser uma comissão heterogênea, formada por funcionários da
empresa dos mais diversos níveis e setores. Quanto mais heterogênea esta se apresentar,
maior será a chance de sucesso, pois assim o programa terá melhor representatividade,
atingindo a todos os setores e atividades desenvolvidas nas instalações. Ela será
responsável pela elaboração das metas a serem atingidas, acompanhar as implantações,
controlar e divulgar as informações mais relevantes e os resultados obtidos em cada
etapa. Atribui-se ainda a CICE, a responsabilidade da elaboração e implementação das
etapas subseqüentes: Análise Tarifária, Campanha Educativa e Diagnóstico Energético.
A equipe que participa das atividades desta comissão deverá também participar
de ações de capacitação e aprimoramento, através de palestras cursos, participação em
eventos e outros. Pode-se ainda contratar uma ou várias empresas para realização das
outras etapas; porém, é de total responsabilidade da CICE o acompanhamento, a análise
dos resultados obtidos, o controle total das ações propostas e implantadas por terceiros e
a divulgação dos resultados para toda comunidade envolvida.
5.1.2 Análise Tarifária
Esta etapa em geral é realizada no início do projeto, devido a possibilidade de
obtenção de recursos financeiros, necessários para os investimentos futuros. Através da
análise de contas e adequação tarifária pode-se, muitas vezes, eliminar multas
indesejáveis e até chegar a propostas de alterações dos processos produtivos, de modo a
reduzir a utilização da energia no horário de ponta, onde as tarifas de consumo e
demanda são mais caras. Desta forma, pode-se redirecionar o montante de recursos
financeiros economizados aplicando-os em investimentos necessários ao longo do
projeto de eficientização. Com a análise tarifária pode-se conseguir um fundo virtual de
recursos.
No entanto, é recomendado que só seja feita no início de projetos, cuja previsão
de montagem de estudos e implementações não durem mais que 3 meses. Isso acontece,
pois ao fim de um projeto, muitas vezes a instalação está com suas características
totalmente alteradas, se tornando necessário uma re-adequação tarifária. Porém, a
concessionária não permitiria uma nova mudança, caso esta já tenha sido feita. Os 3
109
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
meses de prazo citados acima, diz respeito ao tempo de adequação que a concessionária
concede ao consumidor, para que este possa se programar com a nova tarifa. Neste
período, multas advindas da nova tarifa escolhida bem como ultrapassagens de
demanda, caso a esta imponha uma demanda a ser contratada, também são
desconsideradas na fatura.
Sendo assim, em projetos maiores com prazo superior a 3 meses, é recomendado
que de início seja feita apenas uma vistoria na conta de energia de modo a retirar-se
possível algumas multas de valores vultuosos causados por ultrapassagem de demanda e
alguns casos de taxas extras devido ao fator de potência da instalação, desde que os
investimentos para isso não sejam altos. Ao fim da realização das implementações a
adequação tarifária pode se tornar mais viável.
Ao se fazer os estudos de adequação tarifária deve se levar em consideração a
hipótese de utilização de um sistema de cogeração ou até mesmo uma geração
independente. Tais recursos podem se tornar viáveis, principalmente quando se adota
uma tarifa horo-sazonal.
5.1.3 Campanha Educativa
A capacitação/orientação dos usuários também pode proporcionar reduções do
consumo de energia elétrica através da mudança de hábitos dos usuários da instalação.
Devem ser realizadas durante todo projeto, com o objetivo de incentivar a participação e
colaboração dos usuários ao longo das diversas etapas.
Esta medida educativa visa disseminar a cultura do combate ao desperdício de
energia. Sendo assim, extrapola o ambiente onde está sendo realizada, formando
multiplicadores e levando melhorias para toda a comunidade. Para tanto, pode-se
desenvolver diversas ações, tais como:
• Promover palestras de conscientização aos funcionários, apresentando os
conceitos básicos do programa de combate ao desperdício de energia e os
principais aspectos abordados no diagnóstico, enfocando a necessidade do
envolvimento de todos na obtenção dos objetivos propostos.
• Usar adesivos, cartazes e folder que busquem lembrar aos usuários a
necessidade da utilização racional da energia.
110
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
• Divulgar os resultados, mostrando através de cálculos simples, os ganhos
advindos com as ações implementadas.
• Desenvolver cartilhas contendo dicas de combate ao desperdício de energia.
O programa de combate ao desperdício e a campanha educativa não se encerram.
Devem ser constantes, pois sempre haverá algum potencial de redução do consumo e
sempre será necessário orientar a comunidade para garantir a mudança de hábitos.
Além disso, deve-se ter em mente que, através da disseminação das técnicas de
combate ao desperdício de energia, pode-se estender estes conceitos ao combate do
desperdício de outros energéticos, de água, de matéria prima, de mão de obra
(retrabalho), buscando-se o desenvolvimento sustentável.
5.1.4 Diagnóstico Energético
Entende-se por diagnóstico energético, todo o processo investigativo e de
implementação das idéias de combate ao desperdício de energia elétrica dentro de uma
determinada instalação. Consiste em identificar as oportunidades de redução das perdas,
avaliar alternativas, implementar soluções para baixar o consumo de energia e/ou se
possível desloca-lo para horários mais favoráveis ao modelo de tarifa mais adequado.
É um processo único, onde os agentes responsáveis pela elaboração de todo o
processo atuam de forma singular em cada instalação. Mesmo sendo de um seguimento
já consolidado na sociedade, cada instalação possui sua organização, maquinários
particulares e rotinas diferenciadas. Com isso muitos profissionais caracterizam o
diagnóstico energético como um trabalho de garimpo, pois a todo o momento, se
procura pequenos detalhes na planta que está sendo analisada, afim de que esta
desperdice a menor quantidade de energia possível. E como um garimpo, a finalidade é
sempre a mesma, mas a forma de atuação varia em cada local.
Contudo, para que o diagnóstico energético seja feito de forma organizada,
torna-se necessário um roteiro de atividades com etapas bem estruturadas. A literatura
técnica consultada não apresenta um modelo a ser seguido. Cada empresa consultor ou
técnico da área utiliza-se de uma metodologia própria. Entretanto, pode-se identificar
ações fundamentais. São elas :
111
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.1.4.1 Visita as Instalações
Este é o primeiro contato que se tem com a instalação. O objetivo principal é
ter uma visão macroscópica do ambiente que será trabalhado. Para isto, deve-se
inspecioná-la com senso crítico, procurando observar cuidadosamente as condições da
instalação, a arquitetura da edificação, condições gerais para o desenvolvimento das
atividades, localização geográfica, clima predominante, entre outros.
Deve-se observar os quadros de distribuição, como os circuitos estão
distribuídos nos mesmos, se há vestígio de curto circuito ocorrido dentro do quadro, a
temperatura dos disjuntores (o aquecimento dos mesmos pode significar circuito
dimensionado incorretamente) etc. O estado da instalação elétrica demonstra claramente
a política de manutenção da instituição. Equipamentos sem tampas de proteção, com
parafusos frouxos ou soltos, tomadas quebradas, conexões sem isolamentos, mostram a
falta de uma rotina de manutenção adequada. Neste caso, é de se esperar um elevado
desperdício de energia e usuários pouco familiarizados com as técnicas de combate ao
desperdício.
É necessário que se questione sobre as plantas da instalação, o diagrama
unifilar, contas de energia e outros dados preliminares, que possam auxiliar a traçar uma
estratégia de levantamentos de dados, através de equipamentos de medição, consulta
aos usuários, informações dos técnicos etc.
As características arquitetônicas da instalação, bem como o clima, a altitude,
relevo do local, são aspectos muito importantes a serem observados. Estimativas
apontam que o emprego de padrões arquitetônicos adequados, a especificação de
materiais e equipamentos eficientes e o desenvolvimento de projetos que levem em
conta os conteúdos de eficiência energética, possibilitam grandes reduções no consumo
de energia elétrica nas edificações [ 45 ]. Portanto, deve-se verificar, entre outros
pontos, a possibilidade de economia de energia elétrica com o aproveitamento da
ventilação e iluminação natural.
112
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.1.4.2 Levantamento de Dados
Deve ser considerada uma das etapas mais importantes do diagnóstico
energético. Todos os dados necessários à determinação das ações que levem à redução
do desperdício e a otimização do uso da energia da instalação serão obtidos neste
momento. Os resultados finais do diagnóstico dependem diretamente da precisão das
informações coletadas. A equipe técnica que realiza esta etapa deve ser bem treinada e
dispor de equipamentos confiáveis.
As contas de energia elétrica fornecida pela concessionária constituem uma
fonte de dados relativamente confiável e de fácil acesso, revelando informações muito
importantes sobre o uso da energia elétrica na instalação.
É importante observar que as informações disponíveis nesta fonte, são
calculadas para um período de aproximadamente 30 dias, não permitindo inferir sobre o
comportamento diário ou semanal da instalação. Por outro lado, um histórico de conta
de no mínimo 12 meses, possibilita analisar a evolução do consumo e da demanda da
instalação, prever as tendências, os parâmetros a serem contratados para os períodos
futuros e monitorar a sazonalidade do consumo, ou seja, seu comportamento ao longo
dos meses e épocas do ano.
Os consumidores do tipo B, por possuírem tarifa monômia, apresentam uma
conta bem reduzida em informações, mostrando apenas os valores do consumo em kWh
no mês vigente, o histórico deste valor nos últimos 12 meses, a média de kWh/dia, o
valor da tarifa vigente e o valor de ICMS. Este fato, não tira a importância de criar um
histórico de contas destes consumidores, pois este histórico possui informações
necessárias para o desenvolvimento do projeto.
Os consumidores do tipo A têm como característica uma planta mais complexa,
sendo necessário a análise de uma variedade maior de parâmetros. Em sua conta, além
dos valores descritos para o consumidor do tipo B, encontram-se valores adicionais
como: demanda fatura, demanda máxima e, dependendo da modalidade tarifária,
algumas informações nos horários de ponta e fora ponta, bem como nos períodos do
ano, seco e úmido. Estas informações são de suma importância para previsões futuras
do consumo e para o desenvolvimento das próximas etapas do diagnóstico.
Através de medições realizadas com equipamentos denominados de
Analisadores de Energia, obtém-se a curva de carga geral da instalação. O objetivo é
113
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
obter informações precisas sobre as características do consumo diário que não estão
disponíveis nas contas de energia. Os analisadores de energia também são importantes
para o levantamento de dados de áreas ou equipamentos específicos, principalmente
quando não se tem informações sobre estes ou quando estas não são precisas o
suficiente. Este também pode auxiliar no levantamento de dados, através das curvas de
áreas ou de equipamentos específicos.
O Analisador de energia é um equipamento capaz de monitorar e gravar em sua
memória, várias informações em intervalos de tempo pré-programadas. Cria-se, um
banco de dados preciso e confiável com as grandezas elétricas da instalação,
correlacionadas com seu respectivo horário. Dentre estas grandezas destacam-se:
− Tensões das fases (Va, Vb, Vc );
− Correntes de fases (Ia, Ib, Ic );
− Potências Ativas (Pa, Pb, Pc );
− Potencias Reativas (Qa, Qb, Qc).
Após o armazenamento, estes dados são transferidos para um computador, onde
serão manipulados através de programas específicos ou planilhas eletrônicas.
Estas medições são realizadas ao longo de alguns dias, estabelecidos no ato da
programação do medidor pelo consultor. Quanto maior o número de dias e menor o
intervalo de aquisição das grandezas, mas preciso será o banco de dados. Porém,
visando otimizar a quantidade de dados a serem manipulados e mesmo para respeitar a
capacidade de armazenamento dos equipamentos, em geral, realiza-se a medição
durante 7 (sete) dias com intervalos de aquisição de 5 (cinco) a 15 (quinze) minutos.
A partir destes dados pode-se traçar a curva de carga da instalação para cada dia
da semana e expandindo para os outros dias do mês, obtém-se a curva de carga
aproximada da instalação. Assim, consegue-se prever o comportamento da instalação
em todos os dias e horários. A Figura 5-1 mostra a curva de carga de um dia de semana,
onde a medição da potência ativa da instalação foi feita de 10 em 10 minutos. A Tabela
5-1 mostra um modelo de banco de dados adquirido através do analisador de energia
SAGA4000 da empresa ESB Eletronics Services Indústria e Comércio Ltda.
114
Tabela 5-1 - Banco de Dados do SAGA4000
SAGA4000 - ESB Electronic ServicesCanal 01 Canal 02 Canal 03 Canal 04 Canal 05 Canal 06 Canal 07 Canal 08 Canal 09 Canal 10 Canal 11 Canal 12 Canal 13
Registro Data Hora Freq. V1min V1 V1max V2min V2 V2max V3min V3 V3max I1 I2 I3(Hz) ( V) ( V) ( V) ( V) ( V) ( V) ( V) ( V) ( V) ( A) ( A) ( A)
1 07/08/2003 00:10:00 60.0625 124.125 128.1875 132.1875 0 127.75 132.4375 0 127 131.9375 0.019531 0.025635 0.0292972 07/08/2003 00:20:00 60 128.1875 129.25 130.75 128.625 129.3125 130.75 127.875 128.625 129.6875 0.007813 0.01001 0.0144043 07/08/2003 00:30:00 60 128 129.3125 131.1875 127.5625 129.3125 131 127.4375 128.8125 130.6875 0.007568 0.010498 0.0144044 07/08/2003 00:40:00 60.0625 127.5625 128.75 130.25 127.5 128.8125 130.5625 126.5625 128.375 130.125 0.007324 0.009033 0.0144045 07/08/2003 00:50:00 60.0625 127.8125 129.4375 130.75 127.875 129.3125 130.375 127.375 128.6875 129.8125 0.007813 0.011475 0.0144046 07/08/2003 01:00:00 60.0625 128.8125 130.0625 131.75 128.875 130.1875 131.875 128.25 129.5625 131.375 0.007324 0.008545 0.0139167 07/08/2003 01:10:00 60 127.8125 129.5 130.5625 127.875 129.5 130.75 127.1875 129 130.125 0.007813 0.010254 0.0146488 07/08/2003 01:20:00 60 127.75 128.625 129.5625 127.9375 128.75 129.75 127.125 128.125 129.1875 0.008057 0.010742 0.0158699 07/08/2003 01:30:00 60.0625 127.5625 129.125 131.1875 127.1875 129 131.125 126.5625 128.4375 130.625 0.007568 0.010254 0.015625
10 07/08/2003 01:40:00 60 127.9375 129.25 130.9375 128.0625 129.125 130.875 127.3125 128.4375 130.125 0.007813 0.010498 0.01953111 07/08/2003 01:50:00 60 127.375 128.5625 129.8125 127.5 128.4375 129.875 127.0625 127.8125 129 0.007813 0.011475 0.0200212 07/08/2003 02:00:00 60.0625 127.8125 129.125 130.875 127.8125 129.1875 131.1875 126.9375 128.375 130.375 0.00708 0.009766 0.0200213 07/08/2003 02:10:00 60.0625 128.25 130.3125 131.75 128.75 130.625 132.4375 127.4375 129.625 132.0625 0.007813 0.009521 0.0200214 07/08/2003 02:20:00 60.0625 129.5625 130.375 131.9375 130.1875 130.75 131.75 129.3125 129.9375 132 0.007813 0.010742 0.01855515 07/08/2003 02:30:00 60.0625 127.25 129.25 130.5 127.3125 129.375 130.9375 125.625 128.75 130.5 0.00708 0.008301 0.01367216 07/08/2003 02:40:00 60 127.6875 129.25 130.875 127.875 129.3125 131 127.75 128.875 130.6875 0.008545 0.010498 0.01342817 07/08/2003 02:50:00 60.0625 128.25 129 130.0625 128.0625 129 130 127.375 128.375 129.25 0.007813 0.009277 0.01342818 07/08/2003 03:00:00 60.0625 128.125 129.25 130 128.4375 129.3125 130.125 127.8125 128.8125 129.5 0.00708 0.01001 0.01342819 07/08/2003 03:10:00 60.0625 126.5 129.25 130.875 126.875 129.5625 131.25 126.625 129.125 130.875 0.007813 0.009033 0.01318420 07/08/2003 03:20:00 60 127.25 128.1875 129.6875 126.9375 128.25 129.625 126.9375 127.6875 129.375 0.007813 0.010254 0.01391621 07/08/2003 03:30:00 60.0625 127.5 128.6875 130.1875 127.625 128.8125 130.375 127.0625 128.1875 130 0.00708 0.008545 0.01464822 07/08/2003 03:40:00 60 127.25 128.6875 130.125 127.3125 128.9375 130.5 126.75 128.375 130 0.007813 0.009766 0.01440423 07/08/2003 03:50:00 60.0625 126.875 128.1875 129.5 127.375 128.375 129.4375 126.8125 127.75 128.875 0.008545 0.010254 0.01489324 07/08/2003 04:00:00 60.0625 127.375 128.375 130.25 127.625 128.5 130.625 126.875 127.75 130.0625 0.00708 0.01001 0.01611325 07/08/2003 04:10:00 60 128.25 129.875 130.6875 128.375 130 131.3125 127.8125 129.6875 130.4375 0.007813 0.01123 0.01440426 07/08/2003 04:20:00 60 128.5 129.3125 130.625 128.1875 129.3125 130.25 128.125 128.9375 130.25 0.007813 0.009766 0.01318427 07/08/2003 04:30:00 60 128.3125 129.1875 130.8125 127.5 129.1875 130.75 127.8125 128.9375 130.875 0.00708 0.010498 0.01318428 07/08/2003 04:40:00 60 127.5 128.875 130.1875 127.3125 128.8125 130.5625 126.9375 128.375 129.875 0.007813 0.009277 0.01611329 07/08/2003 04:50:00 60 127.1875 128.3125 129.1875 127.5 128.25 129.375 126.5625 127.625 128.625 0.007813 0.009521 0.017822
115
Curva de Carva
0
5
10
15
20
25
30
35
40
00:10:00
01:00:00
01:50:00
02:40:00
03:30:00
04:20:00
05:10:00
06:00:00
06:50:00
07:40:00
08:30:00
09:20:00
10:10:00
11:00:00
11:50:00
12:40:00
13:30:00
14:20:00
15:10:00
16:00:00
16:50:00
17:40:00
18:30:00
19:20:00
20:10:00
21:00:00
21:50:00
22:40:00
23:30:00
Tempo
Potê
ncia
Ativ
a
Figura 5-1 - Curva de Carga de um Dia de Semana
5.1.4.3 Vistoria dos Ambientes
Consiste em vistoriar todos os ambientes da instalação, visando complementar o
banco de dados com informações que não são mostradas a partir da conta de energia e
nem na medição direta.
A utilização de planilhas pré-elaboradas auxiliam na obtenção das informações,
dentre as quais destacam-se:
− Localização exata do ambiente na planta;
− Área útil total;
− Pé direito;
− Número de funcionários/usuários;
− Horários de funcionamento;
− Quadros de distribuição, interruptores e seccionamento dos circuitos;
− Tipo de iluminação, a tecnologia empregada, tipo de lâmpada, número de
lâmpadas;
− Cores de piso, teto e paredes;
116
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
− Aproveitamento da luz natural;
− Temperatura ambiente;
− Condições de isolamento e vedações, principalmente em ambientes
climatizados;
− Equipamentos existentes, anotando a potência de placa dos mesmos, bem
como tempo estimado de utilização. Quando os dados de placa não puderem
ser obtidos, utiliza-se medidores específicos, como: alicate amperímetro,
wattímetro e multímetro.
− Nível de iluminamento do local. Este índice pode ser medido através do
equipamento luxímetro.
O nível de iluminamento ideal está diretamente relacionado com o tipo de tarefa
a ser realizado e com a idade do usuário. Os níveis de iluminamento medidos devem ser
comparados com os valores recomendados pela ABNT – Associação Brasileira de
Normas Técnicas, norma NBR-5413, a fim de evitar um desperdício de energia com um
superdimensionamento na iluminação. Existem casos onde o local a ser analisado se
encontra com um índice de iluminamento menor que o recomendado pela norma, nestes
casos, o consultor deverá agir de acordo com a sua política pessoal ou consultar o
responsável pelo local para a melhor solução. Não existe unanimidade em relação à
solução a ser adotada. Alguns consultores não interferem na iluminação destes locais,
por acreditarem que este procedimento não está correlacionado com o diagnóstico
energético, pois na maioria das vezes implica em tomar uma decisão, onde como
conseqüência terá um aumento do consumo de energia. Sugere-se, então, estudar a
melhor forma de adequar a iluminação do referido local, pois acredita-se que o
diagnóstico energético, embora tenha o objetivo de reduzir o desperdício, é também
responsável pela adequação das instalações, preservando a segurança e tornando o local
de trabalho o mais confortável possível. Este conceito também é empregado em
sistemas de condicionamento de ambientes e outros regidos pelas normas da ABNT. No
estudo de iluminamento leva-se em consideração a tecnologia de lâmpadas e acessórios
necessários para o seu funcionamento, bem como a luminária que deve ser utilizada,
afim de que a norma seja atendida com o menor consumo possível de energia.
117
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
No caso de indústrias, especial atenção deve ser dada aos motores elétricos e
suas aplicações. Deve-se verificar a existência de esquema de partida dos motores ou
equipamentos auxiliares (eletrônicos) e sua correta utilização.
Deve-se montar tabelas de acordo com os ambientes a serem estudados, podendo
conter outras informações além das já citadas.
A Tabela 5-2 mostra um exemplo de coleta de dados utilizada em vistorias
realizadas nas escolas municipais de Juiz de Fora, através de um projeto de gestão
energética municipal, desenvolvido no LEENER.
118
Tabela 5-2 - Tabela de Levantamento de Dados a Partir de Vistoria do Local
F16 F32 FC 1x16 2x16 2x32 FC 15W FC 22W F16 F32banheiro da secretaria 2 30 0.5 15sala de computador 1 1 2 68 6 micro e impressora 250 6 1908sala de computador xerox 300 0.5 150sala de computador bebedouro 100 0.5 50secretaria 2 2 4 136 8 1088sala dos professores 2 2 4 136 8 1088almoxarifado 1 2 36 0.5 18banheiro dos professores 1 15 0.5 7.5biblioteca 3 3 6 204 8 Tv e caixa de som 1632entrada 1 1 1 2 58 1 58corredor superior/escada 3 1 6 4 244 2 bebedouro 150 488corredor inferior 1 2 68 8 544corredor entre sala 6 e 7 2 2 30 5 150banheiro masculino 2 4 72 8 576banherio feminino 2 4 72 8 576depósito 1 15 0.5 7.5pátio 6 3 12 6 420 0 2 bebedouros 150 0cantina 2 4 136 8 geladeira duplex 380 10 4888cantina aparelho de som 0cantina freezer horizontal 200 10 2000sala1 6 6 12 408 8 2 ventiladores de teto 300 3264sala2 6 6 12 408 8 2 ventiladores de teto 300 3264sala3 6 6 12 408 8 2 ventiladores de teto 300 3264sala4 6 6 12 108 8 2 ventiladores de teto 300 864sala5 6 6 12 108 8 2 ventiladores de teto 300 864sala6 2 4 2 4 4 8 344 8 2 ventiladores de teto 300 2752sala7 5 5 10 340 8 2 ventiladores de teto 300 2720
Soma Total = 2 47 3 0 17 54 6 1 34 110 755.599067.104
Pot. (w) horas total (wh)
Total em kwh/mês =
Pot. (w) hora Equipamentos
Total em kwh/ano =
AmbienteLuminárias reator eletrônico iluminação
119
5.1.4.4 Entrevista com os Usuários
Outro ponto importante do processo de combate ao desperdício é a postura dos
usuários no que tange a utilização da energia elétrica. A entrevista com os usuários deve
ser encarada com muita seriedade, procurando mostrá-lo o quão importante é o seu
papel dentro do projeto. O usuário da instalação é a pessoa mais preparada para fornecer
as melhores e mais precisas informações a respeito do conforto da instalação, a maneira
com que um determinado equipamento está funcionando, o tempo certo de utilização
dos maquinários e esquema de manutenção, pois é ele quem melhor conhece a rotina do
trabalho realizado no local. Conquistar a confiança deste individuo, faz com que as
informações sejam mais precisas e as implementações realizadas da melhor forma. O
consultor deve se apresentar como parceiro, que pretende ajudá-lo no aprimoramento de
suas atividades, de forma a combater o desperdício. Deve ficar atento para que sua
presença seja encarada como uma ajuda externa e não como uma ameaça ao emprego.
Deve-se incentivá-los a dar sugestões que visem a melhoria do processo produtivo e que
levem a redução do consumo.
5.1.4.5 Análise dos Dados
Ao término do trabalho de levantamento de dados cabe a equipe de consultoria
organizar todas as informações, com o intuito de direcionar os estudos posteriores. A
este procedimento chama-se análise de dados.
Esta análise é a responsável pela determinação do potencial de conservação de
energia de uma instalação. Para isso, torna-se necessário conhecer o seu perfil de
consumo total e de consumo desagregado, ou seja, deve-se construir a matriz energética
da instalação. A matriz energética agrega os usos finais por grupos de equipamentos
com características semelhantes e seus respectivos consumos totais. A partir desta, se
constrói um gráfico de consumo percentual por uso final.
Uma matriz energética, como é mostrado na Tabela 5-3, é uma matriz, cujos
elementos são organizados, de forma a se ter em uma coluna, os equipamentos de uma
determinada instalação, separados por setores, como por exemplo: equipamentos
responsáveis pela refrigeração, aquecimento, esterilização, iluminação, produção,
montagem etc. Na outra coluna é colocado o consumo total destes equipamentos. A
partir desta matriz, monta-se um gráfico em porcentagem, que irá ajudar na elucidação
120
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
dos principais setores responsáveis pelo consumo de energia do local. Este gráfico é
mostrado na Figura 5-2.
Tabela 5-3 - Matriz Energética
Equipamentos Consumo
Refrigeração 8,6 kWh
Esterilização 33,9 kWh
Iluminação 51,3 kWh
Outros 6,2 Kwh
51%
34%
9%6%
outrosrefrigeraçãoesterilizaçãoiluminação
Figura 5-2 - Porcentagem de Consumo Por Setor
O perfil de consumo total pode ser obtido através de medições no alimentador
geral da instalação, que deve ser comparado com os valores contidos nas contas de
energia para confirmar sua precisão. Uma variação de até 5% entre os valores medidos e
calculados pode ser considerada aceitável. Este valor percentual de variação tem sido
adotado nos trabalhos desenvolvidos no LEENER. Variações maiores podem
caracterizar aumento do consumo no mês corrente ou erros, tornando necessária uma
revisão dos dados coletados.
O perfil de consumo desagregado das cargas pode ser obtido por medições
diretas nos circuitos de alimentação das cargas individuais. No entanto, normalmente as
121
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
instalações não possuem circuitos de alimentação independentes para cada uso final, por
exemplo, os sistemas de iluminação e ar condicionado, tornando impraticável segmentar
as medições. Nestes casos a solução é estimar o consumo desagregado com os dados
obtidos na vistoria dos ambientes e entrevista com usuários.
Uma outra forma de análise de dados muito usada nos projetos de eficiência
energética, é a criação de indicadores de uso da energia elétrica. Através das
informações obtidas nas etapas anteriores pode-se calcular indicadores que representem
a relação entre consumo de energia e o produto gerado, serviço prestado, área ocupada,
número de usuários etc.
“Estes indicadores, quando aplicados a diagnóstico energético, permitem um
macro estudo das características de consumo da instalação, possibilitando a
determinação do potencial de conservação de energia elétrica através de comparações
com valores típicos obtidos para instalações com características semelhantes” [ 2 ].
Estes valores típicos para comparação podem ser encontrados em diagnósticos já
realizados (no país ou no exterior) no setor com o qual se está trabalhando. Não existe
um valor exato a ser alcançado, pois os valores obtidos podem variar de região para
região, de instalação para instalação. Deve-se salientar que tais índices podem ser
utilizados como metas a serem alcançadas.
Estes índices são também utilizados no acompanhamento dos resultados das
implementações, permitindo avaliar a evolução da instalação, em relação a sua
eficiência, a partir da análise do histórico dos indicadores. Dessa forma é possível
planejar ações futuras e corrigir as que estão em andamento, minimizando custos e
maximizando resultados.
Além disso, o acompanhamento dos indicadores propicia a criação de um banco
de dados com valores típicos, para cada tipo de atividade e de instalação, possibilitando
a realização de análises preliminares, rápidas e de menor custo, através da comparação
dos valores do banco de dados com os indicadores da instalação obtidos através da
inspeção de ambientes (preenchimento de planilhas) [ 2 ].
122
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
Dentre os indicadores existentes destacam-se:
A. Custo Médio da Energia (Ce)
Também chamado de custo unitário da energia. Pode ser obtido através da
relação entre o valor da conta de energia (R$) e o consumo mensal (kWh/mês).
(kWh/mês) mensal consumopago(R$)valor ]/)$.[( =kWhmesRCe ( 5.1 )
B. Consumo Mensal por Área Útil (CMAU)
É encontrado através da relação entre consumo mensal (kWh/mês) e a área útil
de instalação (m2). É usado para comparar instalações que possuam atividades
semelhantes. Serve para analisar se a arquitetura do local está sendo bem utilizada,
como por exemplo, se a iluminação natural está sendo bem utilizada, dentre outros.
)(m útil área (kWh/mês) mensal consumo)]./([ 2
2 =mmêskWhCMAU ( 5.2 )
C. Consumo Mensal por Área Útil e Número de Usuários (CMAUNU)
Este parâmetro é similar ao anterior, porém é acrescentado o número de usuários
do local.
usuáriosusuáriosmmêskWhCMAUNU
).(m útil área (kWh/mês) mensal consumo)]../([ 2
2 = ( 5.3 )
D. Fator de Carga(FC)
É um indicador que varia de 0 a 1, obtido através da relação entre a demanda
média (Dméd) e a demanda máxima (Dmáx) registrados num mesmo intervalo de tempo
especificado.
)()( hTkWDkWh
TDTD
DD
FCmáxmáx
méd
máx
méd
∆⋅=
∆⋅∆⋅
== ( 5.4 )
A Equação
( 5.4 ) mostra que o fator de carga também pode ser obtido através da relação
123
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
entre o consumo de energia elétrica e a demanda de potência máxima, dentro de um
intervalo de tempo.
Este indicador, informa como uma determinada instalação utiliza a energia.
Quanto mais próximo do valor 1, mais otimizado é uso da energia , isto é fácil de ser
comprovado através de uma análise da Equação
( 5.4 ), onde para que a mesma tenha o resultado 1 significa que a demanda
média é igual a demanda máxima , ou seja , toda a potência demanda está sendo
consumida. Um fator de carga baixo indica a existência de consumo de energia elétrica
em curtos períodos de tempo com uma determinada demanda muito alta, o que mostra
que a energia não está sendo utilizada na sua totalidade.
Para aumentar o fator de carga, algumas ações devem ser observadas, dentre
elas: programar o uso de equipamentos, diminuir sempre que possível a ociosidade dos
equipamentos que estão ligados, utilizar equipamentos de forma não simultânea sempre
que possível, não acionar motores que iniciam em carga simultaneamente, fazer
manutenção periódica nos equipamentos e revisar os circuitos elétricos.
E. Potência Instalada em Iluminação por Área Útil (PIAU)
A análise deste indicador permite estimar o potencial de conservação de energia
no uso final da iluminação através de comparações com valores característicos.
)(m útil área PII(W)]/[ 2
2 =mWPIAU ( 5.5 )
Onde PII é a potência ativa total instalada em iluminação em um determinado
local.
F. Consumo Mensal em Iluminação Por Área Iluminada (CMIAI)
É utilizado em comparações com valores típicos obtidos para diversos tipos de
instalações e atividades desenvolvidas. Ele reúne num único indicador as características
elétricas da tecnologia empregada (potência instalada) com os hábitos de uso do sistema
(tempo de operação), uma vez que ele considera o consumo de energia elétrica do uso
final iluminação [ 2 ].
)(m iluminada área (kWh/mês) iluminação em mensal consumo )]./([ 2
2 =mmêskWhCMIAI ( 5.6 )
124
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
G. Consumo Mensal em Ar condicionado Por Área Climatizada (CMACAC)
É definido da mesma forma que o indicador anterior, porém leva em
consideração o uso final do ar condicionado.
)(m aclimatizad área (kWh/mês) docondicionaar em mensal consumo )]./([ 2
2 =mmêskWhCMACAC ( 5.7 )
H. Potência Instalada em Iluminação por Número de Interruptores (PINI)
Este indicador serve para analisar o acionamento da iluminação. Em muitas
instalações, principalmente as mais antigas, ou de grandes ambientes, diversas
luminárias são acionadas por um único interruptor. Este fato, geralmente, acarreta um
grande desperdício de energia em ambientes com ocupação parcial, pois não se
consegue selecionar apenas as luminárias necessárias para a realização de uma
determinada atividade, permanecendo acesas todas as outras luminárias que não
exercem influência na iluminação do setor em questão.
resinterrupto de número PII(W)]/[ =númeroWPINI ( 5.8 )
Onde PII é a potência ativa total instalada em iluminação em um determinado
local.
I. Porcentagem de Luminárias Defeituosas (PLD)
Este indicador serve para analisar o estado de conservação do sistema de
iluminação. Valores Acima de 5% , podem indicar uma falha no programa de
manutenção da empresa, ou até mesmo um superdimensionamento na iluminação, visto
que mesmo com este valor de defeito ainda se consegue realizar as atividades previstas
no local. Pode ser montado com os valores totais de luminárias da instalação ou apenas
com as de um determinado local em estudo.
100lumináriasde totalnúmero
defeito com luminárias de número[%] ∗=PLD ( 5.9 )
125
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.1.4.6 Alternativas para Diminuir o Desperdício
Concluídas as etapas anteriores, tem-se uma descrição precisa da instalação e um
banco de dados bem estruturado que irá auxiliar na determinação dos potenciais de
economia de energia. Agora cabe a equipe responsável pelo projeto elaborar uma
listagem com todas as alternativas tecnicamente viáveis propostas para combater o
desperdício de energia. Não se deve excluir nenhuma idéia.
Uma vez selecionadas as alternativas tecnicamente viáveis, deve-se calcular o
potencial de conservação de energia elétrica individual de cada uma das ações
propostas. Alguns exemplos destas análises consistem em determinar:
• Quanto de energia pode ser economizada, com a substituição de lâmpadas
fluorescentes comuns por lâmpadas fluorescentes eficientes.
• Quanto de redução de energia pode ser obtido com a utilização da
iluminação natural, através do desligamento de equipamentos de iluminação
durante o dia, construção de clara-bóias, telhados semitransparentes ou mesmo
a abertura de novos vãos.
• Quanto de energia pode ser economizada com a instalação de sensores de
presença em ambientes de uso esporádico e que sempre se encontram
iluminados por luz artificial.
• Qual o potencial de economia de energia que será obtido na substituição do
sistema de variação de velocidade do processo, através da utilização de
inversores de freqüência nos motores responsáveis pela realização da tarefa.
• Quanto de energia pode ser economizada a partir da substituição de motores
convencionais por motores de alto rendimento.
• Qual a possibilidade de substituir a energia elétrica da concessionária por
outro energético ou a utilização de fontes alternativas de energia elétrica, ou
ainda analisar a possibilidade de se implantar um processo de cogeração etc.
126
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.1.4.7 Análise de Viabilidade Econômica
Após a análise segundo o ponto de vista técnico realizada anteriormente, faz-se
necessário o estudo de viabilidade econômica. Resulta deste estudo às alternativas de
ações para economia em energia. A partir daí, deve-se proceder à tomada de decisão, a
qual envolve a escolha de uma ou mais alternativas propostas para otimização do uso da
energia. É importante, portanto, a definição das alternativas e avaliação de suas
conseqüências. Nesta avaliação, a análise técnica deve ser feita em conjunto com uma
análise econômica, a fim de possibilitar uma valoração monetária de seus impactos.
Todas as alternativas devem ser enumeradas de acordo com seu potencial de retorno
monetário. Deve-se sempre realizar uma análise de custo-benefício, lembrando que esta
não se baseia somente nos valores iniciais e sim no desempenho econômico de longo
prazo, considerando vida útil dos equipamentos, taxas e descontos praticados, a fim de
se calcular o valor economizado ao longo da vida útil do equipamento. É aconselhável
que se tenha como princípio da administração superior que a economia obtida com a
implantação de uma ação seja revertida para outros investimentos do projeto, ou seja,
energia economizada, vira fonte monetária para outros investimentos.
O consultor deve apresentar um calendário de implementação das ações
propostas. Em geral, cabe ao cliente resolver qual ou quais ações serão implementadas e
a época da implementação. Cada projeto é analisado de forma individual, de acordo
com o montante disponível para investimento, onde uma ação que se mostre viável em
um projeto pode não ser viável para outro devido a diferença dos valores a serem
investidos
Para ajudar na escolha das ações, algumas perguntas devem ser respondidas:
− Quanto custa cada alternativas?
− Qual a taxa de retorno o investimento?
− Qual o período de amortização?
− Qual é o ganho da empresa com cada alternativa?
O cronograma de implementações descritas acima, tem se mostrado de grande
sucesso no processo de conscientização e reestruturação de instalações de forma a se
tornarem exemplos de sucesso no combate ao desperdício de energia.
127
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.2 Gerenciamento Pelo Lado da Demanda
5.2.1 Introdução
Gerenciamento Pelo lado da Demanda – GLD teve seu surgimento nos EUA na
década de 70, DSM (Demand Side Management). Surgiu com o objetivo de combater os
grandes desperdícios de energia praticados até então, melhorar o fator de carga do
sistema elétrico e incorporar um apelo ecológico, que desde esta época já era de grande
importância. Em toda ação de combate ao desperdício de energia, cria-se uma “sobra”
de energia proveniente da otimização do uso dos energéticos, adiando-se assim a
construção de novas usinas e, no caso das termelétricas, a redução do consumo de
recursos não renováveis.
Em geral, o GLD tem como objetivo principal, a redução da demanda máxima
em uma determinada região, o que leva aos circuitos e equipamentos de geração,
transmissão e distribuição, operarem mais distantes de suas capacidades máximas, com
imediata redução de perdas nos mesmos, aumento do fator de carga da empresa e
economia na geração de energia. Permite, ainda, obter uma visão mais ampla e mais
detalhada de cada segmento de mercado consumidor, no sentido de identificar
oportunidades de investimento e de orientar os usuários com ações de gerenciamento
de cargas e medidas de combate ao desperdício.
O conhecimento, por parte da concessionária, das particularidades e
características do uso final da energia é fundamental para a otimização de suas
atividades, como tal, ela deverá se instrumentalizar para atuar decididamente neste
campo. Através da análise do uso da eletricidade pode-se levar em conta a elasticidade
de longo prazo da demanda, definindo o “marketing” e a política de preços da empresa
[ 9 ].
Deve-se lembrar que, como conseqüência dos programas de GLD, pode-se
chegar a ter tarifas mais justas, devido ao melhor fator de carga e redução na demanda
em horários antes críticos, a energia não desperdiçada e a demanda que fora reduzida
poderão ser disponibilizadas a setores mais rentáveis, melhorando a distribuição no
consumo, retardando os investimentos e aumentando a confiabilidade do sistema.
“A principal vantagem da implementação dos programas de GLD é a
128
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
maximização do aproveitamento dos recursos já em operação do setor elétrico. Desta
forma, obtém-se, em linhas gerais, redução de custos, maximização da receita e
aumento da confiabilidade do sistema elétrico” [ 50 ].
5.2.2 Definições
Para um melhor entendimento do tema, será mostrado, a seguir, algumas
definições de GLD encontradas na literatura:
“Atuar no perfil de consumo de energia elétrica para aquecimento de água
residencial, refrigeração, equipamentos e iluminação, visando modular a curva de
carga destes usos finais, do segmento residencial e comercial, implica em
alteração de hábitos e costumes dos consumidores e/ou em substituição de
equipamentos” [ 30 ].
“ O Gerenciamento pelo Lado da Demanda- GLD é um conjunto de ações
planejadas, voltadas para administrar a demanda de energia elétrica no interesse
da concessionária de distribuição... ...são práticas e políticas adotadas pelos
planejadores de energia, que encorajam os comsumidores a usar a energia de uma
forma mais eficiente, além de permitir a administração da curva de carga das
concessionárias”[ 37 ].
“Gerenciar a demanda significa criar condições favoráveis ao consumidor,
que justifique a mudança de hábito e costumes, sem prejuízo do conforto e bem
estar, criando a possibilidade de aumentar a rentabilidade das empresas
distribuidoras de energia elétrica, com a possibilidade de otimização tarifária,
maximizando a rentabilidade” [ 48 ].
Através destas definições, fica claro que as ações praticadas pelos projetos
de GLD são implementadas diretamente ou estimuladas de forma indireta pelas
concessionárias de energia, cujo principal objetivo é atuar junto aos consumidores
de forma a modificar a curva de carga do sistema; conforme podem ser vistas na
Figura 5-3. É salutar, que os consumidores adotem estes conceitos de
gerenciamento de energia em benefício próprio, com ou sem a presença das
concessionárias, o que tem sido denominado de eficiência energética nos usos
finais.
129
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.2.3 Tipos de Programas de GLD
Do ponto de vista operacional, existem dois tipos básicos de programas de GLD:
a) Programas que permitem o controle direto da carga, através de ações que
interferem de forma direta no uso da energia pelos consumidores. Para um bom retorno
deste projeto, ele ainda tem que atender a duas condições:
• Capacidade de controlar a carga, no sentido de poder acioná-la ou
interromper seu funcionamento quando necessário, e permitir seleção dos
pontos corretos de operação.
• Possibilidade de verificar a operação em tempo real do recurso, de modo
assegurar a eficiência e confiabilidade do sistema.
b) Programas que não permitem o controle direto da carga, estes procuram
alterar a curva de carga pela mudança de hábitos de consumo, através de projetos de
marketing, campanhas educativas e tarifas diferenciadas.
Para selecionar um programa de GLD deve-se ter em mente quais são os
objetivos a serem alcançados. Portanto, é necessário estabelecer objetivos estratégicos,
de amplo alcance; estabelecer objetivos táticos e operacionais e determinar os objetivos
ligados à forma da curva de carga [ 9 ].
• Objetivos estratégicos - são amplos e geralmente incluem ações no sentido
de melhorar o fluxo de caixa da empresa, aumentar os lucros e ajudar no
relacionamento com os clientes [ 21 ].
• Objetivos táticos e operacionais - onde se procura analisar as ações
específicas a serem implementadas, confrontando alternativas de GLD frente
às de Gerenciamento Pelo Lado da Oferta – GLO. Vale lembrar que os
programas de GLD em geral, despendem um período de tempo menor para
serem colocados em prática que as opções de GLO.
• Objetivos ligados à forma da curva de carga – este é o mais importante
segundo a literatura, pois é através da curva de carga, que se faz verificação e
controle de resultados obtidos no programa adotado, bem como ajustes
necessários para que o programa tenha sucesso.
As ações adotadas para gerenciar a curva de carga dependem do objetivo final
da concessionária, considerando-se a forma de consumo do grupo de consumidores
onde as medidas estão sendo implementadas. Essas ações podem ser adotadas
130
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
isoladamente ou em conjunto que, de maneira sistematizada, irão refletir diretamente na
curva de carga [ 9 ]. A Figura 5-3 [ 2 ] mostra 6 tipos de ações possíveis de se
implementar um projeto de GLD.
Figura 5-3 - Ações Possíveis de um Programa de GLD
6) FLEXIBILIZAÇÃO DA CARGA
1) CORTE DO PICO DE DEMANDA
3) CONSERVAÇÃO ESTRATÉGICA 4) AUMENTO DE CARGA
5) DESLOCAMENTO DA CARGA
2) PREENCHIMENTO DE VALES
1) Corte do pico de demanda - consiste na redução do consumo de carga da
instalação, em um dado período da curva de carga, devido o desligamento de algum(s)
aparelho(s) na instalação ou por um sistema de comutação de circuitos. Em ambos os
casos, o acionamento pode ser feito de forma manual ou através de um equipamento
limitador de demanda, sendo que este equipamento pode ser acionado por um timer
interno ou dotado de um sistema de controle remoto, controlado a distância pela
131
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
concessionária ou pelo próprio consumidor. Este achatamento na curva geralmente
acontece no horário de ponta do setor elétrico, fazendo com que a concessionária
consiga uma certa folga na geração, garantindo o fornecimento de energia para todos os
seus usuários. Em contra partida, o consumidor que teve o aparelho desligado, ou o
circuito comutado, passa a usufruir uma tarifa mais baixa que os demais consumidores,
no horário fora ponta.
2) Preenchimento dos Vales – consiste no aumento de consumo nos horários
de vale da curva de carga, fazendo com que a instalação passe a ter um consumo de
energia mais uniforme possível, elevando seu fator de carga. Esta ação deve ser
observada quando na compra de um novo equipamento, que deve preferencialmente
trabalhar nos momentos de vales.
3) Conservação Estratégica - consiste em reduzir o consumo em todos os
pontos da curva. Este fato é conseguido através da reforma de instalações antigas, e da
substituição de equipamentos existentes, por outros mais eficientes, sem a perda dos
benefícios oriundos de sua utilização. Esta ação a primeira vista é mais vantajosa para o
consumidor, visto que este conseguirá uma redução nos valores da conta de energia,
mas pode se tornar muito atrativa para as concessionárias, nos casos onde o limite de
geração de energia, naquele local, já está quase alcançado.
4) Aumento de Carga – consiste em estimular um aumento no uso da energia
em todos os pontos da curva. É uma ação vantajosa onde ocorre sobra de energia.
Também pode refletir um incentivo na melhora da qualidade de vida de uma região,
através da aquisição de bens de consumo, ou ainda, um atrativo na implantação de
novas fontes consumidoras de energia, como bares, industrias, hotéis etc, promovendo o
desenvolvimento no local.
5) Deslocamento de Carga – Consiste no deslocamento de cargas dos horários
de picos de energia para os horários de vales. As concessionárias estimulam o
deslocamento das cargas do horário de ponta para os horários fora ponta, e para isso
elas utilizam as tarifas diferenciadas, cabe ao consumidor escolher a que melhor lhe
atende segundo os critérios descritos no Capítulo 3.
6) Flexibilidade na Forma de Consumo - Consiste em oferecer a certos
consumidores (normalmente industriais) tarifas menores, porém com a aceitação da
parte deles da condição de serem desconectados da rede, caso necessário, para assegurar
a continuidade do atendimento a outros consumidores [ 30 ].
132
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.2.4 Critérios de Implantação de um Programa de GLD
Empresas de energia elétrica Norte Americanas, pioneiras na utilização de
técnicas de gerenciamento pelo lado da demanda, utilizam os seguintes critérios para
julgar alternativas pelo lado da demanda [ 9 ]:
a) Critério do consumidor participante - procura determinar o valor mínimo de
incentivo que deve ser oferecido ao consumidor participante. De acordo com
tal critério, a economia para o consumidor resultante do uso da alternativa mais
o incentivo recebido deverá ser superior aos custos de investimentos e de
operação/manutenção que recaiam sobre ele. Analisando o problema sob a
ótica do homem econômico racional, se isto não for observado, não haverá
nenhum participante no programa ofertado.
b) Critério de minimização das tarifas - tal critério estabelece que as tarifas não
devem aumentar além do valor que teriam na ausência do programa de GLD.
Visa proteger consumidores não-participantes do programa, seja por falta de
oportunidade ou por já terem aderido a outras alternativas anteriores.
c) Critérios de todos os participantes - procura garantir que o custo total aos
consumidores, tanto participantes como não participantes, seja inferior aquele
que decorreria na ausência do programa proposto.
d) Critério social - adota-se a premissa de que os benefícios sociais do
programa de GLD devem ser maiores que os seus custos. Benefícios e custos
são avaliados sob a ótica global, incluindo a concessionária e o sistema externo
a ela.
Estes critérios se tornaram significativos não só no seu país de origem, mas são
utilizados em todo o mundo.
Há 6 enfoques principais que devem ser observados, na elaboração e
implantação deste tipo de projeto; estes enfoques podem ser usados de forma
concomitante, aumentando assim a aceitação e sucesso do mesmo [ 9 ].
1. Programas de educação do consumidor, procurando ensinar ao cliente como
combater o desperdício da energia elétrica, informando sobre as opções de
programas de GLD e como participar destes programas.
2. Programas envolvendo contato direto com o consumidor, por exemplo as
auditorias de energia, propiciando um atendimento personalizado ao usuário e
133
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
atendendo as questões técnicas mais complexas de programas oferecidos.
3. Programas de cooperação envolvendo grupos que podem influir na
aceitação de programas de GLD, como os engenheiros e arquitetos.
4. Programas envolvendo promoções e publicidades através dos meios de
comunicação, seminários, treinamento, impressão de folhetos e mensagens aos
consumidores com informações sobre as opções e tecnologias oferecidas.
5. Programas envolvendo o uso de tarifas alternativas, tais como o incentivo ao
consumo fora da ponta, procurando promover técnicas de armazenamento de
energia.
6. Incentivos diretos oferecidos pelas concessionárias, que incluem
abatimentos, juros baixos ou outro expediente financeiro. Procura-se reduzir a
barreira de aceitação melhorando o retorno sobre o investimento feito pelo
consumidor.
5.2.5 Impactos Causados Por Programas de GLD
Toda e qualquer mudança acarreta impactos advindos das novas situações, que
serão vividas pelo novo. Uma avaliação das possíveis conseqüências causadas por estas
mudanças, faz-se necessário de modo a avaliar a realidade da implantação do programa.
Esta avaliação é de suma importância para o planejamento a longo e curto prazo, não só
do programa em questão, mas também para os futuros programas que surgiram em
conseqüência dos resultados obtidos.
O estudo de impactos só será completo se for analisado sob a ótica da
concessionária, dos consumidores e da sociedade em geral.
5.2.5.1 Impactos Sobre a Concessionária
A concessionária precisa avaliar o investimento postergado com implantação do
projeto, confrontando estes dados com todos os valores investidos durante sua
realização. Adicionalmente, deve-se avaliar os efeitos sobre a operação diária do
sistema. O saldo deste confronto deve ser positivo ou no mínimo igual a sua receita,
caso não tivesse sido implantado. Este fato é ponto determinante para que a
concessionária passe a admitir o projeto como um caso de sucesso e sirva de exemplo
134
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
para outros consumidores ou concessionárias de energia. Caso o saldo seja negativo, o
projeto deve ser reavaliado, reestruturado ou até mesmo descartado.
Outro ponto específico é o novo índice de confiabilidade do sistema. “O índice
de confiabilidade deverá refletir, de forma consistente, os custos da energia e a política
de interrupção de carga da concessionária, de modo a que planos equivalentes de
expansão produzam custos totais similares ao se implementarem procedimentos de
emergência, compras de energia de outras empresas por razões de confiabilidade e
alívio de carga” [ 13 ].
Por último, deve ser avaliado o impacto financeiro do programa.
Os impactos financeiros causados na concessionária, devem ser analisados
segundo alguns itens [ 13 ].
a) Esquema de financiamento do programa - incluindo-se a possibilidade da
empresa financiar a instalação e aquisição de equipamentos aos consumidores
participantes.
b) Propostas de incentivos tarifários - quais as conseqüências na receita após
os incentivos serem adotados pelos consumidores.
c) Vida útil dos aparelhos - a vida útil dos aparelhos é fator preponderante nos
cálculos de custo beneficio do projeto. Quando se tratar de aparelhos, devem
ser analisado também as vantagens trazidas, no que tange as funções agregadas
ao mesmo. As novas tecnologias existentes no mercado fazem com que os
aparelhos adotados nos programas de GLD, incorporem múltiplas funções
como: controle de carga, memória de dados, atuação no sistema etc. Isso trás
um benefício adicional para concessionária, reduzindo a aquisição de
equipamentos.
d) Custo de capital - este fator é baseado nos débitos, taxa de retorno e outros
itens oriundos da determinação da taxa mínima de retorno. É uma análise
econômica completa do investimento, garantido a viabilidade ou não do
mesmo.
e) Custos de operação e manutenção
f) Taxa de retirada de consumidores do programa – o números de usuários a se
desligarem do projeto está relacionado com o tipo de equipamento adotado no
mesmo e as mudanças no estilo de vida do consumidor. Muitas desistências
podem colocar em risco a saúde financeira do projeto.
135
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
g) Facilidade de acomodar incerteza no sistema - Os programas de GLD se
caracterizam por rápido tempo de instalação e relativamente baixa necessidade
de capital, sendo instalados em módulos. Deste modo, permitem atender as
variações de carga sem incorrer em excesso de capacidade, podendo atenuar
impactos financeiros consideráveis no caixa da concessionária.
5.2.5.2 Impactos Sobre os Consumidores
Os programas de GLD geralmente afetam os consumidores de 3 formas:
a) Alteração nas instalações e nos aparelhos elétricos – isso acontece quando
as concessionárias, querem modificar totalmente sua curva de carga, como é o
caso da conservação estratégica, descrita em 5.2.3.
b) Alteração física nas instalações - aqui se enquadra o trabalho efetivo da
arquitetura eficiente, que objetiva reduzir o consumo de energia através da
adequação física das instalações. A construção de jardins, canteiros e espelhos
d`água para amenizar o calor absorvido pela edificação são exemplos de
possibilidade de redução do consumo de energia elétrica por parte dos
equipamentos de conforto ambiental, como ventiladores e aparelhos de ar
condicionado. Outro exemplo interessante é a troca de modelo de janelas, bem
como o local de instalação visando melhorar a circulação natural de ar e a
iluminação. Deve ser analisado até que ponto esta mudança afeta o usuário.
c) Mudança dos hábitos de utilização da energia elétrica – são as mudanças
dos consumidores na forma de utilizar a energia elétrica. Este item está
correlacionado ao item a) e b) afetando-os de forma direta.
O êxito de um programa está intimamente ligado a estes impactos sendo de suma
importância uma campanha educativa bem elaborada, para que os índices almejados no
ato da implantação seja conseguido. Vale a pena lembrar que o consumidor é o principal
agente responsável pelo projeto e é necessária uma avaliação específica dos incentivos,
recebidos por este, para aderir ao projeto. Taxas de descontos muito abaixo das
praticadas na região, grandes modificações no estilo de vida do usuário, mudança na
estética da instalação, falta ou dificuldade de comunicação entre o consumidor e a
concessionária, bem como corte de funcionamento de equipamentos específico por um
período longo, pode causar a desistência dos consumidores em aderir ou continuar no
projeto.
136
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
5.2.5.3 Impactos Sobre a Sociedade
Para sociedade, os impactos são:
a) A estabilização ou até mesmo a redução nos valores das tarifas de energia.
b) A diminuição do uso de combustíveis nobres, no caso de termoelétricas, que
além de servir de reservas destes bens para uma hora oportuna, também
diminui a agressão ao meio ambiente, a medida que se reduz a sua utilização.
c) Postergação da construção de novas usinas geradoras, a medida que se
consegue diminuir os gastos na geração, transmissão e distribuição. Como
conseqüência evita-se mais uma agressão ao meio ambiente.
5.2.6 Exemplo de projetos de GLD
Troca de Lâmpadas
Muitas companhias elétricas estão subsidiando seus usuários a trocar suas
lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas. Este projeto se justifica pelo
elevado investimento necessário para ampliar a capacidade de geração, sendo de 1,5 e 4
milhões de dólares para cada 1 MW instalado.
Entretanto, economizar 1 MW de energia através da substituição de lâmpadas
são necessários cerca de 500 mil dólares, o que significa uma economia entre 60% a
90%. Assim, os recursos economizados poderão ser investidos em outras áreas,
beneficiando a população.
No México foi feito um investimento de 23 milhões de dólares na troca de
lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas. A demanda de energia foi
reduzida em 80 megawatts, com uma economia de 140 milhões de dólares em
investimentos públicos para uma nova usina.
Em 1993/94 a Tailândia passava por um aumento de demanda de 12 a 15%
anual. Fabricantes, empresários e as companhias de energia se uniram para uma
campanha de troca de lâmpadas fluorescentes tubulares comum, por lâmpadas
fluorescentes tubulares mais eficientes, lá chamadas de TLD. Estas lâmpadas são
conhecidas no Brasil por lâmpadas T5 e economizam em média 10% de energia. Hoje
95% das lâmpadas fluorescentes na Tailândia são TLDs. A companhia energética da
Tailândia calcula que a redução alcançada por este programa no horário de ponta de
137
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
1997, pode ter chegado a 100 megawatts, o que significa uma economia de 80 milhões
de dólares de investimentos públicos [ 20 ].
Controlador de Carga
Neste tipo de GLD a concessionária controla o uso final de determinado tipo de
equipamento de forma remota ou no próprio local. Através de um canal de comunicação
apropriado a empresa irá controlar, por exemplo, aparelhos de ar condicionado,
desligando e ligando os compressores por períodos determinados. Aos consumidores
participantes são oferecidas vantagens financeiras [ 9 ].
Quando a concessionária quiser desligar a carga do aparelho de ar condicionado,
ela envia um sinal a um receptor instalado na residência do consumidor. Este receptor
recebe o sinal e aciona um relé (de 3 a 5A, normalmente) que interrompe o circuito de
controle de baixa tensão do ar condicionado, cortando o compressor e o ventilador da
unidade. O relé permanece nesta condição (aberto) até que um novo sinal é enviado
para religar o equipamento.
A estratégia a ser usada pela concessionária será caracterizada pelo tempo de
não funcionamento do aparelho, em termos percentuais, relativo ao período de 1 hora.
Assim uma estratégia de 25% seria, por exemplo, ter o equipamento por 7,5 minutos
desligado contra 22,5 minutos ligado.
Concessionárias norte-americanas com este tipo de programa têm divulgado
dados que mostram uma redução da demanda da ponta da ordem de 0,6 a 2,0 kW por
aparelho de ar condicionado residencial [ 9 ].
Outro dispositivo para controle direto da carga é o "relé prioritário". Este
identifica a corrente em circuitos de cargas consideradas prioritárias, isto é, que não
podem ser desligadas. Quando tal corrente alcançar um valor pré-especificado, o relé
desliga a energia de alimentação de outras cargas não prioritárias.
Um controlador de demanda também pode ser empregado para desligar certos
tipos de carga temporariamente. Trata-se de um dispositivo eletromecânico ou
microprocessado que pode ser programado para atuar automaticamente, limitando a
demanda a um certo valor. O ajustamento máximo desta demanda seria feito pelo
consumidor apoiado numa escala de custos versus nível de demanda. As cargas podem
ser desligadas numa seqüência pré-determinada pelo usuário ou ainda pelo sistema de
rodízio.
138
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
Cabe ainda mencionar o chamado "alerta de ponta de carga". Trata-se de uma
alternativa de GLD onde o consumidor é notificado, via sistema de comunicação
apropriado, da chegada de um período crítico de ponta de carga, sendo solicitado ou
obrigado a reduzir seu consumo.
Também poderão ser usados temporizadores para limitar a demanda de ponta,
deslocar a carga para após a ponta ou reduzir o consumo pela restrição da operação em
alguns períodos do dia. Chaves temporizadas ligariam ou desligariam determinados
aparelhos em instantes de tempos pré-especificados.
Implantação de Tarifa Amarela Este tipo de tarifa visa reduzir o consumo de energia na hora de ponta, que, para
o sistema brasileiro, compreende ao período entre 18:30h e 21:30h. Este é um projeto
experimental que está sendo testado em algumas cidades brasileiras. Para participar
desse experimento, o consumidor deve concordar formalmente com o novo método.
Uma unidade de medição eletrônica substitui os convencionais medidores
eletromagnéticos. Esta modalidade tarifária possui valor diferenciado, de acordo com o
horário do dia e em alguns lugares, podem também variar de acordo com a época do
ano. O valor cobrado pelo consumo no período de ponta é em média 3 vezes maior que
no período fora ponta. A COPEL implantou uma experiência piloto com a Tarifa Amarela em 1998,
tendo resultados positivos. O Projeto teve a adesão de 3 mil clientes em 2000 e hoje
possui 2,5 mil clientes optantes17. Como previsto, muitos clientes não conseguem
reduzir a utilização de eletrodomésticos e iluminação no horário de ponta, das 18:00h às
21:00h, e acabam desistindo da opção. Dois motivos influíram para a decisão da Copel
de não continuar com o Projeto:
• A redução do consumo residencial ocorrida em 2001, por conta da crise do
setor elétrico nacional – “o apagão”, que reduziu muito a necessidade de
diminuir a demanda de energia no horário de ponta;
• O elevado custo dos equipamentos especiais de medição, tornam a relação
custo x benefício do projeto desfavorável.
Não há previsão para a continuidade do Projeto no curto prazo.
139
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
Programa semelhante foi implementado em de Juiz de Fora - MG, em 1997 e
1998 pela CEMIG. Atualmente, este tarifa não é mais comercializada.
Curtailment
Importante ferramenta de GLD, o "curtailment" se baseia na redução da carga de
alguns consumidores, quando isto for de interesse comum (consumidor e
concessionária).
No período onde ocorre a redução de carga, o consumidor é recompensado pela
concessionária por um valor negociado livremente entre as partes. O "curtailment"
também pode ocorrer com o consumidor "alugando" seus geradores à concessionária.
Ou seja, a concessionária solicita ao consumidor que o gerador seja ligado num
determinado período, e paga a ele uma tarifa negociada livremente por kWh gerado
[ 19 ].
Limitador de Demanda O uso de controladores de demanda tem como objetivo evitar a utilização de
equipamentos elétricos de maior potência, em residências, durante o período definido
como de ponta do sistema elétrico, deslocando o seu uso para o período fora de ponta,
especialmente nas faixas de consumidores com menor consumo (abaixo de 200
kWh/mês ) e, portanto, com um menor fator de carga [ 32 ].
Decidiu-se pela realização de um projeto piloto em um conjunto habitacional no
bairro de Padre Miguel, região Oeste da cidade do Rio de Janeiro, com uma meta inicial
de se instalar 1000 módulos controladores de demanda.
Em resumo, o objetivo do projeto piloto é o de aprofundar as análises de
viabilidade técnico-econômica, na LIGHT Serviços de Eletricidade S.A., para a
implementação do projeto - “Controlador de Demanda para Incentivar o Uso de Energia
Fora do Horário de Ponta”, prevendo o deslocamento de demanda da ponta, enfocando
o deslocamento do uso do chuveiro elétrico e outros equipamentos do horário de ponta
para fora da ponta, ou o uso da eficiência energética de usos finais não passíveis de
17 Informações obtidas com a coordenação de Marketing, Ana Lúcia Lysenki, COPEL
140
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
deslocamentos, através de um sinal tarifário, que significa um desconto na fatura de
energia elétrica do consumidor.
A escolha da região elétrica para implantação do programa baseou-se em critérios
técnicos relacionados à sobrecarga no sistema. Além disso, como condição para escolha
destes consumidores, considerou-se também que todos eles possuíssem ligação
monofásica, de baixo consumo, homogeneidade de condições sócio-econômicas e
localizados em área com grande concentração de clientes da classe residencial.
O sinal tarifário correspondeu a um desconto linear na fatura do consumidor de
20%, para um intervalo de gerenciamento de 1,5 horas para um período fixo entre
18:00h e 19:30h.
A adesão do consumidor ao programa limitador de demanda estabeleceu-se pela
assinatura de um termo de adesão de forma voluntária.
O módulo transmissor de onda portadora, instalado junto ao transformador de
média/baixa tensão, é o equipamento responsável pela geração e injeção do sinal de
telecomando que indica o início e o fim do período de limitação de demanda, segundo a
ordem de um microcontrolador programável alojado na mesma caixa que abriga o
transmissor. A Figura 5-5 [ 32 ] apresenta a foto do transmissor instalado no poste.
Figura 5-4 - Módulo Transmissor de Sinal
O módulo receptor de onda portadora é o elemento responsável pela recepção do
sinal de telecomando e pelo acionamento do módulo chaveador de carga. Este módulo
fica alojado no painel de medição do edifício, e nesta implementação em particular,
aciona até 8 (oito) módulos de chaveamento de carga, minimizando-se assim o custo da
141
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
implementação. A Figura 5-5 [ 32 ] apresenta a foto do módulo receptor instalado no
quadro de distribuição do prédio.
Figura 5-5 - Módulo Receptor
O módulo chaveador de carga é uma unidade limitadora de demanda que é
instalada para cada consumidor individualmente. O módulo compõe-se de um contactor
e dois disjuntores de diferentes correntes nominais (40A e 15A). O contactor, ao ser
acionado pelo receptor de onda portadora, comuta a alimentação do consumidor do
disjuntor de 40A para o disjuntor de 15A no início do horário de ponta, retornando ao
disjuntor de 40A ao final deste horário.
A Figura 5-6 [ 32 ] apresenta um diagrama representando as conexões do
conjunto limitador de demanda. A Figura 5-7 [ 32 ], apresenta uma foto com a
instalação de um módulo chaveador em dois consumidores.
Figura 5-6 - Diagrama de Instalação/Ligação
142
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
Figura 5-7 - Módulo Chaveador
O conjunto instalado em Padre Miguel permite ainda que esta implementação
migre para a configuração completa do sistema, que prevê um enlace de rádio,
possibilitando a centralização total do comando de limitação de demanda em
substituição a programação individual dos transmissores de onda portadora através dos
microcontroladores. A configuração completa do sistema pode ser visualizada na
Figura 5-8 [ 32 ].
Figura 5-8 - Sistema em Configuração Completa
O projeto piloto foi bastante satisfatório na medida em que permitiu alcançar os
seguintes objetivos:
• Elaborar uma metodologia de desenvolvimento, monitoramento e avaliação
de projetos de gerenciamento pelo lado da demanda - GLD;
• Estabelecer um novo conceito em projetos de controle de demanda para
143
PROGRAMA DE COMBATE AO DESPERDÍCIO DE ENERGIA E GERENCIAMENTO PELO LADO DA DEMANDA - GLD
consumidores de baixa renda/consumo, ou seja, o gerenciamento da carga
variável (chuveiro elétrico, ar condicionado, ferro de passar, TV, forno
elétrico, microondas, secador de cabelo, etc.) e não de uma carga única
(chuveiro elétrico) como é feito na maioria dos projetos de GLD;
• Caracterizar e estabelecer um público alvo bem definido para projetos de
controle de ponta18, ou seja, consumidores de baixa renda e que possuam os
equipamentos elétricos passíveis de modulação (carga variável);
• Verificar a importância de pesquisas de posse e hábito localizadas (que
podem trazer informações a respeito dos “Free Drivers”) e também das
pesquisas de satisfação que revelaram muitas informações para o
redirecionamento das estratégias de marketing junto ao consumidor;
• Introduzir o conceito de probabilidade de risco associada as variáveis a
serem controladas (demanda deslocada e redução de consumo);
• Associar o ganho de energia, devido a melhoria do fator de carga médio do
sistema, com a demanda deslocada da ponta. Isto possibilita a entrada de novos
consumidores num mercado em expansão gerando um benefício de receita
adicional advindo da venda desta energia nova ao mercado.
• Observar a redução de perdas técnicas, com a modulação, tanto as perdas de
energia quanto as de potência;
• Subsidiar o desenho do projeto para uma futura expansão;
18 Especificamente para o caso de utilização de controladores de demanda. Existem outros formas de controle de ponta tais como a tarifa sinalizada (binômia ou monômia) em que o público alvo é bastante distinto, ou seja, consumidores de médio/alto consumo/renda.
144
ESTUDOS DE CASOS
Capítulo 6
Estudos de Casos
A metodologia de diagnóstico energético, descrito na Seção 5.1.4, bem como os
procedimentos descritos ao longo desta dissertação, serviram como ferramentas
fundamentais na execução de diversos projetos desenvolvidos em parceria com o
LEENER. Neste capítulo apresentam-se alguns projetos de combate ao desperdício de
energia que auxiliaram na consolidação da metodologia apresentada
6.1 Diagnóstico Energético em Escolas
No âmbito do Projeto de Gestão Energética Municipal, realizado em convênio
da Prefeitura de Juiz de Fora e a Faculdade de Engenharia da UFJF, através da
Fundação Centro Tecnológico de Juiz de Fora, foi desenvolvido um amplo programa de
combate ao desperdício de energia nos prédios públicos.
O projeto de combate ao desperdício de energia, desenvolvido com o apoio
técnico do LEENER, baseou-se na metodologia apresentada neste trabalho, sendo
observadas todas as etapas descritas.
O projeto previa a realização de diagnósticos energéticos em Escolas Municipais
e Unidades Básicas de Saúde (UBS), bem como em outras instalações, com o foco no
combate ao desperdício de energia e a adequação das instalações elétricas às normas
145
ESTUDOS DE CASOS
técnicas vigentes, respeitando a arquitetura do local e prezando pelo conforto e
segurança dos usuários.
No âmbito do projeto foi proposta o desenvolvimento de um projeto de
comunicação visual, capaz de apoiar as atividades da campanha educativa e a
divulgação de objetivos, metas e resultados obtidos com o projeto.
A campanha educativa, a ser realizada em todo o município, deveria ser
desenvolvida pelos órgãos competentes da prefeitura. Coube à equipe técnica fornecer
subsídios para sua realização.
Além disso, foi idealizado um programa de capacitação de gestores públicos
visando despertar para a necessidade do combate ao desperdício de energia e orientar as
ações a serem desenvolvidas em cada unidade.
Foram realizados diagnósticos energéticos em 30 escolas municipais de
educação infantil e básica, na zona urbana e rural de Juiz de Fora. Como exemplo
apresenta-se o diagnóstico realizado em uma escola típica de educação básica da zona
urbana do município.
Foram realizadas, umas vistorias técnicas no local, coleta de dados, entrevista
com usuários (professores, funcionários e alunos), análise dos dados coletados e
proposta de implementações. As etapas de implementações das ações propostas e
acompanhamento dos resultados ficaram a cargo da equipe técnica da Prefeitura
Municipal.
Cabe ressaltar que a principal carga instalada é de iluminação. Devido a isso, as
ações de implementação apresentadas, em geral, referem-se a este uso final. Além disso,
seguindo a orientação da coordenação do projeto e devido ao estado geral dos
equipamentos de iluminação, as ações propostas foram a substituição de luminárias,
lâmpadas e reatores, utilizando equipamentos eficientes, bem como a reestruturação dos
pontos de iluminação.
Devido ao estado geral das luminárias, que são muito antigas, não foram
avaliadas alternativas de custo mais reduzido que poderiam ser implantadas, como o uso
de fitas reflexivas. Estas alternativas poderiam reduzir o tempo de retorno do
investimento.
Descrição da Escola
146
ESTUDOS DE CASOS
A escola atende um total de 1116 alunos e 120 funcionários (professores e
servidores), nos três turnos, funcionando de 7:00 às 22:00 horas. A escola possui 14
salas de aulas, secretaria, sala de material, sala de professores, supervisão, sala da
direção, quadra de esportes, banheiros e vestiários, biblioteca, arquivo, sala de vídeo,
refeitório, cozinha e dispensa, salas de dança, artes, laboratórios e ampla área externa.
Vistoria as instalações A época da visita à escola, verificou-se que o sistema de iluminação da escola se
encontrava ultrapassado do ponto de vista tecnológico, sendo predominante o uso de
luminárias (simples, antigas e em péssimos estado de conservação) com lâmpadas
fluorescentes tubulares de 40W, algumas lâmpadas fluorescentes tubulares de 20W e
ainda podia ser encontrado alguns pontos utilizando lâmpadas incandescentes de 60W.
No pátio (área externa) e a quadra da escola utilizavam holofotes com
lâmpadas de vapor de mercúrio de 400W; na área externa que circunda a escola podiam
ser encontradas algumas luminárias utilizadas em iluminação pública, equipadas com
lâmpadas mista de 160W.
Em entrevista com a direção da escola, verificou-se que a comunidade utiliza
eventualmente as instalações. Em acordo com a prefeitura, a igreja do bairro utiliza as
instalações físicas da escola nos fins de semana, sendo que em geral são usadas 10 salas
de aulas nos sábados e alguns domingos para eventos próprios. Além disso, para obter
recursos financeiros, aluga para terceiros (membros da comunidade) a quadra da escola
nos fins de semana.
Através da vistoria feita no local foram constatadas diversas irregularidades nas
instalações elétricas, das quais pode-se destacar: muitas caixas de passagem abertas e
com fios desencapados, interruptores e tomadas quebradas ou sem espelhos, a quadra é
mau iluminada, instalação dos chuveiros apresentando risco de curto circuito, muitos
aparelhos usando extensões e os computadores não possuem aterramento adequado.
Além disso, verificou-se que a quadra possui uma péssima ventilação.
Foram detectados um grande potencial de redução de consumo de energia
elétrica e a possibilidade de utilização da ventilação e iluminação natural.
As implementações a serem realizadas deveriam observar a melhoria da
qualidade de trabalho, conforto visual e a redução do consumo de energia, mas também
a segurança dos usuários e a adequação das normas técnica vigentes.
147
ESTUDOS DE CASOS
Coleta de Dados
Na Tabela 6-1 é mostrado um histórico de consumo da escola, extraído das
ultimas 26 contas de energia, onde a média de consumo é de 2954, 07 kWh/mês. O mês
de Fevereiro de 2002 está com valor 0 (zero), pois não foi encontrada esta conta de
energia nos arquivos da escola. Este histórico é melhor visualizado na Figura 6-1.
Tabela 6-1 - Histórico de Consumo da Escola
jan/01 3946 fev/02 0
fev/01 260 mar/02 1582
mar/01 3111 abr/02 3461
abr/01 4310 mai/02 3504
mai/01 4371 jun/02 3591
jun/01 3311 jul/02 2641
jul/01 3377 ago/02 1529
ago/01 879 set/02 3647
set/01 2621 out/02 3304
out/01 3144 nov/02 3626
nov/01 3092 dez/02 3849
dez/01 3217 jan/03 3593
jan/02 3151 fev/03 3689
148
ESTUDOS DE CASOS
0
1000
2000
3000
4000
5000
jan/01
mar/01
mai/01
jul/01
set/0
1
nov/0
1jan
/02
mar/02
mai/02
jul/02
set/0
2
nov/0
2jan
/03
kWh
Figura 6-1 - Gráfico do Histórico de Contas
Foi feito um levantamento completo dos equipamentos existentes no local,
juntamente como a forma de utilização, o resultado desta coleta de dados pode ser vista
na Tabela 6-2. O valor total do consumo estimado a partir destes dados foi comparado
com os valores medidos através das contas de energia, para garantir a veracidade do
resultado.Outro fator importante a ser observado é que foram levantadas as condições
de iluminação de cada ambiente da escola, utilizando o luxímetro. Estes valores
serviram de subsidio para os estudos luminotécnicos da escola.
Análise dos dados
Através dos dados coletados na etapa anterior, foi feito um estudo completo das
possíveis ações a serem implementadas no local, dando prioridade, a pedido da
Prefeitura, ao sistema de iluminação, onde foram montadas várias simulações no
“software” Relux da empresa Relux Informatik AG, a fim de adequar o sistema de
iluminação da escola, de modo a proporcionar melhor conforto aos usuários,
respeitando as da ABNT vigentes e reduzindo ao máximo o desperdício de energia.
Algumas destas simulações podem ser vistas na Figura 6-2, Figura 6-3, Figura 6-4 e
Figura 6-5 .
149
Tabela 6-2 - Levantamento das Cargas Instaladas na Escola
F20 F40 Inc. 1x20 2x20 1x40 2x40 I 60 F20 F40Andar Inferior
6 2 4 10 490 11 2 xerox, 2 vent. Teto 300 2 131,780 2 comp.+ impr. 300 9 59,4
Arquivo 4 8 380 0 0Banheiro do Arquivo 0 0 0Patio interno 12 12 24 1140 1 25,08Área Externa fundos 415 2 18,26Embaixo da escada 2 2 4 110 0 0Corredor Inferior 8 8 16 760 12 200,64Banheiro Masculino 3 3 6 165 8 29,04Banheiro Feminino 3 3 6 165 8 1 chuveiro 4400 0 29,04Quadra 3320 5 365,2Vestiário Adão 2 1 1 1 1 3 1 145 1 3,19Vestiário Eva 1 1 1 1 2 1 110 1 2,42Sala de Material 1 1 2 55 0,5 1 bebedouro 100 1 2,805Sala dos Disjuntores 1 1 1 55 0,5 0,605Entrada da Quadra 1 1 1 55 0 0Quarto Mat. Contrução 1 1 1 55 0 0Diretoria 1 1 2 95 6 1 xerox, 1 som 500 0 12,54Área Externa Sala artes 845 0 0Sala frente ao laboratório 2 2 4 190 8 1 ventilador teto 200 33,44Laboratório 4 4 8 380 4 33,44Sala de Dança 2 2 4 190 3 2 ventiladores Teto 400 12,54Banheiro Sl. Dança 1 1 2 55 0,5 0,605Sala dos disjuntores 1 1 2 55 1 1,21Sala de Artes 6 6 12 570 4 50,16Sala ao lado dos Disj. 1 1 2 95 6 1 ventilador teto 12,54Banheiro 1 1 2 55 0,5 0,605Sala eletricista 1 1 60 0,5 0,66Sala 1 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 2 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 3 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 4 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Refeitório 6 6 12 570 6 75,24
Secretaria
Obra
2 luminárias 2x20W F + 1 holofote VM 400W + 2 Mista 160W
AmbienteLuminárias reator Iluminação
Pot. (w) horas horas total (Kwh)
Obra
1 holofote - vapor de mercúrio 400W
8 holofotes - vapor de mercúrio 400W
Equipamentos Pot. (w)
150
ESTUDOS DE CASOS
4 4 8 380 10 2 freezeres 400 10 171,60 1 geladeira 100 10 22
Dispensa 1 1 2 95 1 2,09Varanda 1 1 2 95 2 4,18
830 5 91,3480 0 1 Central de refrigeração 400 3 26,4
Andar Superior 0 0Corredor superior 17 17 34 1615 5 177,65
2 2 4 190 8 1 ventilador teto 400 33,440 1 frigobar 80 10 17,60 1 comp. + impr. 200 8 35,2
Banheiro Feminino 1 1 2 55 2 2,42Banheiro Masculino 1 1 2 55 2 2,42Supervisão 2 2 4 190 4 1 ventilador teto 400 16,72Escada 1 1 1 1 2 2 150 5 16,5Sala de Material 2 2 4 110 0,5 1,21
3 3 6 285 2 1 TV + Video 200 12,540 1 retro 200 00 1 ventilador teto 400 0
Sala 5 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 6 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 7 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 8 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 9 6 6 12 570 11 2 ventiladores Teto 400 137,94Sala 10 6 2 4 10 490 11 2 ventiladores Teto 400 118,58Sala 11 9 9 18 855 11 2 ventiladores Teto 400 206,91
1 10 1 2 8 2 18 925 8 2 ventiladores Teto 400 162,80 1comp +impr. 200 6 26,40 1 TV + Video 200 00 2 sons + parab 250 0
Arquivo 1 1 2 95 0,5 1,045Sala 12 9 9 18 855 8 2 ventiladores Teto 400 150,48Sala 13 9 9 18 855 8 2 ventiladores Teto 400 150,48Sala 14 12 12 24 1140 8 2 ventiladores Teto 400 200,64
Soma total = 21 194 1 1 20 11 187 1 41 385 25455 289,5 3992,50547910,06
Sala de Vídeo
Cozinha
5 holofotes vapo de mercúrio 400W3 holofotes com lâmpada mista de 160WÁrea Externa
Biblioteca
Total em Kwh/mês =Total em Kwh/ano =
Sala Professores
151
ESTUDOS DE CASOS
Posição do centro das novas Luminárias:
• Luminária 1: x = 1,06m e y = 1,59m • Luminária 2: x = 1,06m e y = 4,77m • Luminária 3: x = 3,18m e y = 1,59m • Luminária 4: x = 3,18m e y = 4,77m • Luminária 5: x = 5,30m e y = 1,59m • Luminária 6: x = 5,30m e y = 4,77m
Figura 6-2 - Nova Distribuição das Luminárias das Salas 11,12 e 13
152
ESTUDOS DE CASOS
Figura 6-3 - Curvas de Isoluminância da Nova Distribuição das Luminárias das Salas 11,12 e 13
153
ESTUDOS DE CASOS
Posição do centro das novas
Luminárias:
• Luminária 1: x = 0,70m e y = 1,70m
• Luminária 2: x = 0,70m e y = 4,40m • Luminária 3: x = 2,96m e y = 1,50m • Luminária 4: x = 4,96m e y = 4,50m • Luminária 5: x = 4,89m e y = 1,50m • Luminária 6: x = 4,89m e y = 4,50m • Luminária 7: x = 6,82m e y = 1,50m • Luminária 8: x = 6,82m e y = 4,50m
Figura 6-4 - Nova Distribuição das Luminárias da Sala 14
154
ESTUDOS DE CASOS
Figura 6-5 - Curvas de Isoluminância da Nova Distribuição das Luminárias da Sala 14
155
Propostas de Implementações
Depois de analisar todos os dados obtidos ao longo do projeto, foi feita uma lista
detalhada de implantações a serem feitas nos ambientes estudados. Esta lista foi
apresentada a prefeitura que tomou as providencias necessárias para que estas fossem
realmente realizadas. Uma visão geral destas implementações, bem como o impacto na
conta de energia pode ser visto na Tabela 6-3.
Descrição das Luminárias
Luminárias de Sobrepor
Exitentes : - Luminária de sobrepor com corpo e refletor de aço tratado e pintura
eletrostática branca e reator alojado no corpo equipadas com 1 (ou 2)
lâmpada fluorescente tubular de 40W/T12 e reator eletromagnético.
- Luminária de sobrepor com corpo e refletor de aço tratado e pintura
eletrostática branca e reator alojado no corpo equipadas com 1 (ou 2)
lâmpadas fluorescente de 20W/T12 e reator eletromagnético.
Propostas :
- Luminária de sobrepor com corpo de chapa de aço galvanizada e pintada,
refletor facetado em alumínio anodizado de alta pureza e refletância, usando
1 (ou 2) lâmpada fluorescente trifósforo de 32W/T8 com reator eletrônico de
alto fator de potência, sendo todos os elementos com selo Procel/Eletrobrás.
Exemplo: luminária da marca LUMICENTER com código LIER232;
- Luminária de sobrepor com corpo de chapa de aço galvanizada e pintada,
refletor facetado em alumínio anodizado de alta pureza e refletância, usando
1 (ou 2) lâmpada fluorescente trifósforo de 16W/T8 com reator eletrônico de
alto fator de potência, sendo todos os elementos com selo Procel/Eletrobrás.
Exemplo: luminária da marca LUMICENTER com código LIER216.
- Luminária de sobrepor com corpo e refletor de aço tratado e pintura
eletrostática branca equipadas com 1 lâmpada fluorescente trifósforo de
32W/T8 com reator eletrônico de alto fator de potência, sendo todos os
elementos com selo Procel/Eletrobrás. Estas luminárias serão instaladas no
corredor superior.
156
Tabela 6-3 - Previsão de Carga Após Implementações
F16 F32 FC 1x16 2x16 1x32 2x32 FC 15w FC 22W F16 F32Andar Inferior
2 4 10 344 11 2 xerox, 2 vent. Teto 300 2 96,4480 2 comp.+ impr. 300 9 59,4
Arquivo 0 0 0Banheiro do Arquivo 0 0 0Patio interno 12 24 816 1 17,952Área Externa fundos 265 2 11,66Embaixo da escada 55 0 0Corredor Inferior 8 16 544 12 143,616Banheiro Masculino 3 6 108 8 19,008Banheiro Feminino 3 6 108 8 1 chuveiro 4400 0 19,008Quadra 3320 5 365,2Vestiário Adão 1 1 1 3 1 92 1 2,024Vestiário Eva 1 1 2 1 72 1 1,584Sala de Material 1 2 36 0,5 1 bebedouro 100 1 3,396Sala dos Disjuntores 1 1 36 0,5 0,396Entrada da Quadra 1 1 36 0 0Quarto Mat. Contrução 55 0 0Diretoria 1 2 68 6 1 xerox, 1 som 500 0 8,976Área Externa Sala artes 585 0 0Sala frente ao laboratório 4 4 8 272 8 1 ventilador teto 200 47,872Laboratório 4 8 272 4 23,936Sala de Dança 2 4 136 3 2 ventiladores Teto 400 8,976Banheiro Sl. Dança 1 2 36 0,5 0,396Sala dos disjuntores 1 2 36 1 0,792Sala de Artes 6 12 408 4 35,904Sala ao lado dos Disj. 1 2 68 6 1 ventilador teto 8,976Banheiro 1 2 36 0,5 0,396Sala eletricista 0 0,5 0Sala 1 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 2 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 3 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 4 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Refeitório 6 12 408 6 53,856
1 Lâmpada e reator de vapor de sódio de 250W
h total (Kwh)Luminárias
h Equipamentos
1 Lâmpada e reator de vapor de sódio de 250W
reator Iluminação(w) Ambiente
Secretaria
(w)
157
ESTUDOS DE CASOS
4 8 272 10 2 freezeres 400 10 179,840 1 geladeira 100 10 30
Dispensa 1 2 68 1 1,496Varanda 1 2 68 2 2,992
530 5 58,30 0 1 Central de refrigeração 400 3 36
Andar Superior 0 0Corredor superior 12 16 16 576 5 63,36
2 4 136 8 1 ventilador teto 400 23,9360 1 frigobar 80 10 240 1 comp. + impr. 200 8 35,2
Banheiro Feminino 1 2 36 2 1,584Banheiro Masculino 1 2 36 2 1,584Supervisão 2 4 136 4 1 ventilador teto 400 11,968Escada 1 2 68 5 7,48Sala de Material 2 4 72 0,5 0,792
3 6 204 2 1 TV + Video 200 8,9760 1 retro 200 00 1 ventilador teto 400 0
Sala 5 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 6 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 7 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 8 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 9 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 10 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736Sala 11 6 6 12 408 11 2 ventiladores Teto 400 98,736
11 22 748 8 2 ventiladores Teto 400 131,6480 1comp +impr. 200 6 26,40 1 TV + Video 200 00 2 sons + parab 250 0
Arquivo 95 0,5 1,045Sala 12 6 6 12 408 8 2 ventiladores Teto 400 71,808Sala 13 6 6 12 408 8 2 ventiladores Teto 400 71,808Sala 14 8 8 16 544 8 2 ventiladores Teto 400 95,744
Soma total = 0 102 0 1 16 22 159 0 0 33 340 17105 290 2901,82934821,948
2 Lâmpadas e reatores de vapor de sódio de 250W
Cozinha
Área Externa
Sala Professores
Sala de Vídeo
Biblioteca
Total em Kwh/mês =Total em Kwh/ano =
158
Descrição das Lâmpadas Fluorescentes Tubulares Propostas Características Físicas:
Bulbo: T8
Revestimento interno: Trifósforo
Comprimento: 1200 mm (32W) e 590 mm (16w)
Característica Elétrica:
Potência nominal: 32W e 16W
Características Fotométricas:
Temperatura da Cor: 4000K a 5000K
Fluxo luminoso após 100 horas > 2700 lúmens (32W) e > 1200 lúmens (16W)
Rendimento > 80 Lm/W
Características Gerais:
Vida média > 12000 h , ou vida mediana > 20000 h
Posição de trabalho : horizontal
Exemplos de Marca/ Modelo : GE/ Trimline F32 (16) T8/SPX41/RS –
PHILLIPS/ TLDRS 32(16)/84 – SYLVANIA/ Octron F32(16)041SS –
OSRAM/Lumilux L32(16)/21-840
Descrição das Lâmpadas Fluorescentes Compactas Propostas Lâmpada com reator eletrônico integrado
Fabricante: Qualquer fabricante desde que tenha recebido o Selo
Procel/INMETRO de desempenho 2003
Potência: 15W e 22W
Tensão: 127 V
Vida Média: 7500 horas
Descrição dos Reatores Eletrônicos para Lâmpadas
159
ESTUDOS DE CASOS
Fluorescentes Tubulares (T8) Propostos Fabricante: Qualquer fabricante desde que atenda as especificações a seguir.
Características Gerais
Tipo de lâmpada: deverá atender as seguintes características:
- Duplo para duas lâmpadas de 32W;
- Duplo para duas lâmpadas de 16W;
- Simples para uma lâmpada de 32W;
- Simples para uma lâmpada de 16W.
Tensão de entrada AC: 108 a 132 V
Perdas no reator: < 2 %
Freqüência na lâmpada : 28kHz a 50 kHz
Fator de potência: > 0,96
Distorção harmônica total (THD): < 10%
Interferências eletromagnéticas: de acordo com a FCC - “Federal
Communications Commissions of USA”- “classe A”
Ballast factor: > 90%
Vida útil: 15 anos
Em conformidade com as normas de segurança NBR-14417 (IEC – 928) e de
desempenho NBR – 14418 (IEC – 929)
Análise Econômica O investimento necessário para a implementação do projeto será de R$20.811,05
O retorno do investimento vai acontecer em 4,28 anos, obtido através da divisão
normal entre o investimento e a economia mensal obtida, sem levar em consideração as
taxas de juros, ou seja, cálculo do pay-back simples descrito na Equação ( 6.1 ).
REDINVbackPay =− ( 6.1 )
Onde:
INV = investimento necessário para a implementação do projeto;
RED = redução monetária obtida na conta a partir das
implementações.
160
ESTUDOS DE CASOS
Nos cálculos não foram considerados os efeitos da inflação, nem de aumentos
tarifários, os quais quando ocorrem aumentam o benefício e reduzem o tempo de
retorno. 4 meses após o término das implementações, houve um aumento das tarifas de
energia, que passaram a ser de R$ 0,444357, o que fez com que o tempo de retorno do
investimento passasse a ser no total de 3,63 anos, melhorando ainda mais a economia
anual, que passou a ser de R$ 5816,63 por ano.
Considerações Finais
A diferença de valor existente em relação à média de consumo nos últimos
meses da instalação e o valor levantado de carga se deve a existência de muitas
lâmpadas queimadas e a sazonalidade de utilização da escola, onde podemos destacar:
período de férias, greve, paralisações, feriados, reuniões, festa da comunidade, uso da
quadra nos fins de semana, uso de algumas salas pela igreja nos fins de semana. Essa
diferença, no entanto não compromete os estudos e os dados levantados, além disto
houve a ampliação de carga na escola recentemente com a inauguração das salas:
Laboratório de Ciências e Sala de Artes; sendo assim, tomamos com base de cálculos a
Tabela 6-2, onde temos uma descrição de aparelhos e horários de utilização, fornecendo
uma precisão nos cálculos, tornando este relatório bem próximo da realidade.
Vale a pena ressaltar que a escola também possui um sistema de alarme,
interfone e campainhas em uso, mas foram deixados de fora dos cálculos pelo pequeno
consumo de energia.
Tabela 6-4 - Tabela de Síntese
Consumo Atual em MWh/ano 47,91
Consumo após implementações em MWh/ano 34,82
Economia obtida em MWh/ano 13,09
Economia obtida em Reais/ano 4.860,85
Investimento em R$ 20.811,05
161
ESTUDOS DE CASOS
Tabela 6-5 - Compra e Retirada dos Materiais
Compra Retirada (Sobra)
Luminária Luminária
1x16 W 1x20 W
2x16 W 2x20 W 4
1x32 W 1x40 W
2x32 W 90 2x40 W 112
1x40 comum 12
Arandela Mega Light
Lâmpada Lâmpada
15 W – FC 20 W 37
22W - FC 40 W 372
16 W – T8 33 Incandescente
32 W – T8 340 V. mercúrio 400 W 6
V. Sódio 250W 6
Reator Reator
1x16 W 1 1x20 W 1
2x16 W 16 2x20 W 18
1x32 W 22 1x40 W 10
2x32 W 159 2x40 W 181
V. Sódio 250W 6 V. mercúrio 400 W 6
Obs: Todo o material que será retirado da escola, e que ainda estiver em bom
estado de conservação, poderá ser reaproveitado em outros locais mantidos pela
prefeitura , ou negociado com outras empresas, diminuindo assim consideravelmente o
investimento inicial, conseqüentemente melhorando o tempo de retorno deste
investimento. Este reaproveitamento correrá por conta da Prefeitura Municipal de Juiz
de Fora.
162
ESTUDOS DE CASOS
Tabela 6-6 - Previsão de Investimento Para as Implemenetações
Material Custo/ R$ Quantidade total / R$Luminária
código LIER232 45,44 90 4089,6código LIER216 35,15 0,00Luminária comum 1x40W 15,00 12 180,00
Lâmpadas32W 8,47 340 2879,8016w 8,47 33 279,5115w 15,00 0,0022w 20,00 0,00250W sódio 31,00 6 186,00
Reatores1x16 35,70 1 35,702x16 35,70 16 571,201x32 32,04 22 704,882x32 32,04 159 5094,36p/ lâmpada de vapor de sódio 250W 65 6 390,00
Outros Materiaiscabos, canaletas, interruptores, quadro de disjuntores, tampa cega, tomadas, espelhos 860,00
Mão-de-obraluminárias 20,00 215 4300,00arandela e FC 10,00 0,00Luminárias p/ Vapor de sódio 250W 40,00 6 240,00outros serviços 1000,00
20811,05Valor total em R$ =
Vantagens Técnicas Obtidas Após as Implementações
• Redução de aproximadamente 27,31 % no consumo de energia elétrica,
equivalentes a 13,09 MWh/ano;
• Melhoria na qualidade de iluminação do local, de aproximadamente 20%,
proporcionando uma adequação de lux e conforto visual, de acordo com as
normas técnicas existentes, para os ambientes estudados;
• Aumento no intervalo de troca de lâmpadas e reatores.
163
ESTUDOS DE CASOS
Vantagem Econômica Obtida Após as Implementações Redução de R$ 4.860,85 por ano na conta de energia. Este valor foi obtido,
tomando como base de cálculo a Tarifa CEMIG de Agosto de 2003, onde o valor de
KWh/mês é de R$ 0,371341 , para o tipo de consumidor em questão.
6.2 Adequação Tarifária de Um Estádio de Futebol
A análise tarifária de uma instalação, realizada durante o projeto de combate ao
desperdício de energia pode resultar na economia significativa de recursos financeiros
que podem ser aplicados nas ações propostas ao longo do projeto de eficientização. A
fim de elucidar de forma quantitativa os benefícios advindos de uma análise tarifária,
será descrito o estudo realizado em um estádio de futebol da cidade de Juiz de Fora.
Inicialmente, observou-se que o estádio, alimentado pela concessionária com
tensão de fornecimento de 23 kV, estava enquadrado como consumidor do Grupo A4,
tarifária Convencional. A partir de um estudo do seu histórico de contas, verificou-se a
possibilidade de alteração do enquadramento tarifário, baseado no Artigo 81 da REN
456, desde que não tevesse tido outra modificação contratual nos últimos 12 meses:
“Art. 81- Relativamente à unidade consumidora do Grupo A, com instalações
permanentes para a prática de atividades esportivas ou parques de exposições
agropecuárias, o consumidor poderá optar por faturamento com aplicação da
tarifa do Grupo B correspondente à respectiva classe, desde que a potência
instalada em projetores utilizados na iluminação dos locais seja igual ou
superior a 2/3 (dois terços) da carga instalada na unidade” [ 5 ].
Os valores de demandas e consumos de energia, observados nas faturas de
energia , permitiram a alteração na modalidade tarifária, passando a ser aplicada a tarifa
do Grupo B, mais precisamente B3, onde haveria uma redução substancial nos valores
praticados. A reclassificação da unidade consumidora obedeceu ao Artigo 19, inciso I,
da mesma Resolução:
“Art.19- Nos casos em que a reclassificação da unidade consumidora implicar
em alteração da tarifa aplicada, a concessionária deverá proceder os ajustes
necessários conforme as situações indicadas nos incisos I e II deste artigo,
emitir comunicado específico informando ao consumidor as alterações
164
ESTUDOS DE CASOS
decorrentes e observado os prazos a seguir fixados:
I – Redução da tarifa: a reclassificação deverá ser realizada imediatamente até
a data da apresentação da primeira fatura corrigida;” [ 5 ].
Do Artigo 34, o fator de potência das instalações da unidade consumidora do
Grupo B será facultativo. Para efeito de faturamento, deverá ser verificado pela
concessionária por meio de medição apropriada, sendo admitida a medição transitória,
desde que por um período mínimo de sete dias consecutivos [ 5 ]. Como neste local já
se encontrava instalado um medidor eletrônico, onde era feito o monitoramento da
energia reativa consumida, pode-se verificar que o fator de potência da instalação não se
enquadrava nos limites estabelecidos pela REN 456, o que gerava um acréscimo da
fatura de energia, devido ao pagamento da parcelas referentes ao consumo de energia
reativa excedente. Sendo assim, para atender ao artigo 47, que trata do faturamento de
unidades consumidoras do Grupo B, foi feito um estudo para a instalação de banco de
capacitores visando adequação à legislação. A Tabela 6-7 apresenta os valores em
Reais das faturas de energia do estádio, como consumidor do grupo A4 (valores
cobrados) e os valores simulados considerando-o como consumidor do grupo B3, com
correção do fator de potência.
Estes valores consideram as tarifas praticadas pela CEMIG, no período de maio
a julho de 2003.
Tabela 6-7 - Valores de Contas a Pagar
meses Valor pago
Grupo A4
Valor a ser pago
Grupo B3
05/2003 R$ 7897,25 R$ 3743,11
06/2003 R$ 6925,65 R$ 1069,46
07/2003 R$ 6811,37 R$ 1069,46
Correção do Fator de Potência Para a análise da correção do fator de potência da instalação, foi necessário a
utilização de um analisador de energia modelo MARH-21, do fabricante RMS Sistemas
Eletrônicos. Com este equipamento pode ser obtida a a curva do fator de potência e
demanda dos três transformadores que alimentam o estádio. As grandezas foram
medidas em intervalos de tempo de 5 minutos. Dessa forma, foi feita uma análise
165
ESTUDOS DE CASOS
individual dos transformadores, considerando a operação em plena carga (para simular
horário de jogos ) e a vazio (para simular outros horários).
A instalação conta com dois quadros de distribuição dos circuitos (QGBT 1 e
QGBT 2), , sendo o QGBT1 destinado a 1 transformador abaixador de 23kV - 380V e o
QGBT2 destinado a 1 transformador abaixador de 23kV - 380V e outro transformador
abaixador de 23kV - 220V.
QGBT 1 - Transformador de 380 V Na Figura 6-6 e Figura 6-7 são mostrados respectivamente a curva de demanda
e fator de potência deste transformador com carga respectivamente.
Figura 6-6 - Curva da Demanda do Transformador 380V do QGBT1
166
ESTUDOS DE CASOS
Figura 6-7 - Curva do Fator de Potência do Transformador 380V do
QGBT1
Através do banco de dados criado pelo aparelho instalado verificou-se que o
menor fator de potência encontrado com carga era de 0.85, onde a demanda neste
momento era de 125,4 kW.
( )[ ] ( )[ ]}coscos.{ atualnovocorr artgartgDkVAr θθ −=
( 6.2 )
Onde:
edição, ou demanda no mesmo
instant o
corrigido, ou fator de potência após a
instalaç
θatual = fator de potência a ser corrigido.
o valor de
mercado mais próximo do calculado adotado pra instalação foi de 30 kVAr.
kVArcorr = valor do banco de capacitor a ser instalado;
D = demanda máxima do ciclo de m
e d fator de potência a ser corrigido;
θnovo = fator de potência
ão do banco de capacitor;
Usando a Equação ( 6.2 ), pode-se calcular o banco de capacitor necessário
para a correção do fator de potência para o valor de 0,93, ficando assim acima do valor
especificado pela norma. A valor encontrado foi de 28,24 kVAr, sendo que
167
ESTUDOS DE CASOS
Nos momentos de funcionamento a vazio, o menor fator de potência foi de 0,4.
Nesta situação, segundo o fabricante do transformador, seria necessária a instalação de
um banco de 5 kVar.
QGBT 2 - Transformador de 380 V Este transformador possui valores de cargas instaladas, curvas de carga e fator
de potência simulares ao de 380 V do QGBT 1. Sendo assim, sua análise pode ser feita
da mesma forma descrita no QGBT 1.
QGBT 2 - Transformador de 220 V Na figura SSS3 e figura Ssa3 são mostradas respectivamente a curva de
demanda e fator de potência deste transformador com carga.
Figura 6-8 - Curva da Demanda do Transformador 220V do QGBT2
168
ESTUDOS DE CASOS
Figura 6-9 - Curva do Fator de Potência do Transformador 220V do
QGBT2
Através do banco de dados criado pelo aparelho instalado verificou-se que o
menor fator de potência encontrado com carga era de 0.83, onde a demanda neste
momento era de 27,5 kW.
Usando a Equação ( 6.2 ), podemos calcular o banco de capacitor necessário
para a correção do fator de potência para o valor de 0,93, ficando assim acima do valor
especificado pela norma. A valor encontrado foi de 7,6 kVAr, sendo que o valor de
mercado mais próximo do calculado adotado pra instalação foi de 7,5 kVAr.
Nos momentos de funcionamento a vazio, o menor fator de potência foi de 0,4.
Nesta situação, segundo o fabricante do transformador, seria necessária a instalação de
um banco de 2,5 kVar.
Ação Proposta
Avaliando os resultados das análises, foi proposto a CEMIG o re-
enquadramento tarifário e a solicitação de um prazo de três meses para implementação
da correção do fator de potência. A instalação passou a ser tarifada como Grupo B3
sem a cobrança de excedente de reativos durante este período.
Para a correção do fator de potência, sabendo-se que todas as cargas eram
ligadas de uma só vez e o problema de diferença de consumo de reativo observado para
a situação de carga e a vazio, foi verificada a possibilidade da instalação de:
169
ESTUDOS DE CASOS
• Instalação de um conjunto de capacitores, num valor total de 25 kVAr, que
seria instalado após as chaves de acionamento das cargas e um banco de 5
kVAr, fixo, junto ao transformador (antes da chave de acionamento), situação
que aconteceria nos QGBT 1 e 2 nos transformadores de 380 V;
• Instalação de um capacitor de 5 kVAr, que seria instalado após as chaves de
acionamento das cargas e um banco de 2,5 kVAr, fixo, junto ao transformador
(antes da chave de acionamento), situação que aconteceria nos QGBT 2 no
transformador de 220 V.
Porém, o sistema que efetivamente foi instalado conta com 3 jogos de bancos de
capacitores, sendo 2 jogos compostos por capacitores de diferentes valores, que juntos
perfazem um total de 30kVAr e 1 outro com total de 7,5 kVAr. Estes jogos são
controlados por um sistema eletrônico que monitora em tempo real o fator de potência e
aciona os bancos de acordo com o necessário, evitando-se assim valores fora dos
especificados na REN 456. A opção por estes conjuntos, baseou-se na possibilidade de
maior flexibilidade de se enfrentar futuras eventualidades: a queimada de um banco
acarretaria pouco ou quase nenhum acréscimo na conta e, maior facilidade caso seja
necessário expandir o sistema.
O preço total das ações propostas foi de R$ 17.000,00. Após o término das
implementações e da análise das contas pagas nos 4 meses subseqüentes a
implementação, constatou-se uma redução no valor pago de aproximadamente R$
5000,00 por mês, o que demonstrou que os investimentos foram pagos com a
economia obtida em apenas 4 meses.
6.3 Projeto de Combate ao Desperdício de Energia em Uma Igreja
Este projeto teve como objetivo, propor um novo sistema de iluminação para a
área central de uma Igreja, localizada na cidade de Juiz de Fora. Por área central deve-
se entender o ambiente onde são realizadas as missas, bem como os três pontos
principais de acesso ao interior da Igreja e o local onde fica o coral. Estão excluídos,
desta forma, os demais setores localizados da Igreja. Excluiu-se também do novo
projeto, a iluminação específica para o altar, visto que ela pode ser considerada
170
ESTUDOS DE CASOS
adequada (conjuntos de refletores com lâmpadas halógenas e multivapores metálicos).
Por determinação da administração da Igreja, o projeto de iluminação deveria
propor um sistema moderno, mais atraente, que resultasse num posicionamento de
luminárias em um plano de altura superior a 5m, que atendesse as normas da ABNT
vigentes e que fosse concebido segundo os conceitos de combate ao desperdício de
energia.
Situação Antes das Implementações A Figura 6-10 mostra detalhes da iluminação anteriormente implantada na Igreja
(área central). Excluindo a iluminação do coral (superior e inferior), Hall de entrada
principal e portais de acesso lateral, estavam instaladas 16 luminárias que pendiam do
teto por meio de eletrodutos a uma altura de cerca de 3,5m do solo. Cada luminária
comportava 4 lâmpadas fluorescentes convencionais (T12) de 40W. Por outro lado, as
luminárias do coral (superior e inferior), apesar de não serem instaladas à mesma altura
das demais, somavam 4 calhas com 4 lâmpadas fluorescentes convencionais (T12) de
40W, cada. As áreas de acesso, que também eram do tipo fluorescente, comportavam
cada uma apenas duas lâmpadas fluorescentes T12 de 40W, resultando em 7 conjuntos.
Todos os reatores utilizados para o funcionamento das lâmpadas eram eletromagnéticos
Assim, a iluminação destas áreas possuíam uma potência total instalada mostrada na
Tabela 6-8:
Tabela 6-8 - Carga Instalada
Área interna: 20 luminárias com 4 lâmpadas de 40W 3200 W
Áreas de acesso: 4 luminárias com 2 lâmpadas de 40W 320 W
Reatores eletromagnéticos: 23 com potência em torno de 30W 690 W
Total 4210 W
171
ESTUDOS DE CASOS
l
i
c
a
R
i
á
l
n
Entrada Lateral
Hall de E
Figura 6-10 - Representação d
As Figura 6-11 e Figura 6-12 a
mplementações, a uma altura de 80 c
onsiderando as lâmpadas novas, descons
s áreas de acesso frontal e laterais. O
elux. Percebe-se que a área mais c
luminadas entre 100 lx e 150 lx e outras
reas, próximas à entrada principal da igr
x. Vale salientar que, em medições feitas
a verdade, pontos com iluminância inf
Coral
Altar
ntrada Principal
a Iluminação Antes das Imp
presentam a distribuição lum
m do solo, no interior do c
iderando os holofotes do alta
gráfico foi obtido com o us
entral da igreja apresenta
entre 150 lx e 200 lx. Apena
eja, apresentam iluminância e
no local, através do luxímetr
erior a 70 lx e não superior
Entrada Latera
lementações
inosa antes das
orpo da Igreja,
r e não incluindo
o do “software”
grandes regiões
s duas pequenas
ntre 200 lx e 250
o, foi encontrado
a 170 lx. Estes
172
ESTUDOS DE CASOS
resultados confirmam a situação teórica prevista na simulação computacional. A melhor
iluminação, encontrada em poucas áreas simuladas, deve-se a uma configuração ideal,
com luminárias e lâmpadas novas. Isto, contudo, não se verifica na prática onde, por
inspeção, observou-se a existência de lâmpadas queimadas e luminárias envelhecidas.
Iluminância (lux)
Figura 6-11 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação Antes
das Implementações em escalas de cinza
173
ESTUDOS DE CASOS
Iluminância (lux)
Figura 6-12 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação
Proposto em Números
Iluminação Proposta A norma brasileira que determina as condições recomendadas de iluminação
para diversos ambientes é a NBR 5413 da ABNT. De acordo com esta norma, o
ambiente da Igreja se enquadra na categoria ABNT B (IESNA D), onde se prevê que as
tarefas principais sejam relacionadas com a leitura de textos com bom contraste, sem a
exigência de elevada precisão ou rapidez para execução das atividades. A idade média
dos usuários pode ser considerada entre 40 e 55 anos. Desta forma, aplicando os
critérios da norma, pode-se concluir que os requisitos de iluminância do ambiente
situam-se na faixa de 200 lx a 300 lx. Com base nesta premissa, foi proposto um novo
projeto de iluminação para o ambiente interno da Igreja. Os equipamentos e
174
ESTUDOS DE CASOS
componentes, bem como o posicionamento e altura das luminárias do projeto proposto,
foram associados ao ambiente como mostra a Figura 6-13.
Figura 6-13 - Representação do Projeto de Iluminação Proposto.
Nesta representação tem-se que:
• Todas as luminárias (representadas por círculos) abrigam lâmpadas
multivapores metálicos, HQI 250W, à exceção das que se encontram nos
corredores laterais (área Z, seis no total), que receberam lâmpadas HQI 70W
(estas são posicionadas nos centros dos vãos a 40cm do teto);
• As luminárias do vão central (área X, seis no total) foram posicionadas a 6m
do piso. As luminárias das áreas laterais dianteiras (área Y, duas no total)
foram posicionadas a 5m do piso;
175
ESTUDOS DE CASOS
• As luminárias do coral (superior e inferior) são fluorescentes de 32W, alta
eficiência, dotadas de reator eletrônico.
Além destes dados, deve-se ressaltar as seguintes informações adicionais:
• Na Figura 6-13 não foram mostradas as luminárias instaladas nos vãos de
acesso (frontal e laterais). O acesso principal conta, depois da realização do
projeto, com duas luminárias de duas lâmpadas fluorescentes T8 de 32W, cada.
As entradas laterais receberam luminárias de duas lâmpadas fluorescentes de
32W, cada. Os acessos somam, assim, um total de 8 lâmpadas de 32W;
• Sabe-se que as lâmpadas HQI exigem reatores e ignitores necessários ao seu
funcionamento. Para a potência de 250W, o conjunto reator/ignitor consome
uma potência adicional de 30W. Para a potência de 70W, o consumo adicional
é de 11W. As lâmpadas fluorescentes usam reatores eletrônicos eficientes, de
elevado fator de potência. Este produto consome cerca de 8W quando
alimentando um conjunto de duas lâmpadas fluorescentes T8 de 32W.
Desta forma, a potência instalada relativa ao projeto proposto é mostrada na Tabela 6-9:
Tabela 6-9 - Carga Instalada do Projeto Proposto
Área interna (X +Y): 8 luminárias com 1 lâmpada HQI de 250W 2000 W
Área interna (Z): 6 luminárias com 1 lâmpada HQI de 70W 420 W
Coral (superior e inferior): 6 luminárias com 2 lâmpadas de 32W 384 W
Áreas de acesso: 4 luminárias com 2 lâmpadas de 32W 256 W
Reatores/Ignitores para lâmpadas HQI de 250W: 8 com potência de 30W 240 W
Reatores/Ignitores para lâmpadas HQI de 70W: 6 com potência de 15W 90 W
Reatores eletrônicos para lâmpadas T8 de 32W: 10 com potência de 8W 80 W
Total 3470 W
Deste modo, o projeto proposto representa uma redução na potência instalada de
740W. Esta nova configuração de luminárias e nova tecnologia foi simulada no
“software” Relux. Além da evidente economia resultante desta configuração, previu-se
que a maior parte do corpo da Igreja estará iluminada com uma iluminância média de
250lx, sendo que importantes áreas estarão com mais de 300lx. Estes dados podem ser
confirmados por meio da curva de distribuição luminosa simuladas, apresentadas nas
Figura 6-14 e Figura 6-15.
176
ESTUDOS DE CASOS
Vale ressaltar que tanto as simulações das Figura 6-14 e Figura 6-15 quanto a que foi
apresentada nas Figura 6-11 e Figura 6-12 não levaram em consideração a iluminação dos
refletores especiais já existentes no altar da Igreja.
Iluminância (lux)
Figura 6-14 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação
Proposto em Escalas de Cinza
177
ESTUDOS DE CASOS
Iluminância (lux)
Figura 6-15 - Curvas de Isoluminância para o Sistema de Iluminação
Proposto em Números
Componentes do Sistema de Iluminação Proposto Os equipamentos utilizados na elaboração das implementações foram do
fabricante Lumicenter, devido um acordo entre a igreja e a empresa responsável pela
execução da obra. As luminárias empregadas para as lâmpadas HQI foram do tipo
holofote com refletores de acrílico opalino importado modelo RN10P10250, como
mostrado na Figura 6-16.
178
ESTUDOS DE CASOS
(a) Figura 6-16 - Luminária Modelo RN10P10250 da Marca Lumicenter.
As luminárias utilizadas para as lâmpadas fluorescentes T8 de 32W são do
modelo AN03S232, como mostra a Figura 6-17.
Figura 6-17 - Luminária Modelo AN03S232 da Marca Lumicenter
A Fig. 10 mostra as curvas de distribuição luminosa das luminárias utilizadas no
projeto
179
ESTUDOS DE CASOS
(a)
(b)
Figura 6-18 - Curvas de Distribuição Luminosa Típicas Para as Luminárias
(cd/1000lm) - (a) Luminária RN10P1250; (b) Luminária AN03S232
O custo dos componentes e materiais do sistema de iluminação proposto,
segundo cotações junto aos revendedores levantados na primeira semana de Junho de
2004, foi de R$ 8422,28 (oito mil, quatrocentos e vinte e dois reais e vinte e oito
centavos). Porém, ainda que seja prevista uma redução no consumo de energia da
instalação, e uma melhoria mínima de 160% dos valores em lux, é importante ressaltar
que não faz sentido, para este caso, realizar uma análise de retorno de investimento. Isto
ocorre porque a essência do projeto é a atualização tecnológica dos materiais e
equipamentos empregados na iluminação da Igreja, de forma a implantar um projeto
adequado às normas da ABNT, concebido segundo os critérios de combate ao
desperdício de energia. Neste sentido é possível citar ainda, como principais vantagens
da nova concepção, o ganho de vida útil dos equipamentos, materiais e redução nos
gastos com manutenção.
As Figura 6-19 e Figura 6-20 mostram as fotos da igreja antes e depois das
implementações respectivamente.
180
ESTUDOS DE CASOS
Figura 6-19 - Foto da Igreja Antes das Implementações
Figura 6-20 - Foto da Igreja Depois das Implementações
181
CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS
Capítulo 7
Conclusão e Trabalhos Futuros
7.1 Conclusão
Atualmente, graças ao avanço socioeconômico e o desenvolvimento tecnológico
e industrial brasileiro, aliados aos novos programas de universalização do acesso à
energia elétrica, como o programa Luz para Todos, a taxa de crescimento anual
(estimada) de consumo de energia elétrica do país tende a ultrapassar os 4.6% a.a.
Para suprir esta demanda crescente, o Brasil deverá implementar ouras formas
de geração de energia, sempre pensado na qualidade de vida de sua população e
respeitando o meio ambiente. Uma destas formas de geração muito eficiente, nada
poluente e bem mais barata que a construção de novas usinas é o combate ao
desperdício de energia.
Combater o desperdício de energia significa usufruir do conforto e das
vantagens proporcionados pela energia elétrica, da melhor maneira possível,
diminuindo o máximo possível os custos, sem abrir mão da qualidade dos serviços e
equipamentos.
Além da economia obtida na fatura de energia, o combate ao desperdício trás
vantagens para o consumidor, para a concessionária e para o país. Dentre elas, pode-se
citar:
182
CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS
• Cria a consciência contra o desperdício, cultura do uso racional dos
energéticos;
• Reduz custos para o setor elétrico, para os consumidores e para o país;
• Posterga ou reduz os investimentos na expansão do sistema elétrico;
• Melhora o controle do processo de produção e equipamentos;
• Minimiza o impacto ambiental causado pelas instalações de geração,
transmissão e distribuição de energia.
Verifica-se uma crescente consciência com o meio ambiente. Além disso,
observa-se que as organizações e cidadãos devem contribuir na busca da qualidade total
dos processos de produção, na melhoria contínua dos processos, materiais e nas
mudanças de hábitos de consumo.
Em todo projeto de combate ao desperdício de energia, uma etapa importante é a
avaliação do histórico de contas e análise tarifária, devido à possibilidade de obtenção
de recursos financeiros necessários para os investimentos futuros, através da possível
eliminação de multas indesejáveis. Desde modo, a análise tarifária e a avaliação do
histórico de contas podem ser consideradas como um possível fundo virtual de recursos.
O trabalho de combate ao desperdício de energia tem como principal objetivo a
mudança dos paradigmas atuais da sociedade, buscando desenvolver uma nova cultura,
através da formação de cidadãos conscientes com as necessidades de preservação
ambiental. Para tanto, é importante a utilização de equipamentos e processos de
produção mais eficientes. Para a disseminação desta nova cultura, deve-se atuar em dois
focos principais: Vertente Humana e Vertente Tecnológica.
A vertente humana trata da mudança de hábitos de consumo, formação e
qualificação profissional.
A vertente tecnológica refere-se a aplicação de novas tecnologias na produção e
manutenção de equipamentos e ambientes. Com isso, promove-se a redução dos custos,
mudanças no processo produtivo e de manutenção, na arquitetura das edificações, nas
relações concessionária consumidor e perspectivas de cogeração e geração própria.
Para que um programa de combate ao desperdício tenha êxito é necessário um
acompanhamento rigoroso de todas as atividades desenvolvidas, estabelecer metas de
redução de consumo e avaliar periodicamente os resultados obtidos. A importância do
estabelecimento destes “programas” se deve ao fato de que, por melhores resultados
183
CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS
que apresente, as ações isoladas tendem a perder seu efeito ao longo do tempo.
Na etapa do diagnóstico energético deve-se identificar as oportunidades de
redução das perdas, avaliar alternativas, implementar soluções para reduzir o consumo
de energia e/ou, se possível, deslocá-lo para horários adequados, de acordo com o
modelo tarifário adotado.
Para que seja feito de forma organizada, torna-se necessário um roteiro de
atividades com etapas bem estruturadas.
Este trabalho apresenta uma metodologia para a realização de diagnósticos
energéticos, que tem sido utilizada com êxito em diversos trabalhos já implementados.
A descrição das etapas detalhadas no texto, mostra como é importante estruturar bem
cada uma das atividades a serem desenvolvidas. As etapas básicas de um diagnóstico
são: visita as instalações; levantamento de dados; vistoria dos ambientes; entrevista com
os usuários; análise dos dados; alternativas para redução do consumo; análise de
viabilidade econômica.
O desenvolvimento de programas de GLD, estruturados e avaliados
adequadamente, são fundamentais para a redução da demanda máxima de determinada
região, levando os circuitos e equipamentos de geração, transmissão e distribuição a
operarem mais distantes de suas capacidades máximas, com redução de perdas,
melhorias no fator de carga e economia na geração de energia.
Deve-se lembrar que, como conseqüência dos programas de GLD, pode-se
chegar a ter tarifas mais justas e que a energia não desperdiçada e a demanda reduzida
poderão ser disponibilizadas a setores mais rentáveis, melhorando a distribuição no
consumo, retardando os investimentos e aumentando a confiabilidade do sistema.
A partir das investigações teóricas, consultorias prestadas e desenvolvimento de
projetos executados, ao longo do todo o processo de elaboração deste trabalho, conclui-
se que os benefícios propiciados com o combate ao desperdício de energia são pouco
conhecidos e muitos ainda não se conscientizaram de sua da importância. Esta área,
ainda incipiente, possui um grande campo de desenvolvimento a ser explorado, podendo
ser expandida para outros insumos, como: água, matéria-prima, mão-de-obra e outros
energéticos.
Fica como resultado adicional, a necessidade de ações contínuas de formação e
de atualização tecnológica, sendo de suma importância a divulgação dos conteúdos
abordados neste trabalho junto às escolas e aos profissionais que atuam nas instalações
184
CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS
elétricas, pois estes são agentes das mudanças atuais, na idealização de projetos, e
futuras. Denotou-se, então, a necessidade de se investir na elaboração de documentação
que subsidiasse os estudos de combate ao desperdício, principalmente para orientação
de equipes que tem o papel de decidir sobre a escolha das alternativas dentro de um
processo de diagnóstico energético, fato que motivou a elaboração desta dissertação.
7.2 Trabalhos Futuros
Objetivando a continuidade dos estudos realizados ao longo de todo o processo
de elaboração deste trabalho sugere-se novos temas a serem aprofundados:
• Estudo de novas tecnologias para os diferentes usos finais, visando à
redução no consumo de energia elétrica;
• Desenvolvimento de um projeto de disseminação do uso de fontes
alternativas de energia, focado para pequenos produtores rurais de agricultura
familiar e população de baixa renda, visando a melhoria da qualidade de vida.
• Desenvolvimento de um projeto de uso de fontes alternativas de energia
como uma solução para o suprimento de sistemas isolados e artifícios nos
programas de Gerenciamento pelo Lado da Demanda;
• Estudos de caso em diversas instalações industriais, visando identificar casos
de sucesso no Combate ao Desperdício de Energia, principalmente em sistemas
motrizes e suas aplicações;
• Realização de projetos de Combate ao Desperdício de Energia em pequeno e
médios consumidores do setor comercial, público, rural e industrial, visando
consolidar ainda mais a metodologia proposta neste trabalho;
• Estudo de novos materiais e novas tecnologias, tais como célula
combustível.
185
BIBLIOGRAFIA
186
Bibliografia
[ 1 ] ALMEIDA, M. T. – Manutenção Preditiva : Confiabilidade e Qualidade -
http://www.mtaev.com.br/download/mnt1.pdf
[ 2 ] ALVAREZ, A. L. M. – Uso Racional de Energia Elétrica: Metodologia para a
Determinação dos Potenciais de Conservação dos Usos Finais em Instalações
de Ensino e Similares. - Dissertação de Mestrado EPUSP - São Paulo, SP,
1998.
[ 3 ] AMARAL, P. - Uma Reflexão sobre o Panorama Energético Mundial -
http://www.ecoponto.com/energias/panorama_mundial/index.php3
[ 4 ] AMÉRICO, M. – Apostila do Programa de Eficientização Industrial
Procel/Eletrobrás - Módulo: Acionamento Eletrônico, 2004.
[ 5 ] ANEEL - REN – Resolução Normativa Nº 456 de 29/11/2000 publicado em
30/11/2000 - (VIGENTE).
[ 6 ] ARC- SOLUÇÃO EM AR COMRPIMIDO - Manutenção de diagnósticos ou
proativa, Preditiva & Preventiva -
http://www.arcomprimido.com.br/Servicos/manut_preditiva.asp
[ 7 ] BAJAY, S.V. - Elaboração e Implementação de um Sistema Integrado de
Recursos no Setor Elétrico Brasileiro - Relatório Técnico II, Fase
I,UNICAMP - Campinas, SP, 1996.
[ 8 ] BARBOSA, R. e ALMEIDA, J. G. P. – Manual de Iluminação Pública
Eficiente - Procel/Eletrobrás, 1998
[ 9 ] CAMARGO, C. C. B – Gerenciamento pelo Lado da Demanda: Metodologia
para Identificação do Potencial de Conservação de Energia Elétrica de
Consumidores Residências – Tese de Doutorado, Engenharia de Produção –
BIBLIOGRAFIA
187
Universidade Federal de Santa Catarina – Florianópolis,SC , 1996.
[ 10 ] CAVALCANTI, E. S. C. e LOPES, J. D. S. – Energia Solar para
Aquecimento de Água – CPT – Centro de Produções Técnicas, Viçosa, MG,
2001
[ 11 ] CEMIG - PROGEM – Apostila do Projeto : “Programas de Gestão
Energética – PROGEN ”
[ 12 ] CEMIG - Folheto Informativo em Comemoração dos 100 anos da 1a Usina
Hidrelétrica da América do Sul – Juiz de Fora, MG – Setembro 1989.
[ 13 ] CHAM, M.L. - Economic Issues Related to Assessing Load Management in
Electric Utilities - IEEE Transations on Power Apparatus and Systems, vol.
PAS-102, n.6, p.1771-1777, 1983.
[ 14 ] CONHECIMENTOS GERAIS – História do Brasil -
http://www.conhecimentosgerais.com.br/historia-do-brasil
[ 15 ] COSTA, S. F. S. – Controle de Tensão de Sistemas Elétricos de Potência:
Estudo de Estratégias Globais – Dissertação de Mestrado UFMG – Belo
Horizonte , MG, 1999.
[ 16 ] DIDONET, M. – Energia: Recursos de Vida – 2a edição – Rio de Janeiro, RJ,
1998.
[ 17 ] ELETROBRÁS - Catálogos do Programa de Combate ao Desperdício de
Energia – Procel/Eletrobrás.
[ 18 ] ELETROBRAS - http://www.eletrobras.gov.br/
[ 19 ] ENGECOMP - http://www.engecomp.com.br/bol_0055.htm
[ 20 ] ENGEL - http://www.grupozug.com.br/ENGEL/economia.htm
[ 21 ] GELLINGS, C. W. e SMITH, W. M. - Integrating Demand-Side
Management Into Utility Planning - Proceedings of the IEEE, vol. 77, n.6,
p.908-918, 1989.
[ 22 ] GEPEA - Curso de Diagnóstico Energético – USP, São Paulo, SP, 1999
[ 23 ] GEPEA, Pesquisa sobre GLD nas concessionárias do Brasil. Relatório
Técnico, EPUSP, São Paulo, 1997.
[ 24 ] GONÇALVES, A. C. L. C., CATARXO, E. F., COSTA , F. R., GOMES, H.
M. O., NASCIMENTO, N. C. e GUEDES, R. A. M. – Utilização de
Tecnologias Eficientes na Busca da Eficiência Energética: Uma proposta
BIBLIOGRAFIA
188
Tributária – Anais IV CBPE – Congresso Brasileiro de Planejamento
Energético, Itajubá, MG, 2004
[ 25 ] HIGHET, G. - A Arte de Ensinar - Ed. Melhoramentos – São Paulo, SP,
1962.
[ 26 ] INSTITUTO BRASILEIRO DO COBRE – PROCOBRE -
http://www.procobre.org/br/_configStuff/docs/uploaded/solar2.pdf
[ 27 ] JANNUZZI, G. M., QUEIROZ, G. C., VERDRUSCULO, E. A. , MENDES,
N., POMILIO, J. A. e JÚNIOR, H.X.S. – Melhoramento Técnico de
Refrigeradores Domésticos mo Brasil: Análise de Eficiência Energética –
Anais IV CBPE – Congresso Brasileiro de Planejamento Energético, Itajubá,
2004
[ 28 ] KRAUSE, C. B. (et. al.) – Manual de Prédios Eficientes em Energia Elétrica –
IBAM/Procel/Eletrobrás, 2002
[ 29 ] LAMBERTS, R. , DUTRA, L. e PEREIRA, F. O. R. – Eficiência Energética
na Arquitetura – PW Editores - São Paulo, SP, 1997.
[ 30 ] LEITE, A. A. F. – Avaliação de Implantação de Programas de
Gerenciamneto pelo Lado da Demanda – Dissertação de Mestrado UNIFEI,
Itajubá, MG.
[ 31 ] LESSA, C. T. R. M. - “Engenharia, Universidade e Nação”, palestra
proferida no VIII Encontro de Educação para Engenharia, Anais do VIII
EEE, Petrópolis, RJ – Juiz de Fora, MG, 2002. http://www.educeng.ujff.br
[ 32 ] LIGTH SERVIÇOS DE ELETRICIDADE S. A. /PROCEL/ELETROBRÁS –
Projeto Piloto Controlador de Demanda – Anais da Efficientia 98 – Rio de
Janeiro, RJ, 1998.
[ 33 ] LIMA, J.W. M. - Economia do Setor Eletro-Energético Novos Paradigmas -
Apostila Curso de Doutorado – EFEI, Itajubá, MG, 1996.
[ 34 ] LOCATELLI, E. – Apostila do Programa de Eficientização Industrial
Procel/Eletrobrás - Módulo: Motores Elétricos, 2004.
[ 35 ] LOPES, J. C. - Manual de Tarifação da Energia Elétrica – Proce/Eletrobras -
2a edição, 2002.
[ 36 ] MACHADO, E. S. e MILANI, E. M. - Tipos de Sistemas de Ar Condicionado
- Trabalho de conclusão da disciplina de Condicionamento Mecânico de Ar
BIBLIOGRAFIA
189
do curso de Mestrado em Conforto Ambiental e Eficiência Energética -
Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, UFRJ – Rio de Janeiro, RJ, 2004.
[ 37 ] MARTINS, M. P. S. – Inovação Tecnológica e Eficiência Energética –
Monografia de Pós Graduação MBA em Energia Elétrica, UFRJ – Rio de
Janeiro, RJ, 1999.
[ 38 ] MENDONÇA, M.A.R. – Gerenciamento pelo Lado da Demanda: método
direto, indireto e incentivado – Anais XV SNPTEE , Foz do Iguaçu, SC, 1999
[ 39 ] MINISTÉRIO DE MINAS E ENREGIA – Programa Luz para Todos -
http://www.mme.gov.br/programs_display.do?prg=8
[ 40 ] MOLION L. C. B. - O CFC e a Camada de Ozônio - A Farsa? -
http://www.geofiscal.eng.br/cfc.htm.]
[ 41 ] OSRAM - Catálogo Geral – http://www.osram.com.br
[ 42 ] PINTO, D. P. et all, “Educação para Engenharia: Metodologia”, pp 37-56,
cap. Contribuições da pesquisa sócio-histórica para a formação do professor
de engenharia, Editora Mackenzie, São Pulo, SP, 2002
[ 43 ] PINTO, D. P., PORTELA, J. C. S. e SILVEIRA, M. H. “Currículo e Projeto
Pedagógico” VIII Encontro de Educação para Engenharia, Petrópolis, RJ e
Juiz de Fora, MG, 2002.
[ 44 ] PINTO, D. P., BRAGA, H. A. C. e SILVA JÚNIOR, J. P. – A Disciplina
Eficiência Energética: Características e Metodologia de Ensino-
Aprendizagem – XXXIII COBENGE – Congresso Brasileiro de Ensino de
Engenharia, Porto Alegre, RS, 2005.
[ 45 ] PINTO, D. P., OLIVEIRA, E. J. , BRAGA, H. A . C. e BRAGA, S. M. –
Apostila da disciplina Eficiência Energética, UFJF – Juiz de Fora, MG, 1999.
[ 46 ] PINTO, D. P., OLIVEIRA, E. J. e BRAGA, H. A. C. – A Disciplina de
Eficiência Energética do Curso de Engenharia Elétrica da UFJF -
COBEMGE 2001 - Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia – Porto
Alegre, RS, 2001.
[ 47 ] PROCEL/ELETROBRÁS - Programa Procel nas Escolas – Panorama
Energético Nacional, 2005.
[ 48 ] Procel/Eletrobrás – GLD – Anais da Efficientia 98 – Rio de Janeiro, RJ,
1998.
BIBLIOGRAFIA
190
[ 49 ] REDE SARAH DE HOSPITAIS DE REABILITAÇÃO -
http://www.sarah.br/paginas/atendimento/po/
[ 50 ] REVISTA CONTROLE E INSTRUMENTAÇÃO - Concessionárias e
empresas investem em programa único de racionalização de energia: GLD –
Edição no 66, Fevereiro de 2002,
http://www.controleinstrumentacao.com.br/arquivo/ed_66/ed_66a.htmlb
[ 51 ] RODRIGUES, P. - Manual de Iluminação Eficiente – Procel/Eletrobras - 1a
edição, 2002.
[ 52 ] SANTOS, T. M. D. – A Crise do Setor Elétrico Brasileiro – Monografia do III
Curso de Especialização em Políticas Públicas – Universidade de Brasília,
Brasília, DF, 2002.
[ 53 ] SEVERINO, J. F. B – Eficiência Energética em Escolas Públicas – Trabalho
de conclusão de curso de Engenharia Elétrica, UFJF – Juiz de Fora, MG,
2003
[ 54 ] SHOEPS, C. A. e ROUSSO, J. – Conservação de Energia Elétrica na
Industria: Faça Você Mesmo, Volume I – Procel/Eletrobrás, 3a edição – Rio
de Janeiro, RJ, 1994.
[ 55 ] SISTEMAS TÉRMICOS -
http://geocities.yahoo.com.br/sistemas_termicos/aula2_1.pdf.
[ 56 ] SOCIEDADE DE INCENTIVO E APOIO AO GERENCIAMENTO
AMBIENTAL – SIGA – http://www.siga.org.br
[ 57 ] SOLETROL – Guia Rápido para Profissionais: Aquecimento Solar de Água,
2004.
[ 58 ] SOUZA, M. A. S. (et. al.) – Guia Técnico - Gestão Energética Municipal :
Subsídios ao Combate ao Desperdício de Energia Elétrica –
Procel/Eletrobras
[ 59 ] VÁRIOS AUTORES - Carta de Juiz de Fora, Anais do VIII EEE - Encontro
de Educação para Engenharia, Petrópolis, RJ, Juiz de Fora, 2002.
http://www.educeng.ufjf.br
[ 60 ] VÁRIOS AUTORES – Conservação de Energia: Eficiência energética de
Instalações e Equipamentos – FUPAI – Itajubá, MG, 2001.
[ 61 ] VÁRIOS AUTORES – Gestão Energética Municipal: Subsídios ao Combate