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MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE
Avaliação do Ciclo de Vida de um transformador tipo Core produzido na Efacec Energia, Máquinas
e Equipamentos Eléctricos, S.A.
Maria Teresa Rodrigues Santos
Dissertação submetida para obtenção do grau de MESTRE EM ENGENHARIA DO AMBIENTE – RAMO DE GESTÃO
___________________________________________________________
Presidente do Júri: Manuel Afonso Magalhães da Fonseca Almeida (Professor Associado com Agregação do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto)
___________________________________________________________ Orientador académico: Belmira de Almeida Ferreira Neto
(Professora Auxiliar do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto)
___________________________________________________________
Orientador na empresa: Bárbara Dias Antunes (Responsável do Departamento de Ambiente e Segurança da Efacec Energia, Máquinas e
Equipamentos Eléctricos S.A.)
Porto, Julho de 2011
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA DO AMBIENTE 2010/2011 Editado por FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr. Roberto Frias 4200-‐465 PORTO Portugal Tel. +351-‐22-‐508 1400 Fax +351-‐22-‐508 1440 Correio electrónico: [email protected] Endereço electrónico: http://www.fe.up.pt Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente – 2010/2011 – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2011. As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respectivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir.
ii
AGRADECIMENTOS
À Professora Belmira Neto, pela disponibilidade demonstrada durante a execução da tese, pela
exigência, rigor e conhecimento transmitido. Pelas sucessivas sugestões, pela orientação e
motivação transmitidas durante todo o percurso.
À Dra. Bárbara Antunes pela disponibilidade, compreensão e simpatia. Pelo acompanhamento,
preocupação e interesse demonstrados. O meu reconhecido agradecimento por ter possibilitado a
realização deste trabalho em parceria com a empresa, e por fazer da minha estadia na Efacec uma
experiência rica a nível pessoal e profissional.
À Engenheira Ana Oliveira pela disponibilidade contínua, pela paciência, pela ajuda, sem os quais
não teria de todo sido possível a realização deste trabalho. Pelo carinho, pela resolução
instantânea de problemas que me foram surgindo.
Ao António Branco, ao António Nunes, à Inês Ribeiro e à Susana Brandão, pela compreensão
durante a minha passagem no Departamento de Ambiente e Segurança. Por terem sido uns
excelentes colegas de trabalho e proporcionarem um óptimo ambiente de trabalho.
Ao Professor Artur Costa do Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores,
pelos esclarecimentos e colaboração.
À Dra. Isabel Poças Martins pela ajuda, pelos conselhos e pelo carinho.
À Joana Sousa, pela amizade, por toda a motivação e ajuda durante todo o curso e em especial,
durante a realização da tese. À Lara Fraga, à Sofia Ribeiro e à Filipa Lobo por toda a amizade,
preocupação e companheirismo demonstrados.
À Francisca Santos, por me ter feito a revisão final e correcção dos textos. Pelo apoio e motivação
demonstrados ao longo da vida.
Ao Gonçalo Poças Martins, pela ajuda e resolução de todos os problemas. Pelo apoio
incondicional, pela motivação, pela persistência e carinho demonstrados.
Aos meus pais Filomena e Gil Santos, sem os quais não havia possibilidade nenhuma de ter
chegado até aqui. Por me lerem a versão final da tese, por me apoiarem em todos os momentos e
por me motivarem a chegar até ao fim, o meu MUITO OBRIGADO.
iii
RESUMO
O sector energético possui um papel fundamental na sociedade actual. Portugal tem um papel
relevante na produção de equipamentos para a construção da rede eléctrica. Este facto provoca
que as indústrias responsáveis desenvolvam esforços no sentido de identificar possibilidades para
a redução dos impactes ambientais associados a estes equipamentos.
Este trabalho visa a aplicação da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) segundo a metodologia descrita
na norma NP EN ISO 14040:2008, a um transformador do tipo core (Power Transformer Core Type)
produzido na Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos S.A. ( Matosinhos, Portugal)
entre Outubro e Novembro de 2010. Visa-‐se a quantificação dos principais impactes ambientais
associados às etapas do ciclo de vida do transformador (Produção, Transporte até ao cliente final e
Utilização).
A avaliação de impactes foi feita de acordo com a metodologia CML (2010), tendo sido realizadas
as fases de Classificação, Caracterização, Normalização e Ponderação. Na fase de Ponderação
utilizaram-‐se três métodos distintos. Um deles considera todas as categorias de impacte
igualmente importantes, o outro método é o distance-‐to-‐target e, o último recorre a um painel de
peritos.
Os resultados demonstram que o transformador contribui para dez categorias de impacte
ambiental. Verificou-‐se ainda que a etapa do ciclo de vida que mais contribui para o impacte
ambiental global é a Utilização. Esta etapa contribui com um valor superior a 99% para o impacte
ambiental total. A categoria que possui uma importância relativa significativa é a Ecotoxicidade
Aquática Marinha contribuindo em mais de 90% para o impacte global. Na base desta contribuição
está a emissão de Fluoreto de Hidrogénio, resultante das emissões gasosas associadas ao
consumo de energia eléctrica na etapa de Utilização do transformador durante o seu tempo de
vida estimado em vinte e cinco anos.
A análise de sensibilidade foi aplicada a quatro parâmetros do inventário. Conclui-‐se que o
consumo de energia eléctrica na Produção, o consumo de gás natural na Produção e o consumo
de combustível no Transporte não afectam significativamente o impacte global. Por outro lado,
conclui-‐se que a variação em 50% da quantidade de perdas de carga na Utilização afecta o impacte
global na mesma ordem de grandeza.
iv
ABSTRACT
In today’s society, the energetic sector plays a fundamental role worldwide. Since Portugal is a
world leading producer of fundamental equipments for the construction of the electric distributing
network, industries are straining to minimize the environmental impacts associated with the
production and use of those equipments.
The purpose of the thesis is the application of the Life Cycle Assessment, according to the
methodology of NP EN ISO 14040:2008, to a Power Transformer Core Type, produced by Efacec –
Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos, S.A. located in Matosinhos, Portugal.
Its aim is to quantify the main environmental impacts associated to each stage of the
transformer’s life cycle (Production, Transport to the customer and Use). The transformer was
produced by Efacec, between October and November 2010.
The impact assessment followed the CML methodology (2010) and included Classification,
Characterization, Normalization and Weighting stages. In the Weighting three different methods
have been adopted, namely: 1) the first one considered all impact categories equally important; 2)
the “distance-‐to-‐target” method and 3) the use of an expert panel.
The results show that the Transformer during its life cycle causes ten categories of environmental
impacts. The Life cycle stage with greater global impact is Use, as it represents more than 99% of
the global impact. The Category with very significant Relative Importance is Marine Aquatic
Ecotoxicity for it represents 90% of the global impact, and all others are much less significant.
The main associated to this impact category is the Hydrogen Fluoride as result of Electric Energy
Consumption. This emission occurs when in the transformer is in Use due to the losses of the
transformer’s charge during an estimated life period of 25 years.
The sensitivity analysis was applied to four parameters of the inventory. Particularly Electricity
Consumption in Production, Consumption of Natural Gas in Production and Consumption of fuel in
Transport, which did not have a significant influence on the overall impact of the end. The amount
of loss of load in Use, showed a variation of approximately 50%.
v
INDICE
Pág.
ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................... vii
ÍNDICE DE TABELAS .................................................................................................................... ix
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 1
1.1. A INDÚSTRIA DA PRODUÇÃO DE ENERGIA E O AMBIENTE .............................................................. 1 1.2. EVOLUÇÃO DA METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA ................................................ 4 1.3. AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DOS TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA8 1.4. OBJECTIVOS DO TRABALHO .......................................................................................................... 12 1.5. ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ................................................................................................. 13
2. APRESENTAÇÃO DO GRUPO EFACEC E DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DO CICLO DE VIDA DO
TRANSFORMADOR .................................................................................................................... 14
2.1. APRESENTAÇÃO DO GRUPO EFACEC ............................................................................................. 14 2.2. DESCRIÇÃO DO TRANSFORMADOR TIPO CORE ............................................................................. 18
2.2.1. DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DO CICLO DE VIDA ................................................................................ 22
3. AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DO TRANSFORMADOR ....................................................... 33
3.1. DEFINIÇÃO DO OBJETIVO E DO ÂMBITO ....................................................................................... 35 3.2. ANÁLISE DO INVENTÁRIO DO CICLO DE VIDA (AICV) ..................................................................... 37
3.2.1. PRODUÇÃO .................................................................................................................................. 38 3.2.2. TRANSPORTE ................................................................................................................................. 42 3.2.3. UTILIZAÇÃO ................................................................................................................................... 43
3.3. AVALIAÇÃO DOS IMPACTES AMBIENTAIS ..................................................................................... 45 3.3.1. FASE DE CLASSIFICAÇÃO ............................................................................................................... 45 3.3.2. FASE DE CARACTERIZAÇÃO .......................................................................................................... 48 3.3.3. FASE DE NORMALIZAÇÃO ............................................................................................................ 49 3.3.4. FASE DE PONDERAÇÃO ................................................................................................................ 49
3.4. ANÁLISE DE RESULTADOS ............................................................................................................. 52 3.4.1. ANÁLISE DE RESULTADOS DO INVENTÁRIO .................................................................................. 52 3.4.2. ANÁLISE DOS RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DE IMPACTES ........................................................... 52
3.5. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE .......................................................................................................... 59
vi
3.6. COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS COM OS ESTUDOS DA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................... 61
4. CONCLUSÃO ....................................................................................................................... 62
5. RECOMENDAÇÕES E OPORTUNIDADES DE MELHORIA ........................................................ 65
6. REFERÊNCIAS ...................................................................................................................... 67
ANEXO A: Factores de Emissão associados ao consumo de gás natural e diesel usados no
empilhadores durante a etapa de Produção .............................................................................. 70
ANEXO B: Factores de Emissão associados ao consumo de diesel durante a etapa de Transporte
................................................................................................................................................. 72
ANEXO C: Cálculo das perdas totais durante a Utilização do transformador .............................. 73
ANEXO D: Factores de Caracterização e Normalização ............................................................... 74
ANEXO E: Factores de Ponderação ............................................................................................ 78
vii
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1 – Consumo de electricidade por sector de actividade (ERSE, 2008) ..................................... 1
Figura 2 -‐ Produção de energia a partir de carvão no mundo, ao longo dos anos (IEA,2010). .......... 2
Figura 3 – A cadeia da energia eléctrica ............................................................................................. 2
Figura 4 – Distribuição da rede eléctrica (Distribution Line Carrier, 2011). ....................................... 3
Figura 5 -‐ Fases do ciclo de vida do produto (USEPA, 2001) .............................................................. 6
Figura 6 -‐ Mercados e unidades fabris da Efacec no mundo (Efacec , 2009a). ................................ 15
Figura 7 -‐ Organização do grupo Efacec ( Efacec, 2009b) ................................................................. 16
Figura 8 -‐ Esquema representativo do transformador PT Core (Frente) .......................................... 19
Figura 9 -‐ Esquema representativo do transformador PT Core (Alçado) .......................................... 20
Figura 10 -‐ Esquema representativo do transformador PT Core em (Topo) .................................... 21
Figura 11 -‐ Layout da fábrica dos transformadores do tipo Core ..................................................... 24
Figura 12 -‐ Diagrama do processo produtivo do PT Core ................................................................. 25
Figura 13 -‐ Etapas de uma Avaliação do Ciclo de Vida segundo a Norma NP EN ISO 14040/2008
(ISO, 2008) ................................................................................................................................ 34
Figura 14 -‐ Etapas do ciclo de vida associadas de um PT Core. A linha a cheio de cor castanha
identifica a fronteira do sistema em estudo. ............................................................................ 36
Figura 15 -‐ Contribuição de cada categoria de impacte ambiental para o impacte global do ciclo de
vida do transformador para os três métodos de ponderação. ................................................. 51
Figura 16 -‐ Fase de Caracterização: Resultados obtidos por categoria de impacte e para cada uma
das etapas do ciclo de vida do transformador. ........................................................................ 53
Figura 17 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada etapa do ciclo de vida do transformador
para o impacte global, para os métodos de ponderação considerados. .................................. 53
viii
Figura 18 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada categoria de impacte seleccionada na etapa
de Produção .............................................................................................................................. 54
Figura 19 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada categoria de impacte seleccionada na etapa
de Transporte ........................................................................................................................... 54
Figura 20 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada categoria de impacte seleccionada na etapa
de Utilização ............................................................................................................................. 55
ix
ÍNDICE DE TABELAS
Pág.
Tabela 1 – Selecção de estudos de ACV aplicados aos transformadores de potência ....................... 9
Tabela 2 -‐ Fluxos de entrada e saída do ciclo de vida do transformador ......................................... 23
Tabela 3 -‐ Aspectos ambientais da etapa de produção de um PT Core ........................................... 29
Tabela 4 -‐ Aspectos ambientais da etapa de transporte de um PT Core .......................................... 30
Tabela 5 Aspectos ambientais associados à etapa de utilização de um PT Core ............................. 31
Tabela 6 -‐ Aspectos ambientais do fim de vida de um PT Core ........................................................ 32
Tabela 7 -‐ Mix energético usado na produção de energia eléctrica em Portugal em 2008 (IEA,2008)
.................................................................................................................................................. 38
Tabela 8 -‐ Inventário geral das entradas de recursos, materiais, materiais auxiliares e energia da
etapa de Produção por UF (um transformador PT Core). Não existe informação disponível
para o detalhe do consumo por unidade de operação da etapa de Produção ........................ 39
Tabela 9 -‐ Inventário geral das emissões (gasosas e para a água) da etapa de Produção por UF (um
transformador PT Core). Não existe informação disponível para o detalhe do consumo por
unidade de operação da etapa de Produção. ........................................................................... 40
Tabela 10 -‐ Inventário de entradas (consumo de combustível) e saídas (emissões gasosas)
associadas à etapa de transporte ............................................................................................. 42
Tabela 11 -‐ Inventário de entradas energia associadas à etapa de Utilização e reportadas à UF .... 43
Tabela 12 -‐ Categorias de impacte ambiental consideradas e poluentes gerados durante o ciclo de
vida que contribuem para cada categoria. Fase de Classificação. ............................................ 46
Tabela 13 -‐ Resultados da fase de Caracterização por etapa do ciclo de vida. ................................ 48
Tabela 14 -‐ Resultados da fase de Normalização: Indicadores de impacte ambiental normalizados
para cada categoria de impacte (CML,2010). ........................................................................... 49
x
Tabela 15 -‐ Contribuição do ciclo de vida do transformador PT Core produzido na Efacec.
Resultados na Ponderação usando três métodos de ponderação. .......................................... 50
Tabela 16 -‐ Contribuição de cada emissão para o impacte ambiental global de todas as etapas do
ciclo de vida do transformador. ................................................................................................ 56
Tabela 17 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição para o impacte global do ciclo de vida do
transformador PT Core produzido na Efacec, para cada uma das categorias de impacte e por
método de ponderação selecionado, considerando a etapa de transporte isoladamente ...... 58
Tabela 18 -‐ Resultados da análise de sensibilidade e gama de variação correspondente a cada
parâmetro ................................................................................................................................. 59
Tabela 19 -‐ Resultados da análise de sensibilidade: variação no impacte ambiental de cada
categoria considerada para cada parâmetro escolhido ........................................................... 61
Tabela A. 1 -‐ Factores de emissão dos poluentes associados ao consumo de gás natural .............. 70
Tabela A. 2 -‐ Factores de emissão dos poluentes associados ao consumo de diesel para veículos
que não circulam em estrada, de utilização industrial (empilhadores) disponíveis em
EMEP/EEA, (2009b). ................................................................................................................. 71
Tabela B. 1 -‐ Factores de emissão dos poluentes associados ao consumo de diesel para veículos
pesados disponíveis em EMEP/EEA, (2009c). ........................................................................... 72
Tabela D. 1 -‐ Factores de caracterização para cada poluente de acordo com o compartimento
ambiental para onde são emitidas (CML,2010). ....................................................................... 74
Tabela D. 2 -‐ Factores de normalização de cada categoria de impacte ambiental (CML,2010) . ..... 77
Tabela E. 1 -‐ Fase de Ponderação: Factores de Ponderação utilizados neste trabalho para os três
métodos .................................................................................................................................... 78
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
1
1. INTRODUÇÃO
1.1. A INDÚSTRIA DA PRODUÇÃO DE ENERGIA E O AMBIENTE
A energia é a base da sobrevivência e com o passar dos tempos, o Homem foi aprendendo a
utilizar a energia acumulada na Terra para melhorar o seu sucesso. Na sociedade actual energia
gera conforto, bem estar e viabilidade de tarefas. Porém a energia fóssil disponível é um bem
finito, e o seu consumo é cada vez maior face às necessidades actuais por ser um bem
fundamental no desenvolvimento das nações.
O sector industrial é um grande consumidor de energia eléctrica e tem aumentado o seu consumo
ao longo dos anos, tendo-‐se registado um aumento de 1,8% entre 1997 e 2008. Contudo, entre
2007 e 2008 houve um ligeiro decréscimo deste consumo energético (Figura 1).
O crescimento significativo do consumo de energia eléctrica a partir de 1990 em todas as regiões
do mundo é perceptível no gráfico representado na Figura 2. A utilização de energia a nível global
apresenta um crescimento de 36% com os países não-‐membros da OCDE (Organização de
Cooperação e de Desenvolvimento Económico), liderados pela China que apresenta um consumo
de 75% sendo responsável praticamente pela totalidade deste crescimento (Tanaka, 2010). Este
decréscimo pode ser explicado pela preocupação do sector industrial em reduzir as emissões de
poluentes para o meio ambiente. Esta preocupação tem origem, numa crescente publicação de
estudos que revelam ser este o principal contribuinte para as alterações climáticas do planeta
Figura 1 – Consumo de electricidade por sector de actividade (ERSE, 2008)
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
2
Terra. A Figura 2, representa a evolução da produção de energia a partir de carvão, nos países
membros da OCDE, onde se inclui Portugal, nos países não-‐membros da OCDE e China e Índia.
Figura 2 -‐ Produção de energia a partir de carvão no mundo, ao longo dos anos (IEA,2010).
A electricidade é produzida com recurso a diversas tecnologias e a diferentes fontes primárias de
energia (carvão, gás, fuel, gasóleo, água, vento, biomassa, entre outros) (REN, 2011). É necessário
transformar e transportar a energia produzida desde as centrais de produção até ao consumidor
final.
A produção de energia eléctrica, tal como outro grande processo industrial, faz-‐se normalmente
longe das zonas urbanas, ou seja, longe dos consumidores, quer por restrições urbanísticas e
ecológicas, quer por causa da localização dos próprios recursos (rios, mar, sol, carvão, etc.). É
portanto necessário transportar a energia eléctrica do ponto onde é produzida, para outros
pontos mais próximos do consumidor.
Depois de ser transportada até aos centros de consumo, é necessário distribuir essa energia aos
consumidores, de uma forma que possa ser utilizada de um modo fiável e seguro. É comum
chamar a todo este processo a cadeia da energia eléctrica, podendo representar-‐se através do
esquema da Figura 3.
Figura 3 – A cadeia da energia eléctrica
O transporte de energia entre os centros de produção e os centros de consumo, é feito a níveis de
tensão mais elevados por forma a reduzir as perdas de carga. Este transporte realiza-‐se através de
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
3
transformadores e linhas de transmissão. Por questões de segurança, é necessário baixar a tensão
entre o transporte e a distribuição, sendo também para este efeito utilizados os transformadores
e linhas de transmissão. Esta cadeia de energia implica a utilização de transformadores com
características diferentes. Os transformadores de média/alta potência são essencialmente
utilizados no transporte entre os centros de produção e os centros de consumo, sendo os
transformadores de baixa potência utilizados no transporte e distribuição de energia entre os
centros de consumo e os consumidores finais (Figura 4).
Figura 4 – Distribuição da rede eléctrica (Distribution Line Carrier, 2011).
Um transformador é um dispositivo destinado a transformar energia ou potência eléctrica de um
sistema para o outro, transformando tensões. Existem diferentes tipos de transformadores, para
as diferentes funções alocadas ao funcionamento da rede eléctrica. No geral pode considerar-‐se
dois tipos de transformadores, os transformadores de baixa potência (distribuição) e os
transformadores de média/alta potência (transporte). Na Efacec são fabricados dois tipos de
transformadores de média/alta potência: Shell e Core. Destaca-‐se o transformador de potência
tipo Core por ser um equipamento muito utilizado em grandes indústrias, sendo o Shell, um
equipamento utilizado para valores de potência característicos de grandes redes de transporte.
Os transformadores do tipo Core são equipamentos de média/alta potência com uma gama de
produtos que têm um alcance até 350MVA e 400kV.
De um modo geral um transformador de potência do tipo Core inclui como componentes
enrolamentos concêntricos constituídos por bobinas cilíndricas de pequena espessura mas de
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
4
grande superfície, isoladas entre si por barreiras de cartão com réguas de madeira e calços de
cartão que permitem o arrefecimento do circuito magnético e dos enrolamentos através de óleo.
1.2. EVOLUÇÃO DA METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA
A ideia da complexidade das questões ambientais surge na comunidade científica norte-‐americana
nos anos sessenta, onde foi pela primeira vez utilizado o termo Avaliação do Ciclo de Vida (ACV).
Contudo, o esquema analítico oficial que mais tarde seria designado por ACV, foi concebido por
Harry E. Teasley Jr., em 1969 altura em que geria o sistema de embalagens da Companhia Coca-‐
Cola.
Durante alguns meses imaginou um estudo que pretendia quantificar a energia, materiais e
consequências ambientais de um ciclo de vida completo de uma embalagem, desde a extracção de
matérias primas até ao fim de vida. Na época, a Companhia Coca-‐Cola estudava a viabilidade de
fabricarem as suas próprias latas de bebidas, considerando um elevado número de questões
relacionados com as mesmas. Esta análise feita por Teasley foi bastante pertinente na tomada de
decisão uma vez que tinha em conta as consequências ambientais resultantes do fabrico e
utilização das embalagens. Conjugado com estes factores, a Companhia Coca-‐Cola tinha como
opção a introdução de garrafas de plástico, uma ideia que na altura era revolucionária. Identificar
questões fundamentais relacionadas com a reutilização de garrafas de plástico e compará-‐las com
a utilização de latas não reutilizáveis, era essencial na tomada de decisão.
Teasley sabia que o processo de definição e análise seria muito complexo e a alocação de
resultados numa análise estratégica seria difícil. Dada a incerteza do processo de recolha de dados
e no modo como seriam processados, levou a sua ideia a uma organização de investigação
(Midwest Research Institute) que concordou em continuar e aperfeiçoar o estudo para a
Companhia Coca-‐Cola, não tendo sido publicado devido ao seu carácter confidencial (Hunt et al,
1996).
No final de 1972 o mesmo instituto iniciou um estudo nas embalagens de cervejas e sumos,
encomendado pela Agência Americana do Ambiente (USEPA), que marcou o início do
desenvolvimento da ACV como se conhece hoje. O objectivo da USEPA era avaliar as implicações
ambientais da utilização de embalagens de vidro reutilizáveis, em vez de latas e garrafas não
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
5
reutilizáveis, porque naquela época as garrafas reutilizáveis estavam a ser rapidamente
substituídas por embalagens não-‐reutilizáveis. Esta foi de longe a mais ambiciosa análise dos
recursos e perfil ambiental realizada até à altura, tendo envolvido a indústria do vidro, aço,
alumínio, papel e plástico e todos os fornecedores destas indústrias, tendo-‐se caracterizado mais
de 40 materiais (Hunt et al, 1996).
A partir de 1990 houve um notável crescimento das actividades de ACV na Europa e nos EUA, que
está reflectido no crescimento do número de reuniões e trabalhos publicados que têm sido
organizados principalmente pela Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC).
Através dos seus ramos na Europa e EUA a SETAC desempenha um papel fundamental em reunir
profissionais, utilizadores e investigadores para colaborarem no melhoramento contínuo da
metodologia ACV. As preocupações relacionadas com o uso inapropriado dos resultados deste tipo
de estudos em acções de marketing e divulgação de produtos, levam à necessidade da
normalização da metodologia de ACV (Silva, 2009).
Surge então, um comité técnico criado pela Organização Internacional para a Normalização (ISO)
que visa a normalização de das abordagens de gestão ambiental, incluindo ACV (Ferreira, 2004).
As normas internacionais ISO da série 14000 apresentam as etapas da metodologia que devem ser
seguidas na aplicação de um estudo de ACV.
O conceito de ciclo de vida tem-‐se estendido para além de um simples método para comparar
produtos, sendo actualmente visto como uma parte essencial para conseguir objectivos mais
abrangentes tais como a sustentabilidade ambiental (Ferreira, 2004).
Mediante uma crescente consciencialização da importância da protecção ambiental e dos
possíveis impactes ambientais associados a produtos e serviços produzidos e consumidos, tem
havido um significativo desenvolvimento de metodologias que permitem um melhor
entendimento e abordagem destes impactes. Uma das ferramentas bastante utilizada neste tipo
de análises é a ACV, que consiste numa avaliação dos potenciais impactes ambientais associados
ao ciclo de vida de um produto, processo ou serviço. Esta avaliação inclui as fases associadas à
extracção de matérias primas até ao fim de vida, através da quantificação dos fluxos de entrada e
saída de materiais e energia. Tipicamente, num estudo de ACV são determinadas todas as
extracções de recursos e emissões para o ambiente de uma forma quantitativa ao longo de todo o
ciclo de vida, desde a extracção das matérias primas até à eliminação -‐ berço ao túmulo -‐ sendo
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
6
com base nestes dados que são avaliados os potenciais impactes ambientais e na saúde humana
(USEPA, 2001). A Figura 5 ilustra as possíveis etapas do ciclo de vida que podem ser consideradas
num estudo ACV e as entradas/saídas tipicamente quantificadas. A metodologia que esta
ferramenta utiliza encontra-‐se detalhada na norma NP EN ISO 14040:2008 (ISO,2008).
Figura 5 -‐ Fases do ciclo de vida do produto (USEPA, 2001)
Um estudo de ACV pode ajudar os responsáveis pelas tomadas de decisão na selecção de produtos
ou serviços que resultem num menor impacte ambiental, a nível individual ou quando usado em
combinação com outro tipo de informação, como por exemplo, custos e desempenho. Esta
ferramenta de decisão ambiental dada a sua abrangência na avaliação do ciclo de vida de um
produto/serviço, permite identificar a transferência de impactes ambientais de um meio para o
outro (como por exemplo, a eliminação de emissões atmosféricas pode ser feita à custa do
aumento das emissões de efluentes líquidos) e/ou de uma etapa do ciclo de vida para a outra
(como por exemplo, da etapa de utilização e reutilização do produto para a etapa de aquisição de
matérias primas). Os estudos de ACV podem ser realizados com diversos propósitos, como por
exemplo:
• Desenvolver uma sistemática de avaliação das consequências ambientais associadas a um
dado produto;
• Analisar os balanços ambientais associados a um ou mais produtos/serviços de modo que
os interessados (como por exemplo, estado, comunidade, etc.) aceitem uma acção
planeada;
• Quantificar as descargas ambientais para o ar, água e solo relativamente a cada etapa do
ciclo de vida e/ou processo que mais contribuem;
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
7
• Assistir na identificação de significantes trocas de impactes ambientais entre etapas do
ciclo de vida e o meio ambiental;
• Avaliar os efeitos humanos e ecológicos do consumo de materiais e descargas ambientais
para a comunidade local, região e o mundo;
• Comparar os impactes ecológicos e na saúde humana entre dois ou mais
produtos/processos rivais ou identificar os impactes de um produto ou processo específico;
• Identificar impactes numa ou mais áreas ambientais específicas de interesse (USEPA,
2001).
Existem, no entanto, algumas limitações associadas aos estudos de ACV, como a intensidade de
utilização de recursos e da complexidade associada ao estudo, mais especificamente no que diz
respeito ao processo de recolha de dados, validação e avaliação dos impactes. A recolha de
informação para um estudo de ACV exige muito trabalho pelo que é necessário disponibilidade de
recursos humanos e financeiros. Deste modo, é importante equilibrar o tempo despendido, a
disponibilidade dos dados e recursos financeiros disponíveis com os benefícios previsíveis desta
análise. Um estudo de ACV não associa o desempenho ambiental com o custo ou mesmo com o
desempenho do produto em termos de funcionamento, logo a informação obtida através desta
avaliação poderá ter de ser completada para o processo de decisão (USEPA, 2001).
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
8
1.3. AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DOS TRANSFORMADORES DE POTÊNCIA: REVISÃO
BIBLIOGRÁFICA
Existem alguns estudos que incidem sobre a avaliação do ciclo de vida de transformadores de
potência. De seguida são revistos quatro estudos no que respeita aos objectos de estudo, unidade
funcional e fronteiras visadas bem, como as etapas excluídas, é também identificada a
metodologia usada, os resultados e as conclusões obtidas (Tabela 1).
Constata-‐se que todos os trabalhos concluem que a etapa do ciclo de vida que mais contribui para
o impacte ambiental é a etapa de Utilização do transformador.
Apesar dos estudos visarem transformadores de potência com características diferentes conclui-‐se
que as categorias de impacte identificadas como contribuidoras para o impacte ambiental são
essencialmente as mesmas (Aquecimento Global, Acidificação, Formação de Oxidantes
Fotoquímicos, Eutrofização e Depleção da Camada do Ozono). Dois dos estudos considerados
englobam mais algumas categorias do que as anteriormente referidas, nomeadamente,
Substâncias Cancerígenas, Doenças Respiratórias, Radiação Ionizante, Ecotoxicidade, Uso do
Território, Minerais, Combustíveis Fósseis e Produção de Resíduos Perigosos.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
9
Tabela 1 – Selecção de estudos de ACV aplicados aos transformadores de potência
ESTUDO EPD (2003) EPD (2006) Martini et al. (2009) Antunes (2010)
Tipo de Estudo ACV de um
transformador de potência
ACV de um transformador de potência
ACV de 3 transformadores de potência
ACV de um transformador de baixa potência
Objectivos Declaração ambiental do
produto
Declaração ambiental do produto
Comparação dos 3 transformadores
identificando o que tem melhor desempenho
ambiental
Identificar e avaliar os impactes ambientais associados ao CV do
produto. Identificar oportunidades de melhoria.
Apresentação dos resultados à Efacec Energia e seus clientes
Local Itália Suécia Itália Portugal
Unidade Funcional 1 MVA da potência aparente do sistema
1 MVA da potência aparente do sistema 1 Transformador de potência
1 Transformador de baixa potência: Transformador de
distribuição imerso
Abordagem e Etapas do Ciclo de Vida consideradas
berço ao túmulo; Produção, Transporte,
Utilização e Fim de Vida
berço ao túmulo; Produção, Transporte, Utilização e Fim
de Vida
Não especificada contudo o autor refere a abordagem
berço ao túmulo.
Abordagem portão ao túmulo: Produção, Transporte, Utilização, Transporte dos resíduo, Fim de
Vida.
Metodologia de Avaliação de Impactes
Não especificado Não especificado Não especificado Eco-‐ Indicador 99
Fases do Ciclo de Vida consideradas
Classificação, Caracterização
Classificação, Caracterização Classificação, Caracterização Classificação e Caracterização
Categorias de impacte Ambiental AG, A, FOF, E, DCO AG, A, FOF, E AG, A, FOF, E, DCO, DA, TH,
R, TEE SH(sc,dr,mc,dco,ri), ECO(ecot, acid/eut, ut), REC(min,comb)
Etapas Críticas Etapa de Utilização Etapa de Utilização Etapa de Utilização Etapa de Utilização
Conclusões/ Categorias com maior
impacte
Todas as categorias consideradas
apresentam um maior impacte na etapa de utilização em relação ao total
Todas as categorias consideradas apresentam um maior impacte na etapa de utilização em relação ao
total
Todas as categorias consideradas apresentam um maior impacte na etapa
de utilização
Todas as categorias consideradas apresentam um maior impacte na etapa de utilização. As perdas
do transformador estão directamente relacionadas com a quantidade de CO2 eq. Libertado na etapa de utilização, podendo haver uma redução das perdas
diminuindo esta emissão.
AG-‐ Aquecimento Global, A – Acidificação, FOF – Formação de Oxidantes Fotoquímicos, E-‐ Eutrofização, DCO – Depleção da Camada do Ozono, DA – Depleção Abiótica, TH – Toxicidade Humana, R – Produção Resíduos e Resíduos perigosos, TEE – Total de Energia primária e Electricidade consumidas.
Método Eco-‐Indicador 99: SH – Saúde Humana (sc – substâncias cancerígenas, dr – doenças respiratórias, mc – mudanças climáticas, dco – depleção da camada do ozono, ri – radiação ionizante); ECO – Ecossistema (ecot – ecotoxicidade, acid/eut – acidificação/eutrofização, ut – uso do território); REC – Recursos (min – minerais, comb – combustíveis).
Um dos estudos revistos pertence à ABB italiana uma empresa pioneira no fabrico de
transformadores de distribuição. Este estudo visa a elaboração de uma declaração ambiental do
produto segundo os requisitos da ISO TR14025 de 2000 (EPD1, 2003). O estudo foca o
transformador de potência 250 MVA 400/135kV e exclui as actividades associadas ao embalagem
do produto. Considerou-‐se como unidade funcional 1 MVA da potência aparente do
transformador e as considera as seguintes actividades: Extracção e Produção de Matérias-‐Primas,
Fabrico da Parte Activa, Montagem do Transformador, Transporte, Utilização (estimada de 35
anos, com uma carga média de 50%) e Fim de Vida. Os resultados revelam que a etapa em que
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
10
existem impactes potenciais mais significativos é a de Utilização. As categorias de impacte
identificadas como contribuintes para o impacte ambiental global são na etapa de Utilização. As
categorias de Aquecimento Global, Acidificação, Formação de Oxidantes Fotoquímicos e
Eutrofização possuem contribuições superiores a 95% na etapa de Utilização em relação ao
impacte global. A categoria Depleção da Camada do Ozono possui uma contribuição superior a
80%.
O autor destaca ainda que na etapa de Fabrico, a produção dos enrolamentos de cobre, é a
actividade que mais contribui para o impacte ambiental.
Outro estudo feito pelo grupo ABB numa empresa da Suíça foca um transformador de potência
Trafostar 500MVA numa abordagem similar ao estudo anterior (berço ao túmulo) e, considerando
a mesma unidade funcional e actividades (EPD, 2006). Não são identificadas as exclusões. Os
resultados revelam que a etapa em que existem impactes potenciais mais significativos é a de
Utilização. As categorias de impacte identificadas como contribuintes para o impacte ambiental
nesta etapa são o Aquecimento Global, Acidificação, Formação de Oxidantes Fotoquímicos e
Eutrofização. Todas as categorias contribuem com mais de 95% na etapa de Utilização em relação
ao impacte global.
Um outro estudo apresentado por Martini et al. (2009) foca três transformadores de potência
25MVA com diferentes características de fabrico com o objectivo de identificar a solução
ambiental mais adequada e ainda os pontos críticos de cada perfil ambiental. A abordagem foi do
tipo berço ao túmulo e não foram especificadas as exclusões. Novamente se conclui que a etapa
que mais contribui para o impacte ambiental é a de Utilização. O estudo identifica também o
transformador com melhor desempenho ambiental. As categorias seleccionadas para este estudo
foram todas as referidas anteriormente (Aquecimento Global, Acidificação, Formação de
Oxidantes Fotoquímicos, Eutrofização e Depleção da Camada do Ozono). Ainda se considerou a
Produção de Resíduos e Resíduos Perigosos, a Toxicidade Humana, a Depleção de Recursos não
Renováveis e o Consumo de Electricidade. Não foi detalhada a contribuição de cada uma das
categorias, contudo o autor destaca a etapa de Utilização é aquela que regista uma contribuição
predominante por parte de todas as categorias de impacte.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
11
Um estudo anteriormente realizado na Efacec (Antunes, 2010) incidiu sobre um transformador de
distribuição imerso 630kVA UN15000/420V, Dyn5 produzido em 2008 para o mercado nacional. O
estudo considera que o transformador funciona diariamente durante 25 anos. As fronteiras
consideradas incluem a Produção, Transporte, Utilização e Fim de Vida. Conclui-‐se, por uso do
método Eco Indicador 99, que o sistema contribui para 11 categorias de impacte, nomeadamente,
Substâncias Cancerígenas, Doenças Respiratórias, Mudanças Climáticas, Degradação da Camada
do Ozono, Radiação Ionizante, Acidificação/Eutrofização, Eco-‐Toxicidade, Uso do Território,
Minerais e Combustíveis Fósseis. Novamente se conclui que a etapa do ciclo de vida que mais
contribui para o impacte ambiental é a Utilização e que as perdas do transformador são as
principais responsáveis por este valor. Como resultado da emissão de gases com efeito de estufa o
estudo conclui que as perdas totais durante a sua utilização ao longo do seu tempo de vida
contribuem com cerca de 198 ton. CO2 equivalente e aponta para a possibilidade de redução das
perdas durante a etapa de Utilização.
Em resumo, os trabalhos revistos permitem concluir que a etapa de Utilização é uma etapa que
possui uma contribuição importante para o impacte ambiental total permitindo ainda inferir que
há lugar para melhorias no que respeita a quantidade de emissões produzidas resultantes da
etapa de Utilização de um transformador, através da redução das perdas do equipamento durante
o seu período de vida. Face a este facto a ACV é um instrumento importante a ser aplicada a vários
tipos de transformadores distintos. Esta aplicação permite a comparação dos vários desempenhos
ambientais e permitindo posteriormente identificar caminhos para melhoria.
1 EPD -‐ Environmental Product Declaration: documento oficial de uma empresa de produção de transformadores onde
se encontram especificadas as características do transformador, e os resultados da avaliação do ciclo de vida do
mesmo.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
12
1.4. OBJECTIVOS DO TRABALHO
O presente trabalho incide sobre o transformador de potência do tipo Core (PT Core) produzido na
Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos, S.A. visando a quantificação dos impactes
ambientais resultantes da produção de um transformador tipo Core 31,5 MVA 60/31,5 kV. Com
base nos resultados são identificadas as etapas do ciclo de vida às quais estão associados os
maiores problemas ambientais. O estudo foca as etapas de Produção, Transporte e Utilização do
transformador.
O estudo segue a metodologia descrita na Norma Portuguesa EN ISO 14040:2008 (ISO, 2008) e a
avaliação de impactes ambientais é realizada de acordo com o método CML (CML, 2010), incluindo
as fases de Classificação, Caracterização, Normalização e Ponderação de forma a obter um valor
único para o impacte ambiental.
A informação recolhida é relativa a um transformador produzido em 2010 (período incluído entre
Outubro 2010 e Novembro 2010). Os dados referem-‐se ao processo produtivo, actividades,
consumos de recursos naturais, materiais, combustíveis e energia, bem como às emissões de
poluentes e produção de resíduos.
.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
13
1.5. ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO
De acordo com os objectivos definidos para este estudo, esta dissertação encontra-‐se dividia em
cinco capítulos.
Neste capítulo é feita uma introdução ao produto a ser avaliado e um enquadramento teórico do
trabalho, através de uma breve descrição da indústria de produção de energia. É feita uma
pequena descrição dos casos de estudo de ACV aplicados à produção deste tipo de equipamentos
eléctricos. São finalmente definidos os objectivos e descrita a estrutura e organização da
dissertação.
No capítulo 2 é apresentado o caso de estudo através da caracterização da empresa e do produto
em estudo bem como a linha de produção do mesmo. É descrita cada etapa do ciclo de vida,
considerando os fluxos de entradas e saídas associados a cada uma e finalmente apresentados os
aspectos ambientais associados a cada uma: Produção, Transporte, Utilização e Fim de Vida.
No capítulo 3 é descrita a metodologia da ACV e a aplicação da mesma ao caso de estudo. São
definidos o objectivo e âmbito da avaliação, seguidos da análise de inventário para cada etapa do
ciclo de vida, avaliação dos impactes ambientais segundo a metodologia CML (CML,2010) e análise
dos resultados obtidos dos pontos anteriores. É feita também uma análise de sensibilidade por
forma a avaliar a influência de alguns parâmetros considerados significativos no valor do impacte
ambiental.
No capítulo 4 são apresentadas as conclusões relativas ao sector energético apresentado no
capítulo 1 e ao estudo efectuado. São apresentados os principais resultados da análise de
resultados, da análise de sensibilidade e identificados os principais problemas encontrados ao
longo do trabalho, na obtenção de dados e na aplicação do método.
No capítulo 5 são apresentadas recomendações e oportunidades de melhoria com base nos
resultados obtidos e nas conclusões retiradas no capítulo 4, através da sugestão de novos estudos
de ACV, de soluções de produção do transformador e da criação de documentos acessíveis aos
clientes.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
14
2. APRESENTAÇÃO DO GRUPO EFACEC E DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DO CICLO DE
VIDA DO TRANSFORMADOR
O presente estudo foi realizado no Grupo Efacec, mais especificamente na Efacec Energia,
Máquinas e Equipamentos Eléctricos S.A. As secções seguintes fazem uma breve apresentação do
grupo Efacec e da Unidade de Negócio bem como a caracterização do transformador e a descrição
do seu processo de produção. Na descrição do processo são identificados os aspectos ambientais
associados a cada uma das etapas do ciclo de vida do transformador.
2.1. APRESENTAÇÃO DO GRUPO EFACEC
O grupo Efacec conta com mais de 100 anos de história. A Efacec tem origem na “Moderna”,
tendo-‐se constituído em 1948, tornando-‐se assim a maior empresa portuguesa na área das
soluções para redes eléctricas. Emprega actualmente cerca de 4500 colaboradores, tendo um
volume de negócios de aproximadamente 1000 milhões de euros (Efacec, 2009b). Está
estabelecida em mais de 65 países com instalações industriais em 9 países, exportando cerca de
metade da sua produção. As actividades da Efacec podem ser divididas em três áreas de negócio,
incluindo a Energia; Engenharia, Ambiente e Serviços e, Transportes e logística (Efacec, 2009a).
A Efacec aposta no mercado internacional e num forte investimento em inovação e
desenvolvimento de novas tecnologias. Em conjunto com as suas tecnologias de base conseguiu
estabelecer-‐se positivamente no mercado de trabalho posicionando-‐se na linha da frente da
indústria portuguesa e dos mercados internacionais. A Figura 6 regista a distribuição dos mercados
de negócio e fábricas de produção da Efacec no mundo (Efacec, 2009a).
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
15
Figura 6 -‐ Mercados e unidades fabris da Efacec no mundo (Efacec , 2009a).
O grupo Efacec está organizado em Unidades de Mercado (UM), incluindo o mercado português e
sete internacionais. Inclui também dez Unidades de Negócio (UN) (Figura 7).
As UM (locais onde está estabelecida a Efacec) comercializam um portfólio completo de soluções,
serviços e produtos, desenvolvem os negócios, estabelecendo e identificando as relações
necessárias e oportunidades.
As UN (áreas de actuação da Efacec) são estruturas completas de recursos comerciais, engenharia,
I&D, produção e logística, concebidas para fornecer soluções, serviços e produtos, através do
desenvolvimento vertical das suas cadeias de valor (desde matérias primas até às soluções,
serviços e produtos) (Efacec, 2009a).
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
16
Figura 7 -‐ Organização do grupo Efacec ( Efacec, 2009b)
As actividades do grupo, que se desenvolvem em sectores que vão desde a energia aos
transportes e à engenharia, ao ambiente, aos serviços e às energias renováveis, têm um impacto
notório no desenvolvimento da nossa sociedade, com destaque para aspectos sociais e
ambientais.
O presente estudo foi focado na Área de Negócio: Efacec Energia, Máquinas e Equipamntos
Eléctricos S.A., localizada em Matosinhos, Portugal
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
17
A empresa Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos S.A. contempla três unidades de
negócio:
-‐ Servicing;
-‐ Aparelhagem de Alta e Média Tensão;
-‐ Transformadores;
A unidade de negócio dos Transformadores é o enfoque deste estudo estando por isso em
destaque. A unidade de transformadores da Efacec produz três tipos de transformadores:
-‐ Tipo DT – Transformadores Trifásicos de Distribuição Imersos de 50 a 6300 kVA, até 36 kV,
herméticos, imersos em óleo mineral e para instalação interior ou exterior; Transformadores
Trifásicos de Distribuição Secos, capsulados em resina, de 250 a 6200 kVA, até 36 kV,
comercialmente designados por PowerCast
-‐ Tipo Core – Transformadores de Potência até 350 MVA e 400 kV, para instalação no exterior;
circuito magnético laminado fechado por culassas; enrolamentos primário e secundário,
coaxiais com o núcleo; enrolamentos concêntricos em forma cilíndrica.
-‐ Tipo Shell – Transformadores de Potência até 1500 MVA e 525 kV, para instalação no
exterior; circuito magnético do tipo couraçado, de fluxo livre com forma retangular colocado na
horizontal; enrolamentos constituídos por um pequeno número de “galletes1” retangulares,
colocadas na vertical; ligações na parte superior do transformador.
Esta empresa está certificada segundo três normas internacionais de qualidade, ambiente e
segurança, respectivamente, a ISO 9001-‐2000, ISO 14001 e OHSAS 18001. Estas normas
apresentam requisitos que levaram à introdução do Sistema de Gestão que define os processos
comuns a estas três vertentes. A parte comum do Sistema de Gestão é mantida e desenvolvida na
Efacec através da divisão nas diferentes unidades. Na Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos
Eléctricos S.A. é a unidade onde são produzidos os transformadores, mais especificamente,
transformadores de potência do tipo Core que são objecto do presente estudo (Efacec, 2009b).
Com a crescente consciencialização dos problemas ambientais associados às indústrias e através
da identificação dos aspectos ambientais associados à produção de transformadores, a Efacec tem
1 Galletes são os enrolamentos de cobre que constituem, juntamente com o circuito magnético, a parte activa do transformador.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
18
vindo a concentrar as atenções na sustentabilidade ambiental das suas actividades. De acordo
com a legislação nacional em vigor preparou Planos de Racionalização do Consumo de Energia
(2009-‐2014), uma vez que os consumos energéticos associados a este sector industrial são
elevados. A empresa possui um equipamento de tratamento de gases (ciclone de
despoeiramento) que reduz os valores das partículas emitidos para baixo dos valores limites
legais. A Efacec possui uma ETAR para tratamento dos efluentes líquidos provenientes da câmara
de decapagem, onde recebem um tratamento primário que permite cumprir os requisitos para
que sejam enviados para o colector municipal da Câmara Municipal de Matosinhos.
Reforçou ainda os circuitos de recolha de resíduos para uma melhoria da gestão do parque de
resíduos. Sendo actualmente separados, pelos operadores da fábrica que são consciencializados
dessa necessidade desde o primeiro dia de trabalho na empresa.
2.2. DESCRIÇÃO DO TRANSFORMADOR TIPO CORE
Um transformador é um dispositivo que transmite energia entre dois circuitos, transformando
tensões e correntes, e/ou modifica valores de impedância eléctrica. Um transformador de
potência é constituído por enrolamentos concêntricos constituídos por bobinas cilíndricas de
pequena espessura mas de grande superfície, isoladas entre si por barreiras de cartão com réguas
e calços de cartão que permite o arrefecimento através do óleo e um circuito magnético. O
material condutor predominante nos enrolamentos dos transformadores de potência é o cobre e
o tipo de enrolamento depende da potência e tensão do equipamento. Os enrolamentos em
discos são mais adequados para tensões mais altas e são constituídos por discos simples, ou de
enrolamento contínuo, com canais radiais e axiais para o arrefecimento através do óleo mineral.
Os enrolamentos são simples camadas dispostas de forma concêntrica em cima umas das outras,
separadas por canais axiais. Este tipo de transformadores têm um circuito magnético de secção
aproximadamente circular constituído por chapas dispostas verticalmente, uma estrutura de
aperto do circuito magnético e enrolamentos dimensionados para esforços de curto-‐circuito.
As Figuras 8, 9 e 10 apresentam as três vistas (frente, alçado e topo) do transformador PT Core em
foco neste trabalho.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
19
Figura 8 -‐ Esquema representativo do transformador PT Core (Frente) (EFACEC)
Legenda:
07 – Caixa de comando do regulador em carga
08 – Caixa de circuitos auxiliares
10 – Chapa de características
11 – Chapa publicitária
12 – Tomada de terra
13 – Válvula de esvaziamento rápido
15 – Válvula de filtragem e amostragem tomada superior
16 – Válvula esvaziamento conservador transformador
24 – Secador de ar conservador transformador
28 – Válvula de descompressão
38 – Travessia AT
40 – Travessia terciário de estabilização
43 – Termómetro temperatura óleo
44 – Termómetro imagem térmica
61 – Aperto Cuba/Tampa
66 – Válvula de esvaziamento completo
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
20
Figura 9 -‐ Esquema representativo do transformador PT Core (Alçado) (EFACEC)
Legenda:
03 – Conservador de óleo
04 – Rodado com verdugo
11 – Chapa publicitária
14 – Válvula de filtragem e amostragem tomada inferior
26 – Indicador nível de óleo conservador transformador
27 – Indicador nível de óleo conservador regulador
30 – Porta de visita (inspecção do regulador)
34 – Radiador
36 – Ventilador
39 – Travessia BT
65 – Válvula de vácuo
66 – Válvula de esvaziamento completo
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
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Figura 10 -‐ Esquema representativo do transformador PT Core em (Topo) (EFACEC)
Legenda:
17 – Válvula de esvaziamento do conservador regulador
18 – Válvula de esvaziamento do ruptor
19 – Válvula de isolamento conservador transformador
20 – Relé Buchholz
21 – Válvula de isolamento conservador transformador
22 – Relé de protecção do regulador
25 – Secador de ar conservador regulador
32 – Porta de visita (inspecção de travessias)
35 – Válvula de isolamento radiador
45 – Termóstato
46 – Bolsa de reserva
50 – Transformador de corrente AT
55 – Barra de travamento radiadores
56 – Barra de travamento radiadores
58 – Tubagem
63 – Ligação à massa – CUBA/TAMPA
64 – Ligação à massa – REGULADOR/TAMPA
67 – Válvula de purga do conservador
68 – Ligação à massa do terciário
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
22
2.2.1. DESCRIÇÃO DAS ETAPAS DO CICLO DE VIDA
O ciclo de vida do transformador contempla as etapas de Produção, Transporte, Utilização e Fim
de Vida. A produção de um transformador PT Core passa por seis operações até estar completa.
Após a recepção das matérias primas procede-‐se à fabricação de isolantes, altura em que se
verifica também o processo de construção soldada e montagem do circuito magnético. Seguem-‐se
as operações de bobinagem, montagens, electrificação e equipamentos exteriores/ expedição e
finalmente ensaios laboratoriais. Após estar completa a produção, o transformador é transportado
até ao cliente onde é instalado. A utilização do transformador bem como o destino dos resíduos
resultantes do equipamento após o fim de vida do mesmo são da responsabilidade do cliente.
Os aspectos ambientais deste processo foram identificados de acordo com as operações
efectuadas no posto de trabalho, permitindo fazer um identificar as entradas e saídas do processo.
A Tabela 2 identifica os aspectos ambientais associados às etapas do ciclo de vida consideradas em
cada operação. Esses aspectos incluem os consumos materiais e energéticos e a emissão de
poluentes para água, solo e ar.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
23
Tabela 2 -‐ Fluxos de entrada e saída do ciclo de vida do transformador PR
ODUÇÃ
O
ENTRADAS SAÍDAS
MATERIAIS
Aço
EMISSÕES GASOSAS
Partículas
Papel/Cartão Compostos Orgânicos Voláteis
Alumínio Fenol
Cobre Gás Natural
Madeira Energia eléctrica
Cerâmica Gasóleo (empilhadores)
Borracha
EFLUENTES LÍQUIDOS
Carência Bioquímica de Oxigénio
Outros Metais Carência Química de Oxigénio
Óleo Sólidos Suspensos Totais
Tintas Óleos e Gorduras
MATERIAIS AUXILIARES Querosene Hidrocarbonetos totais
ENERGIA
Energia eléctrica
RESÍDUOS
Papel/Cartão
Gás Natural Plástico
Gasóleo Aço
RECURSOS Água da Rede Municipal
Madeira
Alumínio
Cobre
Óleos
Outros – Resíduos Indiferenciados
TRAN
SPORT
E
ENERGIA Gasóleo EMISSÕES GASOSAS Queima do gasóleo
UTILIZA
ÇÃO
ENERGIA Energia eléctrica EMISSÕES GASOSAS Energia eléctrica
RESÍDUOS Madeira
Seguidamente será feita uma descrição de cada uma das etapas de Produção do PT Core, bem
como das etapas de Utilização e Fim de Vida.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
24
2.2.1.1. PRODUÇÃO
O processo produtivo na fábrica de transformadores Core implica que toda a produção seja
planeada mediante encomendas prévias, o produto é projectado e são feitas todas as encomendas
inerentes à construção do produto específico para cada cliente.
O processo produtivo encontra-‐se dividido em cinco grandes áreas funcionais: Preparação do
Material, Bobinagem, Montagens, Electrificação e Equipamentos Exteriores/Expedição e Ensaios
de Laboratório. O sistema implementado neste processo faz com que cada área só produza
mediante necessidades na área mais a jusante, o que implica uma diminuição ao mínimo dos
stocks intermédios, mas exige uma maior organização e uma maior comunicação entre áreas
adjacentes. Para além disso é um sistema que requer uma grande disciplina no trabalho,
estabilidade de planos de produção e uma grande coordenação no fluxo de materiais.
A Figura 11 apresenta o layout do processo produtivo do transformador PT Core na Efacec. As
operações de preparação do material, construção soldada e ensaios de laboratório estão
localizados noutra zona da unidade fabril, não estando identificadas por isso na figura.
Figura 11 -‐ Layout da fábrica dos transformadores do tipo Core
A disposição dos equipamentos e postos de trabalho na fábrica é feita de modo a que o diagrama
de processo seja aplicado de forma optimizada. O diagrama de processo (Figura 12) indica quais os
passos levados a cabo em cada operação.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
25
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Figura 12 -‐ Diagrama do processo produtivo do PT Core
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
26
Preparação do material
Ao iniciar-‐se um novo projecto para concepção de um transformador, as matérias-‐primas provêm
do armazém da Efacec ou são compradas, especificamente para cada projecto.
Existem três processos a decorrer em simultâneo no início da produção de um transformador.
Estes três processos dão origem aos componentes fundamentais deste equipamento: na
Construção Soldada é feita a cuba onde vai ser incorporado o transformador; na Fabricação de
Isolantes são, como o próprio nome indica, produzidos os isolantes do transformador e finalmente
na Montagem do Circuito Magnético, é fabricado o núcleo do transformador.
As cubas e peças das operações de construção soldada entram numa câmara de decapagem a fim
de serem preparadas para os tratamentos seguintes. Em seguida, são enviadas para a pintura
onde levam três camadas de tinta no exterior, uma de zinco, uma intermédia de tinta e a camada
final. No interior são pintadas de branco ou envernizadas. Posteriormente são enviadas para a
montagem.
A fabricação de isolantes é uma operação onde é cortado o cartão para obter a forma desejada ao
projecto em curso. Aqui são feitas também as estruturas de apoio das bobines em madeira.
Depois de feitas, os materiais são moldados, colados e montados para constituírem os conjuntos
de materiais usados como isolantes. Em simultâneo, é efectuado o corte da chapa magnética que
constituí o circuito magnético a ser incorporado no transformador.
Na preparação do circuito magnético do transformador é utilizada chapa magnética, materiais
auxiliares. A energia eléctrica é utilizada nas máquinas de preparação da chapa e na montagem do
circuito magnético propriamente dito. São produzidos resíduos industriais formados por sobras de
chapa magnética.
Bobinagem
A operação de bobinagem está dividido na bobinagem propriamente dita e na Secagem em estufa
Hot Oil Spray (HOS).
Durante a bobinagem são colocados os enrolamentos de cobre de forma a formarem bobinas. A
bobinagem de enrolamentos é feita de forma horizontal ou vertical, sendo a vertical mais
vantajosa por ser mais rápida e necessitar de menos mão-‐de-‐obra. O processo de bobinagem pode
incluir até quatro passos: bobinagem AT (Alta-‐Tensão), bobinagem BT (Baixa-‐Tensão),
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
27
estabilização e terciário (regulação). Em seguida as bobinas são calibradas e são introduzidos os
conjuntos de materiais isolantes para formação das fases. Na calibragem é aplicada carga, feita
uma secagem e impregnação com óleo na estufa HOS, é feito o ajustamento da altura eléctrica de
bobinas e decapagem e isolamento de pontas, que consiste em aplicar-‐se um material que vai
isolar a zona dos cabos eléctricos onde se vai fazer as ligações.
Montagens
Após estar completa a montagem do circuito magnético, é transferido para a área de formação de
fases. Cada fase eléctrica inclui várias bobinas produzidas na bobinagem. Após a formação de
fases é montado o circuito magnético com excepção da culassa superior. São também aqui são
incorporados os isolantes para o circuito magnético, réguas, tubos e calagens. Depois das fases
eléctricas montadas e incorporadas no circuito magnético é fechada a cuba com a culassa
superior.
Seguidamente são feitas as ligações (regulação, AT, BT e terciário) e o isolamento de cabos. Após
ter sido montada a parte activa, o equipamento segue para uma estufa de para o processo de
secagem através da tecnologia Vapour Phase que através da pulverização por quersone, e
aquecimento retira a humidade em excesso da parte activa. Depois de seco, o transformador é
enviado para a área da montagem final onde são feitos ajustes em todos os componentes já
montados, após o que o transformador é completamente fechado. Por fim, são ligadas as
travessias.
Quando a montagem está completa, ocorre uma inspecção final de modo a verificar as condições
de funcionamento do transformador. Por fim é realizada a montagem de equipamentos
exteriores.
Electrificação e Equipamento Exterior/Expedição (EEE)
Na electrificação e montagem de equipamentos exteriores, o transformador é submetido ao
vácuo. Em seguida é feito o enchimento com óleo e montados os radiadores, conservador e faz-‐se
a electrificação do transformador. O equipamento é totalmente enchido com óleo e enviado para
o laboratório para ensaios finais.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
28
Ensaios de Laboratório
Os ensaios preliminares avaliam o estado do transformador no que respeita à resistência dos
enrolamentos, estabelecida a relação de transformação (propriedade do transformador que é a de
transformar as tensões), a medição de parâmetros para determinar as condições de isolamento do
óleo, medidas as capacidades das travessias e testada a resistência do isolamento. Se cumprir os
requisitos necessários, o transformador é então encaminhado para a área de ensaios de potência.
Os ensaios de potência visam validar as características técnicas do transformador segundo as
normas europeias ou americanas (dependendo do cliente final). Inicia-‐se com um ensaio em vazio
a fim de se medir as perdas no aço ao nível do circuito magnético, passando-‐se para o ensaio de
curto-‐circuito que pretende avaliar as perdas relativas aos materiais de cobre e aço. Após estarem
concluídos estes ensaios é feito o ensaio de choque, onde é aplicado um impulso de tensão e em
seguida é aplicada uma tensão contínua durante um minuto a fim de verificar se os enrolamentos
foram bem dimensionados. Os ensaios são feitos por tensão induzida com medição das descargas
parciais. Finalmente é realizado o ensaio de aquecimento, onde se submete o transformador à
potência nominal para este aquecer até estabilizar e garantir-‐se então que não ultrapassa a
temperatura que foi estabelecida pela equipa do cálculo. Avalia-‐se o nível de ruído através de um
ensaio de ruído. Para tal é criado um perímetro à volta do transformador a fim de medir a
intensidade sonora em todos os pontos equidistantes. Se os resultados dos ensaios respeitarem os
valores estabelecidos a nível legal e cumprirem os requisitos da Efacec e do próprio cliente, o
transformador é desmontado (são retirados os equipamentos exteriores) e embalado para
expedição.
Em resumo, durante a etapa de produção são necessárias matérias primas e materiais auxiliares,
energia eléctrica, gás natural e água. Durante estas operações são libertadas emissões gasosas,
efluentes líquidos e produzidos resíduos sólidos.
As matérias–primas usadas no transformador incluem o cartão, papel, aço, madeira, cobre,
borracha, cerâmica, alumínio, óleo. São usados recursos energéticos (energia eléctrica e gás
natural) e água. O processo de produção origina a produção de resíduos sólidos (papel e cartão,
plástico, madeira, vidro, sucata de ferro, equipamento eléctrico e electrónico, embalagens
compósitas, metal, filtros de óleo, lâmpadas, pilhas e acumuladores, líquidos de lavagem,
querosene com óleo, óleo, resíduos urbanos), emissões gasosas (partículas, COV’s, monóxido de
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
29
carbono (CO), óxidos de azoto (NOx), fenol, dióxido de carbono (CO2) e efluentes líquidos
provenientes da decapagem.
A Tabela 3 apresenta um resumo dos aspectos ambientais associados à Produção de um
transformador do tipo Core.
Tabela 3 -‐ Aspectos ambientais da etapa de Produção de um PT Core
Aspectos Ambientais Processo CMA CE CA EL EG R
Construção Soldada ✗ ✗ ✗ ✗ ✗ ✗
Fabricação de Isolantes ✗ ✗ − − ✗ ✗
Montagem Circuito Magnético ✗ ✗ − − ✗ ✗
Bobinagem ✗ ✗ − − ✗ ✗
Montagens ✗ ✗ − − ✗ ✗
Electrificação e Equipamento Exterior/Expedição − ✗ − − ✗ − Ensaios Laboratoriais ✗ ✗ − − ✗ ✗
Legenda:
CMA – Consumo de Matérias-‐Primas e Auxiliares
CE – Consumo de Energia
CA – Consumo de Água
EL – Produção de Efluentes Líquidos
EG – Produção de Efluentes Gasosos
R – Produção de Resíduos
2.2.1.2. TRANSPORTE
O Transporte do produto até ao cliente pode ser feito por via rodoviária, se o local para onde foi
vendido tiver acesso terrestre, ou então por via marítima No caso do transporte rodoviário, o
transporte é feito num camião (transporte excepcional), contudo o transporte por via marítima
implica também o transporte terrestre, uma vez que é necessário deslocar o produto até ao Porto
mais próximo. Também existe a possibilidade de ser necessário mais do que um camião no
transporte rodoviário, dependendo das condições do local onde vai ser feita a instalação. O local
pode não estar fisicamente preparado para a recepção de todas as peças do
transformadorlevando a que seja necessário o transporte faseado dos equipamentos exteriores.
No caso de estudo o transporte foi feito por via rodoviária num camião de 12m, tendo-‐se
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
30
estimado um consumo de 130L para o percurso entre a empresa e o cliente final situado em
Lisboa. Foi apenas necessário um camião de transporte. A Tabela 4 apresenta um resumo dos
aspectos ambientais associados ao Transporte do transformador do tipo Core.
Tabela 4 -‐ Aspectos ambientais da etapa de Transporte de um PT Core
Aspectos Ambientais Processo CMA CE CA EL EG R
Transporte − ✗ − − ✗ −
Legenda:
CMA – Consumo de Matérias-‐Primas e Auxiliares
CE – Consumo de Energia
CA – Consumo de Água
EL – Produção de Efluentes Líquidos
EG – Produção de Efluentes Gasosos
R – Produção de Resíduos
2.2.1.3. UTILIZAÇÃO
A etapa de Utilização de um transformador pode ser dividida em três sub-‐fases, nomeadamente, a
instalação (comissionamento) utilização propriamente dita e a manutenção.
O comissionamento é feito no local designado pelo cliente que após estar completo, o
transformador está pronto a ser utilizado diariamente durante 365 dias/ano. As operações de
comissionamento englobam o descarregamento do transformador e dos equipamentos exteriores
que estão acondicionados em caixas de madeira. O transformador é então colocado nos maciço
(plataforma) onde ficará em funcionamento. São desembalados os equipamentos exteriores e
montados no transformador, da mesma forma que foram montados na operação de Electrificação
e Equipamentos Exteriores descrita anteriormente. São efectuadas as electrificações, e as
ligações. Finalmente são realizados ensaios eléctricos para verificação da conformidade das
características eléctricas do transformador (inspecções para entrada em serviço).
A manutenção do equipamento é da responsabilidade do cliente, sendo que este solicita
assistência técnica sub-‐contratada a uma empresa especializada para este efeito, que pode ser a
Efacec ou não. O principal aspecto ambiental identificado nesta etapa é o consumo de energia
eléctrica elevado, resultado das perdas do funcionamento do transformador. É uma máquina que
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
31
tem como único objectivo a transformação de energia, não entrando nesta operação qualquer
tipo de matéria-‐prima ou material auxiliar.
A Tabela 5 apresenta os aspectos ambientais associados à etapa de Utilização de um
transformador PT Core.
Tabela 5 -‐ Aspectos ambientais associados à etapa de utilização de um PT Core
Aspectos Ambientais Processo CMA CE CA EL EG R
Instalação ✗ − − − − ✗
Uso − ✗ − − ✗ − Manutenção ✗ − − − − ✗
Legenda:
CMA – Consumo de Matérias-‐Primas e Auxiliares
CE – Consumo de Energia
CA – Consumo de Água
EL – Produção de Efluentes Líquidos
EG – Produção de Efluentes Gasosos
R – Produção de Resíduos
2.2.1.4. FIM DE VIDA
No Fim de Vida o transformador é desmantelado originando resíduos (Tabela 6). É da
responsabilidade do cliente fazer o encaminhamento dos resíduos resultantes do
desmantelamento do equipamento para local adequado. Os resíduos resultantes do
desmantelamento do transformador são papel/cartão contaminados, aço, cobre, alumínio,
madeira contaminada, cerâmica e borracha. Os componentes contaminados devem seguir para
tratamento, os materiais adequados para reciclagem ou eliminação por deposição em aterro ou
incineração.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
32
Tabela 6 -‐ Aspectos ambientais do Fim de Vida de um PT Core
Aspectos Ambientais Processo CMA CE CA EL EG R
Fim de Vida − − − − − ✗
Legenda:
CMA – Consumo de Matérias-‐Primas e Auxiliares
CE – Consumo de Energia
CA – Consumo de Água
EL – Produção de Efluentes Líquidos
EG – Produção de Efluentes Gasosos
R – Produção de Resíduos
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
33
3. AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DO TRANSFORMADOR
A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) visa avaliar os potenciais impactes ambientais associados ao
ciclo de vida de um produto, processo ou serviço. São normalmente consideradas todas as etapas
desde a obtenção das matérias-‐primas, passando pela produção, utilização, tratamento dos
resíduos em fim de vida e eliminação (por deposição em aterro ou incineração). Esta abordagem
completa, tal como já referido, é designada por berço ao túmulo.
Numa avaliação de ciclo de vida são identificados e quantificados os fluxos de materiais (entradas
e saídas) e energia do sistema de produto, processo ou serviço de forma quantitativa ao longo do
ciclo de vida. Após o que são avaliados os potenciais impactes causados no ambiente e saúde
humana. O método a ser utilizado na aplicação da Avaliação do Ciclo de vida segue o descrito na
Norma Portuguesa ISO 14040:2008 (ISO, 2008) e na norma ISO 14044:2006 (ISO,2006).
A ferramenta utilizada engloba quatro fases distintas: Definição do objectivo e Âmbito, Inventário
do Ciclo de Vida, Avaliação de Impactes do Ciclo de Vida e Interpretação do Ciclo de Vida (Figura
13 ).
A Definição do Objectivo e do Âmbito define os objectivos e descreve os motivos para a realização
do estudo e o sistema de produto (processo de fabrico, ou serviço), que inclui as fronteiras do
sistema, a unidade funcional (UF) e os critérios de inclusão/exclusão das operações.
Durante o Inventário do Ciclo de Vida (ICV) são recolhidos dados, efectuados os cálculos inerentes
ao estudo e é feita a validação dos dados. O inventário do ciclo de vida estima os consumos de
recursos e a emissão de poluentes para o ar, solo e água reportados à unidade funcional.
Durante a Avaliação de Impactes Ambientais (AICV) são calculados indicadores que expressam a
contribuição do sistema do produto para um dado potencial impacte ambiental. Este está
associado aos dados relativos ao consumo de recursos naturais, à produção de resíduos e a
emissão de poluentes. A metodologia CML (2010) foi a seleccionada para a avaliação e impactes
ambientais neste trabalho (CML, 2010). O cálculo dos indicadores nesta fase está dividido em
quatro passos:
1. Classificação – distribuição dos dados do inventário pelas categorias de impacte definidas.
As categorias de impacte a serem consideradas serão identificadas de acordo com o método
CML (2010);
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
34
2. Caracterização – cálculo de indicadores das categorias seleccionadas através do uso de
factores de caracterização;
3. Normalização – cálculo relativo da contribuição de um sistema do produto, ou seja, divisão
do impacte potencial da unidade funcional pelo indicador de impacte para uma situação de
referência;
4. Ponderação – atribuição de pesos (ou valores) às categorias de impacte escolhidas, com
base na sua relevância. Agregação das categorias de impacte num único indicador. Neste
cálculo são usados factores de ponderação.
Finalmente, a Interpretação dos Resultados analisa os resultados obtidos em cada uma das fases
anteriores. Aqui promove-‐se a realização de uma análise de sensibilidade que permite quantificar
os efeitos das alterações nos métodos e dados utilizados. O resultado desta análise identifica
quantificando a influência de parâmetros ou métodos no resultado do valor do indicador de
impacte ambiental.
Desta análise resultam conclusões e recomendações para propostas de melhorias para o futuro.
Figura 13 -‐ Fases de uma Avaliação do Ciclo de Vida segundo a Norma NP EN ISO 14040/2008 (ISO, 2008)
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
35
3.1. DEFINIÇÃO DO OBJETIVO E DO ÂMBITO
Esta análise visa avaliar os potenciais impactes ambientais associados à produção de um
transformador PT Core, produzido na Efacec Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos S.A.. A
avaliação permite identificar qual a contribuição de cada uma das etapas do ciclo de vida do
transformador, fornecer informação sobre a performance ambiental do produto permitindo a
identificação das oportunidades de melhoria do processo e do produto.
O transformador do tipo core teve uma crescente comercialização nos últimos anos. De entre os
transformadores de potência produzidos na Efacec (Shell e Core), é também o mais procurado
pelos clientes e por isso tem um maior número de unidades produzidas por ano.
A Unidade Funcional a ser considerada é então definida como um transformador de potência
31,5MVA 60/31,5kV, produzido para o mercado nacional em 2010.
A Figura 14 detalha as operações realizadas em cada etapa, ilustrando também os subsistemas de
modo a definir a fronteira do sistema de estudo, sendo consideradas a etapa de Produção,
Transporte e Utilização do transformador durante o seu tempo de vida (estimado em 25 anos).
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
36
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Figura 14 -‐ Etapas do ciclo de vida associadas de um PT Core. A linha a cheio de cor castanha identifica a fronteira do
sistema em estudo.
O sistema de produto estudado foi dividido em Produção, Transporte e Utilização. A Produção
engloba a fabricação de isolantes, bobinagem, montagem da parte activa, ensaios de laboratório e
finalmente acabamentos finais/expedição; o Transporte engloba o transporte do produto desde a
empresa até ao cliente final e a Utilização inclui a instalação (desembalagem, montagem de
equipamentos exteriores, ligações e ensaios eléctricos), a utilização propriamente dita e
manutenção tendo sido este último excluído das fronteiras do sistema por não ser uma actividade
da responsabilidade da Efacec.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
37
Dada a importância do consumo de electricidade considerou-‐se a produção de energia eléctrica,
como subsistema por forma a avaliar a contribuição desta operação para as emissões gasosas
associadas à produção de energia.
Não foram consideradas algumas actividades, como o consumo de água, as actividades de
produção, transporte, recepção e armazenamento de matérias-‐primas, a produção, transporte,
recepção, instalação e manutenção dos equipamentos e infraestruturas, bem como a etapa de Fim
de Vida.
Excluíram-‐se ainda as actividades de manutenção de edifícios e infraestruturas, obras de
construção civil, as actividades administrativas e de escritório, as actividades da cantina, as
actividades do posto médico, situações de emergência e excepcionais ou acidentais, associadas a
contaminação com produtos químicos ou óleo mineral, uma vez que se encontram associadas
directamente à produção.
Este estudo não inclui a etapa de Fim de Vida devido à ausência de informação relativa ao
transporte, tratamento e deposição ou incineração dos resíduos resultantes do transformador
após o seu período de vida útil. O transporte e destino final dos resíduos não é uma actividade da
responsabilidade da Efacec.
3.2. ANÁLISE DO INVENTÁRIO DO CICLO DE VIDA (AICV)
Foram quantificados os materiais e energia associados às etapas de Produção, Transporte e
Utilização do transformador. A informação é específica da empresa para a maioria dos consumos
de materiais e de energia associados à produção. O consumo energético durante a utilização do
transformador foi estimado tendo por base um período de funcionamento diário durante 365
dias/ano ao longo de 25 anos. A estimativa foi feita com base nas perdas totais do transformador.
Toda a informação relativa à Produção, Transporte e Utilização foi conseguida através da Efacec
Energia, Máquinas e Equipamentos Eléctricos, S.A. Considerou-‐se que a informação obtida é
representativa da realidade processual relativa aos processos, materiais e energia utilizados
diariamente em todas as etapas do ciclo de vida do transformador PT Core. Recorreu-‐se à
informação bibliográfica disponível para os factores de emissão associados ao consumo de
electricidade (BUWAL 250, 1996). A energia eléctrica consumida reporta ao mix energético
nacional em 2008 (IEA, 2008) (Tabela 7). Considerou-‐se que houve importação de energia de
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
38
Espanha e inclui-‐se a pré-‐combustão. Estes dados foram relacionados com a unidade funcional
escolhida.
Tabela 7 -‐ Mix energético usado na Produção de energia eléctrica em Portugal em 2008 (IEA,2008)
Produção a partir de: % no mix energético a)
Fuelóleo 9% Gás Natural 33%
Nuclear 0% Carvão (hulha) 24%
Hidráulica 16% Outras (biomassa, resíduos, geotérmica, solar, outras) 18%
a) No mix energético considerou-‐se que houve importação de energia de Espanha e inclui a pré-‐combustão.
Em seguida serão apresentados os materiais e energia utilizados, bem como as emissões para o ar,
água e solo associadas a cada uma das etapas do ciclo de vida do transformador.
3.2.1. PRODUÇÃO
Os valores utilizados no inventário da etapa da Produção, são obtidos através de registos internos
da empresa disponíveis para a produção global de cada unidade de fabrico. A partir dos valores
globais de consumo energético, de água, materiais auxiliares, tintas e óleos foram estimados os
associados à produção do transformador PT Core. A excepção foram o consumo de matérias
primas para as quais estão disponíveis registos para cada projecto.
A estimativa das emissões gasosas associadas ao consumo de energia eléctrica recorreu a factores
de emissão da base de dados BUWAL 250 (BUWAL 250, 1996). A energia eléctrica consumida é
referente ao mix energético específico para Portugal em 2008 (IEA,2008). Para o cálculo das
emissões gasosas associadas à combustão de gás natural, foram considerados os valores
disponíveis em IPCC(2006) e os factores de emissão disponíveis em EMEP/EEA (2009a) (ANEXO A –
Tabela A.1).
Foram estimadas as emissões gasosas associadas ao consumo de diesel nos empilhadores em
funcionamento durante o período de fabrico do transformador, através dos factores de emissão
apresentados em EMEP/EEA (2009b) (ANEXO A – Tabela A.2). Nesta estimativa foi considerada a
utilização de dois empilhadores, um de armazém e outro de produção, em funcionamento nos 30
dias de produção, uma vez que havia dados disponíveis para o consumo de combustível durante o
mês de produção relativos aos empilhadores utilizados.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
39
Todas as outras emissões gasosas foram compiladas usando documentação interna da empresa. O
volume e composição dos efluentes líquidos produzidos e a quantidade de resíduos sólidos foi
disponibilizada pelo Departamento de Ambiente e Segurança da Efacec Energia, Máquinas e
Equipamentos Eléctricos S.A. A Tabela 8 apresenta a inventariação das entradas das operações de
produção por unidade funcional.
Tabela 8 -‐ Inventário geral das entradas de recursos, materiais, materiais auxiliares e energia da etapa de Produção
por UF (um transformador PT Core). Não existe informação disponível para o detalhe do consumo por unidade de
operação da etapa de Produção
ENTRADAS
Unidade/UF
MATERIAIS
Aço 3,85E+04 kg
Papel/Cartão 3,14E+03 kg
Alumínio 7,40E-‐01 kg
Cobre 1,43E+04 kg
Madeira 3,36E+02 kg
Cerâmica 4,90E+02 kg
Borracha 8,03E+00 kg
Outros Metais 6,01E+00 kg
Óleo 1,50E+04 L
Tintas 3,78E+04 kg
MATERIAIS AUXILIARES Querosene 4,50E+01 L
ENERGIA
Energia eléctrica 4,12E+04 kWh
Gasóleo 1,32E+02 L
Gás Natural 1,35E+00 kWh
RECURSOS Água da Rede Municipal 5,03E+03 L
A Tabela 9 lista as principais saídas de emissões para o ar, água e resíduos da produção reportados
à UF. Foram tomadas algumas considerações no que respeita ao consumo de energia eléctrica. Os
valores do consumo de energia eléctrica para 2010 foram estimados através dos registos anuais da
empresa. Nestes valores estão incluídas todas as actividades desenvolvidas na unidade fabril do PT
Core, como sendo, funcionamento de máquinas, equipamentos e iluminação da fábrica.
Em relação aos resíduos consideraram-‐se todos os resultantes das actividades directas da
Produção, ou seja, construção soldada, fabricação de isolantes, montagem do circuito magnético,
bobinagem, montagens, electrificação e equipamento exterior. O resultado destas actividades
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
40
traduz-‐se em resíduos de papel/cartão, plásticos, aço, madeira, alumínio, cobre, óleos, tintas e
mistura de resíduos.
Tabela 9 -‐ Inventário geral das emissões (gasosas e para a água) da etapa de Produção por UF (um transformador PT
Core). Não existe informação disponível para o detalhe do consumo por unidade de operação da etapa de Produção.
SAÍDAS
Origem Poluente Unidade/UF
EMISSÕES GASOSAS
Processo Produtivo
Partículas a) 1,96E+01 kg
Compostos Orgânicos Voláteis a) 1,53E+01 kg
Fenol a) 3,27E-‐02 kg
Gás Natural (queimador da cabine
de pintura)
Dióxido de Carbono b) 3,73E-‐04 kg
Metano b) 1,45E-‐08 kg
Óxido Nitroso b) 2,91E-‐09 kg
Monóxido de Carbono c) 1,21E-‐04 kg
Óxido de Azoto c) 3,39E-‐04 kg
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos c) 1,21E-‐05 kg
Óxido de Enxofre c) 2,42E-‐06 kg
Total de Partículas em Suspensão c) 2,42E-‐06 kg
Partículas (PM10) c) 2,42E-‐06 kg
Partículas (PM2,5) c) 2,42E-‐06 kg
Chumbo c) 9,69E-‐10 kg
Cádmio c) 2,42E-‐09 kg
Mercúrio c) 9,69E-‐10 kg
Arsénio c) 4,36E-‐10 kg
Crómio c) 3,39E-‐09 kg
Cobre c) 1,94E-‐09 kg
Níquel c) 4,85E-‐09 kg
Selénio c) 4,85E-‐11 kg
Zinco c) 6,79E-‐08 kg
PCDD/F c) 9,69E-‐15 kg I-‐TEQ
Benzo(a)pireno c) 2,91E-‐12 kg
Benzo(b) fluoretano c) 3,88E-‐12 kg
Benzo(k) fluoretano c) 3,88E-‐12 kg
Indeno(1,2,3-‐cd)pireno c) 3,88E-‐12 kg
Gasóleo (utilizado nos empilhadores)
Metano d) e) 7,23E-‐03 kg
Monóxido de Carbono d) e) 1,41E+00 kg
Dióxido de Carbono d) e) 4,16E-‐01 kg
Óxido Nitroso d) e) 1,78E-‐02 kg
Amoníaco d) e) 1,05E-‐03 kg
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos d) e) 4,45E-‐01 kg
Óxido de Azoto d) e) 4,31E+00 kg
Partículas (PM10) d) e) 2,74E-‐01 kg
Partículas (PM2,5) d) e) 2,74E-‐01 kg
Total de Partículas em Suspensão d) e) 2,74E-‐01 kg
Energia Eléctrica Dióxido de Carbono f) 2,35E+04 kg
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
41
Partículas f) 1,97E+01 kg
Benzeno f) 6,68E-‐02 kg
Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) f) 1,56E-‐03 kg
Hidrocarbonetos aromáticos f) 1,80E-‐01 kg
Hidrocarbonetos halogenados f) 1,48E-‐07 kg
HALON 1301 f) 2,67E-‐04 kg
Metano f) 7,08E+01 kg
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos f) 1,08E+01 kg
Monóxido de Carbono f) 5,72E+00 kg
Amoníaco f) 6,40E-‐02 kg
Fluoreto de Hidrogénio f) 3,24E-‐01 kg
Óxido Nitroso f) 2,09E-‐01 kg
Ácido Clorídrico f) 3,06E+00 kg
Óxido de Enxofre f) 7,85E+01 kg
Óxido de Azoto f) 5,29E+01 kg
Chumbo f) 3,81E-‐03 kg
Cádmio f) 2,71E-‐04 kg
Níquel f) 2,15E-‐02 kg
Mercúrio f) 5,95E-‐04 kg
Zinco f) 5,00E-‐03 kg
Manganês f) 1,74E-‐03 kg
Metais f) 9,10E-‐01 kg
Substância Radioactivas f) 4,94E+02 kBq
EMISSÕES PARA A ÁGUA Câmara de Decapagem
Carência Bioquímica Oxigénio g) 6,17E-‐02 kg
Carência Química Oxigénio g) 2,11E-‐01 kg
Sólidos Suspensos Totais g) 1,19E-‐01 kg
Óleos e Gorduras g) 1,74E-‐02 kg
Hidrocarbonetos totais g) 1,24E-‐02 kg
RESÍDUOS Processo Produtivo
Papel/Cartão h) 3,14E+02 kg
Plástico h) 6,26E+01 kg
Aço h) 2,11E+03 kg
Madeira h) 3,36E+01 kg
Cobre h) 5,99E+02 kg
Tintas h) 1,34E+02 kg
Óleos h) 1,52E+03 kg
a) Valores obtidos através de medições feitas para a Efacec, por uma entidade externa, directamente nas chaminés dos equipamentos . b) Valores obtidos com base em IPCC (2006), para consumo de gás natural em fontes de combustão estacionárias de indústrias de fabrico e construção. c) Valores estimados com base nos factores de emissão obtidos em EMEP/EEA,2009a, documento 1.A.2 Combustion in Manufacturing Industries and Construction, disponíveis na Tabela A.1 do Anexo A. d) Valores estimados com base nos factores de emissão obtidos em EMEP/EEA,2009b, documento 1.A.4., Non road mobile sources and machinery, disponível no na Tabela A.2 do Anexo A. e) Valores estimados com base no consumo de diesel nos empilhadores utilizados na unidade de fabrico do PTCore. Considerou-‐se a utilização de um empilhador de armazém e outro da produção, em funcionamento durante o período de fabrico do transformador (30 dias) f) Valores estimados com base no consumo de energia eléctrica, o mix energético nacional no ano de 2008 (IEA,2006) e os factores de emissão de cada poluente para cada tipo de combustível usado no mix (BUWAL, 1996). Considera-‐se que houve importação de energia de Espanha. g) Os valores relativos foram igualmente obtidos através dos relatórios periódicos que a Efacec possui, também feitos por uma empresa externa.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
42
h) Valores obtidos a partir dos registos da empresa que faz um controle dos materiais residuais de cada actividade descriminando-‐os e classificando-‐os de acordo com o código LER.
3.2.2. TRANSPORTE
Nesta etapa do ciclo de vida é considerado apenas o transporte do produto acabado desde a
Efacec até ao cliente final. No caso em estudo, o transporte foi feito para Lisboa via terrestre. O
principal consumo deste processo é o combustível utilizado resultando na produção de emissões
gasosas. O transporte rodoviário é feito num camião de 12m que consome 130L no percurso entre
a Efacec e o cliente localizado em Lisboa.
As emissões gasosas associadas ao consumo de diesel pelo camião usado no Transporte do
transformador foram estimadas com recurso aos factores de emissão disponíveis em EMEP/EEA
(2009c) e o método de cálculo apresentado no ANEXO B – Tabela B.1. Considera-‐se o percurso
entre a Efacec e o cliente situado em Lisboa, admitindo-‐se um consumo na viagem de 130L de
diesel.
A Tabela 10 apresenta o consumo de combustível e os poluentes gasosos pelos combustíveis
usados na etapa de Transporte.
Tabela 10 -‐ Inventário de entradas (consumo de combustível) e saídas (emissões gasosas) associadas à etapa de
Transporte
ENTRADAS
Unidade/UF
ENERGIA Diesel a) b) 1,30E+02 L
SAÍDAS
Origem Poluente Unidade/UF
EMISSÕES GASOSAS Transporte
Dióxido de Carbono a) b) 1,04E+00 kg
Monóxido de Carbono a) b) 4,81E+00 kg Óxidos de Azoto a) b) 1,48E-‐01 kg
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos a) b) 3,12E-‐02 kg
Metano a) b) 1,56E-‐01 kg
Partículas a) b) 4,08E+02 kg
Chumbo a) b) 4,23E-‐06 kg
Óxido Nitroso a) b) 7,93E-‐03 kg
Amoníaco a) b) 1,95E-‐03 kg
a) Considerou-‐se apenas o combustível referente ao transporte do produto acabado até ao cliente em Lisboa. Estimou-‐se um consumo de 130L pelo percurso de ida.
b) Factores de emissão relativos à emissão de compostos de combustão estão presentes em EMEP/EEA (2009c), documento 1.A.3.b – Road Transport, páginas 4 e 5, e páginas 16 a 21, disponíveis na Tabela B.1 do Anexo B.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
43
3.2.3. UTILIZAÇÃO
Foram estimados os valores relativos às perdas totais do transformador para um funcionamento
contínuo durante o seu tempo de vida 25 anos. O cálculo relativo a estas perdas encontra-‐se
disponível no ANEXO C do presente trabalho.
As emissões gasosas associadas ao consumo energético foram estimadas a partir da base de dados
BUWAL 250 (BUWAL 250,1996), seguindo o método semelhante ao da etapa da Produção. A
energia eléctrica consumida reporta ao mix energético nacional para o ano de 2008 (IEA,2008).
Considerou-‐se que durante o seu período de vida as emissões gasosas associadas ao consumo
energético do transformador são similares aquelas emissões gasosas associadas à produção de
energia eléctrica consideradas na etapa de Produção.
A Tabela 11 apresenta respectivamente os principais fluxos de entradas e de saídas, de energia,
materiais, emissões gasosas e resíduos da etapa de Utilização, reportadas à UF.
Tabela 11 -‐ Inventário de entradas energia associadas à etapa de Utilização e reportadas à UF
ENTRADAS
Unidade/UF
ENERGIA Eléctrica-‐uso 8,40E+06 kWh
MATERIAIS Madeira -‐ embalagem 5,00E+03 kg
SAÍDAS
Origem Poluente Unidade/UF
EMISSÕES GASOSAS
Energia Eléctrica com base nos valores estimados para o período de vida do transformador (25
anos)
Dióxido de Carbono a) 4,80E+06 kg
Partículasa) 4,01E+03 kg
Benzeno a) 1,36E+01 kg
Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) a) 3,19E-‐01 kg
Hidrocarbonetos aromáticos a) 3,67E+01 kg
Hidrocarbonetos halogenados a) 3,03E-‐05 kg
HALON 1301 a) 5,44E-‐02 kg
Metano a) 1,44E+04 kg
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos a) 2,20E+03 kg
Monóxido de Carbono 1,17E+03 kg
Amoníaco a) 1,31E+01 kg
Fluoreto de Hidrogénio a) 6,61E+01 kg
Óxido Nitroso a) 4,26E+01 kg
Ácido Clorídrico a) 6,23E+02 kg
Óxido de Enxofre a) 1,60E+04 kg
Óxido de Azoto a) 1,08E+04 kg
Chumbo a) 7,76E-‐01 kg
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
44
Cádmio a) 5,53E-‐02 kg
Níquel a) 4,39E+00 kg
Mercúrio a) 1,21E-‐01 kg
Zinco a) 1,02E+00 kg
Manganês a) 3,55E-‐01 kg
Metais a) 1,86E+02 kg
Substância Radioactivas a) 1,01E+05 kBq
RESÍDUOS Instalação Madeira b) 5,00E+03 kg
a)Valores estimados com base no consumo de energia eléctrica, o mix energético nacional no ano de 2008 (IEA,2008) e os factores de emissão de cada poluente para cada tipo de combustível usado no mix (BUWAL, 1996). Considera-‐se que houve importação de energia de Espanha.
b) Assume-‐se que a quantidade de madeira rejeitada é igual à consumida.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
45
3.3. AVALIAÇÃO DOS IMPACTES AMBIENTAIS
De acordo a norma NP EN ISO 14040:2008 (ISO, 2008) a fase de avaliação dos impactes ambientais
incluí, obrigatoriamente, a realização da Classificação e Caracterização e, opcionalmente, a
Normalização, Agregação e Ponderação.
Aqui são quantificados os impactes ambientais e para a saúde humana associados com o consumo
de recursos naturais, a produção de resíduos e a emissão de poluentes para o ar e água
considerados no inventário. Neste trabalho é usada a metodologia de avaliação de impactes da
CML (Centre of Environmental Sciencies) da Universidade de Leiden na Holanda (Guinèe et al.,
2002). São usados os factores utilizados nas fases de Caracterização e Normalização
disponibilizados na versão mais recente disponível (CML, 2010). Na Ponderação as diferentes
categorias de impacte são ponderadas segundo três métodos escolhidos devido ao grau de
subjectividade de avaliação que este passo apresenta. Os métodos considerados incluem 1) aquele
que considera todos os impactes ambientais igualmente importantes; 2) o método Distance-‐to-‐
target (Goedkoop, 1995) e 3) o Painel de Peritos (Soares et al., 2006). Os resultados obtidos para
cada uma das metodologias são apresentados e comparados no final.
3.3.1. FASE DE CLASSIFICAÇÃO
Aqui são associados os consumos de recursos, as emissões de poluentes gasosos e líquidos
resultantes das etapas de Produção, Transporte e Utilização às categorias de impacte ambiental
seleccionadas anteriormente. As categorias de impacte consideradas no presente trabalho foram
seleccionadas de acordo com as emissões gasosas, emissões para a água e produção de resíduos.
Os potenciais impactes ambientais avaliados, foram associados a dez categorias de impacte,
nomeadamente, a Acidificação, Aquecimento Global, Depleção da Camada do Ozono, Depleção
Abiótica (Combustíveis Fósseis), Ecotoxicidade Aquática na Água Doce, Ecotoxicidade Aquática
Marinha, Ecotoxicidade Terrestre, Eutrofização, Formação de Oxidantes Fotoquímicos e Toxicidade
Humana. A Tabela 12 lista as categorias de impacte e associa a elas os poluentes responsáveis.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
46
Tabela 12 -‐ Categorias de impacte ambiental consideradas e poluentes gerados durante o ciclo de vida que
contribuem para cada categoria. Fase de Classificação.
CLASSIFICAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Poluente
Acidificação (kg SO2 eq./kg)
Amoníaco Óxido de Enxofre Óxidos de Azoto
Aquecimento Global (kg CO2 eq./kg)
(Horizonte temporal= 100 anos)
Dióxido de Carbono Halon 1301 Metano
Óxido Nitroso Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos
Compostos Orgânicos Voláteis
Depleção da Camada do Ozono (kg CFC-‐11 eq./kg) Halon 1301
Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis) (MJ) Gás Natural
Ecotoxicidade Aquática na Água Doce (kg 1,4-‐DCB eq./kg)
(Horizonte temporal infinito)
Benzeno Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos
Compostos Orgânicos Voláteis Fluoreto de Hidrogénio
Chumbo Cádmio Níquel Crómio Arsénio Cobre Selénio
Benzo(a)pireno Benzo(k)fluoretano
Indeno(1,2,3-‐cd)pireno Mercúrio PCDD/F Zinco Fenol
Ecotoxicidade Aquática Marinha (kg 1,4-‐DCB eq./kg)
(Horizonte temporal infinito)
Benzeno Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos
Compostos Orgânicos Voláteis Fluoreto de Hidrogénio
Chumbo Cádmio Níquel Crómio Arsénio Cobre Selénio
Benzo(a)pireno Benzo(k)fluoretano
Indeno(1,2,3-‐cd)pireno Mercúrio PCDD/F Zinco
Fenol
Ecotoxicidade Terrestre (kg 1,4-‐DCB eq./kg)
Benzeno Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
47
(Horizonte temporal infinito) Compostos Orgânicos Voláteis Fluoreto de Hidrogénio
Chumbo Cádmio Níquel Crómio Arsénio Cobre Selénio
Benzo(a)pireno Benzo(k)fluoretano
Indeno(1,2,3-‐cd)pireno Mercúrio PCDD/F Zinco
Fenol
Eutrofização (kg PO4 eq./kg)
Amoníaco Óxido Nitroso Óxidos de Azoto
Carência Química Oxigénio
Formação Oxidantes Fotoquímicos (kg C2H4 eq./kg)
Benzeno Metano
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos Compostos Orgânicos Voláteis
Monóxido de Carbono Óxido de Enxofre
Toxicidade Humana
(kg 1,4-‐DCB eq./kg) (Horizonte temporal infinito)
Partículas Benzeno PM10 PM2,5
Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos
Compostos Orgânicos Voláteis Amoníaco
Fluoreto de Hidrogénio Ácido Clorídrico Óxido de Enxofre Óxidos de Azoto
Chumbo Cádmio Níquel
Mercúrio PCDD/F Zinco Fenol
Após a Classificação das substâncias que contribuem para uma determinada categoria de impacte
procede-‐se à Caracterização.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
48
3.3.2. FASE DE CARACTERIZAÇÃO
Aqui é usado um factor de caracterização específico de cada poluente, pela multiplicação deste
factor pela quantidade de substância emitida é calculado o potencial de contribuição para cada
uma das várias categorias de impacte ambiental. A contribuição de cada um dos poluentes para
cada categoria de impacte ambiental, é expressa de acordo com o compartimento ambiental para
onde foram inicialmente emitidos. A Tabela D.1 (ANEXO D) apresenta os factores de
caracterização de cada poluente de acordo com o compartimento ambiental para onde foram
emitidos.
É de referir que para alguns dos poluentes incluídos no inventário não estão disponíveis factores
de caracterização. Estão excluídos da análise a Carência Bioquímica de Oxigénio, os Sólidos
Suspensos Totais, os Óleos e Gorduras, os Hidrocarbonetos totais, os Metais, as Substâncias
Radioactivas, o Manganês, Hidrocarbonetos aromáticos, os Hidrocarbonetos halogenados e o
Total de Partículas em Suspensão para a etapa de Produção. Os resíduos não estão contemplados
na metodologia CML (2010) tendo sido por isso excluídos da avaliação de impactes. Os resultados
obtidos para a fase de caracterização são apresentados em função de cada uma das etapas do
ciclo de vida ( Tabela 13).
Tabela 13 -‐ Resultados da fase de Caracterização por etapa do ciclo de vida.
CARACTERIZAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Produção Transporte Utilização Impacte Ambiental Potencial (Unidade/UF)
Acidificação 1,23E+02 2,41E+00 2,46E+04 2,47E+04 kg SO2 eq. Aquecimento Global 2,54E+04 4,11E+02 5,17E+06 5,20E+06 kg CO2 eq.
Depleção da Camada do Ozono 3,20E-‐03 0,00E+00 6,52E-‐01 6,56E-‐01 kg CFC-‐11 eq. Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis) 1,88E+02 0,00E+00 0,00E+00 1,88E+02 MJ Ecotoxicidade Aquática na Água Doce 7,30E+02 3,39E-‐03 1,49E+05 1,50E+05 kg 1,4-‐DCB eq.
Ecotoxicidade Aquática Marinha 1,34E+07 3,03E-‐02 2,73E+09 2,74E+09 kg 1,4-‐DCB eq. Ecotoxicidade Terrestre 1,95E+01 4,54E-‐04 3,96E+03 3,98E+03 kg 1,4-‐DCB eq.
Eutrofização 7,52E+00 6,26E-‐01 1,42E+03 1,43E+03 kg PO4 eq. Formação de Oxidantes Fotoquímicos 8,38E+00 5,05E-‐02 1,22E+03 1,23E+03 kg C2H4 eq.
Toxicidade Humana 2,60E+03 7,46E+00 4,87E+05 4,90E+05 kg 1,4-‐DCB eq.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
49
3.3.3. FASE DE NORMALIZAÇÃO
Esta fase inclui um passo opcional da metodologia de ACV. Nesta fase os resultados do indicador
obtido na fase anterior são divididos por um factor de referência para uma determinada região
geográfica. O resultado final é um valor adimensional para as categorias de impacte. No entanto, a
comparação quantitativa não é possível, apenas após ponderação. Neste caso (Tabela D.2 –
ANEXO D) foi utilizada a situação de referência que inclui o grupo de vinte e oito países europeus,
formado pelos vinte e cinco países da União Europeia em 2006, em conjunto com a Islândia, a
Noruega e a Suíça (UE25+3) para o ano 2000. A Tabela 14 apresenta os valores obtidos.
Tabela 14 -‐ Resultados da fase de Normalização: Indicadores de impacte ambiental normalizados para cada categoria
de impacte (CML,2010).
NORMALIZAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Impacte Ambiental Normalizado
Acidificação a) 1,50E-‐06 Aquecimento Global a) 9,98E-‐07
Depleção da Camada do Ozono a) 6,43E-‐08 Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis) 5,36E-‐12 Ecotoxicidade Aquática na Água Doce a) 7,16E-‐07
Ecotoxicidade Aquática Marinha a) 6,18E-‐05 Ecotoxicidade Terrestre a) 3,43E-‐08
Eutrofização a) 7,71E-‐08 Formação de Oxidantes Fotoquímicos a) 7,09E-‐07
Toxicidade Humana a) 9,80E-‐07
a) Situação de referência UE25+3, para o ano 2000 (Wegener et al., 2008)
3.3.4. FASE DE PONDERAÇÃO
Nesta fase são atribuídos pesos a cada uma categorias de impacte, com base na sua importância
relativa e, por forma a possibilitar a sua comparação hierarquizando-‐as. As categorias de impacte
ambiental são assim agregadas num único indicador para o impacte ambiental usando factores de
ponderação.
A subjectividade associada à metodologia de ponderação leva à aplicação de vários métodos
diferentes. Neste estudo foram usados três métodos : 1) onde são considerados todos os
problemas ambientais igualmente importantes; 2) Distance-‐to-‐target (Goedkoop, 1995) e por
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
50
último, 3) Painel de Peritos (Soares et al., 2006). A metodologia Distance-‐to-‐target baseia-‐se numa
distância entre o valor real e um valor objectivo para um determinado indicador. Quanto maior for
esta distância maior será também o problema e maior o valor do factor de ponderação. O valor
objectivo tem como base a análise dos danos provocados pelo impacte ambiental numa escala
regional europeia. A metodologia Painel de Peritos inclui a definição de um conjunto de pesos
atribuídos por um painel de peritos que permite avaliar as categorias de impacte de acordo com a
sua percepção. Os factores de ponderação dos métodos selecionados estão representados na
Tabela E.1 (ANEXO E).
Os valores da contribuição de cada categoria de impacte ambiental para o impacte global do ciclo
de vida do PT Core são apresentados na Tabela 15. Estes valores foram obtidos através da divisão
de cada um dos valores individuais obtidos para cada categoria pelo valor do potencial impacte
ambiental total obtido para cada um dos métodos considerados O valor do potencial impacte
ambiental associado ao transformador produzido na Efacec segundo o método de ponderação
Igualmente Importantes é igual a 6,69E-‐06. Para o método Distance-‐to-‐target é de 4,18E-‐06 e para
o método Painel de Peritos é 5,75E-‐06. Estes valores são resultado da soma de cada um dos
valores ponderados para as 10 categorias de impacte consideradas em cada um dos métodos de
ponderação.
Tabela 15 -‐ Contribuição do ciclo de vida do transformador PT Core produzido na Efacec. Resultados na Ponderação
usando três métodos de ponderação.
PONDERAÇÃO (%)
Categoria de Impacte Ambiental Igualmente Importantes
Distance-‐to-‐target (Goedkoop, 1995)
Painel de Peritos (Soares et al.,
2006)
Acidificação 2% 2% 2% Aquecimento Global 1% 0% 3%
Depleção da Camada do Ozono 0% 1% 0% Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis) 0% 0% 0% Ecotoxicidade Aquática na Água Doce 1% 1% 1%
Ecotoxicidade Aquática Marinha 92% 94% 91% Ecotoxicidade Terrestre 0% 0% 0%
Eutrofização 0% 0% 0% Formação de Oxidantes Fotoquímicos 1% 0% 1%
Toxicidade Humana 1% 1% 1%
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
51
A Figura 15 apresenta os resultados obtidos na fase de ponderação para cada um dos métodos
utilizados.
Figura 15 -‐ Contribuição de cada categoria de impacte ambiental para o impacte global do ciclo de vida do
transformador para os três métodos de ponderação.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
52
3.4. ANÁLISE DE RESULTADOS
3.4.1. ANÁLISE DE RESULTADOS DO INVENTÁRIO
O inventário consiste num levantamento exaustivo de todos os dados relativos ao ciclo de vida do
produto em análise. A análise de resultados do inventário incidirá na comparação dos fluxos
comuns às três etapas do ciclo de vida analisadas. Em relação aos fluxos de entradas, pode
concluir-‐se que a energia eléctrica é o único fluxo comum a duas das três etapas consideradas,
Produção e Utilização.
Relativamente ao consumo de energia eléctrica, a etapa de Produção representa cerca de 0,5% do
total consumido, enquanto que na etapa de Utilização o consumo é superior a 99%, pois durante a
Utilização o consumo é contínuo e com uma maior duração temporal.
Uma vez que a energia eléctrica foi o único fluxo comum aos dois processos a serem analisados,
também os poluentes resultantes do consumo deste recurso são comuns a ambas as etapas. Estes
são, Dióxido de Carbono, Monóxido de Carbono, Partículas, Benzeno, Hidrocarbonetos
aromáticos, Halon 1301, Metano, Compostos Orgânicos Voláteis não Metânicos, Monóxido de
Carbono, Amoníaco, Fluoreto de Hidrogénio, Óxido Nitroso, Ácido Clorídrico, Óxido de Enxofre,
Óxido de Azoto, Chumbo, Cádmio, Níquel, Mercúrio, Zinco, Metais e Substâncias Radioactivas.
Todos os compostos que resultam da produção de energia eléctrica, apresentam uma contribuição
relativa em cada etapa que é directamente proporcional ao consumo de electricidade de cada
etapa, sendo aproximadamente 0,5% na produção e 99,5% na Utilização.
3.4.2. ANÁLISE DOS RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DE IMPACTES
A Figura 16 permite observar que a etapa da Utilização é aquela para a qual há maior contribuição
das categorias de impacte consideradas (excepto na Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis)),
uma vez que esta categoria se refere ao consumo de recursos naturais, só existentes na etapa de
Produção), ou seja, é a etapa que mais contribui para o impacte ambiental potencial global.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
53
Figura 16 -‐ Fase de Caracterização: Resultados obtidos por categoria de impacte e para cada uma das etapas do ciclo
de vida do transformador.
Os resultados da ponderação permitem concluir que a etapa de Utilização é a que apresenta uma
contribuição maior para o impacte global final. Isto é válido para cada um dos métodos de
ponderação selecionados (Figura 17).
Figura 17 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada etapa do ciclo de vida do transformador para o impacte global,
para os métodos de ponderação considerados.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
54
Foram ainda analisadas a contribuição de cada uma das categorias de impacte em cada uma das
etapas do ciclo de vida do transformador (Figuras 18,19,20). Os resultados são apresentados para ,
os três métodos de ponderação considerados no presente trabalho.
Figura 18 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada categoria de impacte seleccionada na etapa de Produção
Figura 19 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada categoria de impacte seleccionada na etapa de Transporte
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
55
Figura 20 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição de cada categoria de impacte seleccionada na etapa de Utilização
A categoria que mais contribui para o impacte ambiental nas etapas de Produção e Utilização é a
Ecotoxicidade Aquática Marinha enquanto que na etapa de Transporte é a Acidificação seguida do
Aquecimento Global. A contribuição das outras categorias é, por comparação, pouco significativa.
As contribuições de cada um dos poluentes emitidos para o impacte global e para cada um dos
métodos de ponderação considerados é apresentada na Tabela 16. Conclui-‐se que a Utilização é a
etapa com maior contribuição para o impacte ambiental total, estando a emissão de fluoreto de
hidrogénio na base desta contribuição. Este poluente contribui com cerca de 91% ( do total das
contribuições de todos os poluentes associados ao ciclo de vida do transformador) para o método
Igualmente Importantes. Contribui com cerca de 93% no que respeita ao método Distance-‐to-‐
target (Goedkoop, 1995) e com 90% para o método Painel de Peritos (Soares et al., 2006). Esta
contribuição explica o facto da categoria Ecotoxicidade Aquática Marinha apresentar a
contribuição elevada para o impacte ambiental global.
As contribuições das outras categoriais são pouco expressivas. A Acidificação apresenta uma
contribuição de 2% para todos os métodos de ponderação. O Aquecimento Global, apresenta uma
contribuição de 1% para o método que considera todas as categorias igualmente importantes e,
3% para Painel de Peritos (Soares, et al., 2006).
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
56
Tabela 16 -‐ Contribuição de cada emissão para o impacte ambiental global de todas as etapas do ciclo de vida do
transformador.
CONTRIBUIÇÃO PARA O IMPACTE AMBIENTAL GLOBAL (%)
PRODUÇÃ
O
Categoria de Impacte Ambiental Poluente Igualmente Importantes
Distance-‐to-‐target
(Goedkoop, 1995)
Painel de Peritos
(Soares et al., 2006)
Acidificação Amoníaco + Óxido de Enxofre + Óxidos de Azoto < 1% < 1% < 1%
Aquecimento Global
Dióxido de Carbono + Halon 1301 + Metano+Óxido Nitroso + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos +
Compostos Orgânicos Voláteis
< 1% < 1% < 1%
Depleção da Camada do Ozono Halon 1301 < 1% < 1% < 1%
Depleção Abiótica Gás Natural < 1% < 1% < 1%
Ecotoxicidade Aquática na Água Doce
Benzeno + Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Compostos
Orgânicos Voláteis + Fluoreto de Hidrogénio + Chumbo + Cádmio + Níquel + Crómio +
Arsénio + Cobre + Selénio + Benzo(a)pireno + Benzo(k)fluoretano + Indeno(1,2,3-‐
cd)pireno + Mercúrio + PCDD/F + Zinco + Fenol
< 1% < 1% < 1%
Ecotoxicidade Aquática Marinha
Benzeno + Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Compostos
Orgânicos Voláteis + Fluoreto de Hidrogénio + Chumbo + Cádmio + Níquel + Crómio +
Arsénio + Cobre + Selénio + Benzo(a)pireno + Benzo(k)fluoretano + Indeno(1,2,3-‐
cd)pireno + Mercúrio + PCDD/F + Zinco + Fenol
< 1% < 1% < 1%
Ecotoxicidade Terrestre
Benzeno + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Comspostos Orgânicos Voláteis + Fluoereto de Hidrogénio + Chumbo + Cádmio + Níquel + Crómio +
Arsénio + Cobre + Selénio + Benzo(a)pireno + Benzo(k)fluoretano + Indeno(1,2,3-‐
cd)pireno + Mercúrio + PCDD/F + Zinco + Fenol
< 1% < 1% < 1%
Eutrofização Amoníaco + Óxido Nitroso + Óxidos de Azoto + Carência Química Oxigénio < 1% < 1% < 1%
Formação Oxidantes Fotoquímicos
Benzeno + Metano + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos +
Compostos Orgânicos Voláteis +Monóxido de Carbono + Óxido de Enxofre
< 1% < 1% < 1%
Toxicidade Humana
Partículas + Benzeno + PM10 + PM2,5 + Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos
(PAH) + Compostos Orgânicos Volateis Não Metânicos + Compostos Orgânicos Voláteis + Amoníaco + Fluoreto de Hidrogénio +
Ácido Clorídrico + Óxido de Enxofre + Óxidos de Azoto + Chumbo + Cádmio + Níquel +
Mercúrio + PCDD/F + Zinco + Fenol
< 1% < 1% < 1%
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
57
Tabela 16(cont) -‐ Contribuição de cada emissão para o impacte ambiental global de todas as etapas do ciclo de vida
do transformador.
CONTRIBUIÇÃO PARA O IMPACTE AMBIENTAL GLOBAL (%)
TRAN
SPORT
E
Categoria de Impacte Ambiental Poluente Igualmente Importantes
Distance-‐to-‐target
(Goedkoop, 1995)
Painel de Peritos
(Soares et al., 2006)
Acidificação Amoníaco + Óxidos de Azoto < 1% < 1% < 1%
Aquecimento Global Dióxido de Carbono + Metano +
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos
< 1% < 1% < 1%
Ecotoxicidade Aquática na Água Doce
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Chumbo < 1% < 1% < 1%
Ecotoxicidade Aquática Marinha Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Chumbo < 1% < 1% < 1%
Ecotoxicidade Terrestre Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Chumbo
< 1% < 1% < 1%
Eutrofização Amoníaco < 1% < 1% < 1%
Formação Oxidantes Fotoquímicos
Metano + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Monóxido de Carbono < 1% < 1% < 1%
Toxicidade Humana Partículas + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Amoníaco + Óxidos de
Azoto + Chumbo < 1% < 1% < 1%
UTILIZA
ÇÃO
Acidificação Amoníaco + Óxidos de Azoto < 1% < 1% < 1%
Óxido de Enxofre 1,6% 1,6% 1,6%
Aquecimento Global
Halon 1301 + Metano + Óxido Nitroso + Compostos Orgânicos Voláteis Não
Metânicos < 1% < 1% < 1%
Dióxido de Carbono < 1% < 1% 2,8%
Depleção da Camada do Ozono Halon 1301 < 1% < 1% < 1%
Ecotoxicidade Aquática na Água Doce
Benzeno + Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Fluoreto de
Hidrogénio + Chumbo + Cádmio + Níquel+ Mercúrio + Zinco
1% 1% 1%
Ecotoxicidade Aquática Marinha
Benzeno + Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Fluoreto de
Hidrogénio + Chumbo + Cádmio + Níquel+ Mercúrio + Zinco
< 1% < 1% < 1%
Fluoreto de Hidrogénio 91% 93% 90%
Ecotoxicidade Terrestre
Benzeno + Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Fluoreto de
Hidrogénio + Chumbo + Cádmio + Níquel+ Mercúrio + Zinco
< 1% < 1% < 1%
Eutrofização Amoníaco + Óxido Nitroso + Óxidos de Azoto
< 1% < 1% < 1%
Formação Oxidantes Fotoquímicos
Benzeno + Metano + Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos + Monóxido de
Carbono + Óxido de Enxofre 1% < 1% < 1%
Toxicidade Humana
Partículas + Benzeno + Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) + Compostos
Orgânicos Volateis Não Metânicos + Amoníaco + Fluoreto de Hidrogénio + Ácido Clorídrico + Óxido de Enxofre + Óxidos de Azoto + Chumbo + Cádmio +
Níquel + Mercúrio + Zinco
2% 2% 1%
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
58
As etapas de Produção e Transporte contribuem pouco para o impacte ambiental em comparação
com a etapa de Utilização.
Analisou-‐se individualmente a etapa de Transporte e conclui-‐se que as principais categorias que
contribuem para o impacte global são a Acidificação e o Aquecimento Global. Isto é válido para
todos os métodos de ponderação (Tabela 17). A Acidificação é responsável por 54% da
contribuição para o impacte ambiental global nesta etapa (método Igualmente Importantes). Este
valor é de cerca 76% (para o método Distance-‐to-‐target) e de 44% (para o método de painel de
peritos). O Aquecimento Global é a segunda principal contribuinte. A sua contribuição para o
impacte é de 29% para o método Igualmente importantes, sendo de aproximadamente 10%
(Distante-‐to-‐target) e de cerca 47% (Painel de Peritos).
Tabela 17 -‐ Fase de Ponderação: Contribuição para o impacte global do ciclo de vida do transformador PT Core
produzido na Efacec, para cada uma das categorias de impacte e por método de ponderação selecionado,
considerando a etapa de Transporte isoladamente
PONDERAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Igualmente Importantes
Distance-‐to-‐target (Goedkoop, 1995)
Painel de Peritos (Soares et al., 2006)
Acidificação 54% 75% 44% Aquecimento Global 29% 10% 44%
Depleção da Camada do Ozono 0% 0% 0% Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis) 0% 0% 0% Ecotoxicidade Aquática na Água Doce 0% 0% 0%
Ecotoxicidade Aquática Marinha 0% 0% 0% Ecotoxicidade Terrestre 0% 0% 0%
Eutrofização 0% 0% 0% Formação de Oxidantes Fotoquímicos 11% 6% 6%
Toxicidade Humana 6% 7% 3%
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
59
3.5. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE
A análise de sensibilidade é realizada na fase de interpretação de resultados de um estudo de ACV
conforme previsto na norma NP EN 14040:2008 (ISO,2008)).
Uma análise de sensibilidade visa estimar os efeitos das considerações tomadas, dos dados e dos
métodos utilizados, nos resultados da avaliação de impactes ambientais.
No presente trabalho foi realizada uma análise de sensibilidade que tem como objectivo a
alteração de variações individuais dos valores de quatro parâmetros do inventário do ciclo de vida.
Avaliou-‐se a influência dos parâmetros selecionados no valor do indicador agregado do impacte
ambiental.
Os parâmetros seleccionados são aqueles aos quais está associado um maior erro. Foi variada a
quantidade de energia eléctrica consumida na Produção (cerca de 3% do total de energia
consumida na Efacec), uma vez que a Efacec possui dados relativos ao consumo geral todas as
fábricas e foi feita uma estimativa da quantidade de energia eléctrica utilizada na fábrica de
produção do transformador Core. O consumo de gás natural foi outro parâmetro da Produção
seleccionado, pois o consumo no queimador foi estimado a partir do valor total de gás natural
consumido na fábrica (aproximadamente 23% do total consumido na Efacec) o que inclui também
o aquecimento das instalações. A variação das perdas na Utilização foi seleccionda por ser uma
estimativa teórica durante o tempo de vida do transformador (conforme especificado no ANEXO
C). Por último, variou-‐se o consumo de combustível do Transporte efectuado pelo camião pois
existem alguns parâmetros que podem influenciar o consumo de combustível, nomeadamente o
tipo de condução praticada. Os resultados obtidos são apresentados para todos os métodos de
ponderação utilizados (Tabela 18).
Tabela 18 -‐ Resultados da análise de sensibilidade e gama de variação correspondente a cada parâmetro
RESULTADO DA ANÁLISE DE SENSIBILIDADE: Variação do valor do impacte global para os três métodos de ponderação
Parâmetros Considerados Gama Variação
Igualmente Importantes
Distance-‐to-‐target
(Goedkoop, 1995)
Painel de Peritos
(Soares et al., 2006)
Energia Eléctrica consumida na Produção ± 20% ±0,47% ±0,47% ±0,47%
Quantidade de Perdas na Utilização ± 50% ±49,75% ±49,75% ±49,75%
Consumo de Gás Natural na Produção ± 50% ±0,22% ±0,31% ±0,98%
Quantidade de combustível consumido pelo camião ± 20% 0,00% 0,00% 0,00%
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
60
Foi também analisada cada uma das categorias de impacte selecionadas para este trabalho
individualmente. Os resultados foram iguais para os três métodos de ponderação, sendo por isso
apenas apresentados na Tabela 19 com um único valor. Relativamente à variação do consumo de
energia eléctrica na etapa de Produção, verifica-‐se uma variação da mesma ordem nos indicadores
de impacte de todas as categorias excepto na categoria Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis),
o que era de esperar dado que esta categoria é apenas afectada pelo consumo de gás natural. Em
relação à quantidade de perdas durante a etapa de Utilização, verifica-‐se uma variação de ± 50%
em todos os indicadores de impacte. Esta variação é facilmente explicada pelo facto das perdas
serem a representação do consumo energético na etapa de Utilização, e por isso afectarem
directamente o impacte global. Novamente não se registou qualquer variação na categoria
Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis), pelos motivos referidos anteriormente. Registou-‐se
também uma variação de ± 46% na categoria de Aquecimento Global, quando se analisou o
parâmetro de variação do consumo do gás natural. Esta variação é praticamente igual à gama de
variação do parâmetro. O que significa que a emissão dos poluentes associados a esta categoria
variam na mesma proporção do consumo de gás natural. Verifica-‐se uma variação de ±50% na
categoria de Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis), uma vez que esta categoria é directamente
afectada pelo consumo de recursos naturais e o gás natural neste processo é o único recurso que
contribui para esta categoria. Seria então de esperar um resultado da mesma proporção da
variação. As restantes categorias apresentam uma variação inferior a ±0,6%, pois o consumo de
gás natural na produção não influencia significativamente as restantes categorias. Em relação à
variação do combustível do camião, pode constatar-‐se que a variação é nula em todas as
categorias. Este facto resulta da contribuição pouco significativa da etapa de Transporte para o
impacte ambiental global
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
61
Tabela 19 -‐ Resultados da análise de sensibilidade: variação no impacte ambiental de cada categoria considerada para
cada parâmetro escolhido
RESULTADO DA ANÁLISE DE SENSIBILIDADE
Parâmetros Considerados Análise das variações por categorias de impacte
Consumo de Energia Eléctrica na produção < ±0,5% em todas as categorias;
0% na categoria Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis)
Quantidade de Perdas na utilização ±50% em todas as categorias;
0% na categoria Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis);
Consumo de Gás Natural na produção
±46% na categoria Aquecimento Global; ±50% na categoria Depleção Abiótica
(Combustíveis Fósseis): < ±0,6% nas restantes categorias
Quantidade de combustível consumido pelo camião no transporte 0% em todas as categorias de impacte
3.6. COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS COM OS ESTUDOS DA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Fazendo uma análise comparativa deste trabalho com os estudos revistos aplicado a
transformadores de potência, verifica-‐se que nenhum dos estudos apresenta uma abordagem e
etapas do ciclo de vida iguais, uma vez que foram consideradas as etapas de Produção, Transporte
e Utilização, enquanto que em todos os estudos é feita uma abordagem berço ao túmulo.
Em relação às categorias de impacte, os estudos identificam que os transformadores contribuem
para categorias de impacte semelhantes às identificadas neste trabalho, no entanto, o número de
categorias de impacte identificadas é inferior. Apenas um dos estudos, refere a utilização do
método Eco-‐Indicador 99 (Antunes, 2010), método este distinto do usado neste trabalho e por
isso não permite comparações.
Todos os estudos destacam a etapa de Utilização como a maior contribuidora para o impacte
ambiental global (contribuição superior a 99% em todos os estudos). Este trabalho apresenta um
resultado idêntico relativamente à percentagem de contribuição da etapa de Utilização. Contudo
concluiu-‐se que a principal categoria de impacte é a Ecotoxicidade Aquática Marinha, seguida da
Acidificação e o Aquecimento Global, com uma contribuição bastante inferior. Este facto difere
dos restantes estudos. Não é possível concluir aqui pois nenhum dos estudos considera a
categoria Ecotoxicidade Aquática Marinha. Estes estudos, referem também a Acidificação e o
Aquecimento Global como principais categorias de impacte.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
62
4. CONCLUSÃO
O sector energético representa um papel fundamental na sociedade actual, a nível mundial. As
indústrias de produção de transformadores têm desenvolvido esforços no sentido de diminuir os
impactes ambientais associados ao fabrico e utilização dos mesmos através de ferramentas como
a Avaliação do Ciclo de Vida. Foram apresentados estudos realizados a nível mundial, estando
apenas disponível um estudo referente a Portugal, realizado na Efacec. Uma vez que a produção
de transformadores envolve processos muito complexos e infraestruturas completas de grandes
dimensões, o mercado de produção é muito pequeno, sendo a Efacec líder mundial na produção
dos vários tipos de transformador.
Este estudo visou quantificar e avaliar os impactes ambientais potenciais associados à Produção,
Transporte e Utilização de um transformador de potência produzido na Efacec Energia, Máquinas
e Equipamentos Eléctricos S.A.
Através da análise dos resultados do inventário, conclui-‐se que mais de 99% do total de energia
eléctrica consumida ocorre na Utilização.
Na Avaliação de Impactes conclui-‐se que o transformador ao longo das etapas do ciclo de vida
consideradas contribui para dez categorias de impacte: Acidificação, Aquecimento Global,
Depleção da Camada do Ozono, Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis), Ecotoxicidade Aquática
de Água Doce, Ecotoxicidade Aquática Marinha, Ecotoxicidade Terrestre, Eutrofização, Formação
de Oxidantes Fotoquímicos e Toxicidade Humana. As categorias que mais contribuem para o
impacte ambiental global são, a Ecotoxicidade Aquática Marinha, Acidificação e Aquecimento
Global, sendo que a Ecotoxicidade Aquática Marinha é a categoria mais significativa. A
Ecotoxicidade Aquática Marinha é uma categoria que quantifica os poluentes com efeito nocivo
para as águas do mar.
A Produção do transformador é uma etapa que influencia todas as categorias de impacte,
enquanto que a etapa de Transporte apenas afecta as categorias de Acidificação, Aquecimento
Global, Ecotoxicidade Aquática de Água Doce, Ecotoxicidade Aquática Marinha, Ecotoxicidade
Terrestre, Eutrofização, Formação de Oxidantes Fotoquímicos e Toxicidade Humana. Já a etapa de
Utilização desempenha um papel fundamental em todas as categorias com excepção da categoria
Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis).
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
63
Analisando os resultados obtidos para os métodos de ponderação, conclui-‐se que a categoria de
impacte ambiental mais influenciada pelas etapas de Produção e Utilização é a Ecotoxicidade
Aquática Marinha, apresentando uma contribuição de 92% para o método Igualmente
Importantes, de 94% para o Distance-‐to-‐target (Goedkoop, 1995) e de 91% para o método Painel
de Peritos (Soares, et al., 2006). Ainda se conclui que a etapa que apresenta uma maior
contribuição para o impacte ambiental global é a etapa de Utilização com uma contribuição
superior a 99%.
Através da análise isolada da etapa de Transporte, concluiu-‐se que a principal responsável para o
impacte ambiental nesta etapa é a categoria de Acidificação variando entre 54% (método
Igualmente Importantes) e cerca de 76% (método Distance-‐to-‐target) da contribuição para o
impacte ambiental global desta etapa quando analisada isoladamente. O Aquecimento Global é a
segunda principal contribuinte variando entre 10% (Distante-‐to-‐target) e 47% (Painel de Peritos).
Analisou-‐se a contribuição de cada um dos poluentes resultantes do inventário para as categorias
de impacte ambiental através dos métodos de ponderação. Concluiu-‐se que o fluoreto de
hidrogénio na etapa de Utilização é o poluente que mais contribui para o impacte ambiental
global, apresentando uma contribuição de 91% para o método Igualmente Importantes, 93% para
o método Distance-‐to-‐target e 90% para o método Painel de Peritos. A contribuição de todos os
outros poluentes é significativamente mais baixa, destacando-‐se o óxido de enxofre com uma
contribuição de cerca 2% para todos os métodos e ainda o dióxido de carbono, com uma
contribuição de cerca 3% para o método Painel de Peritos e inferior a 1% para os outros métodos.
Relativamente à análise de sensibilidade, concluiu-‐se que a variação de três dos parâmetros
escolhidos, nomeadamente, o Consumo de Energia Eléctrica na Produção, o Consumo de Gás
Natural na Produção e a Quantidade de combustível consumido pelo camião no Transporte, não
provocam uma influência significativa no resultado do impacte ambiental global. Contudo, a
variação da quantidade de Perdas na Utilização induz a uma variação de cerca 50% do impacte
total. Isto significa que a diminuição das perdas de carga do transformador é uma possível medida
de redução do impacte ambiental global. Através da análise isolada de cada categoria destacaram-‐
se alterações significativas nas categorias Aquecimento Global (46%) e Depleção Abiótica
(Combustíveis Fósseis) (50%) por variação do consumo do Gás Natural utilizado na Produção.
Ao longo do trabalho verificaram-‐se algumas limitações relacionadas com os dados disponíveis e
com a metodologia utilizada. Relativamente aos dados do inventário salienta-‐se o facto de que
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
64
alguns dados, nomeadamente o consumo de gás natural, cujos valores de consumo eram
referentes a todas a operações realizadas na cabine de pintura, sendo por isso maior o erro da
estimativa feita reportada à unidade funcional. Também foram encontradas algumas limitações
relativas aos dados do inventário da etapa de Utilização, uma vez que o transformador foi
produzido em 2010 e tem um período de vida útil de 25 anos. Foram feitas estimativas a longo
prazo com base nas características electrónicas do equipamento (de acordo com os cálculos do
ANEXO C), o que poderá acarretar incertezas no valor estimado.
Em relação ao método utilizado, verificou-‐se que alguns dos poluentes considerados no
inventário, não possuem factores de caracterização para a metodologia CML (2010). Foi o caso da
Carência Bioquímica de Oxigénio, dos Sólidos Suspensos Totais, dos Óleos e Gorduras, resultantes
do tratamento da ETAR. Também foi o caso dos Hidrocarbonetos totais, dos Hidrocarbonetos
aromáticos, dos Hidrocarbonetos halogenados, do Manganês, dos Metais e das Substâncias
Radioactivas resultantes da queima de combustíveis fósseis na produção e energia eléctrica, e
ainda do Total de Partículas em Suspensão, resultante da queima de diesel utilizado nos
empilhadores.
Em relação à comparação dos resultados com os estudos revistos, houve alguma dificuldade em
estabelecer comparações estudos publicados não contemplarem todas as categorias consideradas
neste trabalho. Alguns dos estudos revistos identificam apenas 4, 5 ou 9 categorias de impacte
ambiental (EPD, 2006; EPD, 2003; Martini et al., 2009 respectivamente). O presente trabalho
identifica 10 categorias de impacte. Verifica-‐se ainda que nenhum deles inclui a categoria mais
significativa para o presente trabalho. Só um dos estudos refere o método utilizado, Eco-‐Indicador
99, que apresenta uma abordagem distinta do utilizado neste trabalho não permitindo
comparações. Não é também possível comparar os valores aqui obtidos com os dos outros
estudos pois além de não ser referido o método aplicado em nenhum dos estudos, as categorias
contempladas não são as mesmas, sendo em menor número. É ainda de salientar que Martini et
al., 2009 não refere a abordagem efectuada, sendo que EPD, 2003 e EPD, 2006 fazem uma
abordagem berço-‐ao-‐túmulo realizando apenas as fases de classificação e caracterização. No
presente caso de estudo não está definida uma abordagem específica e são realizadas as fases de
classificação, caracterização, normalização e ponderação.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
65
5. RECOMENDAÇÕES E OPORTUNIDADES DE MELHORIA
Tendo em conta os resultados apresentados nos capítulos anteriores, é importante analisar as
causas do impacte ambiental extremamente elevado na etapa de Utilização, bem como
apresentar soluções para a redução do mesmo considerando as suas implicações.
De acordo com o que foi descrito no capítulo 3, a etapa de Utilização tem como fluxo de entrada o
consumo de energia eléctrica. Este consumo é a representação das perdas durante o
funcionamento do transformador. No ANEXO C, estão explicados os cálculos teóricos efectuados
para os valores estimados para as perdas totais do transformador em estudo, considerando um
período de vida de 25 anos. Este cálculo está associado às características do transformador tipo
Core, ou seja, está associado aos parâmetros eléctricos para os quais foi dimensionado e aos
materiais que constituem o transformador. Uma diminuição das perdas de carga totais representa
um investimento maior nos materiais utilizados para o fabrico do produto. Analisando a equação :
PTotal = Po + Pcc,
pode facilmente concluir-‐se que as perdas totais do transformador representam a soma das
perdas em vazio, com as perdas em carga. As perdas em vazio são função da resistência e corrente
do circuito, logo para diminuir o valor das perdas em vazio, tem de se variar a resistência dos
enrolamentos, o mesmo acontece para as perdas em carga, uma vez que também são função da
resistência e da corrente (Mora, 2003). Uma vez que a resistência dos enrolamentos é função do
comprimento, área de secção e resistividade do material, as perdas em carga podem ser reduzidas
aumentando o volume de cobre (material condutor) dos enrolamentos. Já as perdas em vazio se
diminuem através do aumento das áreas de secção do circuito magnético, que se traduz num
maior volume de aço. As perdas em vazio também podem ser reduzidas através da redução da
indução magnética (B, em Tesla) (Paiva, 2007) que é um parâmetro estabelecido pelos fabricantes
dependendo do tipo de transformador que pretendem construir. O custo do transformador
traduz-‐se no custo de aquisição somado com o custo de exploração. O custo de aquisição sobe se
for gasto mais material na construção do equipamento diminuindo consequentemente o custo de
exploração pois as perdas de energia diminuem.
Em suma, pode concluir-‐se que a redução das perdas totais se traduzem num maior investimento
por parte da empresa. Estas condições de funcionamento, apenas são determinadas quando o
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
66
cliente as especifica. Como nem sempre o cliente é o utilizador final do equipamento, interessa
comprar um bom equipamento a baixo preço, pois os custos associados às perdas de carga totais
em funcionamento ficará a cargo do utilizador final.
Interessa ainda referir que apesar de haver a possibilidade de uma redução significativa deste
parâmetro, é espectável que a etapa do ciclo de vida do transformador com maior impacte
ambiental, continue a ser a etapa de Utilização.
Através da solução apresentada anteriormente, deve ser feito um estudo de ACV a um
transformador com perdas significativamente inferiores com o objectivo de comparar os
resultados com o estudo do presente trabalho e verificar se a solução apresentada é ou não válida.
Salienta-‐se o facto da abordagem do caso de estudo do presente trabalho não incluir as etapas de
Extracção de Matérias-‐Primas e Fim de Vida, sugerindo-‐se alargar as fronteiras do sistema em
estudo para a realização de um novo trabalho.
Sugere-‐se ainda a exclusão do sub-‐sistema associado à produção de energia eléctrica de modo a
analisar apenas os fluxos directamente relacionados com as etapas do ciclo de vida do
transformador.
Uma outra proposta para trabalhos futuros passa pela disponibilização deste estudo de ACV (bem
como outros realizados a outros equipamentos produzidos na Efacec) aos clientes, de modo a
aumentar a sua satisfação e confiança e ainda sensibilizar para a selecção de especificações que
tornem o produto mais ecológico. Esta informação pode ser disponibilizada através de uma
Declaração Ambiental do Produto, que apresenta os valores resultantes da Avaliação do Ciclo de
Vida do produto em questão, potência do equipamento e estimativa de consumo energético no
período de vida do transformador, sendo apresentada aos clientes juntamente com a proposta de
projecto do equipamento. Existindo um documento similar ao descrito, torna-‐se simples e
perceptível comparar os transformadores com características semelhantes e fazer uma análise
custo-‐benefício.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
67
6. REFERÊNCIAS
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Tanaka, N. (2010). World Energy Outlook. OECD/IEA, Jakarta. Disponível em:
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Total Environment. 390(1): 227-‐240.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
70
ANEXO A: Factores de Emissão associados ao consumo de gás natural e diesel
usados no empilhadores durante a etapa de Produção
As emissões gasosas resultantes da combustão de gás natural foram calculadas com base nos
factores de emissão disponíveis em EMEP/EEA (2009a) (Tabela A.1), com excepção dos valores
referentes aos Compostos Orgânicos Voláteis, Monóxido de Carbono e Óxido de Azoto, que são
factores de emissão disponíveis em IPCC (2006) .
Tabela A. 1 -‐ Factores de emissão dos poluentes associados ao consumo de gás natural
GAS NATURAL
Poluente Emissão unidade/kWh
Dóxido de Carbono a) 2,77E-‐04 kg Metano a) 1,08E-‐08 kg
Óxido Nitroso a) 2,16E-‐09 kg Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos b) 9,00E-‐06 kg
Óxido de Azoto b) 2,52E-‐04 kg Monóxido de Carbono b) 9,00E-‐05 kg
Óxido de Enxofre b) 1,80E-‐06 kg Total de Partículas em Suspensão b) 1,80E-‐06 kg
Partículas (PM10) b) 1,80E-‐06 kg
Partículas (PM2,5) b) 1,80E-‐06 kg
Chumbo b) 7,20E-‐10 kg Cádmio b) 1,80E-‐09 kg Mercúrio b) 7,20E-‐10 kg Arsénio b) 3,24E-‐10 kg Crómio b) 2,52E-‐09 kg Cobre b) 1,44E-‐09 kg Níquel b) 3,60E-‐09 kg Selénio b) 3,60E-‐11 kg Zinco b) 5,04E-‐08 kg PCDD/F b) 7,20E-‐15 kg I-‐TEQ
Benzo(a)pireno b) 2,16E-‐12 kg Benzo(b) fluoretano b) 2,88E-‐12 kg Benzo(k) fluoretano b) 2,88E-‐12 kg
Indeno(1,2,3-‐cd)pireno b) 2,88E-‐12 kg
a) Factores de emissão disponíveis em IPCC, 2006. Stationary Combustion. Volume 2: Energy.
b) Factores de emissão disponíveis em EMEP/EEA, 2009a. Documento 1.A.2. Combustion in Manufacturing Industries and Construction. Combustion in industries using natural gas or derived gases
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
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As emissões gasosas associadas à queima do combustível (Diesel) utilizado pelos empilhadores
foram estimadas com recurso aos factores de emissão disponíveis em EMEP/EEA (2009b). O
método de cálculo utilizado consistiu em converter as emissões da consulta bibliográfica para o
caso de estudo. Os valores do consumo de combustível nos empilhadores foram estimados
considerando a utilização de dois empilhadores: um de armazém e outro de produção, em
funcionamento durante 30 dias, o período de fabrico do transformador.
Tabela A. 2 -‐ Factores de emissão dos poluentes associados ao consumo de diesel para veículos que não circulam em
estrada, de utilização industrial (empilhadores) disponíveis em EMEP/EEA, (2009b).
DIESEL empilhadores
Poluente g/T fuel
Metano 5,50E+01 Monóxido Carbono 1,07E+04 Dióxido Carbono 3,16E+03
Óxido Nitroso 1,35E+02
Amoníaco 8,00E+00
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 3,39E+03
Óxido de Azoto 3,28E+04
Partículas (PM10) 2,09E+03
Partículas (PM2,5) 2,09E+03
Total Partículas em Suspensão 2,09E+03
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
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ANEXO B: Factores de Emissão associados ao consumo de diesel durante a etapa
de Transporte
As emissões gasosas associadas à queima do combustível (Diesel) utilizado pelo camião foram
estimadas com recurso aos factores de emissão disponíveis em EMEP/EEA (2009c). O método de
cálculo utilizado consistiu em converter as emissões da consulta bibliográfica para o caso de
estudo. Como se pode ver representado na Tabela B.1.
Tabela B. 1 -‐ Factores de emissão dos poluentes associados ao consumo de diesel para veículos pesados disponíveis
em EMEP/EEA, (2009c).
Poluente Factor Emissão (kg/kg fuel)
Monóxido de Carbono 8,00E-‐03 Óxido de Azoto 3,70E-‐02
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 1,14E-‐03 Metano 2,40E-‐04 Partículas 1,20E-‐03
Dióxido de Carbono 3,14E+00 Chumbo 3,25E-‐08
Óxido Nitroso 6,10E-‐05
Amoníaco 1,50E-‐05
Os valores obtidos na pesquisa bibliográfica permitiram calcular a quantidade de cada poluente
emitido no percurso entre a Efacec e o cliente situado em Lisboa. Admitiu-‐se um consumo de 130L
de combustível Diesel para veículos pesados em serviço no percurso de ida.
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
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ANEXO C: Cálculo das perdas totais durante a Utilização do transformador
O cálculo das perdas totais de um transformador pode ser descrito segundo a equação:
PTotal = Po + Pcc
onde,
PTotal – Perdas totais do transformador
Po – Perdas em vazio
Pcc – Perdas em carga
No caso de estudo temos:
Po = 13,7 kWh
Pcc = 98,0 kWh a 100% (factor de carga)
No período de tempo estimado em 25 anos para um funcionamento contínuo (24h/dia), durante
365 dias, estima-‐se um factor de carga médio de 50%.
Assim,
Po= 13,7(kWh) × 24(h) × 365(dias) × 25(anos) = 3,0×106 kWh
Pcc = 98(kWh) × 0,52* × 24(h) × 365(dias) × 25(anos) = 5,4×106 kWh
*Factor de carga médio de 50%
PTotal = 3,0×106 + 5,4×106 = 8,4×106 kWh
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ANEXO D: Factores de Caracterização e Normalização
Tabela D. 1 -‐ Factores de caracterização para cada poluente de acordo com o compartimento ambiental para onde são
emitidas (CML,2010).
CARACTERIZAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Poluente Factor de Caracterização
Compartimento Ambiental
Acidificação (kg SO2 eq./kg)
Amoníaco 1,60E+00 Ar
Óxido de Enxofre a) 1,20E+00 Ar
Óxidos de Azoto 5,00E-01 Ar
Aquecimento Global (kg CO2 eq./kg)
(Horizonte temporal= 100 anos)
Dióxido de Carbono 1,00E+00 Ar Halon 1301 7,14E+03 Ar
Metano 2,50E+01 Ar Óxido Nitroso 3,00E+02 Ar
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 4,52E-02 Ar
Compostos Orgânicos Voláteis b) 4,52E-02 Ar
Depleção da Camada do Ozono (kg CFC-11 eq./kg) Halon 1301 1,20E+01 Ar
Depleção Abiótica (MJ) Gás Natural 3,88E+01 Recursos
Ecotoxicidade Aquática na Água Doce
(kg 1,4-DCB eq./kg) (Horizonte temporal infinito)
Benzeno 8,40E-05 Ar Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) 6,20E+01 Ar Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 2,28E-02 Ar
Compostos Orgânicos Voláteis b) 2,28E-02 Ar Fluoreto de Hidrogénio 4,60E+00 Ar
Chumbo c) 2,40E+00 Ar Cádmio d) 2,98E+02 Ar Níquel e) 6,30E+02 Ar Crómio 7,69E+00 Ar
Arsénio 5,00E+01 Ar Cobre 2,22E+02 Ar
Selénio 5,50E+02 Ar Benzo(a)pireno 8,80E+01 Ar
Benzo(k)fluoretano 1,20E+05 Ar Indeno(1,2,3-cd)pireno 1,70E+02 Ar
Mercúrio f) 1,20E+06 Ar PCDD/F 2,10E+06 Ar Zinco g) 1,80E+01 Ar
Fenol 3,30E-03 Ar
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
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Tabela D.1 (cont) -‐ Factores de caracterização para cada poluente de acordo com o compartimento ambiental para
onde são emitidas (CML,2010).
CARACTERIZAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Poluente Factor de Caracterização
Compartimento Ambiental
Ecotoxicidade Aquática Marinha (kg 1,4-DCB eq./kg)
(Horizonte temporal infinito)
Benzeno 2,80E-03 Ar
Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) 1,50E+03 Ar Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 5,20E-03 Ar
Compostos Orgânicos Voláteis b) 5,20E-03 Ar Fluoreto de Hidrogénio 4,10E+07 Ar
Chumbo c) 7,00E+03 Ar Cádmio d) 1,16E+06 Ar Níquel e) 3,80E+06 Ar Crómio 2,10E+04 Ar
Arsénio 2,30E+05 Ar Cobre 8,90E+05 Ar
Selénio 2,10E+07 Ar Benzo(a)pireno 1,40E+03 Ar
Benzo(k)fluoretano 3,90E+03 Ar Indeno(1,2,3-cd)pireno 7,30E+03 Ar
Mercúrio f) 1,20E+06 Ar PCDD/F 3,80E+08 Ar Zinco g) 6,70E+04 Ar
Fenol 5,50E-01 Ar
Ecotoxicidade Terrestre (kg 1,4-DCB eq./kg)
(Horizonte temporal infinito)
Benzeno 1,60E-05 Ar
Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 2,61E-03 Ar Compostos Orgânicos Voláteis b) 2,61E-03 Ar
Fluoreto de Hidrogénio 2,90E-03 Ar Chumbo c) 1,60E+01 Ar Cádmio d) 8,13E+01 Ar Níquel e) 1,20E+02 Ar
Crómio 3,03E+03 Ar Arsénio 1,60E+03 Ar Cobre 7,00E+00 Ar
Selénio 5,30E-01 Ar Benzo(a)pireno 2,40E-01 Ar
Benzo(k)fluoretano 3,00E+01 Ar
Indeno(1,2,3-cd)pireno 8,00E-01 Ar Mercúrio f) 2,80E+04 Ar PCDD/F 1,20E+04 Ar Zinco g) 1,20E+01 Ar
Fenol 3,30E-03 Ar
Eutrofização (kg PO4 eq./kg)
Amoníaco 3,50E-01 Ar Óxido Nitroso 2,70E-01 Ar
Óxidos de Azoto 1,30E-01 Ar
Carência Química Oxigénio 2,20E-02 Água
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
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Tabela D.1 (cont) -‐ Factores de caracterização para cada poluente de acordo com o compartimento ambiental para
onde são emitidas (CML,2010).
CARACTERIZAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Poluente Factor de Caracterização
Compartimento Ambiental
Formação Oxidantes Fotoquímicos
(kg C2H4 eq./kg)
Benzeno 2,20E-01 Ar
Metano 6,00E-03 Ar Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 1,50E-01 Ar
Compostos Orgânicos Voláteis b) 1,50E-01 Ar Monóxido de Carbono 2,70E-02 Ar
Óxido de Enxofre a) 4,80E-02 Ar
Toxicidade Humana (kg 1,4-DCB eq./kg)
(Horizonte temporal infinito)
Partículas 8,20E-01 Ar Benzeno 1,90E+03 Ar
Partículas (PM10) 8,20E-01 Ar Partículas (PM2,5) h) 8,20E-01 Ar
Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH) 2,00E+05 Ar Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos 1,14E+01 Ar
Compostos Orgânicos Voláteis b) 1,14E+01 Ar Amoníaco 1,00E-01 Ar
Fluoreto de Hidrogénio 2,90E+03 Ar Ácido Clorídrico 5,00E-01 Ar
Óxido de Enxofre a) 9,60E-02 Ar Óxidos de Azoto 1,20E+00 Ar
Chumbo c) 4,70E+02 Ar Cádmio d) 1,45E+05 Ar Níquel e) 3,50E+04 Ar
Mercúrio f) 6,00E+03 Ar PCDD/F 1,90E+09 Ar Zinco g) 1,00E+02 Ar
Fenol 5,20E-01 Ar
a) Considerou-‐se o factor de caracterização para o Óxido de Enxofre igual ao do Dióxido de Enxofre b) Considerou-‐se que o factor de caracterização para os Compostos Orgânicos Voláteis é igual aos dos Compostos Orgânicos Voláteis Não Metânicos c) Considerou-‐se que o factor de caracterização para o Chumbo é igual ao do ião Chumbo (II) d) Considerou-‐se que o factor de caracterização para o Cádmio é igual ao do ião Cádmio (II) e) Considerou-‐se que o factor de caracterização para o Níquel é igual ao do ião Níquel (II) f) Considerou-‐se que o factor de caracterização para o Mercúrio é igual ao do ião Mercúrio (II) g) Considerou-‐se que o factor de caracterização para o Zinco é igual ao do ião Zinco (II) h) Considerou-‐se igual ao factor de caracterização das Partículas (PM10)
Avaliação do Ciclo de Vida de um Transformador Tipo Core
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Tabela D. 2 -‐ Factores de normalização de cada categoria de impacte ambiental (CML,2010) .
NORMALIZAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Factores de Normalização a)
Acidificação 1,65E+10 kg SO2 eq./ano Aquecimento Global 5,21E+12 kg CO2 eq./ano
Depleção da Camada do Ozono 1,02E+07 kg CFC-‐11 eq. Depleção Abiótica (Combustíveis Fósseis) 3,51E+13 MJ/ano Ecotoxicidade Aquática na Água Doce 2,09E+11 kg 1,4-‐DCB eq./ano
Ecotoxicidade Aquática Marinha 4,44E+13 kg 1,4-‐DCB eq./ano Ecotoxicidade Terrestre 1,16E+11 kg 1,4-‐DCB eq./ano
Eutrofização 1,85E+10 kg PO4 eq./ano Formação de Oxidantes Fotoquímicos 1,73E+09 kg C2H4 eq./ano
Toxicidade Humana 5,00E+11 kg 1,4-‐DCB eq./ano a) Situação de referência UE25+3, para o ano 2000 (Wegener et al., 2008)
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ANEXO E: Factores de Ponderação
Tabela E. 1 -‐ Fase de Ponderação: Factores de Ponderação utilizados neste trabalho para os três métodos
PONDERAÇÃO
Categoria de Impacte Ambiental Igualmente Importantes Distance-‐to-‐target (Goedkoop, 1995)
Painel de Peritos (Soares et al., 2006)
Acidificação 0,100 0,056 0,092
Aquecimento Global 0,100 0,014 0,182
Depleção da Camada do Ozono 0,100 0,563 0,131
Depleção Abiótica 0,100 0,063 a) 0,129
Ecotoxicidade Aquática na Água Doce 0,100 0,063b) 0,085 e)
Ecotoxicidade Aquática Marinha 0,100 0,063 b) 0,085 e)
Ecotoxicidade Terrestre 0,100 0,063 b) 0,085
Eutrofização 0,100 0,028 0,079 f)
Formação de Oxidantes Fotoquímicos 0,100 0,021 c) 0,068
Toxicidade Humana 0,100 0,063 d) 0,066
a) Considerou-‐se uma importância semelhante à maioria dos indicadores. b) Considerou-‐se igual à Toxicidade Humana. c) Considerou-‐se o valor médio das categorias Summer smog e Winter smog. d)Considerou-‐se o valor médio das categorias Pesticidas, Metais pesados no ar, Metais pesados na água e Substância carcinogénicas. e) Considerou-‐se igual à Ecotoxicidade Terrestre. f) Considerou-‐se igual à categoria Eutrofização Aquática.