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Edição 122 – Março de 2016
Reportagem: Eficiência energética
Por Bruno Moreira
Ao contrário do que se imagina, a crescente procura por projetos de eficiência energética está mais relacionada às questões ambientais do que ao aumento do custo da energia elétrica.
É mais do que evidente a importância adquirida pelas questões ligadas ao meio ambiente nas duas últimas décadas. Um bom exemplo disso foi a criação, em evento ecológico realizado no Rio de Janeiro, em 1992, da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC). A convenção, ratificada em 1994 por 196 Estados-nações que constituem as “partes” para a convenção, reconheceu a existência de mudanças climáticas ocasionadas por ações humanas e estabeleceu que os países industrializados deveriam ser os grandes responsáveis pelo combate aos danos ao clima. A ação se perpetuou até os dias atuais e, entre novembro e dezembro de 2015, houve a 21ª conferência destas partes, a chamada COP-21, que resultou em um novo acordo global, o chamado Acordo de Paris, assinado por 195 partes e pela União Europeia, que tem como um de seus objetivos limitar o aquecimento global a 1,5 ºC.
Esta consternação com os rumos ecológicos acarretou mudanças também no modo como os agentes do setor elétrico pensam a geração e o consumo de energia elétrica, pondo em foco ações direcionadas à eficiência energética. O objetivo: consumir menos energia e menos recursos naturais. Acrescente a este comprometimento em preservar o meio ambiente a escassez de recursos energéticos e a consequente elevação de custos da energia. No Brasil, por exemplo, conforme o Plano Decenal de Energia 2024, desenvolvido e publicado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), no ano passado, a participação da energia conservada no consumo do país, por meio de projetos de eficiência energética, que em 2014 foi de 0,7%, passará para 3,9% em 2018, chegando a 6,5% em 2023. E neste ano, em que o consumo potencial sem conservação seria de 834.643 GWh, o consumo final, considerando a conservação, atingiria a marca de 780.421 GWh, representando uma economia de mais de 54 mil GWh. Para se ter uma ideia de como a economia de energia avançará nesta próxima década, em 2014, o consumo potencial sem conservação foi de 539.111 GWh e o consumo final, considerando a conservação, de 535.205 GWh, equivalente a uma energia conservada de apenas 3.906 GWh.
Poderia se pensar que no país, onde o preço do MWh aumentou sensivelmente no último ano, o custo com a energia seria o grande impulsionador para projetos de eficiência energética. O presidente da Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Conservação de Energia (Abesco), Alexandre Moana, no entanto, discorda dessa linha. “Eu penso que, na condição atual do conhecimento humano, nós sabemos que o que afetou e afeta o clima hoje é a utilização humana da energia. Então, eu diria que hoje o fator ambiental é mais importante do que o recurso financeiro”, afirma.
Moana acredita também que a eficiência energética é mais do que um conjunto de tecnologias agindo juntas para economizar energia. Para o presidente da Abesco, a eficiência se trata de uma disciplina humana. “Tecnologias inovadoras surgirão a todo momento, assim como o desperdício acontecerá a todo instante”, assegura. Moana afirma que costuma brincar com seus colegas falando que “despesa em empresa é igual unha, não para de crescer. Tem que controlar e cortar”. Neste sentido, independentemente da tecnologia empregada, as práticas de eficiência têm que se tornar inerentes ao modo de vida do ser humano. “Eficientizar é mais do que uma troca de equipamentos, uma tecnologia, é uma ideologia de operação. Mais do que uma tendência, pensar em sustentabilidade e eficiência energética é uma necessidade humana”, destaca.
De acordo com o presidente da associação, atualmente, também não se pode afirmar que algum segmento se preocupa mais com eficiência energética do que os demais. “A instalação elétrica sustentável não está mais no setor industrial e comercial do que no residencial”, declara Moana. Segundo ele, principalmente em razão das tarifas, houve uma queda de consumo brutal em todos os setores. “Nas residências, o consumo caiu em mais de 5%, em volume muito próximo ao que ocorreu na indústria, por exemplo”, diz. A redução acontece em todos os setores, sendo que cada um deve adotar medidas sustentáveis que sejam adequadas às atividades realizadas em seus respectivos estabelecimentos.
Uso da energia solar
Uma residência, por exemplo, que pretende ser sustentável, segundo Moana, tem que apresentar principalmente soluções relacionadas à energia solar, tanto para aquecimento solar da água quanto para produção de energia fotovoltaica. Deve-se levar em conta, porém, se o aquecimento solar é viável na região em que a residência está localizada, haja visto que em muitas regiões, a incidência do sol não é tão alta, tornando muito custosa a aplicação de sistemas deste tipo.
Para um estabelecimento comercial, de pequeno porte, o presidente da associação acredita que soluções similares relacionadas ao uso de energia solar também sejam adequadas, considerando, obviamente, os fins específicos do estabelecimento. No caso de uma padaria, por exemplo, se possuir forno elétrico, que este seja adequado no sentido de consumir menos energia elétrica. Outras soluções visando à sustentabilidade são a mudan&cc
edil;a da tecnologia de iluminação – o Led no lugar de uma lâmpada incandescente, por exemplo – assim como a inserção de iluminação natural, caso seja possível. Grosso modo, o presidente da Abesco acredita que ser sustentável em estabelecimentos ligados à baixa tensão, pertencentes aos chamados grupo B, com tensão até 2,3 kV, é servir-se de energia alternativa, principalmente de energia solar, fonte em abundância no país.
No que concerne aos consumidores ligados à media tensão, mais especificamente os consumidores do grupo A4, com classe de tensão entre 2,3 kV e 25 kV, que são por exemplo, indústrias, faz-se necessária, segundo o presidente da Abesco, uma transformação no método de produção com o intuito de tornar-se sustentável, gerando resultados, tanto do ponto de vista ambiental, quanto financeiro. Tomando como base uma indústria com intenso emprego de motores, o uso de medidas para tornar este processo específico mais eficiente é recomendado, tais como o emprego de soft starter para modular a partida; o uso de motores de alto rendimento; e a dosagem da carga que o motor vai receber. Entram nessas medidas ainda procedimentos de retrofit a fim de tornar o equipamento mais eficiente, e também a utilização de iluminação natural para diminuir o consumo de energia elétrica.
Moana explica que a sustentabilidade é um quesito imprescindível para os clientes desta classe de tensão, pois consomem muita energia elétrica e costumam pagar contas de energia mais altas que os outros clientes já que a maioria destas empresas, por lei, não está apta a migrar para o mercado livre, ficando restrita à tarifa regulada e ao mercado cativo de energia. Para elas, o custo benefício de um projeto sustentável de energia elétrica é muito atrativo, explica o presidente da associação.
Instalação elétrica sustentável
Na busca pela eficiência energética e, consequentemente, sustentabilidade, os estabelecimentos – residências, comércios ou indústrias – podem adotar medidas referentes à geração de energia, com o emprego de energia renovável, assim como substituírem equipamentos antigos por equipamentos novos mais eficientes, e também utilizarem tecnologias mais avançadas a fim de melhorarem o rendimento de motores industriais, por exemplo. Além disso, a sustentabilidade pode e deve passar pela instalação elétrica.
Sabe-se que em edificações antigas, o retrofit de instalações elétricas, com a troca de disjuntores, relés, fios e cabos e lâmpadas por equipamentos mais novos, ajuda a combater o desperdício de energia, resultando em mais economia. O uso de equipamentos tecnicamente mais avançados nas instalações é básico para fazer com que um estabelecimento funcione de maneira mais eficiente do ponto de vista da energia elétrica e seja mais sustentável ecologicamente. Não por isso, aquele que procura a sustentabilidade nas instalações elétricas deve se restringir a estes novos equipamentos.
Para o engenheiro eletricista e diretor da Ação Engenharia e Instalações, José Starosta, não adianta nada desenvolver e construir uma instalação elétrica sustentável para alimentar outros sistemas que não sejam sustentáveis em si mesmos. Assim, segundo ele, a integração da instalação elétrica com outros sistemas, como o de aquecimento a gás, o hidráulico, e o ar-condicionado, é de extrema relevância tendo em vista uma edificação eficiente e ecologicamente mais correta. “O mais importante é quem esta instalação elétrica está alimentando”, diz.
Outro ponto levantado pelo engenheiro eletricista é o viés operacional do projeto de instalação elétrica. “A tendência é que se faça um projeto sem pensar naquele que irá operá-lo”, argumenta. Ocorre que de nada adianta desenvolver uma instalação elétrica sustentável sem um viés operacional que mantenha o sistema. “A operação deve ser confiável”, afirma o diretor da Ação Engenharia e Instalações.
Aqui, entra um terceiro quesito destacado pelo engenheiro eletricista, que é o da utilização de tecnologias de automação, instrumentação e controle. Um projeto com viés operacional permitirá aos operadores deste sistema automatizado o controle de dados a fim de medir se a instalação projetada está funcionando mesmo de modo sustentável. Tecnologias de automação possibilitam, por exemplo, o emprego de sistemas de medição setorizados para fazer os rateios de energia e gestão do sistema a posteriori.
Starosta cita ainda o dimensionamento das instalações elétricas como fator essencial para a sustentabilidade. É necessário escolher o conjunto de componentes da instalação, como transformadores e circuitos, que proporcionem uma operação eficiente, sem impacto e sem aquecimento e também com o objetivo de evitar ressonâncias harmônicas e distorções. Além disso, o engenheiro eletricista aborda as tecnologias propriamente ditas que, na atualidade, estão sendo utilizadas em vista de uma instalação elétrica mais ecologicamente correta. Entre elas, a execução de algoritmos para o cálculo de dimensões de cabos de energia elétrica mais sustentáveis e, obviamente, o Led, que evita o emprego, por exemplo, de lâmpadas a vapor de mercúrio. Estas, além de serem menos eficientes em comparação à nova tecnologia de iluminação, possuem mercúrio, que é nocivo ao meio ambiente.
Sistema de iluminação sustentável
Um importante componente de uma instalação elétrica é o sistema de iluminação. De acordo com o engenheiro e lighting designer, Plinio Godoy, ao contrário
do que acredita o presidente da Abesco, em relação ao motivo para a utilização de um projeto de eficiência energética, a principal preocupação de um cliente que busca um projeto de iluminação sustentável não é a preservação do meio ambiente, mas sim a questão energética propriamente dita. “Temos, cada vez mais, altos custos energéticos, com tendência a aumentarem. Assim, a conta de energia elétrica passa a ser um custo operacional que atinge diretamente os resultados das empresas”, diz.
Assim, um projeto luminotécnico sustentável deve buscar, segundo Godoy, o desenvolvimento de soluções que minimizem os gastos energéticos e que tenham alta eficácia. Para isso, deve-se considerar o emprego dos espaços como fator de acionamento, com sensores ou dimerização, utilizando-se de sistemas locais ou integrados. A luz natural, que, ao acionar sensores de luz e controles, pode minimizar o uso da luz artificial, em períodos longos do dia útil de trabalho, também é uma alternativa para um projeto sustentável, assim como soluções fotovoltaicas, que podem ser usadas, por exemplo, em áreas específicas, como iluminação externa e de estacionamentos.
A solução mais empregada, no entanto, é aquela que utiliza Leds. Conforme o lighting designer, em instalações já existentes, costuma-se fazer o retrofit, substituindo soluções tradicionais por lâmpadas Led, como o tuboled, por exemplo. Já em instalações novas, projeta-se o sistema de iluminação empregando luminárias Led, que não utilizam lâmpadas Led, mas sim módulos Led, mais eficazes e com melhor fotometria. Godoy faz uma ressalva, contudo, em relação ao emprego do Led sem o apoio de tecnologias de automação: sistemas digitais com sensores, programação e iluminação por demanda. De acordo com o lighting designer, com a utilização de sistemas de controle, o usuário tende a ter uma economia de energia e financeira muito maior do que apenas utilizando o Led.
O avanço das tecnologias que fazem um sistema de iluminação cada vez mais automatizado, controlado e eficiente, aguça a curiosidade das pessoas em relação ao que mais pode vir por aí. Segundo Godoy, levando-se em conta que a iluminação digital vem ganhando cada vez mais espaço no universo tecnológico, em breve, espera-se a integração da luz no que se conhece como “Internet das coisas”. Nela, os pontos de luz serão utilizados com input e output de informação digital. Conforme o projetista luminotécnico, já existem, por exemplo construções que utilizam sistemas de iluminação integrado com tecnologia da informação. “Este desenvolvimento permite que o edifício seja monitorado por cada luminária, quanto à ocupação, temperatura e status de funcionamento, minimizando o custo operacional e tornando os sistemas integrados e personalizados”, afirma.
Godoy prevê também que em breve os sistemas de iluminação possam substituir as redes de acesso à internet Wi-Fi, por meio de uma tecnologia denominada Li-Fi, ou “Light Fidelity”, que é projetada para transmitir informações através da luz. Nesse sentido, “as instalações elétricas precisarão ser revistas, pois cada vez mais estaremos integrando luz, sistemas e tecnologia da informação”, diz.
A respeito de que tipo de cliente procura mais os serviços de um projetista de iluminação, pensando na questão da sustentabilidade, a fim de que sejam instalados sistemas de iluminação mais eficientes e econômicos, o lighting designer afirma que, inicialmente, eram edifícios comerciais que buscavam certificação internacionais como o Leed – sistema internacional de certificação e orientação ambiental para edificações. Posteriormente, começaram a ser realizados projetos para shopping centers e hotéis, que também começaram a buscar esse tipo de certificação ambiental. Para Godoy, projetos que tendem a se enquadrar nestes sistemas de certificações são aqueles considerados racionais no que diz respeito a questões energéticas, materiais reciclados, desperdício de recursos, além de proporcionarem ambientes mais adequados para a utilização de seus ocupantes. Para o projetista, definitivamente, um projeto que busca qualquer tipo de certificação é, sem dúvida, um projeto melhor.
Sistema de iluminação natural
Entre as tecnologias de iluminação mais sustentáveis econômica e ambientalmente, além do Led, que vem sendo altamente difundido, uma alternativa interessante pode ser o sistema de iluminação natural chamado Solatube. Desenvolvido na Austrália há 25 anos pela empresa Solatube International – atualmente com sede na Califórnia (EUA) – e distribuído no Brasil pela Efilux há sete anos, o equipamento atua basicamente como um canalizador da luz solar, captando a luz, por meio de interface instalada no teto do estabelecimento e transferindo-a para o ambiente interno. “O grande diferencial do produto é que ele transfere a luz sem quase ter perda no caminho”, afirma o sócio-diretor da Efilux, Daniel Markus
Markus explica que o sistema é composto por três partes. A cúpula de acrílico, instalada na parte externa da edificação, é responsável pela captação da iluminação solar. O duto de alumínio que transmite a iluminação do ambiente exterior para o ambiente interior. E uma lente – como se fosse um spot – que distribui a luz dentro da edificação. Todos estes elementos, segundo Markus, foram desenvolvidos com propriedades que facilitam a absorção da luz, a dissipação do calor e a iluminação solar de maneira mais homogênea.
A cúpula, por exemplo, apresenta elementos filtrantes de calor e de raios ultravioletas (UV), que fazem mal à pele e danificam a madeira. Além disso, recebe tratamento eletrostático para evitar acúmulo de poeira, permitindo que o produto tenha uma longa vida e fique livre de manutenção. O próp
rio formado da cúpula (ogival), de acordo com o diretor, também ajuda na manutenção do equipamento, porque possibilita que ele se auto limpe quando é atingido pela chuva. Outra tecnologia que auxilia na captação do sol são os prismas que compõem a cúpula e fazem com que ela tenha um aproveitamento melhor do sol dependendo de posição dele no horizonte. “Faz a captação da luz ficar parecida durante o dia todo”, destaca Markus.
Feito de alumínio, o duto apresenta duas propriedades que o fazem ter um alto índice de aproveitamento – 99,7%, segundo Markus – de luz solar: revestimento com película, responsável pela transferência da luz para o ambiente interno da edificação; e tratamento, ente alumínio e película, permitindo que qualquer calor absorvido seja dissipado no tubo. “Para o duto vem ainda um pouco de calor, mas como é um tubo todo espelhado, ele reflete sucessivamente e dissipa o calor. No primeiro reflexo, já tira o calor e com isso só transfere a iluminação”, explica o sócio-diretor.
O equipamento atua basicamente como canalizador da luz solar, captando a luz, por meio de interface instalada no telhado do estabelecimento e transferindo-a para o ambiente interno.
Por fim, há a lente difusora, que foi desenvolvida, de acordo com o diretor, para difundir a luz pelo ambiente interno de maneira homogênea, independentemente do horário do dia. Markus explica que se trata de uma lente curva definida para atuar de maneira semelhante às luminárias convencionais. Nesse sentido, é possível através de projeto luminotécnico definir a quantidade de lux necessária ao ambiente. Os projetistas conseguem dimensionar quantos equipamentos e quais modelos de equipamentos são necessários para aquele ambiente conforme documentos normativos da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
De acordo com a Efilux, um único equipamento é capaz de iluminar uma área de 46 m². Contudo, o sócio-diretor da empresa afirma que se trata de um dado genérico, já que dependendo da intensidade de iluminação requerida pelo ambiente haverá um tipo de projeto e um tipo de sistema, que poderá iluminar uma área maior ou menor.
O sócio-diretor da companhia explica que, desde o surgimento da Efilux, diversos foram os estabelecimentos que já se interessaram pelo Solatube, tais como indústrias, restaurantes, supermercados, lojas de conveniência, hospitais e até obras públicas, como ginásios esportivos etc. Markus afirma que não há uma procura maior de um ou de outro tipo de estabelecimento. “As vendas são equilibradas. A solução é muito aplicada nos diversos segmentos”, afirma. Cada um destes segmentos procura o sistema de iluminação natural por uma razão especifica. Moradores de uma residência, por exemplo, costumam se interessar pelo equipamento a fim de tornar o ambiente em que vivem mais agradável. Estabelecimentos comerciais, além da economia de energia, por acreditarem que a iluminação natural pode ajudar nas vendas, e as indústrias baseadas principalmente na busca pela economia de energia.
O solatube é utilizado basicamente como complemento à luz elétrica. “Nos ambientes onde a gente aplica o solatube é possível economizar durante o dia 100% dos gastos com luz elétrica”, diz. Conforme Markus, por exemplo, em uma agência bancária, que funciona das 8h às 18h, é possível iluminar o ambiente durante todo o dia de trabalho sem acionar a iluminação artificial. Já em uma loja de conveniência que funciona até às 22h usa-se a luz elétrica apenas no período noturno.
