ee06 dimensionamento econômico ambiental condutores elétricos estudos casos

7/24/2019 EE06 Dimensionamento Econmico Ambiental Condutores Eltricos Estudos Casos

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Estudos de CasosEdifcio de escritrios |Hospital |Shopping Center |Hotel

Um caminho paraeconomizar energia

e preservar o

meio ambiente.


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DIMENSIONAMENTO ECONMICO E AMBIENTAL DE CONDUTORES ELTRICOSEstudos de Casos

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Int roduo

A funo de um cabo de potncia conduzir a energia eltrica da forma

energeticamente mais eficiente e ambientalmente mais amigvel possvel desde a fonte at

o ponto de utilizao. No entanto, devido sua resistncia eltrica, o cabo dissipa, na

forma de calor (perda joule), uma parte da energia transportada. Em consequncia, essa

perda ir gerar uma energia adicional que contribuir para o acrscimo da emisso de

dixido de carbono CO2 na atmosfera.

A energia dissipada por estes cabos precisa ser paga por algum, transformando-se

assim em um acrscimo nos custos operacionais do equipamento alimentado e da instalao

eltrica como um todo. Esta sobrecarga financeira se estende por toda a vida til da

edificao. O custo da energia tem um peso cada vez mais importante nos custos

operacionais das edificaes comerciais e industriais. Neste sentido, todos os esforos

possveis devem ser feitos para conter gastos desnecessrios.

Dimensionamento tcnico de condutores eltricos:

Ao longo dos anos, tem sido utilizado o mtodo tradicional de determinao da

seo de um condutor eltrico conhecido por dimensionamento

tcnico. Esse mtodo aquele no qual so aplicados os

requisitos das normas ABNT NBR 5410 Instalaes eltricas de

baixa tenso e ABNT NBR 14039 Instalaes eltricas de mdiatenso. Os requisitos de ambas as normas consideram: a seo

nominal mnima do condutor; capacidade de conduo de

corrente do condutor em regime permanente; queda de tenso

no condutor; proteo do condutor contra sobrecarga; proteo

do condutor contra curto-circuito.

importante destacar que o dimensionamento tcnico do condutor resulta quase

sempre na menor seo nominal possvel que no comprometa a segurana, a qualidade e

a durabilidade da instalao eltrica. No entanto, quanto menor a seo do condutor,

maior a sua resistncia eltrica e, consequentemente, maior a perda de energia (joule) aolongo do circuito.

Dimensionamento econmico de condutores eltricos:

possvel reduzir a perda de energia (joule) e a consequente emisso de CO 2 a

valores insignificantes, aumentando-se a seo do condutor. No entanto, como isto significa

um aumento no custo inicial do cabo, seus acessrios, linhas eltricas e mo de obra de

instalao, tende-se a anular a economia conseguida pela melhoria da eficincia na

distribuio.

O compromisso entre estas duas variveis (reduo nas perdas versus aumento do

custo inicial da instalao) obtido pela aplicao dos critrios apresentados na normaABNT NBR 15920:2011 Cabos eltricos Clculo da corrente nominal Condies de

operao Otimizao econmica das sees dos cabos de potncia.


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Clculo da seo econmica que resulta em eficincia energtica ABNTNBR 15920:2011 Cabos eltricos Clculo da corrente nominal Condies de operao Otimizao econmica das sees dos cabos depotncia.

Metodologia para o clculo das emisses de CO2 pelos condutores eltricos

apresentada na publicao do Procobre intitulada Dimensionamento

Econmico e Ambiental de Condutores Eltricos e baseada no estudo"Estimation of CO2 Emissions Reduction Resulting from conductor sizeincrease for Electric Wires and Cables, Kazuhiko Masuo, Nobukazu Kume,Takehisa Hara; IEEE Japan, 2007.

Os clculos realizados nestes estudos foram efetuados com o softwarede dimensionamento econmico e ambiental de condutores eltricosdesenvolvido pelo Procobre e disponivel para download gratuito emwww.leonardo-energy.org.br

Dimensionamento ambiental de condutores eltricos:

Ao longo do ciclo de vida dos fios e cabos eltricos, as mais significativas emisses

de CO2 so produzidas quando os condutores transportam a energia eltrica, sendo

relativamente pequenas na fase de fabricao e descarte desses produtos.

Existe uma metodologia bem estabelecida para o clculo das emisses de CO 2 pelos

condutores eltricos que apresentada na publicao do Procobre intitulada

Dimensionamento Econmico e Ambiental de Condutores Eltricos.

Estudos de casos:

A seguir so apresentados estudos de casos de edificaes de diferentes finalidades

onde foi aplicado o critrio de dimensionamento econmico e ambiental dos condutores

eltricos.

Neste estudo, o dimensionamento pela NBR 15920 (chamado de DEAC) foi realizado

nos circuitos com S 10 mm2.

O objetivo dos estudos verificar a variao de custos das obras e o impacto na

emisso de CO2 com e sem a aplicao dos dimensionamentos econmicos e ambientais de

modo a fornecer subsdios aos profissionais responsveis pelo planejamento e operao das

redes eltricas em geral para que se decidam pela aplicao dos critrios.


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Caso 1: Edifcios de escritrios (60.000 m2)

Resultados obtidoscom a aplicaodo novo conceito

Economia de energiaeltrica em 50 anos= 93.836 kWh.

Ganho ambiental

(quantidade de CO2 que

deixou de ser emitido naatmosfera) em 50 anos= 23,4 toneladas.

Aumento no custo inicialtotal da obra = 0,028%.

Descrio:Este projeto inclui uma torre de escritrios com 11 pavimentos e outra torre de

escritrios com 13 pavimentos que compartilham o mesmo pavimento trreo e subsolos,com rea total construda de 60.000 m2.

Neste projeto, os circuitos eltricos foram dimensionados originalmente peloscritrios da norma NBR 5410.

Principais parmetros considerados no estudo: Taxa de capitalizao (juros) = 6%.Vida econmica da instalao = 50 anos.

Nmero de horas de operao do circuito por ano = 3600 h (operao dos circuitos comcorrente mxima por 12 horas por dia x 300 dias por ano).

Tarifa de energia eltrica = tarifa verde, AES Eletropaulo. Nmero total de circuitos existentes no projeto (de qualquer seo nominal): 899. Nmero de circuitos com S 10 mm2: 45. Nmero de circuitos que tiveram a seo aumentada pelo critrio DEAC: 7.

Resultados obtidos: Economia de energia eltrica em 50 anos = 93.836 kWh, que representa uma economia de

R$ 16.000,00 no perodo. Isso equivale a 521 chuveiros eltricos de 6 kW cada umfuncionando 1 hora por dia durante 1 ms.

Ganho ambiental (quantidade de CO2 que deixou de ser emitido na atmosfera) em 50 anos= 23,4 toneladas. Isso equivale a 135 automveis com 4 passageiros, motor a gasolina,1.4 cilindrada, rodando 1.000 km em 1 ms.

Aumento no custo inicial total da obra = 0,028%.


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Caso 2: Hospital (20.000 m2)

Descrio:Este projeto inclui um hospital com rea total construda de 20.000 m 2, no qual os

circuitos eltricos foram dimensionados pelos critrios da norma NBR 5410.

Principais parmetros considerados no estudo: Taxa de capitalizao (juros) = 6%.Vida econmica da instalao = 50 anos. Nmero de horas de operao do circuito por ano = 3600 h (operao dos circuitos com

corrente mxima por 12 horas por dia x 300 dias por ano). Tarifa de energia eltrica = tarifa verde, AES Eletropaulo. Nmero total de circuitos existentes no projeto (de qualquer seo nominal): 607. Nmero de circuitos com S 10 mm2: 60. Nmero de circuitos que tiveram a seo aumentada pelo critrio DEAC: 45.

Resultados obtidos: Economia de energia eltrica em 50 anos = 3.471.288 kWh, que representa uma economia

de R$ 570.000,00 no perodo. Isso equivale a 19.285 chuveiros eltricos de 6 kW cada umfuncionando 1 hora por dia durante 1 ms.

Ganho ambiental (quantidade de CO2 que deixou de ser emitido na atmosfera) em 50 anos= 874,6 toneladas. Isso equivale a 5.026 automveis com 4 passageiros, motor a gasolina,

1.4 cilindrada, rodando 1.000 km em 1 ms. Aumento no custo inicial total da obra = 1,62%.


Economia de energiaeltrica em 50 anos= 3.471.288 kWh.

Ganho ambiental

(quantidade de CO2 quedeixou de ser emitido naatmosfera) em 50 anos= 874,6 toneladas.



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Caso 3: Shopping Center (28.000 m2)



Ganho ambiental

(quantidade de CO2 quedeixou de ser emitido naatmosfera) em 50 anos= 677,0 toneladas.


Descrio:Este projeto inclui um Shopping Center com rea total construda de 28.000 m 2, no

qual os circuitos eltricos foram dimensionados pelos critrios da norma NBR 5410.


corrente mxima por 12 horas por dia x 300 dias por ano). Tarifa de energia eltrica = tarifa verde, AES Eletropaulo. Nmero total de circuitos existentes no projeto (de qualquer seo nominal): 544. Nmero de circuitos com S 10 mm2: 105. Nmero de circuitos que tiveram a seo aumentada pelo critrio DEAC: 21.






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Caso 4: Hotel (3.000 m2)



Ganho ambiental

(quantidade de CO2que deixou de ser emitidona atmosfera) em 50anos = 265,6 toneladas.


Descrio:Este projeto inclui um hotel com rea total construda de 3.000 m 2, no qual os

circuitos eltricos foram dimensionados pelos critrios da norma NBR 5410.


corrente mxima por 12 horas por dia x 300 dias por ano). Tarifa de energia eltrica = tarifa convencional de baixa tenso, AES Eletropaulo. Nmero total de circuitos existentes no projeto (de qualquer seo nominal): 344. Nmero de circuitos com S 10 mm2: 46. Nmero de circuitos que tiveram a seo aumentada pelo critrio DEAC: 43.






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VICTORY

-4685-12/11

Apoio:

www.procobre.org

Realizao:

Agradecimentos s empresas CTE - Centro de Tecnologia e Edificaes; ENIT Projetos e Consultoriae Lumens Engenhariapelo fornecimento dos casos analisados.

Os critrios de dimensionamento econmico e ambiental utilizados nestes estudos so aplicveis

a todos os tipos de instalaes eltricas de baixa e mdia tenso, sejam nas instalaes prediais,

comerciais e industriais ou nas redes pblicas de distribuio de energia eltrica.

Existem algumas situaes onde o emprego de tais critrios particularmente mais interessante,

tais como aquelas que envolvem circuitos com cargas relativamente elevadas, que funcionam por longos

perodos durante o dia. So os casos de alimentadores de quadros de distribuio, quadros de luz,

alimentao de motores eltricos, torres de resfriamento, ar condicionado, dentre outros, facilmente

encontrados, por exemplo, em shopping centers, indstrias em geral, hospitais, edifcios comerciais e

pblicos, portos, aeroportos, estdios e ginsios esportivos, dentre outros.

Sob o ponto de vista eltrico, o aumento da seo nominal do condutor para atender os critrios

econmico e ambiental proporciona um correspondente aumento da vida til devido ao fato de o cabo

trabalhar em menores temperaturas. Alm disso, o condutor apresentar um melhor comportamento em

relao s correntes de sobrecarga e curto-circuito.

Como foi observado em todos os casos apresentados, o aumento no custo inicial total da obra

(civil, eltrica, hidrulica, ar condicionado, etc.) muito pequeno, o que viabiliza perfeitamente a

aplicao do critrio de dimensionamento econmico e ambiental em diversas situaes.

Obviamente, a melhor ocasio para se considerar a questo das perdas joule e emisso de CO 2numa instalao eltrica na etapa de projeto, quando custos adicionais so marginais. fcil

compreender que, aps sua instalao, muito mais difcil e caro incorporar melhorias a um circuito.

Comentrios

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