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Como economizar energia na indústria? Sete grandes dicas de eficiência energética industrial para reduzir custos e aumentar lucros!

eficiência energética na indústria: torre de energia

Ter eficiência energética na indústria significa produzir mais com menos energia. Portanto, economizar na conta de luz e reduzir custos!

No setor industrial, responsável por 31,7% do consumo energético do Brasil, o impacto da adoção de medidas para a redução do consumo é enorme.

Isso porque a energia elétrica é um insumo que representa mais de 40% dos custos na produção industrial brasileira. (Fonte: Firjan/Agência Brasil)

“Gastando menos energia, a indústria diminui o custo final dos seus produtos, o que gera reflexos globais na economia do país, além de contribuir para o equilíbrio da matriz energética nacional” – explica Osmar Nascimento Costa, sócio da OMS Engenharia.

Nesse post, veremos as sete principais medidas de eficiência energética industrial para melhorar o desempenho do seu negócio.

Sete dicas para reduzir a conta de luz na indústria

De acordo com a Confederação Nacional da Indústria (CNI), motores elétricos, refrigeração, ar comprimido e iluminação representam mais de 50% dos custos com energia elétrica nas empresas.

São portanto, setores essenciais – os que mais consomem! E que devemos observar para aumentar a eficiência energética na indústria.

Reunimos aqui as dicas para evitar o desperdício e reduzir o consumo em sete sistemas vitais à produção industrial. Vamos a eles?

1. Cuide dos motores elétricos

Investir em motores de alta eficiência energética é o ideal para reduzir o consumo de energia. Enquanto não houver viabilidade financeira para isso, uma série de rotinas pode ser incorporada à produção industrial para evitar o desperdício.

  • Desligue os motores de máquinas fora de operação.
  • Realize a manutenção das máquinas para evitar mau funcionamento, o que eleva o consumo.
  • Para isso, verifique periodicamente se os dispositivos de ignição estão adequados, bem como o alinhamento dos motores. Também se há ruídos e vibrações e se os mancais estão devidamente lubrificados.
  • Motores industriais devem funcionar, preferencialmente, com 75% a 90% de sua potência nominal.
  • Ou seja: não utilize motores superdimensionados, grandes demais para a carga habitualmente utilizada.
  • E ajuste sempre a potência dos motores para o carregamento atual.
  • A velocidade também precisa ser ajustada à necessidade. Se não houver essa afinação, pode ocorrer geração de energia reativa – que eleva o consumo.
  • Por isso é recomendado o uso de motores assíncronos em processos que exijam variação de velocidade.
  • E a implantação de comandos eletrônicos, que podem ser empregados para ajustar a velocidade às variações de carga.
  • Avalie a qualidade da energia que circula no sistemas, pois a corrente elétrica deve estrar equilibrada nas três fases, e não pode haver variações de tensão.

Programa de eficiência energética em Curitiba: máquina industrial

2. Iluminação x eficiência energética na indústria

Em primeiro lugar, a iluminação deve estar adequada ao tipo de atividade realizada pela empresa, bem como às suas rotinas de produção.

O cálculo luminotécnico é essencial para adequar a quantidade e o tipo de luz às variadas atividades, de acordo com a legislação brasileira.

Isso evita multas e perda de eficiência energética nas indústrias.

Feito esse cálculo – que define a luz ideal para cada ambiente – é possível adotar medidas de redução do consumo.

Entre elas:

  • Setorizar a iluminação por áreas da empresa.
  • Instalar circuitos independentes para cada setor. Assim o tipo de iluminação pode ser adequado às atividades em cada circuito, evitando a falta ou o excesso de luz.
  • Aproveitar a iluminação natural o máximo possível.
  • Utilizar relés automáticos para regular a quantidade de lâmpadas acesas de acordo com a variação da luz natural.
  • Utilizar sensores de presença que desligam automaticamente as luzes em ambientes desocupados.
  • Instalar sistemas que expulsem para fora o calor gerado por lâmpadas. Isso evita a utilização de ar-condicionado para resfriar o ambiente, o que causaria elevação no consumo de energia.
  • Substituição de lâmpadas que produzem calor, como as incandescentes, pela tecnologia LED. Além de serem mais duradouras, luminárias de LED não perdem energia elétrica na forma de calor, como ocorre com outros tipos de lâmpadas. Por isso são 90% mais econômicas. Veja os detalhes em nosso post que compara a eficiência dos variados tipos de iluminação.

eficiência energética na indústria: lâmpada ineficiente

3. Refrigeração x eficiência energética industrial

Há variados tipos de resfriamento industrial.

Alguns utilizam água gelada como agente resfriador. E esta é transportada para os variados processos produtivos.

Outros contam com um evaporador que retira o calor do ambiente a ser resfriado, como nas câmeras frigoríficas.

Para reduzir o consumo de energia elétrica, cada um deve possuir um protocolo de manutenção preventiva que avalie os itens necessários à eficiência energética nas indústrias.

Mas em linhas gerais, todos os tipos de refrigeração podem ter menor consumo de energia com as medidas a seguir.

  • Utilize lâmpadas eficientes em câmaras frias, refrigeradores ou sistemas de resfriamento. E mantenha o índice de iluminância ideal para eles (200 lux).
  • Evite proximidade a fornos, estufas, irradiação solar direta ou outra fonte de calor.
  • Recicle o calor que é removido de ambientes refrigerados. Ele pode ser acumulado e direcionado a processos que demandem aquecimento. Isso ocorre por meio da instalação de trocadores ou bombas de calor.
  • Da mesma forma, a água gelada pode ser aproveitada com sistemas de acumulação térmica.
  • Regule o termostato de acordo com as especificidades dos produtos e processos, para evitar resfriamento e consumo além do necessário. Faça a manutenção frequente dos termostatos.
  • Armazene produtos que demandem a mesma temperatura em cada câmara.
  • Mantenha portas e antecâmaras fechadas e bem vedadas. Se não houver antecâmara, adote uma cortina de ar.
  • Conserve em bom estado a resistência de aquecimento dos evaporadores no congelamento, já que o gelo isola a troca de calor.
  • Mantenha na medida correta água gelada, vazão de ar e fluido frigorífico.

4. Ar comprimido sem vazamento!

Sistemas de ar comprimido são amplamente utilizados em linhas de produção industrial, e por isso precisam de mecanismos de eficiência energética.

De um lado, são empregados para transmitir e armazenar energia em processos mecânicos alimentando equipamentos pneumáticos, limpando peças sob pressão ou resfriando componentes da fabricação.

De outro, são insumos que fazem parte ativa do processo de fabricação, reagindo com componentes de fórmulas industriais.

É o caso do ar comprimido que provoca reações na indústria química, farmacêutica, de alimentos, de eletrônicos e semicondutores. Ou mesmo do ar preparado para procedimentos hospitalares.

eficiência energética na indústria: imagem de indústria química

Veremos agora como evitar desperdícios e aumentar a eficiência energética industrial em relação a compressores de ar

  • Faça a manutenção e verifique periodicamente o estado físico do circuito de arrefecimento e a geração dos compressores. Isso porque compressores com vazamentos internos e desgastes em válvulas e anéis consomem mais energia e são menos eficientes na produção de ar.
  • Realize a limpeza periódica dos filtros de ar e de filtros separadores de óleo. Ajuste sempre as correias de acionamento.
  • Evite estação redutora de pressão centralizada.
  • Drene periodicamente o reservatório central.
  • Verifique se há vazamentos de água do sistema de arrefecimento de todos os subsistemas de ar comprimido (compressores, condensadores, desumidificadores e resfriadores).
  • As tubulações da distribuição devem ter preferencialmente os mesmos diâmetros. E ser curtas, tanto quanto possível.
  • Quanto menos curvas houver no trajeto da geração à distribuição, melhor.
  • A tubulação mestra deve ser dimensionada para perda de carga máxima de 0,08 kg/cm2 para cada 100m de tubulação.
  • Controle se não há perda de pressão entre o reservatório central e o mais distante ponto de utilização. A perda de pressão máxima admissível é de 0,3 kg/cm².
  • Remova ramais inoperantes, para que não gerem acúmulos, perdas e vazamentos.
  • O valor máximo admissível para vazamentos é de 5% para indústrias de médio porte e 10% para indústrias pesadas (como caldeirarias e construção civil).
  • Evite fugas de ar que reduzem e eficiência energética nas indústrias utilizando válvulas de bloqueio com solenoides.
  • Para evitar perdas gerando fluxo de ar compatível com a necessidade, use válvulas de controle de fluxo.
  • Reduza perdas por condensados realizando tomadas de ar para os ramais secundários por cima da tubulação principal. E perto dos equipamentos, para evitar longos trajetos.
  • Drene condensados e evite sua acumulação inclinando a rede 5 mm a 10 mm por metro linear.
  • Trate a água do subsistema de resfriamento.
  • Prefira circuitos regenerativos de arrefecimento.
  • Limpe os intercoolers.

5. Transformadores e geradores sem desperdício

Enquanto os geradores garantem a continuidade das atividades em caso de interrupção no fornecimento de energia, os transformadores adequam a eletricidade comprada ao uso industrial.

Utilizados para elevar ou baixar tensão e corrente elétricas, os transformadores tornam a energia recebida da concessionária própria para o uso, distribuindo-a aos circuitos industriais de acordo com a especificidade dos equipamentos.

Normalmente, a energia é recebida em alta tensão e baixa corrente, pois isso evita perdas ao sistema elétrico nacional.

Ao chegar à indústria, a tensão precisa ser reduzida pelo transformador, por segurança.

Destarte, tanto os transformadores quanto os geradores são equipamentos vitais. E ambos podem desperdiçar energia, reduzindo a eficiência energética na indústria, se não estiverem em boas condições ou forem utilizados de modo inadequado.

eficiência energética na indústria: gerador industrial

Por isso:

  • Utilize 30% a 80% da potência nominal do transformador para garantir boa faixa de rendimento e longevidade ao equipamento.
  • Tire de operação os transformadores e geradores muito antigos, pois os modernos são mais eficientes.
  • Evite perdas desligando da rede transformadores que não forem utilizados em períodos de até uma semana.
  • Da mesma forma, evite “operar no vazio”. Ou seja, quando houver mais de um transformador ou gerador, acione o que for suficiente para a carga em operação.
  • Ou seja, desligue transformadores e geradores quando a indústria não estiver em operação. Como em períodos noturnos e finais de semana.
  • Avalie ter transformadores e geradores menores para setores que funcionam isoladamente ou com a indústria parada. É o caso dos setores de vigilância, limpeza ou iluminação nos finais de semana. Ou mesmo alguma parte do processo que precise de calor ou resfriamento. Assim, o tamanho do transformador é adequado à carga utilizada, evitando-se desperdício.
  • Havendo mais de um transformador/gerador, distribua bem as cargas do sistema elétrico para cada um, de forma que não operem em baixa carga.
  • A manutenção periódica desses equipamentos evita pontos de aquecimento e deterioração que geram desperdício. É o que mostramos em nosso post sobre a troca do óleo e cuidados com transformadores.

6. Ar condicionado

Indústrias e empresas dependem de sistemas de ar condicionado para manter a qualidade do ar quanto à temperatura, limpeza, umidade e movimentação.

Esses fatores são de extrema importância tanto para garantir conforto aos funcionários e aumentar a produtividade quanto para processos específicos.

É o caso de setores que demandam controle térmico, como data centers. Ou indústrias como a têxtil, que precisa controlar a umidade do algodão. Também salas limpas e áreas de teste de qualidade que demandam condições específicas de temperatura.

Ao passo que se torna fundamental em muitas operações, o uso de aparelhos de ar condicionado costuma representar alto consumo elétrico.

Por isso representa impacto na eficiência energética de indústrias e empresas.

eficiência energética na indústria: ar-condicionado

Algumas ações podem ajudar!

  • Acione o ar-condicionado uma hora após o início do expediente. E desligue-o uma hora antes do seu encerramento.
  • Controle a entrada de ar externo quanto estiver frio ou em dias quentes. Verifique inclusive se não há penetração de ar intruso a partir de dutos e ventiladores.
  • Instale avisos lembrando os funcionários de manterem as portas e janelas fechadas.
  • Desligue o ar em ambientes desocupados.
  • Mantenha a temperatura ambiental entre 22°C e 24°C, considerada faixa que traz maior conforto térmico.
  • Substitua aparelhos em que a relação entre BTU/h e Watts – ou seja, potência/consumo ­– seja baixa.
  • Faça a manutenção frequente nos equipamentos, observando sempre: alinhamento e tensão de correias, lubrificação de mancais dos motores e limpeza da torre de refrigeração Também limpeza dos aparelhos instalados em janela, limpeza de filtros. E verifique se o tratamento de água e condensação estão adequados ou se há vazamento de fluido da refrigeração.
  • Limpe sempre os ventiladores.
  • Observe o compressor. Ele indica mau funcionamento quando há, por exemplo, acionamento contínuo ou paradas bruscas. Verifique se está bem vedado, para evitar perdas.
  • Quando possível, use cortinas ou persianas em janelas de áreas refrigeradas, para que o sol não prejudique o desempenho.

7. Avalie as instalações elétricas de sua indústria

Para aumentar a eficiência energética nas indústrias, as instalações elétricas precisam estar em condições adequadas.

Dois tipos de avaliações podem ser feitas visando a adoção das medidas necessárias para reduzir o consumo:

eficiência energética na indústria: análise para laudo com FLuke

Vários tipos de distúrbios energéticos provocam perdas que elevam o consumo de energia. E podem ser identificados na manutenção preditiva e no laudo elétrico.

Os problemas estruturais que geram desperdício e comprometem a eficiência energética das indústrias englobam transformadores, disjuntores, chaves e fusíveis. Também contadores de energia, barramentos e cabos que conduzem a energia aos diversos pontos de utilização, como tomadas e outros componentes.

Efeito Joule

Em todos esses dispositivos da instalação, a eletricidade oferece certa resistência à sua passagem.

Mais precisamente, essa resistência é provocada pelo encontro dos elétrons da corrente elétrica com as paredes dos condutores e outros aparatos.

Nesse choque de partículas, a energia cinética da eletricidade é transformada em energia térmica. Ou seja, em calor que é dissipado, gerando desperdício de energia.

Se os dispositivos da instalação elétrica não respeitarem as especificações corretas ou estiverem em mau estado de conservação, essa resistência aumenta e gera perdas de energia consideráveis.

É o chamado “efeito Joule”, que provoca aquecimento e elevação do consumo, aumentando a conta de luz e reduzindo a eficiência energética industrial.

Sobrecarga

Da mesma forma, a sobrecarga dos circuitos elétricos pode elevar o consumo e causar curtos e danos a equipamentos e à edificação.

A sobrecarga ocorre quando há máquinas eletrônicas em excesso para a capacidade do sistema.

É um problema comum às empresas que aumentam a produção e precisam adquirir novas máquinas.

Nesses casos, é necessário o redimensionamento das instalações industriais para a nova carga, prevendo ampliações futuras.

Em algumas situações, o retrofit  –  reforma do layout elétrico – pode ser necessário. Veja um exemplo nesse vídeo aqui, que mostra o caso que uma fábrica que estava com a produção ameaçava e precisou reformular suas instalações elétricas.

 eficiência energética na indústria: trabalhador industrial

Fuga de corrente

Além de perigosas, as fugas de corrente geram perda de energia e elevação na conta de luz. Podem ser causadas por emendas de condutores com falha no isolamento, fios desencapados, conexões malfeitas ou mesmo aparelhos defeituosos.

Algumas medidas podem ser tomadas para evitar perdas e aumentar a eficiência energética industrial com relação a efeito Joule, sobrecarga e fuga de corrente.

  • Fazer a manutenção elétrica preventiva para identificar pontos de sobrecarga, fuga de corrente ou sobreaquecimento.
  • Substituir condutores superaquecidos por outros com bitola superior.
  • Distribuir as cargas para variados circuitos.
  • Efetuar o balanceamento das redes trifásicas.
  • Reduzir o comprimento dos condutores em baixa tensão para evitar longos percursos de resistência ( que ocasionam perdas pela geração de calor).
  • Reduzir cargas indutivas, que geram desperdício, usando cargas de operação compatíveis com a potência nominal dos equipamentos.
  • Movimentar grandes cargas em alta tensão, para evitar perdas.
  • Utilize transformadores nos locais de grande consumo.
  • Para evitar fuga de corrente, certifique-se de que emendas de cabos estejam sempre em caixas de passagem e derivações.
  • Os condutores emendados precisam ter a mesma bitola. Do contrário, pode haver curtos-circuitos e perdas de energia.
  • Verifique também se emendas e conexões utilizam conectores apropriados.
  • Distribua equilibradamente as cargas nas várias fases. Isso pode evitar queima de fusíveis, desligamentos de disjuntores, mau funcionamento dos equipamentos e aquecimento nos condutores de energia. Todos afetam a produtividade e reduzem a eficiência energética nas indústrias e empresas.

 Baixo fator de potência

Instalações elétricas mal dimensionadas, com distúrbios de energia ou mau aproveitamento de máquinas e transformadores podem ter baixo fator de potência.

Isso significa que geram muita energia reativa e possuem baixa eficiência energética.

Além de consumirem mais energia, empresas com baixo fator de potência pagam altas contas de luz. Isso porque são penalizadas pelas concessionárias por força de lei.

Este post explica o que é a energia reativa e como ela gera desperdício. 

Veja também nosso vídeo sobre baixo fator de potência!

As soluções indicadas para reduzir o fator de potência são, basicamente:

  • Fazer o estudo das instalações com um laudo elétrico, levantando as causas do baixo fator e estudando as rotinas da empresa.
  • Corrigir fatores de ineficiência como a operação de motores no vazio, superdimensionados ou com baixa carga, pois essa prática gera muita energia reativa.
  • Substituir lâmpadas que geram energia reativa por outras mais eficientes.
  • Instalar um banco de capacitores é a solução mais empregada para corrigir o baixo fator em indústrias com alta energia reativa.

Conclusão

O primeiro passo para aumentar a eficiência energética na indústria é elaborar o laudo das instalações elétricas, a fim de que os problemas possam ser compreendidos em sua origem.

“Muitas vezes, a correção depende mais de mudanças de hábitos e rotinas do que de investimentos ou equipamentos em si” – explica Osmar Costa.

Após a detecção dos problemas, um programa de eficiência energética bem elaborado por especialistas deve ser implantado para eliminar perdas em todos os setores da produção.

Como mostramos neste post aqui,  além de reduzir o desperdício,  medidas de eficiência ajudam empresas a economizar energia, reduzindo a conta de luz em 70% a 90% (quando combinadas à geração fotovoltaica)!

Um cafezinho conosco e podemos explicar tudo o que você precisa saber para revolucionar a eficiência energética de sua empresa! Um abraço com muita energia e até breve!