Relatório de actividade profissionalrun.unl.pt/bitstream/10362/9338/1/Freitas_2011.pdf · 2015. 10. 3. · No quadro abaixo é feita um breve resumo de identificação da empresa

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Lisboa 2011

Relatório de actividade profissional

Pedro Guilherme de Valle-Flôr Telles de Freitas

Relatório apresentado na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Supervisor: Prof. Doutor J.J Lopes de Carvalho

Relatório para a obtenção de grau de mestre em Engenharia Mecânica

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Sumário

O presente trabalho consiste numa auditoria energética a uma unidade fabril de injecção de plástico

para a indústria automóvel.

Inicialmente foi efectuado um trabalho de recolha e levantamento de dados dos consumos

energéticos que existiam na Key Plastics Portugal.

Foram identificados os principais consumidores de energia e estudadas possíveis soluções de

melhoria com vista à redução do consumo energético dos mesmos.

Este estudo envolveu a execução de planos de retorno simples com vista a determinar, para o

montante orçamentado, qual era a viabilidade do estudo face a conjectura económica que vivemos.


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Abstract

This work consists of an energy audit of a plastic injection factory for the automotive industry.

A major part of the developed work consisted of a survey and collection of data energy consumption of

Key Plastics Portugal.

The major energy consumers were identified and the possible measures for redution of the energy

consumption were studied. Based on this study, actions that make the simple pay back possible were

implemented and the associated cost necessary to implement them was assessed.


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Índice

1 TRABALHO DESENVOLVIDO ..................................................................................................................... 1

1.1 IDENTIFICAÇÃO DA INSTALAÇÃO ..................................................................................................................... 1

1.1.1 Caracterização da Empresa ............................................................................................................... 1

1.2 ANÁLISE DO PROCESSO OPERATIVO ................................................................................................................ 1

1.2.1 Caracterização ................................................................................................................................... 1

1.2.2 Fluxograma ........................................................................................................................................ 2

1.2.3 Principais produtos e operações ........................................................................................................ 2

1.2.4 Análise do período de referência (Maio de 2009 a Abril de 2010)..................................................... 3

1.2.5 Consumos energéticos e custos energéticos ...................................................................................... 3

1.2.6 Relação entre o consumo de energia e a produção ........................................................................... 4

1.2.7 Relação entre o consumo específico de energia e a produção .......................................................... 7

1.2.8 Intensidades energéticas e carbónica e consumo específico de energia ........................................... 8

1.3 ANÁLISE DOS SERVIÇOS AUXILIARES ................................................................................................................ 9

1.3.1 Alimentação e distribuição de energia eléctrica ................................................................................ 9

1.3.2 Utilização da iluminação ................................................................................................................. 13

1.3.3 Produção e distribuição de ar comprimido ...................................................................................... 16

1.3.4 Força motriz ..................................................................................................................................... 20

1.4 UTILIZAÇÃO DAS MÁQUINAS DE INJECÇÃO ...................................................................................................... 28

1.5 EQUIPAMENTO DE ESCRITÓRIO .................................................................................................................... 28

1.6 INSPECÇÃO TERMOGRÁFICA PREVENTIVA ....................................................................................................... 30

2 GESTÃO DE ENERGIA ..............................................................................................................................32

2.1 DESAGREGAÇÃO DE CONSUMOS POR SECTOR DE ACTIVIDADE ............................................................................ 33

2.2 RESUMO DAS POTÊNCIAIS ECONOMIAS ......................................................................................................... 35

3 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .........................................................................................................35

4 BIBLIOGRAFIA .........................................................................................................................................37


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Índice de Tabelas

Quadro 1 – Resumo da Identificação da empresa .................................................................................................. 1

Quadro 2 - Consumo e custo de energia (Maio de 2009 a Abril de 2010) .............................................................. 3

Quadro 3 - Consumos mensais por forma de energia ............................................................................................. 4

Quadro 4 - Evolução mensal do consumo de energia e da produção ..................................................................... 5

Quadro 5 - Evolução mensal do consumo específico de energia e da produção .................................................... 7

Quadro 6 - Intensidades energética e carbónica e consumo específico de energia ............................................... 8

Quadro 7 - Resumo tarifário da Key Plastics Portugal ............................................................................................. 9

Quadro 8 - Consumos de energia activa e reactiva e potências tomada e contratada (Maio de 2009 a Abril de

2010)...................................................................................................................................................................... 11

Quadro 9 - Custos de energia activa e reactiva e de potências tomada e contratada (Maio de 2009 a Abril de

2010)...................................................................................................................................................................... 12

Quadro 10 - Comparação entre a utilização de balastro ferromagnético e electrónico ....................................... 15

Quadro 11 - Características dos compressores de ar ............................................................................................ 17

Quadro 12 - Fugas do compressor em função do diâmetro do orifício ................................................................ 18

Quadro 13 – Selecção de produtos energeticamente eficientes – exemplos...................................................... 29

Quadro 14 – Selecção de dispositivos energeticamente eficientes para um grupo de produtos definido –

exemplos ............................................................................................................................................................... 30

Quadro 15 - Análise do potencial de economias associado à gestão de energia e ao comportamento dos

utilizadores ............................................................................................................................................................ 30

Quadro 16 – Consumos por sector de actividade ................................................................................................. 33

Quadro 17 – Consumos desagregados por sector ................................................................................................. 34

Quadro 18 – Resumo das economias identificadas durante o diagnóstico........................................................... 35


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Índice de Figuras

Figura 1 – Fluxograma do processo produtivo ........................................................................................................ 2

Figura 2 - Evolução do consumo de energia e da produção .................................................................................... 5

Figura 3 - Consumo de energia vs. produção .......................................................................................................... 6

Figura 4 - Evolução do consumo específico de energia e da produção ................................................................... 7

Figura 5 - Consumo específico de energia vs. Produção ......................................................................................... 8

Figura 6 – Chapas de características dos transformadores ................................................................................... 10

Figura 7 – Diagrama de carga da instalação .......................................................................................................... 10

Figura 8 – Ligações efectuadas no QGBT ............................................................................................................... 11

Figura 9 - Evolução mensal do consumo e do custo unitário da energia eléctrica ................................................ 12

Figura 10 - Evolução mensal dos custos em energia eléctrica ............................................................................... 13

Figura 11 – Iluminação existente na injecção e no armazém ................................................................................ 15

Figura 12 – Ligações para medições no compressor ............................................................................................. 16

Figura 13 – Chapa de características dos compressores ....................................................................................... 16

Figura 14 - Diagrama de carga eléctrico da central de produção de ar comprimido ............................................ 18

Figura 15 - Diagrama de carga eléctrico da central de produção de ar comprimido fora de serviço (fugas) ....... 19

Figura 16 – Classificação da eficiência dos motores em função da potência (kW) de acordo com IEC 60034-30. 20

Figura 17 – Ligação para medições da força motriz e respectiva chapa de características .................................. 21

Figura 18 - Distribuição típica das perdas num motor de indução em função da carga do motor. ....................... 22

Figura 19 - Variação do rendimento e do factor de potência de um motor de indução em função da carga....... 23

Figura 20 – Característica binário/velocidade de um ventilador e sua curva característica ................................. 25

Figura 21 – Plano de retorno simples para três situações distintas .................................................................. 26

Figura 23 – Correias tipo V e correias dentadas .................................................................................................... 28

Figura 24 – Bateria de condensadores: Ligações B2 disjuntor KM1, KM2, KM3 ................................................... 31



Figura 26 –QF5 barramento, Iluminação, QF3 compressor .................................................................................. 32

Figura 40 – Consumos desagregados detalhados ................................................................................................. 34

Figura 41 – Consumos desagregados por sector ................................................................................................... 34


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Agradecimentos

Agradeço à minha família em particular aos meus Pais e à minha Mulher Carla e ao meu Filho

António pelo apoio prestado na minha evolução pessoal e profissional. Tanto pela confiança

depositada em mim e pelas chamadas de atenção de que fui alvo mas foi graças a eles a Pessoa que

sou hoje

Não posso deixar de agradecer ao Engº José Rodrigues Machado pela sua amizade e dedicação à

causa da Engenharia pelos seus ensinamentos com a vasta experiência que detém.


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Siglas

CEE Consumo Específico de Energia

CIE Consumidor Intensivo de Energia

GE Gestor de energia

GEP Gramas equivalente de petróleo

HC Horas cheias

HP Horas de ponta

HSV Horas de super vazio

HV Horas de vazio

IC Intensidade Carbónica

IE Intensidade Energética

KGEP Quilograma equivalente de petróleo

PC Potência contratada

PHP Horas de ponta

PREn Planos de Racionalização dos Consumos de

Energia

PRI Período de retorno do investimento

QGBT Quadro geral de baixa tensão

RC Energia reactiva consumida

RF Energia reactiva fornecida

RGCE Regulamento de Gestão do Consumo de

Energia

SGCIE Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos

de Energia

TEP Tonelada equivalente de petróleo

URE Utilização Racional de Energia

VAB Valor Acrescentado Bruto

Factores de Conversão

De acordo com os coeficientes de conversão definidos para efeitos de aplicação do Sistema de

Gestão dos Consumos Intensivos de Energia (SGCIE) publicados no Despacho nº17313/2008 de 26

de Junho, indicam-se de seguida os coeficientes adoptados na elaboração deste relatório.

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1 Trabalho desenvolvido

1.1 IDENTIFICAÇÃO DA INSTALAÇÃO

No quadro abaixo é feita um breve resumo de identificação da empresa no qual me encontro como

auditor de energia com vista a redução de consumos de energia da instalação aumentando

consequentemente a competitividade do produto fabricado na Key Plastics Portugal

Quadro 1 – Resumo da Identificação da empresa

Nome ou Designação Social Key Plastics Portugal

Contacto Eng.º Nuno Morganheira

Endereço Parque Industrial de Vendas Novas, Lote 5,

Vendas Novas – 7080 Évora

Email [email protected]

Página Electrónica www.kpp.pt

Classificação da actividade económica

(Rev3)

22292

Recursos humanos 73

Volume de negócios (2009) 5,26 M €

1.1.1 Caracterização da Empresa

A empresa foi criada em 1950 pelo Eng.ºRobert Schmidt em Grevenbrück, tendo sido estabelecida

como uma empresa de reparação de motores eléctricos. A primeira máquina de injecção foi adquirida

em 1964, com a qual deu inicio à entrada no mercado do plástico injectado. Especializou-se em

peças técnicas, resultando num rápido crescimento. Em 1970 comprou a empresa afiliada “Dynamite

Nobel AB”, na qual instalou a sede e onde ainda hoje estão os escritórios principais da Kendrion RSL

Germany GmbH. Em 1980 passou a SARL, sendo o Sr. Reinhart Schmidt o seu único proprietário, o

qual define como principal mercado da empresa a indústria automóvel.Em 1994 foi criada a RSL

Portugal detida a 100% pelo Sr. Reinhart Schmidt. Em 1999 o Grupo RSL foi integrado na Kendrion

N.V. Holding. A RSL Portugal muda o seu nome para Kendrion RSL Portugal, Lda.Em 2004, o Grupo

Kendrion Automotive foi adquirido pelo EMG, e a Kendrion RSL Portugal é integrada no Grupo Key

Automotive Group Affiliate, mudando designação para: Key Plastics RSL Portugal, Lda. No início de

2009 entrou para a estrutura accionista o grupo americano Wayzata, com a designação de Key

Plastics Portugal, S.A..

1.2 ANÁLISE DO PROCESSO OPERATIVO

1.2.1 Caracterização

Trata-se de um processo de injecção de plástico clássico assistida por gás, constituído por 28

máquinas de 30 a 620 toneladas, montagem automática e semi-automática de componentes plásticos

e metálicos. Possui ainda uma estação de ar comprimido, estação de produção de azoto e estação

de refrigeração de águas (chiller).


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1.2.2 Fluxograma

Figura 1 – Fluxograma do processo produtivo

1.2.3 Principais produtos e operações

Os principais produtos e operações são componentes plásticos para a indústria automóvel,

nomeadamente peças para a Autoeuropa.

As peças podem ser resultado de um único processo de injecção ou da montagem de vários

componentes injectados separadamente os quais são montados nas instalações antes do

fornecimento ao cliente final.


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1.2.4 Análise do período de referência (Maio de 2009 a Abril de 2010)

Apresentam-se neste capítulo os consumos energéticos e respectivos custos correspondentes aos

últimos 12 meses: (Maio de 2009 a Abril de 2010).

1.2.5 Consumos energéticos e custos energéticos

Apresentam-se neste capítulo os consumos energéticos e respectivos custos para a empresa

diagnosticada, correspondentes aos valores dos 12 meses mais recentes disponibilizados pela

empresa.

Para além dos quadros 1 e 2, onde constam respectivamente os valores totais e os valores

desagregados por mês, são apresentados os gráficos da repartição dos custos e consumos de

energia. Nestes gráficos os consumos energéticos vêm expressos em GJ e em toneladas

equivalentes de petróleo (tep), de acordo com os coeficientes de conversão definidos para efeitos de

aplicação do Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia (SGCIE)

Quadro 2 - Consumo e custo de energia (Maio de 2009 a Abril de 2010)

De acordo com o consumo anual determinado, 425 tep, a Key Plastics Portugal não se encontra

abrangida pelo Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia – SGCIE (D.L. nº71/2008 de

15 de Abril) no entanto a análise vai ser feita de acordo com a metodologia do SGCIE. O regime

previsto no presente Decreto-Lei aplica-se às instalações consumidoras intensivas de energia (CIE)

que no ano civil imediatamente anterior tenham tido um consumo energético superior a 500 toneladas

equivalentes de petróleo.

Ao ser considerada Consumidora Intensiva de Energia com um consumo anual de energia superior a

500 tep, a empresa terá que elaborar auditorias energéticas com a periodicidade de seis/oito anos,

donde são colhidos os elementos necessários para a elaboração do Plano de Racionalização dos

Consumos de Energia (PREn), que deve prever a implementação, nos primeiros três anos, de todas

as medidas identificadas com um período de retorno do investimento inferior ou igual a 3 ou 5 anos

de acordo com o escalão em que se insere.


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Na tabela em baixo encontram-se compilados os consumos mensais de energia, neste caso apenas energia eléctrica de

acordo com a contabilização feita pelo comercializador de energia.

Comprova-se desta forma que no ano considerado de referência a Key Plastics Portugal não se

enconta abrangida SGCIE já que na totalidade tem 425 tep de consumo anual.

Quadro 3 - Consumos mensais por forma de energia

1.2.6 Relação entre o consumo de energia e a produção

No quadro seguinte apresentam-se a produção, consumos totais e consumos desagregados por

forma de energia, nos 12 meses citados.


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Quadro 4 - Evolução mensal do consumo de energia e da produção

No gráfico da figura seguinte são apresentadas as evolução mensal do consumo de energia e

da produção durante o período de análise.

Figura 2 - Evolução do consumo de energia e da produção

Neste gráfico pode constatar-se que o consumo de energia não acompanha as variações da

produção de forma proporcional. Tal prende-se, essencialmente, com o facto do período de


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facturação não coincidir com a produção ou diversificação da produção.A relação entre o consumo de

energia e a produção de uma empresa, pode ser aproximada, com uma maior ou menor fiabilidade,

por uma função linear do tipo:

(Eq. 1)

Em que E representa a energia total consumida, P a produção e E0 a parcela de energia consumida

independentemente da produção. O declive da recta c é o parâmetro importante, uma vez que

representa o coeficiente de afectação da energia à produção. Assim uma redução no valor de c

corresponde a uma redução da quantidade de energia necessária para produzir uma determinada

quantidade de produto final.O coeficiente de correlação linear da recta (R), quantifica a maior ou

menor discrepância entre os consumos energéticos estimados pela recta e os valores verificados na

prática, para cada produção. Poder-se-á desta forma afirmar, que quanto mais próximo da unidade

for o valor do coeficiente de correlação linear, mais fielmente a recta prevê o valor da energia

consumida, para uma qualquer produção.

Na figura seguinte apresentam-se os pontos consumo de energia vs. produção e a recta obtida

através do Método dos Mínimos Quadrados, baseada precisamente nos 12 pontos correspondentes

aos últimos 12 meses. Apresenta-se também a equação desta recta e o quadrado do valor do

coeficiente de correlação linear (R2).

Figura 3 - Consumo de energia vs. produção

A recta obtida apresenta um coeficiente de correlação linear muito baixo (R=0,40), o que não permite

efectuar previsões dos consumos energéticos da Kep Plastics Portugal com fiabilidade.Este valor não

permite efectuar qualquer previsão já que R ≤ 0,80 e isto deve-se ao período de facturação não

coincidir com a produção ou diversificação de produção.Recomenda-se um procedimento para

controlo das toneladas da produção em conjunto com o consumo mensal de energia.


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1.2.7 Relação entre o consumo específico de energia e a produção

No quadro seguinte apresentam-se a quantidade de produção vendida e os consumos

específicos de energia mensais.

Quadro 5 - Evolução mensal do consumo específico de energia e da produção

O consumo específico de energia (C) determinado no período de referência é 3875,43 kWh/t a

que corresponde 833,71 kgep/t .

No gráfico da figura seguinte são apresentadas as evoluções mensais do consumo específico de

energia e da produção no período de análise.

Figura 4 - Evolução do consumo específico de energia e da produção


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Como se verifica, o consumo específico diminui com o aumento de produção. Existem meses em

que isto não acontece, devendo-se e s t e f a c t o ao período d e f a c t u r a ç ã o não coincidir com

os valores da produção.

Na figura seguinte representam-se os pontos reais relativos ao consumo específico de energia vs

produção, correspondentes aos 12 meses analisados. Apresenta-se também a curva resultante do

tratamento estatístico desses pontos, cuja equação é do tipo:

(Eq 2)

Figura 5 - Consumo específico de energia vs. Produção

Com este gráfico determina-se a relação entre o consumo específico e a produção a dispersão indicia

que existe uma utilização da energia pouco cuidada.

Pode-se ainda verificar que consumo específico mínimo para o funcionamento da instalação é 700

(kgep/t).

1.2.8 Intensidades energéticas e carbónica e consumo específico de energia

No quadro seguinte apresentam-se as Intensidades Energética e Carbónica e o Consumo

Específico de Energia tendo em consideração o Valor Acrescentado Bruto (VAB) do período em

análise e factores de emissão de gases com efeito de estufa (GEE) indicados no âmbito do SGCIE.

Quadro 6 - Intensidades energética e carbónica e consumo específico de energia


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1.3 ANÁLISE DOS SERVIÇOS AUXILIARES

Neste capítulo são analisados os serviços auxiliares necessários para a produção da Key Plastics

Portugal:

Alimentação e distribuição de energia eléctrica

Iluminação

Produção e distribuição de ar comprimido e Força motriz

1.3.1 Alimentação e distribuição de energia eléctrica

A empresa é alimentada em média tensão, recebendo a energia eléctrica da rede pública sob a forma

de corrente alternada trifásica, à tensão nominal de 15 kV entre fases no local de entrega, sendo o

seu consumo contabilizado em média tensão, por intermédio de contador combinado, do qual faz o

processamento tratamento tarifário das grandezas:

Energia e potências activas;

Reactiva indutiva;

Reactiva capacitiva;

A redução de tensão é feita num posto de transformação onde estão instalados, no interior, dois

transformadores do tipo serviço contínuo e arrefecimento natural.Na tabela encontra-se o resumo

tarifário referente à alimentação por intermédio dos transformadores com as características

apresentadas no quadro seguinte bem como as características dos transformadores.

Quadro 7 - Resumo tarifário da Key Plastics Portugal


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Figura 6 – Chapas de características dos transformadores

Foram realçadas as características dos transformadores para evidenciar a sua compatibilização já

que os mesmos trabalham em paralelo. No entanto como devido a produção ter diminuído a potência

instalada é demasiada pelo que vai ser estudado a alternância do funcionamento dos

transformadores por intermédio de manobras no posto de transformação. Com o aumento da vida útil

dos transformadores e redução das perdas do ferro nos transformadores.

Na figura seguinte apresenta-se o diagrama de carga eléctrico da instalação resultante da medição

efectuada no posto de transformação durante 48 horas. O tempo de integração para a

determinação da potência tomada média foi de 15 minutos.

Figura 7 – Diagrama de carga da instalação

Durante o período em questão o valor médio da potência é de 270,25 kW e tem dois transformadores

de 500 kVA cada. Se esta potência média se mantiver ao longo do tempo recomenda-se desligar um


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dos transformadores evitando o valor desperdiçado nas perdas por transformação. Como se trata de

laboração contínua 8760 horas o valor total das perdas por transformação é de 9636 kWh. Sendo o

valor médio da compra da energia de 0,066 €/kWh, o valor correspondente às perdas será de

635,98 €/ano. Neste caso não existe qualquer investimento pelo que esta medida pode ser

implementada de imediato e facilmente.

Em baixo pode ser visualizada a fotografia que a p r e s e n t a medição efectuada. E sta foi depois

repetida para o outro transformador.

Figura 8 – Ligações efectuadas no QGBT

Apresenta-se seguidamente um conjunto de quadros e gráficos caracterizadores da estrutura dos

consumos e custos de energia eléctrica respeitantes ao período de análise.

Quadro 8 - Consumos de energia activa e reactiva e potências tomada e contratada (Maio de 2009 a Abril de 2010)

Na figura seguinte apresentam-se as evoluções dos consumos de energia eléctrica nos 3 períodos

tarifários e do custo médio do kWh.


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Figura 9 - Evolução mensal do consumo e do custo unitário da energia eléctrica

Verifica-se que o consumo eléctrico teve pequenas oscilações, a u m e n t a n d o em p er í o d o s de

m a io r vo lum e d e p rod uçã o . D e re f e r i r u m decréscimo no consumo energético a partir de

Janeiro de 2010 devido a diminuição de produção.

Quadro 9 - Custos de energia activa e reactiva e de potências tomada e contratada (Maio de 2009 a Abril de 2010)

Na figura seguinte é apresentada a evolução mensal dos custos de energia eléctrica e do custo

médio do kWh ao longo do período de análise.


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Figura 10 - Evolução mensal dos custos em energia eléctrica

Verifica-se que o consumo unitário de kWh tem-se mantido praticamente constante, com excepção

de Janeiro de 2010 devido a diminuição de produção.

1.3.2 Utilização da iluminação

Armazém

A iluminação encontra-se a 6 metros de altura, sendo constituída por 10 lâmpadas de 150 W de Vapor

de Sódio de baixa pressão em que a temperatursa de cor é mais amarelada por volta dos 3000 K.

Duas das lâmpadas encontravam-se desligadas. O valor medido com o luximetro varia entre 20 lux e

250 lux em baixo da lâmpada valor que foi suficiente para o tipo de actividade desenvolvida de acordo

com a norma EN 12464-1. Para o presente caso trata-se da colocação dos moldes em posição para a

correcta injecção do plástico.

Pinstalada=10x150W=1500 W


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Injecção

A iluminação encontra-se a 6 metros de altura, sendo tipo Osram HQL 400 W, num total de 44

lâmpadas. Estas lâmpadas já se encontram descontinuadas pelo que deverá ser encontrada uma

alternativa.

Além da potência da lâmpada deve-se considerar 22 W de perdas, por lâmpada, valor típico deste tipo

de lâmpada e balastro associado.

Pconsumida=44x422 W =18568 W

As medições efectuadas por intermédio do luximetro às 12 horas indicam 800 lux com as luzes acesas

e 700 lux com as luzes apagadas.

No plano de trabalho mediram-se às 12 e 30 minutos o valor de 1200 lux com as lâmpadas

12desligadas e a instrução de trabalho no local recomendava 1400 lux.

Armazém de produto acabado

A iluminação encontra-se a 6 metros de altura, tipo fluorescente compacta num total de 56 lâmpadas

de 58 W com um balastro ferromagnético. Estas deviam estar orientadas no sentido das prateleiras

que tem o produto acabado.

Pinstalada =2x56x58 W =6496 W

As medições efectuadas por intermédio do luximetro indicam 750 lux com as luzes acesas e 700 lux

com as luzes apagadas às 14 horas.

Montagem

A iluminação encontra-se a 6 m num total de 49 lâmpadas em conjuntos de duas por balastro.

Pinstalada=2x49x58 W =5684 W no total de todos os balastros.

As medições efectuadas por intermédio do luximetro às 14 e 30 minutos, indicam 650 lux com as luzes

acesas e 600 lux com as luzes apagadas. No plano de trabalho as medições efectuadas 450 lux com

as lâmpadas desligadas e 650 lux com as lâmpadas ligadas.


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Quadro 10 - Comparação entre a utilização de balastro ferromagnético e electrónico

Foram detectadas diversas lâmpadas ligadas durante o dia com o consequente desperdício que isto

implica como pode ser observado na fotografia em baixo.

Figura 11 – Iluminação existente na injecção e no armazém

No armazém de produto acabado a orientação das luminárias devia ser rodada em 90° com o

objectivo da dispersão da luz ser na direcção das prateleiras móveis e uma melhor dispersão da luz.

Recomendações

Os níveis de iluminação devem ser os necessários e suficientes a cada área e/ou processo, de forma

a proporcionar boas condições de trabalho e conforto. Devem ser sempre tomadas em consideração

algumas recomendações gerais que seguidamente se apresentam: Deve tirar-se o máximo partido da

luz natural, a forma de iluminação sem dúvida mais económica. Garantir que as luzes artificiais

existentes sejam desligadas logo que possível.

Manter as janelas e entradas de luz natural devidamente limpas, substituindo as que perderam a

sua eficiência. Verificar a eficiência dos reflectores, limpando-os com regularidade e substituir aqueles

que perderam eficiência. Encorajar o pessoal a desligar a iluminação nas áreas onde não seja

necessária.


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Irá ser tomada a decisão pela União Europeia, a curto prazo, em proibir a venda de balastros

magnéticos standard e magnéticos com muitas baixas perdas e tendencialmente as lâmpadas

fluorescentes T8 irão desaparecer dando lugar às lâmpadas T5, com menor diâmetro, usando

portanto, menos mercúrio, sendo menos agressivas para o meio ambiente e mais eficientes (105

Lm/W vs. 90 lm/W) permitindo economias na ordem dos 20% para lâmpadas de 58 W e com maior

tempo de vida (24 000 h vs. 12 000 h).

1.3.3 Produção e distribuição de ar comprimido

A produção e tratamento de ar comprimido necessário para garantir a total operacionalidade é feita

por intermédio de dois compressores carga vazio. Os compressores são da marca Kaeser e Atlas

Copco com as potências de 30 kW e de 21 kW respectivamente.O que se encontrava em

funcionamento era o do fabricante Atlas Copco e tem Vazio 7,2 kW e em carga 21 kW.O depósito é

de 1 m3=1000 litros e tem um separador água/óleo dos condensados. O compressor Kaeser tem de

operação 10192 h e em carga 6232 h. O factor de carga é assim de 0,611 (61,1%). Nas medições

de temperatura efectuadas obtiveram-se 33 °C no interior e 30 °C no exterior.A extracção e

admissão do ar deve ser melhorada encaminhando a extracção para o exterior e a admissão

deve vir directamente da rua recomendando-se limpeza dos filtros. Na fotografia em baixo podem-se

observar as ligações que foram efectuadas no quadro eléctrico do compressor com vista a obter as

medições do mesmo, bem como a chapa de características dos dois equipamentos.

Figura 12 – Ligações para medições no compressor

Figura 13 – Chapa de características dos compressores


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Quadro 11 - Características dos compressores de ar

Dada a localização da central, o ar de arrefecimento do compressor é lançado para o exterior

não sendo viável o seu aproveitamento térmico.O ponto de captação do ar comprimido deve estar

em local de baixa incidência de calor.

Um aumento de 5 °C na temperatura do ar aspirado implica um aumento do consumo de energia da

ordem dos 1,65%.

Preferencialmente os compressores deverão ser instalados em locais bem ventilados com

captação de ar do ambiente externo. Cuidados adicionais devem ser tomados para o ar muito frio

(abaixo dos 4 °C) não seja aspirado pelo compressor, pois poderá causar o congelamento do

mesmo.

A admissão do ar é deficiente e deve ser feito directamente do exterior, que neste caso não se

verifica, a extracção também deve ser feita de uma forma mais eficiente directamente para o exterior

e não para o interior do compartimento.Na figura seguinte é apresentado o diagrama de carga

eléctrico resultante da medição efectuada à central de produção de ar comprimido durante 48

horas.O tempo de integração para a determinação da potência tomada média foi de 5 minutos.


- 18 -

Figura 14 - Diagrama de carga eléctrico da central de produção de ar comprimido

Durante o período em questão o valor médio da potência é de 30,94 kW.

Sendo o ar comprimido a segunda forma de energia mais utilizada na indústria transformadora, é a

mais cara de todas e, normalmente, a mais deficientemente tratada. Talvez pelo facto de o ar ser

captado à atmosfera acabe por ludibriar os intervenientes nas empresas porque a matéria-prima é

gratuita, mas esquecem-se que há um motor eléctrico a funcionar na unidade compressora, e um

contador de energia a contabilizar os consumos.

Embora se sabia que determinadas fugas de ar comprimido são inevitáveis (e algumas

pertencem ao princípio de funcionamento como é o caso da instrumentação pneumática) e que é

impossível eliminá-las a 100%, a verdade é que, há fugas e fugas.

A verificação periódica das perdas de ar comprimido em todo o sistema, deverá ser feito com a

fábrica parada, quer dizer, sem consumo de ar comprimido, pois a experiência tem demonstrado

que as perdas são da ordem dos 30 a 40% do ar produzido; dever-se-á ter em atenção que para um

caudal de ar a 7 bar, a potência requerida pelo compressor em função de vários tamanhos de fugas

de ar, está representada no quadro seguinte.

Quadro 12 - Fugas do compressor em função do diâmetro do orifício

(Fonte: Ar comprimido industrial, Fundação Calouste Gulbenkian)


- 19 -

Foi possível verificar as fugas de ar comprimido com o parque fora de serviço fazendo uma

medição ao fim de semana. Considerando o custo unitário de 0,066 €/kWh referente ao custo

médio dos últimos doze meses e um período de laboração anual de 8760 horas, a poupança que se

obteria com a eliminação das fugas seria de 33,2 % correspondendo a um perfil base do gráfico

anterior com o valor médio em laboração de 30,94 kW.

No gráfico em baixo podem ser verificado o valor das fugas de ar comprimido que foi considerado

como base para o cálculo anterior.Esta foi medida fora do período de operação tendo como objectivo

separar as fugas do período normal de laboração.

Figura 15 - Diagrama de carga eléctrico da central de produção de ar comprimido fora de serviço (fugas)

O consumo correspondente às fugas de ar comprimido pode ser medido, também de outra forma:

• No reservatório, medindo o tempo de queda no diferencial de pressão, em que o caudal de

fugas é dado por:

(

( )

)

(Eq 3)

Qf – Caudal de fugas (m3/s)

Vr – Volume do reservatório (m3)

Pa – Pressão máxima


- 20 -

Pe – Pressão mínima

Po – Pressão atmosférica

t – Tempo de queda do diferencial de pressão (s)

• No compressor, medindo o tempo de carga num dado período, em que o caudal de fugas

é dado por:

(Eq 4)

Qf – Caudal de fugas (m3/s)

Qe – Capacidade do compressor (m3/s)

t – Tempo durante o qual o compressor laborou em carga (s)

T – Tempo total (carga+vazio) – (Funcionamento+paragem) (s)

Para que a medições das fugas sejam válidas e correctas, têm de ser efectuadas fora dos períodos

normais de trabalho e verificando-se o tempo que demora a ficar vazio o reservatório.

1.3.4 Força motriz

Para esta análise considerou-se a nova norma para a classificação de eficiência energética dos

motores trifásicos de baixa tensão IEC 60034-30. Esta define e harmoniza à escala mundial as

classes de eficiência classes de eficiência têm as seguintes equivalências: IE1, eficiência standart,

equivale a EEF2; IE2, alta eficiência, equivale a EFF1; existem ainda IE3 e IE4, de eficiências ainda

superiores e que não têm correspondência na antiga norma.

Figura 16 – Classificação da eficiência dos motores em função da potência (kW) de acordo com IEC 60034-30.


- 21 -

Os motores identificados são trifásicos assíncronos com a classe de eficiência energética IE1

(EEF2) de acordo com chapa de características do motor na figura 17. Quando forem alvo de uma

reparação ou substituição deve-se considerar a sua substituição por IE2 (EEF1).

Figura 17 – Ligação para medições da força motriz e respectiva chapa de características

Segundo a ADENE (Curso de Gestão de Energia na Industria) as normas a observar para o selecção

e dimensionamento dos motores são as seguintes:

Procedimentos internos de projecto: Devem ser tidos sempre em consideração os seguintes

factores ou considerações energéticas para efeitos de projecto na escolha de um novo motor

eléctrico ou sistema accionado por motor eléctrico

Dimensionamento dos motores: O dimensionamento de motores deve ser feito atendendo

sempre ao seu rendimento, entendendo-se aqui por rendimento de um motor como a razão entre a

potência mecânica disponível no veio do motor e a potência eléctrica fornecida ao motor. O primeiro

critério diz que os motores devem ser dimensionados para funcionarem com um factor de carga

entre 65% e 100%. A prática comum de sobredimensionamento, pela utilização sistemática de

factores de segurança muito elevados (por vezes extensíveis também ao dispositivo actuado pelo

motor) resulta numa menos eficiente operação do motor. Por exemplo, um motor funcionando a

35% da carga nominal é menos eficiente do que um mais pequeno dimensionado para a mesma

carga. Obviamente, algumas situações podem requerer sobredimensionamento para fazer face a

picos de potência, mas para tais casos existem alternativas a considerar, nomeadamente o

dimensionamento correcto do motor com apoio de um pequeno motor auxiliar. Aquando da

comparação entre rendimentos de motor, deve-se utilizar uma medida consistente. O rendimento

nominal (cujo valor aparece na chapa de características do motor) é o mais adequado. O

rendimento nominal é um valor médio obtido através de um teste normalizado de uma amostra de


- 22 -

um do modelo de motor. Para a comparação entre motores deve-se pois usa-se o rendimento

nominal com o factor de carga esperado.Motores para vários níveis de rendimento apresentam

naturalmente uma variada gama de velocidades, correntes de arranque e binários de arranque.

Pode-se seleccionar um motor eficiente que apresente a melhor combinação destes parâmetros. A

selecção do motor deve estar em consonância com os requisitos de desempenho pretendidos

para o sistema de motor. Uma boa especificação deverá definir estes requisitos de desempenho e

descrever o ambiente em que o motor operará. C o m v i s t a a optimizar primeiro critério o

rendimento, o motor deverá ser dimensionado para operar com um factor de carga entre 75% e

80% afinando assim a selecção incial.Outros requisitos de desempenho deverão incluir: potência

do motor e factores de serviço, aumento de temperatura e classe de isolamento, binário de

arranque, intensidade máxima de corrente de arranque, velocidade do motor em operação a plena

carga, tempo de paragem mínimo, inércia de carga e número expectável de arranques, utilização de

Variador Electrónico de Velocidade (se aplicável) e condições ambientais tais como temperatura,

humidade e níveis de poeiras. A Figura 18 mostra a distribuição típica das perdas de um motor de

indução em função da carga. As perdas magnéticas e as perdas mecânicas são praticamente

constantes, não variando com a carga. Pelo contrário as perdas no cobre e as perdas

extraviadas mostram um crescimento substancial (quadrático) com o aumento da carga. A

distribuição das perdas condiciona a variação de rendimento com a carga. Devido às perdas

constantes (soma das perdas magnéticas e das perdas mecânicas), o rendimento dos motores

de indução cai substancialmente para cargas inferiores a 50% da carga nominal, como pode ser visto

na Figura 18. Entre 50% e 100% da carga o rendimento dos motores de indução permanece

aproximadamente constante. O ponto de máximo rendimento ocorre, tipicamente, entre 75 e 100% da

carga, dependendo do projecto do motor.

Figura 18 - Distribuição típica das perdas num motor de indução em função da carga do motor.

O sobredimensionamento excessivo (superior a 30%) dos motores de indução acarreta as seguintes

desvantagens: (a) investimento inicial maior na aquisição do motor e na aparelhagem de comando e

protecção do motor; (b) degradação do rendimento do motor, conduzindo a maiores custos de


- 23 -

funcionamento da instalação; (c) degradação do factor de potência da instalação, com o

consequente aumento dos custos na factura de energia eléctrica ou na necessidade de

aquisição de equipamentos para compensar o factor de potência. Como pode ser visto na Figura

19 o factor de potência decrescecontinuamente com a diminuição da carga, pelo que motores

sobredimensionados contribuem para a redução do valor do factor de potência da instalação.

Figura 19 - Variação do rendimento e do factor de potência de um motor de indução em função da carga

(Fonte: Curso de Gestão de Energia na Industria – ADENE)

O sobredimensionamento pode também conduzir a um aumento da potência mecânica absorvida

pela carga. A velocidade de operação depende da carga aplicada, e a carga imposta a um

motor depende do seu dimensionamento. Por exemplo, um motor de 100 kW com uma carga a

25% poderá ser substituído por um outro de 50 kW com um factor de carga de 50% ou por um de

25 kW com um factor de carga de 100%. Um motor sobredimensionado opera a uma velocidade

maior, devido ao seu menor escorregamento.

Para ventiladores e bombas centrífugas, mesmo uma pequena variação na velocidade de operação

do motor, pode resultar numa significativa variação na carga imposta e no consumo anual de energia.

Por causa das leis de afinidade de bombas e ventiladores, um pequeno aumento na velocidade de

rotação do motor de +1,4% (ex.: 1440 r.p.m. para 1460 r.p.m.) pode resultar em 4% de aumento na

carga de um motor accionando uma bomba ou um ventilador.

Motores de alto rendimento: Sempre que se considerem novas instalações ou substituição de

equipamento avariado ou obsoleto, deverá ser ponderada a utilização de motores de elevado

rendimento. A utilização deste tipo de motores (conhecidos na terminologia inglesa por EEM –

Energy Efficient Motors ou High Efficient Motors) começou por ser incentivada em meados dos anos

setenta na América do Norte, e só nos últimos anos se tem verificado uma penetração crescente

noutras áreas do globo, nomeadamente na Europa. Em Portugal ainda não é muito vista este tipo


- 24 -

de tecnologia, mas é fundamental que as empresas industriais comecem a considerar este tipo de

motores. As características construtivas destes motores assentam basicamente em:

- Utilização de uma laminagem mais fina na construção do núcleo e emprego de aço de baixas

perdas;

- Desenho das ranhuras do estator e do rotor para diminuição da reactância de fugas;

- Aumento dos núcleos rotórico e estatórico para diminuição da densidade de fluxo;

- Diminuição da espessura do entreferro para diminuição da corrente de magnetização;

- Aumento da secção dos condutores dos enrolamentos para diminuição das perdas por efeito de

Joule.

Destas modificações resultam um aumento de peso (pois são mais volumosos) de aproximadamente

15% e de preço de 25% a 35% comparativamente aos motores standards. O razão de serem mais

caros deve-se essencialmente ao facto de usarem uma maior quantidade de matérias-primas,

sendo também algumas de superior qualidade (como por exemplo, cobre). No entanto a melhoria do

rendimento (normalmente de 3 a 4%) em relação aos motores standard, em determinadas condições,

conduz a uma amortização relativamente rápida do investimento adicional.

Os motores de alto rendimento, por terem menores perdas funcionam normalmente a mais baixa

temperatura, o que conduz a uma vida útil mais longa. Por conseguinte, a fiabilidade aumenta,

conduzindo a menores tempos de paragens e a uma redução de custos de manutenção. Menores

perdas também se repercutem em:

- Melhor tolerância a tensões térmicas resultantes de paragens ou arranques frequentes;

- Aumento da capacidade para suportar condições de sobrecarga;

- Melhor resistência a condições anormais de operação, tais como desequilíbrios de fases e

subtensões ou sobretensões;

- Maior tolerância a formas de ondas de corrente e de tensão mais pobres (ex.: harmónicas).

Outros benefícios associados aos motores de alto rendimento traduzem-se em:

- Menor factor de potência que, em média, este tipo de motores apresenta comparativamente aos

motores standards.


- 25 -

- Operações mais silenciosas que muitos destes motores verif icam relativamente aos motores

standards, devido a terem ventiladores mais pequenos

Há contudo aspectos menos positivos no funcionamento de um motor de alto rendimento, que são

causados pela menor resistência do rotor com esta diminuição verifica-se que:

Diminuição do binário de arranque, o que pode trazer problemas em cargas com elevada

inércia, especialmente em situações em que se verifiquem flutuações de tensão

apreciáveis. Recorde-se que o binário de arranque decresce rapidamente com a diminuição

de tensão.

Aumento da corrente de arranque, o que pode ter implicações no dimensionamento da

alimentação e accionamento do motor.

Diminuição do escorregamento, ou seja um pequeno aumento da velocidade do motor. Por

exemplo, motores de 7,5 kW podem apresentar velocidades à plena carga de 1460 r.p.m.

ou 1450 r.p.m., para motores de alto rendimento e standard, respectivamente.

Este facto faz com que, em aplicações tais como bombas e ventiladores, a carga o consumo suba,

anulando uma parte substancial da economia obtida com a introdução do motor de alto rendimento

(ver Figura 20). Recorde-se que a carga das bombas e ventiladores centrífugos cresce

aproximadamente com o cubo da velocidade. Há contudo a possibilidade de evitar este aumento de

carga através de ajustamentos na transmissão, no ventilador ou, sobretudo, utilizando o controlo

electrónico de velocidade.

Figura 20 – Característica binário/velocidade de um ventilador e sua curva característica


Na figura anterior também s e mostra a característica de binário/velocidade de um ventilador. O

ponto de funcionamento é dado pela intersecção das características do motor e da carga, neste caso

o ventilador. Pode ser notado que a velocidade de funcionamento do motor de alto rendimento é

superior à do motor standard.


- 26 -

As situações mais atraentes do ponto de vista económico para instalar motores de alto rendimento

ocorrem nas situações seguintes:

- Instalação de um novo equipamento ou motor. Neste tipo de situação um motor de alto rendimento

é normalmente vantajoso (tempo de recuperação do investimento inferior a três anos) para um

número de horas de funcionamento superior a 2000 horas por ano numa instalação industrial.

- O motor existente avariou. Se o motor existente avariou, precisa de ser rebobinado e se tem um

número elevado de horas de funcionamento por ano, deverá ser considerada a sua substituição por

um motor de alto rendimento.Com a excepção de motores pequenos (com potências inferiores a 5

kW), a reparação de um motor custa cerca de 30 a 50% do preço de um motor de alto rendimento.

Assim a diferença no investimento é significativamente maior do que no caso anterior.

- O motor existente está fortemente sobredimensionado. Nestas condições e se o motor tem um

número elevado de horas de funcionamento por ano, deverá ser considerada a sua substituição por

um motor de alto rendimento com uma potência não excedendo o máximo da potência mecânica

requerida. Esta substituição é particularmente vantajosa em empresas que têm um parque numeroso

de motores instalados. O motor sobredimensionado, depois de ser substituído, pode servir como

unidade de substituição.

A substituição de motor standard que se encontram em bom funcionamento raramente é atraente

do ponto de vista económico pois neste caso o investimento adicional representa 100% do custo do

motor de alto rendimento. A Figura 22 apresenta paybacks simples típicos em 3 situações:

Motor antigo avaria – Instalação de um Motor de Alto rendimento (EEM) versus Reparação

do Motor;

Motor antigo avaria – Instalação de um Motor Standard (STD) versus Reparação do Motor;

Novas aplicações – Instalação de um Motor de Alto rendimento (EEM) versus Motor

Standard (STD).

Figura 21 – Plano de retorno simples para três situações distintas



- 27 -

a) Compra de um novo motor standard (STD) em vez da reparação do velho motor avariado (STD vs Repair);

b) compra de um motor novo de alto rendimento (EEM) em vez da reparação do velho motor avariado (EEM vs.

Reparação);

c) compra de um motor novo de alto rendimento (EEM) em vez da compra de um novo motor standard STD (EEM vs.

STD).

Valores baseados em: 0,06 Euro/kWh; 6000 horas/ano; Factor de Carga = 75%; valores médios Europeus para o

rendimento STD e Preço; Rendimento EEM = Rendimento STD + 3 %; Rendimento de Motor Reparado = Rendimento

STD -1 %; Preço EEM = 1,25 x Preço Motor Standard; Custo de Reparação = 0,4 x Motor Standard.

Para além das situações referidas, a selecção de um motor de alto rendimento é particularmente

indicada aquando da compra de “pacotes” de equipamento tais como compressores, sistemas

AVAC e bombas, em situações de grandes modificações nas instalações ou nos processos, e

como parte de uma manutenção preventiva ou de um programa de conservação de energia.

Velocidade de operação: A selecção de motores eficientes deve ser feita atendendo à velocidade a

plena carga comparável para cargas centrífugas (bombas e ventiladores).

Há que assegurar que o motor é adequado para as necessidades do equipamento accionado. Os

motores de indução têm uma velocidade de operação que é ligeiramente inferior à sua velocidade

de sincronismo. Por exemplo, um motor com uma velocidade de sincronismo de 1500 r.p.m. terá um

funcionamento típico a plena carga a cerca de 1450 r.p.m.. A velocidade de operação do motor (em

r.p.m. à plena carga) é indicada na placa de características do motor a diferença entre a

velocidade de sincronismo e a velocidade de operação é designada por escorregamento. O

escorregamento varia com a carga e o modelo particular de motor.

Cada bomba ou ventilador tem uma velocidade de projecto. Cargas centrífugas de bombas e

ventiladores são extremamente sensíveis a variações de velocidade; um aumento de apenas 5

r.p.m. pode afectar significativamente a operação da bomba ou do ventilador, conduzindo a um

acréscimo de caudal, à redução da eficiência e a um aumento do consumo energético. Sempre que

se proceda à substituição de uma bomba ou d e um ventilador, há que assegurar a selecção de um

modelo com uma velocidade a plena carga (em r.p.m.) igual ou inferior à do motor a ser substituído.

Selecção do rendimento / Classificação EU-CEMEP: Um acordo existente desde 1999, entre a

associação europeia de fabricantes de material eléctrico e electrónica de potência (CEMEP) e a

Comissão Europeia, assegura que os níveis de rendimento dos motores fabricados na Europa

devem ser claramente do conhecimento público. Basicamente estabelece três classes de

rendimentos (Classe I, Classe II e Classe III), dando aos fabricantes de motores um incentivo para a

introdução de modelos de elevado rendimento. Estas classes de rendimentos aplicam-se a motores


- 28 -

trifásicos de indução com gaiola de esquilo de 2 e 4 pólos (400 V, 50 Hz, de classe de

funcionamento S1), com gamas de potência entre 1,1 e 90 kW, que correspondem à maior parcela de

vendas do mercado.

Os rendimentos de motores de 400 V de diferentes fabricantes estão reunidos numa base de

dados, designada de EURODEEM, publicada pela Comissão Europeia.

O accionamento dos ventiladores é feito por correias tipo "V" que podem facilmente ser substituídas

por outras correias mais eficientes, nomeadamente por correias dentadas não síncronas que

apresentam rendimentos 2% superiores e tempos de retorno do investimento muito reduzidos.

Figura 22 – Correias tipo V e correias dentadas

1.4 UTILIZAÇÃO DAS MÁQUINAS DE INJECÇÃO

Foram identificadas duas máquinas que, em relação ao resto da instalação da Kep Plastics Portugal,

que são fontes de consumo de energia.

Na altura da visita uma delas encontrava-se em manutenção, no entanto foi possível medir a máquina

521. Esta tem dois motores de 89,5 kW e no aquecimento do fuso o valor indicado na chapa de

características é de 56 kW, o valor indicado é de 120 cv (hp) total.

As medições efectuadas no quadro de alimentação da maquina indicaram que em vazio consome

30 kW e em carga 101 kW. De notar que a máquina só começou a operar um dia após o início

do trabalho de campo pelo que se pode calcular um desperdício da seguinte forma

= 47,52 €/dia.

1.5 EQUIPAMENTO DE ESCRITÓRIO

O consumo de energia associado às tecnologias informação (TI) aumentou consideravelmente nos

últimos anos. De acordo com previsões recentes [ISI 2003], espera-se um aumento de cerca de 40%

nos próximos 10 anos. Assim, o equipamento de escritório torna-se um dos principais consumidores

de energia (com valores entre 20 e 40% do consumo total) em edifícios de escritórios. Por outro lado,

o potencial de economias de energia economicamente viável pode atingir os 50%, facto que

permitirá reduzir os custos energéticos em cerca de 200€, por posto de trabalho, durante os 5

anos de vida útil do equipamento [Energy-Star].


- 29 -

O aproveitamento integral do potencial de economias de energia pode ser concretizado através

da simples redução do consumo de energia em todos os modos (funcionamento, standby e

desligado) e diminuindo o período activo do modo com maior consumo de energia ou o número

total de horas de funcionamento. Por esse motivo, assume especial importância a opção pela

compra agrupada (“procurement”) de equipamento de escritório energeticamente eficiente bem

como a utilização responsável do equipamento existente. Embora a introdução de equipamento

de escritório “inteligente” apoiada por um sistema de gestão de energia de alta eficiência permita a

utilização racional de energia em edifícios, é igualmente relevante o papel do utilizador das TI na

implementação das medidas adoptadas.

Podem ser alcançadas economias de energia através da selecção apropriada de produtos e

equipamentos energeticamente eficientes, da introdução de um sistema de gestão de energia e da

adopção de boas práticas na utilização dos equipamentos. A viabilidade de determinadas medidas e

o seu impacto em termos de economias de custos depende da dimensão e natureza da actividade

da empresa. Apenas através de uma avaliação do sistema e das necessidades da empresa se

poderá determinar que medidas são simultaneamente aplicáveis e economicamente viáveis. Essa

avaliação poderá ser realizada por um consultor de energia qualificado com experiência em TI ou

pelo staff técnico da empresa.As conclusões da avaliação permitirão identificar as medidas

aplicáveis ao sistema de TI da empresa e incluirão uma estimativa das economias de energia, dos

custos associados à implementação dessas medidas, bem como do período de retorno do

investimento. As conclusões deverão incluir ainda sugestões para a aquisição agrupada de

equipamentos através de compra ou leasing.A selecção de medidas de economia de energia para

as TI na fase inicial de planeamento pode resultar numa significativa redução dos consumos

associados aos sistemas de ar condicionado e de UPS, e permitir a optimização dos custos de

investimento e de funcionamento. Adicionalmente, a eficiente utilização do papel é importante em

termos de economias de energia e de custos de operação. De relevar ainda os sistemas de

etiquetagem existentes, nomeadamente nas áreas da ergonomia (etiqueta TCO) e do ambiente

(etiqueta ECO European).As tabelas seguintes mostram as medidas de eficiência energética

potencialmente mais significativas que poderão ser implementadas. Em cada tabela, as medidas são

apresentadas começando com as de maior impacto potencial e de mais fácil concretização.

Quadro 13 – Selecção de produtos energeticamente eficientes – exemplos

(Fonte: Apontamentos do manual de formação em Gestão de Energia na Indústria – Adene)


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Quadro 14 – Selecção de dispositivos energeticamente eficientes para um grupo de produtos definido – exemplos

(Fonte: Apontamentos do manual de formação em Gestão de Energia na Indústria – Adene)

Quadro 15 - Análise do potencial de economias associado à gestão de energia e ao comportamento dos utilizadores

(Fonte: Apontamento manual de formação de Gestão de Energia na Industria – Adene)

Sendo assim, o desempenho energético deste tipo de equipamentos poderá ser melhorado com a

configuração do Sistema Operativo dos computadores de modo a desligar o monitor após um

período de tempo sem utilização. Por exemplo, quando a opção Protecção de ecrã (screensaver)

está activada não se verifica economia de energia.Quando o software está configurado para poupar

energia, após um período de tempo sem utilização o consumo eléctrico limita-se ao desktop.Feita a

experiência, em termos energéticos, verificou-se ser equivalente desligar manualmente o LCD e

entrar automaticamente em poupança de energia.

1.6 INSPECÇÃO TERMOGRÁFICA PREVENTIVA

Com vista a detecção de eventuais problemas na instalação eléctrica foi efectuada análise

termográfica das principais instalações eléctricas e respectivos quadros. Esta visa incluir no próximo

plano de manutenção geral da instalação fabril reapertos necessário e substituição de cabos devido

ao excessivo aquecimento e degradação precoce dos mesmos.


- 31 -

Na figura em baixo encontram-se identificadas os principais pontos analisados durante a inspecção

de rotina.Pode ser visto da esquerda para a direita a temperatura do mesmo equipamento antes e

depois da intervenção de aperto das uniões aparafusadas com a consequente redução de consumo

de energia.Este procedimento diminui a energia dissipada por efeito de Joule, reduzindo o consumo

de energia e prolongando a vida dos cpomponentes da instalação.Com este tipo de inspecção evita-

se ainda o sobreaquecimento dos condutores que numa situação limite podem arder.

Figura 23 – Bateria de condensadores: Ligações B2 disjuntor KM1, KM2, KM3




- 32 -

Na inspecção termográfica seguinte detecta-se um componente electrico com problemas e que foi

posteriormente substituído.

Figura 26 –QF3 compressor

2 Gestão de Energia

Actualmente, esta unidade não dispõe de qualquer método de gestão de energia, nem mesmo

de contabilização dos consumos de energia. A gestão de energia deve começar pela recolha de

elementos relativos aos consumos e produções dos diversos sectores produtivos, correspondentes

a intervalos de tempo o mais reduzido possível.

O controlo destes dados poderá permitir, quer importantes economias de energia, quer a detecção

de eventuais anomalias no sistema produtivo, quer ainda a previsão de consumos, que será tão mais

fiável quanto mais curtos os intervalos de tempo de análise. É frequente encontrarem-se em muitas

empresas, determinados equipamentos ou sectores responsáveis por uma grande parte do consumo

global, sem que tenham contadores instalados, o que impossibilita a determinação dos respectivos

consumos específicos bem como a detecção de situações de consumos anómalos.

Deste modo, e com o objectivo de se dispor de uma informação constantemente actualizada e de

possibilitar o controlo dos consumos energéticos dos diferentes sectores ou equipamentos de uma

empresa, foi desenvolvido um sistema de gestão de energia denominado Monitoring & Targeting

(M&T) o qual consiste, de uma forma geral, na monitorização constante dos valores de produção e

dos consumos de energia, permitindo definir valores de referência em relação aos quais é possível

detectar eventuais desvios e estabelecer, posteriormente, metas de redução dos consumos

energéticos. A implementação de um sistema de M&T implica determinadas tarefas, consistindo

a primeira na realização de uma auditoria energética na qual é obtida a informação sobre a

produção, os consumos energéticos e os factores que os influenciam. Decorrente da auditoria

energética são definidos os centros de custo de energia, ou seja, os sectores ou equipamentos

em que se justifica aplicar procedimentos de monitorização e de controlo.


- 33 -

Seguidamente, e para os casos em que for necessário, implementar-se-á aos diversos centros de

custos os respectivos contadores de energia e será definido o período de monitorização ou

recolha de dados. Após a instalação dos contadores, proceder-se-á a uma recolha preliminar de

dados cujo objectivo é o de estabelecer os valores do consumo de energia padrão e das metas de

redução dos consumos energéticos. Este consumo de energia padrão é, pois, resultante de um

funcionamento da instalação nas melhores condições, pelo que um desvio significativo do seu valor

alerta para a ocorrência de algo anormal, sugerindo o início de um processo de investigação com

vista a detectar o motivo da anomalia e a actuar rapidamente de forma a restabelecer o valor do

consumo de energia padrão.

De uma forma geral, e baseado na experiência adquirida na implementação deste tipo de sistemas

de gestão de energia, pode-se dizer que as economias típicas alcançadas e decorrentes

exclusivamente do processo da constante monitorização e controlo dos consumos de energia reais

e do consumo de energia padrão, são de 3% nos consumos eléctricos e de 5% para as restantes

formas de energia.

2.1 DESAGREGAÇÃO DE CONSUMOS POR SECTOR DE ACTIVIDADE

O resultado das medições efectuadas na Key Plastics Portugal em termos do valor global de

consumo da instalação é o seguinte:

Quadro 16 – Consumos por sector de actividade na Key Plastics Portugal


- 34 -

Por forma a permitir a visualização dos consumos por parte da empresa foi elaborado o seguinte

gráfico:

Figura 27 – Consumos desagregados detalhados

Os dados podem ser assim condensados em cada sector de actividade de acordo com o fluxograma

do processo fornecido pela empresa.

Quadro 17 – Consumos desagregados por sector

Como resultado final da presente auditoria obtêm-se o gráfico em baixo que individualiza

sectorialmente os consumos face ao consumo total da empresa.

Figura 28 – Consumos desagregados por sector


- 35 -

2.2 RESUMO DAS POTÊNCIAIS ECONOMIAS

No quadro seguinte, apresentam-se potenciais as economias identificadas durante o diagnóstico

efectuado à empresa.

Quadro 18 – Resumo das economias identificadas durante o diagnóstico

Das medidas de economia preconizadas destaca-se a iluminação do sector da injecção está ligado

durante o dia já que as entradas de luz natural estão sujas, recomenda-se portanto a sua limpeza

traduz-se numa economia de 11768 Euros.

Se o total das medidas propostas traduz-se numa redução da factura energética de (164.706-

18.391) = 146.315 Euros, correspondendo a 11 % dos custos energéticos totais da Key Plastics

Portugal dos últimos doze meses.

Em termos de energia primária a economia estimada é de 59 tep, 11 % do consumo global da

empresa, correspondendo à redução de emissão de Gases com Efeito de Estufa em 136 t de CO2.

Caso fossem implementadas as medidas aqui preconizadas o consumo específico de energia da

Key Plastics Portugal passaria de 3921,6 kWh/ t (843,7 kgep/t) para 3483,7 kWh/t (749,5 kgep/t),

considerando as produções e consumos do período de análise a que diz respeito este trabalho.

3 Conclusões e Recomendações

Assim no final desta auditoria, e com vista à redução de consumo de energia eléctrica por parte da

Key Plastics Portugal, recomenda-se um reforço das rotinas de manutenção no ar comprimido e

implementação de procedimentos internos com monitorização da redução de consumo de energia do

mesmo.

A iluminação da injecção deve ser só ligada quando a luz natural não for suficiente. É de notar que o

tipo de iluminação utilizado vai ser retirado do mercado e que existem soluções mais eficientes

implicando um estudo luminotécnico mais aprofundado.

Devido à redução da produção os transformadores não se encontram na sua capacidade máxima,

sendo apenas um suficiente para fornecer a energia eléctrica para a instalação. Estes como estão em


- 36 -

paralelo podem ser utilizados em alternância com vista a reduzir as perdas no ferro e prolongar a vida

útil dos mesmos.

As máquinas de injecção mais antigas requerem uma manutenção mais cuidada pois, de acordo com

a “curva da banheira”, no final da vida útil começam a surgir problemas. Nomeadamente o que foi

detectado na M 521 em que existia um circuito que tinha um shunt directo e accionava

automaticamente a resistência do fuso sem dar qualquer aviso ao operador e que só após algumas

medições foi possível detectar tal anomalia.

Se todas estas medidas e premissas forem cumpridas pode ser obtida uma redução de 11% no

consumo de energia eléctrica com o consequente aumento de competitividade da empresa. Salienta-

se que todas as medidas elencadas anteriormente não representam qualquer investimento para a

Key Plastics Portugal.

22 de Setembro de 2011


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4 Bibliografia

Bibliografia Consultada

Krarti, Moncef – Energy Audit of Building Systems – CRC

Doty, Steve – Comercial Energy Auditing Reference Handbook – CRC

Ribeiro de Sá, André – Gestão de Energia e Eficiência Energética - Publindustria

Merino, José Maria – Eficiência Energética Eléctrica – URMO S.A

Ramage, Janet – Guia da Energia – Monitor

Wulfinghuff, Donald – Energy Efficiency Manual – Energy Institute Press

Mattos, Mario – Apontamentos de Auditorias Energéticas –P.G. Energia ISQ

Oliveira, Fernando – Checklist para Auditorias Energéticas – Adene

Thumann,Al; Younger,J; Niehus, Terry; Handbook of Energy Audits – Taylor & Francis

Calau, Paulo; Carneiro, Jorge; Oliveira, Fernando - Apontamentos do Curso de Gestão de Energia na

Industria – Adene

Novais, José – Ar Comprimido Industrial – 2ª Edição – Fundação Calouste Gulbenkian

Legislação Consultada

DECRETO-LEI N.º 71/2008 MINISTÉRIO DA ECONOMIA E INOVAÇÃO - Diário da República, 1.ª série — N.º

74 — 15 de Abril de 2008.

PORTARIA N.º 519/2008 MINISTÉRIO DA ECONOMIA E INOVAÇÃO - Diário da República, 1.ª série — N.º

121 — 25 de Junho de 2008.

DESPACHO N.º 17313/2008 DIRECÇÃO-GERAL DE ENERGIA E GEOLOGIA - Diário da República, 2.ª série —

N.º 122 — 26 de Junho de 2008.

DESPACHO N.º 17449/2008 DIRECÇÃO-GERAL DE ENERGIA E GEOLOGIA - Diário da República, 2.ª série —

N.º 123 — 27 de Junho de 2008.

PORTARIA N.º 1530/2008 MINISTÉRIOS DAS FINANÇAS E DA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA E DA ECONOMIA E

INOVAÇÃO - Diário da República, 1.ª série — N.º 250 — 29 de Dezembro de 2008.

DECRETO-LEI N.º 319/2009 MINISTÉRIO DA ECONOMIA E INOVAÇÃO - Diário da República, 1.ª série — N.º

213 — 3 de Novembro de 2009.

Sites Consultados

http://www.adene.pt, Agência para a Energia.

http://www.dgge.pt/ Direcção Geral de Energia e Geologia

http://www.adene.pt/

http://www.apambiente.pt/

http://www.dgge.pt/

Documents

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