eficiência energética na indústria -...

Guia de Aplicação

Eficiência Energética na Indústria

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AFICHA TÉCNICA

Entidade Promotora

AEP – Associação Empresarial de Portugal

Equipa

Alexandre Vilaça (Carboneutral)

Daniel Fonte (Carboneutral)

Tiago Oliveira (Carboneutral)

J. Borges Gouveia (Prof. Universidade de Aveiro)

João Paulo Calau (ADENE)

Marta Viegas (ADENE)

Título

Eficiência Energética na Indústria - Guia de aplicação

Projeto

Efinerg 2 – Eficiência Energética na Indústria

Depósito Legal

394307/15

Tiragem

500

Cofinanciamento

Junho de 2015

5

ÍND

ICEÍNDICE

Introdução 7

Projeto Efinerg 2 9

Sistemas de iluminação 11Balastro eletrónico 13Estudo luminotécnico – Escolha de iluminação eficiente (LED T8) 15Sensores (crepusculares, ocupação, dimming) 17

Força Motriz 19Arrancadores Suaves 21Variadores de velocidade 23Acoplamento Direto 25

Sistemas auxiliares 27Ar comprimido 27Verificação e retificação de fugas (ultra sons) 29Purgas de ar comprimido 31Sistemas de desumidificação por absorção 35Sistema de bombagem 37Variadores de velocidade 39Diminuição da pressão de serviço 41Zonas de medição e controlo 43Sistemas de ventilação 45Escalonamento de equipamentos 47Transdutores de pressão diferencial (regulação dinâmica dos variadores de velocidade) 49Baixa perda de carga nas condutas e acessórios 51

Sistemas térmicos 53Equipamentos térmicos 53Free cooling 55Cogeração / Trigeração 57Aproveitamento dos gases de combustão 59Transporte de fluídos 61Isolamento 63Dimensionamento da rede e escolha dos acessórios 65

Monitorização dos consumos de energia 67Análise de faturas e contratos – Energia Reativa 69Sistema de monitorização da quantidade e qualidade de energia elétrica 71Sistema de monitorização do ar comprimido, gás natural ou outros combustíveis 73

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ÃOINTroDução

Nunca como hoje o tema da energia foi tão falado, escrito e discutido. Aborda-se esta temática à indústria, aos serviços, às áreas residenciais e até à aplicação nos transportes. As soluções para poupar na fatura de energia são muitas, mas nem todas se aplicam de igual forma.

A Europa está confrontada com a necessidade de reduzir a dependência energética proveniente do exterior, e por essa razão reagiu, investindo em I&D para encontrar novas soluções. No entanto, a oscilação e as previsões do preço do petróleo, bem como o balanceamento entre a oferta e a procura de energia pelas empresas e pe-las famílias criam, cada vez mais, dúvidas sobre o modelo futuro a aplicar à energia.

O projeto Efinerg, nos seus dois momentos, procurou dar importância à eficiência energética nas PME. Inicialmente, o tema era pouco conhecido mas com o pas-sar do tempo verificou-se um maior conhecimento sobre as medidas de eficiência energética e a sua importância na fatura de energia.

O presente Guia de Aplicação de medidas de eficiência energética na indústria, re-sulta do segundo momento do projeto Efinerg e pretende constituir uma referência para a aplicação nas empresas. Os seus conteúdos identificam medidas de eficiên-cia energética, formas de as implementar e procura assim uma maior dissemina-ção dos resultados do projeto.Pretende-se um suporte prático, orientado para a aplicação das medidas e não uma “listagem” do que se pode fazer. É um documento orientado para os gestores de energia ou técnicos das empresas traduzindo o “como fazer”, de modo a que a sua aplicação possa ser o mais eficaz possível, procurando-se um benefício direto para a empresa.

CONFIANÇA

FUTUROVALORES

SUSTENTABILIDADE

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2ProjETo EFINErG 2

O sucesso do projeto Efinerg levou a AEP a preparar uma nova iniciativa, que não só permitisse a consolidação dos resultados obtidos, mas também aproximasse mais os resultados das PME.

Foi desse mote que surgiu o Efinerg 2 que, para além da consolidação já referida, pre-tendia o alargamento da intervenção da edição anterior a outros seis setores, os quais já iriam permitir a generalização das conclusões a todos os setores da indústria.

os objetivos estratégicos

A AEP pretende atuar como agente de mudança cultural empresarial, contribuindo para:

• Reforçar a implementação do PNAEE procurando a identificação de medidas es-pecíficas;

• Estimular um crescimento económico mais sustentável;• Promover padrões sustentáveis de produção;• Reforçar a competitividade das empresas;• Sensibilizar as PME para a eficiência energética.

os objetivos operacionais

• Inovar na abordagem à implementação de medidas de melhoria da eficiência energética nas PME;

• Reforçar a sensibilização para as empresas no que respeita à implementação de práticas de eficiência energética;

• Identificar medidas transversais de melhoria da eficiência energética indepen-dentes de cada setor da indústria.

As atividades de implementação do projeto Efinerg 2 compreendem uma abordagem integrada aos diferentes setores de atividade, que representam no seu conjunto cerca de 30% do consumo de energia em Portugal, ou seja de toda o setor da indústria.

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2 As medidas propostas respeitam a lógica do projeto Efinerg, uma vez que os resulta-dos obtidos justificam a sua adaptação aos novos setores. No entanto, pretende-se no projeto Efinerg 2 o alargamento do âmbito de atuação, procurando abranger 6 novos setores, de forma a tornar a aplicação das medidas transversal a toda a indústria. Por outro lado, as medidas identificadas no projeto Efinerg para os 5 setores estudados são, essencialmente, as que se encontravam disponíveis ao nível da tecnologia mais recente. No projeto Efinerg 2 pretende-se ir mais longe procurando para além da tec-nologia mais recente, introduzir uma componente de inovação nas medidas, abrindo portas para que as empresas utilizem o saber do meio universitário e, sobretudo, novas soluções para a implementação de medidas de eficiência energética.

Desta forma pretende-se neste projeto:- Alargar o âmbito de intervenção a toda a indústria, optando por soluções transver-

sais e não apenas setoriais - Introduzir soluções de eficiência energética inovadoras.

Os principais eixos de intervenção são os seguintes:

Eixo 1 – Eficiência energética na indústria • Caracterização energética dos setores• Casos de Sucesso• Benchmarking internacional• Definição do inquérito• Realização do Inquérito (Diagnóstico Flash)• Relatório do Estudo• Definição de uma estratégia de implementação• Guia de Aplicação

Eixo 2 – Ações de divulgação • Divulgação por via eletrónica• Sessão de apresentação do projeto• Ciclo de Workshops – Ciclo de debates sobre energia• Sessão de encerramento

O consumo de energia elétrica da iluminação de uma instalação industrial poderá variar entre 2 a 10%, do seu consumo total. Contudo, a variação deste valor deve-se em grande parte ao elevado desperdício na utilização dos sistemas de iluminação.

Hoje em dia, encontraram-se algumas formas de responder ao desperdício no consumo de energia na iluminação e que passam por instalar equipamentos e sistemas que propor-cionem os níveis de iluminação necessários ao desempenho das atividades. Desta forma, verifica-se a redução quer no consumo de energia elétrica, quer nos custos de manutenção dos sistemas, e ainda, promovem-se níveis de conforto adequados.

SISTEMAS DE ILuMINAção

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BALASTro ELECTrÓNICo

Balastro é um dispositivo que, na sua constituição mais básica, tem duas funções primordiais:

• Limitar a corrente para valores apropriados, para que esta possa atravessar a lâmpada e produzir o efeito desejado;

• Elevar a tensão de forma a estabelecer uma diferença de potencial suficien-temente elevada entre os elétrodos, para dar origem ao aparecimento de um arco elétrico que provocará a descarga na lâmpada.

Os balastros eletrónicos melhoram o rendimento das lâmpadas fluorescentes con-vertendo a frequência 50 Hz da rede de em alta frequência, geralmente entre 25 kHz e 40 kHz. O funcionamento das lâmpadas nestas frequências mais elevadas geram a mesma quantidade de luz e ainda têm um consumo menor, em cerca de 12 a 25% de energia.

COMO FAZER: “5 PASSOS”

1. Identificar o tipo de iluminação instalada;2. Identificar o tipo de balastro necessário, de acordo

com as características do balastro ferromagnético instalado;

3. Procurar junto dos fabricantes as opções mais efi-cientes para o tipo de funcionamento da zona fabril em questão;

4. Remover o arrancador e o balastro ferromagnético;5. Instalar o balastro eletrónico tendo em atenção as

ligações elétricas.

Balastro Electrónico

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O A utilização de balastros eletrónicos apresenta um conjunto de resultados, tais como:

– Aumento do rendimento luminoso: as lâmpadas podem produzir cerca de mais 10% de luz para a mesma potência absorvida ou, alternativamente, a potência absorvida pode ser reduzida para a mesma saída de luz;

– Eliminação do flicker: numa lâmpada funcionando a 50 Hz a luz extingue-se duas vezes por ciclo na passagem da corrente por zero. Isto produz um efei-to chamado “flicker”, o qual provoca cansaço visual. Produz também o efeito estroboscópico, com efeitos potencialmente perigosos no caso de existirem máquinas rotativas. Com o funcionamento da lâmpada a alta frequência a emissão de luz é contínua, eliminando-se portanto o flicker.

– Eliminação do efeito audível: como os balastros eletrónicos funcionam acima da gama audível de frequências, o problema do ruído é eliminado. O familiar ruído dos balastros convencionais é provocado pelas vibrações mecânicas das chapas laminadas do seu núcleo, e possivelmente também pela bobine, vibrações estas que se propagam à armadura e à superfície na qual está fixa-da, ampliando ainda mais o ruído.

– Menor potencia absorvida: um balastro eletrónico consome menos potência e portanto dissipa menos calor do que um balastro magnético convencional. Esta redução é possível porque numa alta frequência, a lâmpada pode fun-cionar a uma potência mais baixa, com a mesma emissão de fluxo. As perdas num balastro eletrónico são inferiores do que as perdas num balastro mag-nético. Podem conseguir-se reduções de custo da energia de 20 a 25%.

– Aumento da duração de vida da lâmpada: um balastro eletrónico efetua um pré-aquecimento dos elétrodos antes de aplicar um impulso controlado de tensão, diminuindo o desgaste do material emissor de eletrões dos elétrodos. Isto aumenta a duração de vida da lâmpada.

Os balastros eletrónicos oferecem um conjunto de vantagens em relação aos ba-lastros convencionais, entre as quais podemos salientar as seguintes:

– Poupança de energia entre 20% e 30%;– Ausência de cintilação durante o funcionamento devido à alta frequência;– Religação automática das lâmpadas após correção da anomalia;– Baixo campo magnético;– Alto fator de potência (> 0,95);– Baixa temperatura de funcionamento;– Fluxo constante independente da tensão de alimentação;– Vida útil da lâmpada superior em cerca de 50%;– Funcionamento em Corrente Contínua (CC)

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ESTuDo LuMINoTÉCNICo – ESCoLHA DE ILuMINAção EFICIENTE (LED T8)

Um estudo luminotécnico é definido como um estudo da iluminação artificial, em am-bientes internos e externos. Cada ambiente deve ter uma iluminação compatível com a sua utilização. Deve-se ter em mente que a escolha da forma de iluminação, tipos de lâmpadas, tipos de luminárias, potência, quantidade, distribuição e comando estão diretamente ligados ao projeto de instalações elétricas e por sua vez ao consumo de energia da unidade fabril.

Ao realizar o estudo luminotécnico os principais objetivos passam pela identificação e caracterização dos pontos de luz existentes, Luminosidade - Lux (lx), tipo de projeto-res e lâmpadas e respetivas caraterísticas. Desta forma é possível mapear, em termos


1. Subcontratar o serviço, ou garantir equipa interna qualificada, para manuseamento dos equipamentos e softwares inerentes à realização do estudo;

2. Identificar, medir e caracterizar os pontos de luz existentes;

3. Mapear, em termos luminotécnicos, a luz existente nos pontos de trabalho;

4. Construir um novo modelo;5. Validar e implementar a solução encontrada.

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O luminotécnicos, a luz existente nos pontos de trabalho, de forma a obter a informação relativa ao consumo atual e às deficiências ou excessos de luminosidade para as neces-sidades de cada posto de trabalho.

Com realização do estudo luminotécnico e com recurso às ferramentas existentes pro-cura-se:

- Encontrar a solução mais económica em termos de investimento e consumo;- Verificar que o local terá a iluminação ideal em termos de lx;- Calcular o investimento, a poupança energética e de manutenção, bem como o

período de retorno de todo o investimento.

De um modo geral as vantagens de realizar um estudo luminotécnico e com a respetiva implementação do projeto refletem-se em:

✓ Poupança energética até 65%;✓ Iluminação homogénea; ✓ Aplicação em todas as zonas da fábrica;✓ Utilização de tecnologias específicas para funcionamento e locais de acordo com

as necessidades.

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SENSorES (CrEPuSCuLArES, oCuPAção, DIMMING)

A utilização de balastros eletrónicos com regulação de fluxo permite uma poupança de energia elevada. Numa sala com exposição solar, o fluxo necessário por parte das luminárias (luz artificial) é muito inferior às 11:00 horas do que às 18:00.

É nestas situações que a utilização destes balastros se torna mais vantajosa, pois permite ter uma economia de energia elevada e, consequentemente, um retorno do investimento mais rápido. Além do retorno financeiro ainda proporciona um maior con-forto aos que utilizam o espaço.

Outro dos sistemas de controlo de iluminação que permite reduzir os consumos ener-géticos associados à iluminação são a instalação de sensores de presença e de senso-res crepusculares que, quando integrados no sistema anterior permite uma maximiza-ção da economia de energia.


1. Identificar os pontos críticos de medição/instalação dos sensores (proximidade dos pontos de luz natu-ral, locais de trabalho, etc.);

2. Seccionar a iluminação de acordo com a sua utiliza-ção, de forma a criar zonas com intensidades lumi-nosas diferentes;

3. Instalar os sensores nos locais identificados;4. Parametrizar os diferentes sensores;5. Testar e reajustar os sensores, de forma a otimi-

zar a intensidade luminosa dos diferentes postos de trabalho.

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O Já a utilização de relógios temporizadores ou sensores crepusculares (células fotoelé-tricas) na iluminação, interior ou exterior, permitem que esta seja ligada apenas quando é necessária, evitando assim consumos de energia em horas de boa iluminação natural.

No entanto, como todos os equipamentos, os sensores de presença só funcionam efi-cientemente se forem bem dimensionados, ou seja, se forem bem posicionados de modo a atuarem sempre que necessário e, essencialmente, se as lâmpadas sobre as quais irão atuar forem incandescentes ou de halogéneo. Se se tratarem de lâmpadas fluorescentes tubulares ou compactas, embora se economize no consumo de energia, aumentam os custos com as lâmpadas, uma vez que a vida útil destas diminui direta-mente com o número de acionamentos.

A iluminação deve ser utilizada apenas em níveis suficientes para as atividades desen-volvidas, nos espaços em questão e apenas quando é necessária. A utilização de siste-mas de controlo da iluminação, nomeadamente reguladores de fluxo luminoso, permi-

tem que o nível de iluminação seja apenas o necessário para a atividade desenvolvida, reduzindo assim o consumo energético. Deve salientar-se que as lâmpadas fluorescentes tubulares com balastro normal não per-mitem a utilização de reguladores de fluxo luminoso. Uma iluminação industrial bem dimensionada apresenta diversas vantagens, tais como:

✓ Melhora o ambiente de trabalho;✓ Aumenta a segurança dos funcionários;✓ Proporciona melhor produtividade;✓ Reduz custos operacionais;

✓ Contribui para a preservação do meio ambiente.

Nos setores industriais, os Sistemas Elétricos de Força Motriz (SEFM) consomem em média, 70-75% da energia elétrica, correspondendo assim à maior carga do consumo energético. Muitos desses sistemas são críticos para o funcionamento dos processos industriais, ao ponto de uma paragem não programada destes se traduzir em avultados prejuízos. Pelo exposto anteriormente, a otimização dos SEFM em termos de rendimen-to e fiabilidade conduz, na maioria dos casos, a benefícios técnicos e económicos muito significativos.

Para garantir uma elevada fiabilidade e rendimento nos SEFM e necessária uma correta integração e dimensionamento dos seus módulos/componentes, bem como uma adequada regulação/controlo, uma boa qualidade da alimentação e, não menos importante, uma contínua monitorização e/ou diagnóstico de avarias. Deve-se ainda assegurar uma ma-nutenção corretiva, periódica e/ou preditiva de elevada qualidade, que assegure uma fiabilidade igual ou superior à original, ao longo do tempo de vida útil do sistema. Aplicações onde estes propósitos se adequam incluem: compressores, ventiladores, bombas, correias transportadoras, misturadoras, centrifugadoras, prensas, serras, AVAC, etc. O maior potencial de poupança está associado à otimização dos sistemas de movimentação de fluídos, variando, tipicamente, entre 10 e 30%.

O serviço de otimização de SEFM tem como principal objetivo a maximização do seu rendimento e fiabilidade e, simultaneamente, a minimização do tempo de retorno do investimento adicional.

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ArrANCADorES SuAvES

Os arrancadores suaves, também conhecido como Soft-Starters, são equipamen-tos eletrónicos destinados ao processo de aceleração e desaceleração de motores de indução trifásicos, que possibilitam arranques e paragens suaves.

A utilização de arrancadores suaves para controlar os arranques e as paragens de uma máquina, bomba, ou motor irá permitir a poupança de energia.

Controlar os arranques e as paragens do motor por meio de arrancadores permi-te outros benefícios, nomeadamente, em termos de controlo de processo, stress do sistema e economia de energia.

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1. Identificar a potência requisitada pelo elemento a acionar;

2. Remover o sistema de arranque atual;3. Instalar o arrancador suave;4. Parametrizar (tempo de arranque);5. Testar e verificar o possível reajuste nos tempos de

arranque.

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TRIZ Este tipo de tecnologia tem principal aplicabilidade nos seguintes sistemas:

• Bombas Centrífugas / Alternativas (Saneamento / Irrigação / Petróleo).• Ventiladores / Exaustores / Sopradores.• Compressores de Ar / Refrigeração (Parafuso / Pistão).• Misturadores / Aeradores.• Centrífugas.• Britadores / Moedores.• Picadores de Madeira.• Refinadores de Papel.• Fornos Rotativos.• Serras e Prainas (Madeira)• Moinhos (Bolas / Martelo).• Transportadores de Carga

Os arrancadores suaves combinam a simplicidade de um regulador trifásico com as técnicas mais sofisticadas de arranque suave disponíveis. O arranque reduz o desgaste das engrenagens, correntes, rodas dentadas, caixas de velocidade e outras vantagens, tais como:

Poupança de energia;• Arranques e paragens suaves;• Controlo da aceleração e desaceleração;• Arranque suave, de baixa intensidade de arranque;• Paragem controlada, sem golpes de ariete; • Eliminação de choques mecânicos;• Menor manutenção mecânica graças à redução do stress mecânico.

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1. Estudar a capacidade máxima e parcial necessária;2. Dimensionar e escalonamento;3. Estudar o regime de funcionamento do motor de

forma a definir uma frequência de funcionamen-to fixa, ou instalar um equipamento externo para controlo da frequência de uma forma variável;

4. Instalar um comando manual com controlo por pressostato (para questões de divergência);

5. Instalar e comissionar o variador;

vArIADorES DE vELoCIDADE

Um variador de velocidade utiliza, frequentemente, menos energia do que outra qual-quer alternativa de funcionamento com velocidade fixa. Ventiladores e bombas são as aplicações mais comuns de poupança energética.

Nestas aplicações, a poupança de energia ronda, tipicamente, entre 20-50%. O retorno de investimento acontece, por norma rápido, entre os 9 e os 24 meses seguintes.

Quando um ventilador é acionado por um motor de velocidade fixa, o fluxo/caudal de ar pode às vezes ser maior do que o necessário. O fluxo/caudal de ar podem ser regulados através de válvulas para restringir a quantidade, mas é mais eficiente regular o fluxo/caudal de ar através do ajuste da velocidade do motor.

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→ Controlo tradicional: 80% do fluxo nominal a 95% da potência nominal.→ Controlo através de variador de velocidade: 80% do fluxo nominal a 50% da

potência nominal.

Na maioria das instalações, os ventiladores ou bombas elétricas trabalham à veloci-dade nominal e quando se pretende fazer o controlo do caudal do fluido recorre-se a válvulas mecânicas ou defletores. Esta estrangulação causada na circulação leva a ele-vadas perdas de carga e de eficiência.

A utilização de Variadores Eletrónicos de Velocidade permite con-trolar o caudal de forma eficiente. Variando a velocidade e, desde logo, o consumo do motor, é possível ajustar o caudal sem re-curso a elementos mecânicos e obter uma poupança de energia importante.

Outros benefícios dos variadores de velocidade:• Reduz o número de arranques e paragens, logo, reduz o desgaste do compressor;• As tubagens e a instalação hidráulica estão sujeitas a menor stress nas rampas de

arranque ou de paragem;• Reduz o nível de ruído em situações de baixa carga;• Possibilita a utilização de compressores de alta velocidade;• Permite poupança de energia; • Operação mais suave;• Controlo da aceleração;• Diferentes velocidades de funcionamento para processos diferentes;• Arranque suave, baixa intensidade de arranque;• Paragem controlada, sem golpes de ariete;• Compensações alterando variáveis de processo;• Permite operação lenta para fins de instalação e manutenção; • Ajusta-se à taxa de produção;• Permite controlo de posicionamento preciso;• Possibilita o controlo de binário ou tensão; • Implica menor manutenção mecânica graças à redução do stress mecânico.

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ACoPLAMENTo DIrETo

O acoplamento direto reconhece-se quando o motor é ligado diretamente nas cargas que devem movimentar, sem o uso de caixas de redução, engrenagens ou correias.

Esta metodologia pode ser aplicada em motores sem escovas e, inclusive, em motores de passo. As caixas de velocidade e correias são usadas para se modificar o binário e a velocidade, de acordo com as especificações exigidas pelo projeto.

O binário deste tipo de motor com acoplamento direto depende do diâmetro e do nú-mero de dentes que criam o campo magnético, de modo a obter-se o maior número de passos de acionamento.

Os acoplamentos diretos, se forem alinhados com precisão, podem atingir rendimentos na ordem dos 98%.


1. Avaliar a carga de esforço existente no acoplamento direto;

2. Projetar a ligação entre o veio do motor e o veio do recetor;

3. Instalar o sistema, tendo em atenção a fixação do motor;4. Garantir o alinhamento dos veios, através da utiliza-

ção de ferramentas específicas, tais como o Laser;5. Verificar a necessidade de instalar um arrancador

suave ou variador de velocidade.

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TRIZ O acoplamento direto deve ser utilizado em situações onde a alta precisão, a maior ve-

locidade de resposta e o elevado binário são fundamentais. Contudo, em situações des-ta natureza o acoplamento direto deve ser acompanhado de um estudo, para analisar a necessidade de instalar um arrancador suave ou variador de velocidade (tecnologias abordadas nos pontos anteriores).

A utilização de um acoplamento direto apresenta diversas vantagens, tais como:

• Eliminação do atrito e fricção das engrenagens que são responsáveis por perdas importantes de potência;

• Alta precisão;• Maior velocidade de reposta;• Maior binário em altas velocidades;

• Rotação suave.

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A generalidade das empresas possuem sistemas de ar comprimido constituídos por: compressor, reservatório e rede de distribuição. O rendimento destes sistemas é baixo pois apresentam elevadas perdas, grande parte das quais por calor.

O ar comprimido representa uma fatia, aproximadamente, de 8 a 10% do consumo total de energia elétrica nas empresas. A otimização deste sistema contribuirá não só para a redução de custos com o consumo energético, como também aumentará a sua fiabili-dade e a do equipamento que dele depende.

Existem algumas falhas típicas na utilização do ar comprimido que contribuem para aumentar os consumos deste equipamento, nomeadamente, a existência de fugas de ar persistentes, a localização dos equipamentos, pressões de serviço elevadas, bem como o uso indevido do ar comprimido para limpeza do vestuário e posto de trabalho.

Por outro lado, verifica-se a existência de redes de ar comprimido que foram “crescen-do” com a empresa, muitas vezes associadas a sistemas antigos (com menor eficiência) e/ou sem que tenham sido consideradas as melhores opções para garantir o melhor funcionamento.

Para otimização das instalações de ar comprimido é necessária a adoção de medidas adequadas na instalação, utilização e manutenção que deverão abranger todo o sistema (compressor, reservatório de ar comprimido e a rede de distribuição).

Ar CoMPrIMIDo

SISTEMAS AuXILIArES

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RES

vErIFICAção E rETIFICAção DE FuGAS (uLTrA SoNS)

As fugas que não são reparadas representam um custo significativo no consumo de energia do compressor. É aconselhável efetuar uma verificação periódica no sentido de detetar fugas e proceder à sua reparação.

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1. Subcontratar serviço (ou adquirir/alugar equipa-mento);

2. Garantir técnico qualificado ou colaborador interno com formação específica;

3. Executar medições por ultrassons focalizando todos os elementos da rede pneumática com ligações;

4. Analisar os dados recolhidos;5. Implementar as medidas corretivas.

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RES Os operadores deverão ser sensibilizados para alertarem a pessoa responsável, sem-

pre que detetem a existência de fugas, de modo a que estas sejam reparadas com a maior brevidade possível.

Nota: Numa empresa que trabalhe 8 horas, 5 dias por semana e que apresente 10 pon-tos de fuga, o custo anual das mesmas poderá corresponder a valores superiores a 1500€.

As fábricas sem manutenção podem facilmente desperdiçar até 30% do rendimento do compressor, devido à não deteção de fugas de ar. O potencial de poupança de energia é significativo, uma vez que na indústria 8 a 10% do consumo de energia é para comprimir ar.

A utilização de um detetor de fugas ultrassónico torna esta verificação mais precisa e produtiva. Desta forma os testes às uniões, tubos, válvulas e encaixes de uma insta-lação completa podem ser feitos de uma forma rápida e com distâncias máximas de 6/7 metros (em função dos diferentes equipamentos). Em alguns casos, as fugas estão presentes em zonas quentes e/ou próximas de peças em movimento, que à partida con-sistem em locais de maior dificuldade de acesso, contudo, estes equipamentos conse-guem ultrapassar tais obstáculos em segurança e com clareza de leitura. vantagens na utilização de ultrassons:

✓ Detetar qualquer fuga de ar pressurizado até uma distância máxima de 6 a 7 metros;

✓ Converter ultrassons em frequências audíveis;✓ Em determinados equipamentos o visor LED confirma o local da fuga;✓ Identificar fugas em ambientes industriais ruidosos;✓ Maior capacidade de detetar fugas, em áreas de difícil acesso, através de acessó-

rios específicos.

Aplicabilidade:✓ Localizar fugas de ar, vapor e de sistemas de gás não inflamável;✓ Identificar fugas nos diferentes locais, incluindo em tubos, encaixes, válvulas, ci-

lindros e vasos de pressão;✓ Localizar fugas em sistemas de travões, tubos, pneus e radiadores;✓ Detetar fissuras em tapetes trapezoidais de borracha móveis;✓ Detetar fugas em sistemas de vácuo;✓ Verificar a condição dos vedantes.

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RESCoMo FAZEr: “5 PASSoS”

1. Estudar a capacidade de purga necessária;2. Identificar as principais zonas de condensados;3. Instalar um ponto de energia para alimentação do

purgador por nível.4. Instalar uma válvula de corte (entre o sistema e a

purga), de modo a bloquear a purga para fins de ma-nutenção (imagem);

5. Instalar a purga por nível.

PurGAS DE Ar CoMPrIMIDo

Em todos os sistemas de ar comprimido pode formar-se, em determinadas zonas, con-densação com diferentes tipos de sujidade.

Uma descarga fiável dos condensados é, por esse motivo, obrigatória e de grande im-portância, apresentando-se com grande influência sobre a qualidade do ar comprimi-do, na segurança operacional e na rentabilidade de uma instalação de ar comprimido.

A acumulação e a descarga de condensados são sobretudo da responsabilidade dos elementos mecânicos do sistema de ar comprimido. Estes elementos tratam de 70 a 80 % de todos condensados, desde que os compressores tenham um arrefecimento adequado.

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RES Separador ciclónico:

Trata-se um separador mecânico que separa os condensados do ar com a ajuda da força centrífuga. Cada compressor deve ter o seu separador centrífugo, de forma a ga-rantir uma ótima performance.

Arrefecedor intermédio:No caso de compressores de dois estágios com arrefecedores intermédios, verifica-se também formação de condensação no separador do arrefecedor intermédio.

reservatório de ar comprimido:Para além da sua função principal de reservatório, separa os condensados do ar atra-vés da força da gravidade. Ao contrário do separador ciclónico, o reservatório pode ser instalado na rede principal de ar comprimido, tendo em conta que a entrada do ar deve ser feita por baixo e a saída deve ser feita por cima. Adicionalmente, o reservatório arrefece o ar comprimido atra-vés da sua extensa superfície que funciona como radiador, melhorando a separação dos condensados.

Coletor de águaPara evitar que a água condensada seja transportada pelo ar comprimido, deve-se ins-talar um coletor de água na parte inferior dos pontos de acumulação de condensados. Assim, a água condensada e acumulada no coletor e, em seguida, e eficazmente drenada.

Os condensados que se formam inevitavelmente sempre que é produzido ar comprimi-do devem ser purgados, de forma fiável em todos os pontos coletores, para impedir a ocorrência de anomalias de funcionamento e corrosão no sistema de ar comprimido.

Para esta tarefa importante, são ideais as purgas de condensados controladas eletro-nicamente, em função do nível.

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rESOs purgadores são utilizados em:

- Reservatórios de ar comprimido;- Filtros;- Separadores de condensado;- Secadores por refrigeração;- Reservatórios acoplados a compressores alternativos;- Pontos de acumulação de condensados em tubagens;

Vantagens na utilização de purgadores com controlo de nível:

✓ As perdas de ar comprimido (como na válvula do flutuador) são evitadas, pois os tempos de abertura da válvula são calculados e adaptados de modo preciso.

✓ Outras vantagens incluem a auto-monitorização automática e a possibilidade de transmissão do sinal a um sistema de controlo central.

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RESCOMO FAZER: “5 PASSOS”

1. Estudar a quantidade e condições (temperatura e humidade do ar admitido);

2. Dimensionar e escalonar os desumidificadores;3. Instalar um ponto de energia para o regenerador

(habitualmente, o ponto de energia corresponde a resistências elétricas, no entanto, para aumentar a eficiência dever-se-ia optar por uma fonte de ener-gia renovável ou cogerada na instalação);

4. Instalar uma válvula de corte (entre o sistema e o desumidificador) de modo a bloquear o desumidifi-car para fins de manutenção;

5. Instalar o desumidificador.

SISTEMAS DE DESuMIDIFICAção Por ABSorção

Resultados obtidos através da instalação de um sistema de absorção:

✓ A energia gasta não tem custo;✓ Manutenção reduzida pela ausência de motor e compressor;✓ Baixo custo da carga de gás e reduzida possibilidade de fuga;✓ Permutadores de calor não necessitam de manutenção;✓ Possibilidade de operar com temperatura de evaporação abaixo do projeto;✓ Evaporadores não são contaminados por óleo, mantendo a sua capacidade de

troca térmica;✓ Segurança de operação a baixo custo.

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Simbologia

Secagem por absorção

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RES Os desumidificadores por absorção são normalmente usados em diferentes processos

industriais, e ainda, na desumidificação de locais de armazenagem onde exista a neces-sidade de manter uma humidade relativa muito baixa, dada a presença de produtos sen-síveis, por exemplo, como é o caso dos medicamentos e alguns produtos alimentares.

O ventilador absorve o ar ambiente húmido que passa pelo rotor de sílica. O design do rotor permite dois fluxos de ar paralelos e um elevado contato com o absorvente. O ar húmido passa pelo rotor onde é seco e depois reenviado ao ambiente, sendo a humidade enviada para o exterior.

O rotor, durante o processo de desumidificação, está sempre a rodar de modo a que o processo seja automático. Vantagens:

✓ Secagem de grandes volumes de ar;✓ Rotor de gel de sílica lavável;✓ Pressão estática disponível para possível ligação a rede de condutas;✓ Filtros de cartuchos para entrada de ar;✓ Fácil acesso para manutenção;✓ Sistema compacto, com sistema elétrico integrado;

O método de secagem por absorção é muito eficaz na resolução da grande maioria dos problemas de humidade. A humidade do ar pode ser controlada muito abaixo dos sis-temas tradicionais de desumidificação por condensação. Mesmo em situações em que tenhamos 100% de humidade relativa poderemos usar este tipo de desumidificador, sem qualquer perigo de dano de componentes.

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Os sistemas de bombagem representam, aproximadamente, 15% do consumo de ener-gia elétrica da indústria de Portugal e 25% do consumo de eletricidade, a nível mundial.

Vários estudos revelam que a utilização de equipamento mais eficientes e de sistemas de controlo adequados podem conduzir a economias de energia significativas, sendo possível economizar até 40% da energia utilizada nesses sistemas, considerando um período médio de vida de 15 a 20 anos. Os dois principais tipos de bombas são: as centrífugas e as de deslocamento. Estas úl-timas têm uma utilização pouco representativa, uma vez que revelam menor eficiência. Por outro lado, as bombas centrífugas apresentam um elevado potencial de oportuni-dade de economia de energia, uma vez que 60-70% dos sistemas de bombagem estão sobredimensionados, em cerca de 20%.

SISTEMA DE BoMBAGEM

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1. Estudar a capacidade máxima e parcial necessária;2. Dimensionar e escalonar;3. Instalar um transdutor de pressão;4. Instalar um comando manual com controlo por

pressostato (para questões de divergência);5. Instalar e comissionar o variador;

vArIADorES DE vELoCIDADE

Numa estação de bombagem de água, o principal objetivo consiste em reduzir os custos de operação e obter ganhos sustentáveis pela operação eficiente e fiável dos equipa-mentos. A utilização de variadores de velocidade, sempre que se justifique, são a solu-ção mais proveitosa quer ao nível produtivo, quer do retorno do investimento, que em média não é superior a 24-36 meses.

O controlo das bombas poderá ser efetuado com um variador de veloci-dade equipado com a carta de bombagem, o qual pode ser instalado em qualquer tipo de quadros.

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RES Principais características dos variadores que contribuem para a Eficiência Energética:

- Através de uma opção multibomba, o variador de velocidade permite uma flexibili-dade de gestão de diversas bombas.

- A velocidade variável da bomba é controlada pela carta de bombagem, que permi-te o controlo até 4 bombas adicionais externas através de arrancadores diretos ou arrancadores progressivos.

- Como mais-valia, com o variador pode ser instalado uma RTU (Remote Terminal Unit) a qual garante a aquisição e transmissão de eventos e alarmes.

Benefícios de Eficiência Energética

Os custos de operação com energia elétrica poderão ser reduzidos em mais de 30%. Utilizando um variador de velocidade para controlar a potência do motor a 80% do fluxo de água, permite uma diminuição do consumo de energia em aproximadamente 50%.

De forma a validar as poupanças, e com o auxílio de um RTU, poderá recorrer a um software para visualizar e quantificar todas as poupanças e operações.

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DIMINuIção DA PrESSão DE SErvIço

A gestão da pressão de acordo com as necessidades permite obter um real decréscimo no valor das perdas de água e uma redução dos custos energéticos.A ação de controlo de pressão é considerada a mais eficiente e com melhor rácio custo/benefício no com-bate às perdas de água. Um aspeto indispensável na regulação da pressão de serviço consiste na monitori-zação da necessidade de pressão do sistema e respe-tivos equipamentos.

A aplicabilidade deste tipo de soluções, ao nível da pressão de serviço, pressupõe um controlo bastante eficaz no que toca a fugas do sistema. A diminuição da pressão de serviço apenas é possível em sistemas onde as fugas estão controladas e são as míni-mas possíveis, de modo a aproximar a pressão de serviço com as necessidades reais, a jusante do sistema.

A diminuição da pressão de serviço apresenta benefícios ao nível de:

• Rendimento das bombas e de todo o sistema de bombagem;• Tempo de vida útil dos equipamentos;• Diminuição do consumo energético.


1. Analisar a pressão estática necessária de serviço;2. Monitorizar as necessidades de pressão;3. Reduzir a pressão de serviço;4. Avaliar o bom funcionamento dos processos, com

as reduções de pressão introduzidas;5. Definir o intervalo das pressões de serviço.

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ZoNAS DE MEDIção E CoNTroLo

A gestão dos sistemas de distribuição de água torna-se mais eficiente com a criação de zonas de medição e controlo (ZMC), ou seja, com a divisão da zona total de gestão em subzonas permitem gerir toda a rede em zonas lógicas de análise e atuação no controlo de perdas e, eventualmente, de pressão.

Principais componentes:1. Equipamento de ligação às condutas existentes;2. Válvulas de seccionamento da ZMC;3. Filtro de proteção à válvula reguladora;4. Junta de desmontagem;5. Válvula reguladora;6. Contador/caudalímetro;7. Ventosa de purga;

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5 7 2 1


1. Definir zonas de medição e controlo;2. Instalar equipamentos de medição (transdutores

de pressão, caudalímetros, sondas de temperatura, etc.)

3. Instalar sistema de aquisição de dados;4. Instalar sistemas de tratamento e de interface para

o utilizar;5. Implementar a ação cooperativa dinâmica, entre o

sistema de análise e os equipamentos de propulsão.

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RES 8. Datalogger (opcional);

9. Programador inteligente da válvula reguladora (opcional e substituto do datalogger).

As ZMC são essenciais para o correto conhecimento da procura e respeitavas perdas de água nas redes de distribuição.

Principais vantagens:• Maior e melhor conhecimento das necessidades do sistema por zonas;• Regulação da pressão de acordo com as necessidades de consumo;• Maior eficiência energética;• Diminuição da frequência de ruturas;• Menor desgaste do sistema e respetivos equipamentos;• Maior capacidade de identificar perdas reais e/ou aparentes;• Redução das perdas de água devido a ruturas ou pequenas fugas (re-

sultado da menor pressão no sistema);• Possibilidade de automatização e ligação a sistemas de telemetria e

telegestão.

A ventilação é um serviço auxiliar indispensável a uma adequada operação de uma ins-talação industrial. O sistema de ventilação permite melhorar a qualidade da produção e proteger as pessoas nos locais de trabalho de emissões de poluentes e/ ou de calor.

O consumo energético associado a ventiladores numa típica unidade fabril da Indústria Portuguesa representa, em média, 15% do seu consumo total. Esta percentagem até pode ser considerada superior se for contabilizado o consumo indireto de energia, por exemplo, tal acontece em situações onde o ar tem um elevado conteúdo energético em resultado do seu condicionamento (aquecimento, arrefecimento).

As melhorias nos sistemas de ventilação podem atingir os 30% dos consumos. Os pe-ríodos de retorno destes investimentos são, maioritariamente, inferiores a 2 anos.

SISTEMA DE vENTILAção

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ESCALoNAMENTo DE EquIPAMENToS

Nos diferentes sectores industriais, os equipamentos de ventilação são por vezes desvalorizados quer pelo seu consumo relativo (tendo por comparação os restantes consumos energéticos), quer pelo seu consumo total. Nestes casos, um aspeto que é necessário dar relevância é o caso da ventilação pertencer aos equipamentos que fun-cionam em regime contínuo e na maioria dos casos sem se adaptar às necessidades instantâneas. Tal significa que por vezes a instalação funciona a 50% e a ventilação, por questões de dimensionamento, funciona na mesma a 100%.

Deste modo, é de extrema importância efetuar um dimensionamento das máquinas de ventilação, tendo em conta o escalonamento dos equipamentos.

Uma solução pode passar pela instalação de dois equipamentos de ventilação iguais, assim, tendo a empresa a operar a 100% estariam ambos os equipamentos a funcionar.

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1. Verificar o caudal necessário;2. Estudar o regime de funcionamento;3. Identificar o número e as características das máqui-

nas necessárias, de acordo com o regime de funcio-namento;

4. Restruturar a tubagem com ligações paralelas;5. Instalar e comissionar o sistema.

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RES Nos casos em que a empresa tenha a produção a 50% apenas um seria

necessário, conseguindo-se assim uma poupança de metade do consu-mo elétrico.O escalonamento de equipamentos torna-se indispensável quando o regime de funcionamento é variável. Todo o período de funcionamento

tem de ser estudado de uma forma pormenorizada, de modo a identificar o número e respetivas características das máquinas necessárias. De acordo com o sistema de escalonamento desenvolvido, a restruturação e por vezes a criação de ligações paralelas, torna-se necessária para a otimização do sistema de ventilação.Através de um escalonamento adequado ao regime de funcionamento da instalação, os benefícios traduzem-se na redução do consumo energético e na diminuição de custos de operação.

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1. Estudar a capacidade máxima e parcial necessária;2. Analisar a escala de medição necessária;3. Instalar o transdutor de pressão;4. Parametrizar o transdutor;5. Verificar e reajustar os parâmetros.

TrANSDuTorES DE PrESSão DIFErENCIAL (rEGuLAção DINâMICA DoS vArIADorES DE vELoCIDADE)

O transdutor de pressão é um componente básico para a medição da pressão do sistema. O transdutor tem a função de receber uma pressão mecânica sobre a sua superfície e transformar num sinal elétrico, que será tratado e utilizado pelo variador de velocidade.

Por outro lado, os transdutores de pressão também se podem utilizar para controlar pressões em caldeiras e dirigi-las mediante um sistema de regulação e controlo. A pos-sibilidade de dar como saída um sinal normalizado permite conectar os transdutores de pressão a qualquer sistema de regulação, o que oferece ao utilizador inúmeras possi-bilidades. Os transdutores de pressão são utilizados também no controlo de sistemas de filtro.

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RES De modo a maximizar a eficiência do sistema de ventilação e por sua vez

da atuação do variador de velocidade, a utilização do transdutor de pres-são torna-se indispensável. Pois os parâmetros de atuação do variador tornam-se dinâmicos e de acordo com o funcionamento em tempo real da instalação.

Para além da utilização de transdutores de pressão em sistemas de ventilação, este também é aplicável em:

• Medição de pressão de líquidos, gases e vapores;• Medição de níveis de colunas hidrostáticas de líquidos em reservatórios abertos;• Indústria química;• Processos de água;• Maquinaria em geral.

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BAIXA PErDA DE CArGA NAS CoNDuTAS E ACESSÓrIoS

A resistência do ar num circuito de condutas é, principalmente, determinada pela velo-cidade do ar nesse mesmo circuito. Com o aumento da velocidade, o mesmo acontece com a resistência. A este acontecimento chamamos perda de carga.

Um sistema de ventilação é composto pelo ventilador, pelas condutas e respetivos acessórios e pelos equipamentos de difusão/captação do ar. A resistência que o ar sofre para vencer uma rede de condutas chama-se perda de car-ga da instalação e mede-se em Pa.

Estas perdas de carga podem ser do tipo contínuo (fricção ao longo das paredes da tubagem) ou do tipo localizado (resultantes das mudanças de direção).

Além da perda de carga na tubagem (perdas contínuas e localizadas) há que contabilizar também a perda de carga em filtros, grelhas de admissão/insuflação de ar, baterias de resistências, entre outros.De modo a diminuir todas estas perdas de carga, o sistema deve operar com a menor velocidade possível, para as funções que desempenha. Está verificado que menores velocidades resultam perdas de carga inferiores.

Desta forma, a perda de carga apresenta-se como o principal inimigo de um sistema de ventilação. De nada adianta comprar o melhor filtro de extração de névoa de óleo ou fumos, se a perda de carga no sistema de condutas for muito elevada.


1. Subcontratar serviço ou garantir técnico qualificado;2. Realizar um esquema simples do local onde preten-

de colocar os extratores e o ventilador central, in-cluindo o traçado de condutas de ligação;

3. Definir o caudal de ar necessário;4. Calcular a perda de carga e o diâmetro das condutas

para cada uma das secções;5. Implementar solução.

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RES O dimensionamento quer em projetos novos, quer no ajuste de redes existentes, aplica-

se a todos os sectores onde existem sistemas de ventilação com condutas. Mesmo em locais onde a rede é pequena, torna-se de extrema importância analisar a velocidade de escoamento, as viragens, as derivações e os acessórios, pois através de uma dimen-sionamento eficiente os resultados ao nível da eficácia do sistema de transporte são visíveis. Um errado dimensionamento e, por sua vez, a utilização de acessórios inadequados tra-duzem-se em desgastes dos equipamentos de ventilação. Nestas condições o sistema vai ter elevadas perdas de carga ao longo da rede, o que leva a horas de funcionamento e regimes de carga superiores do equipamento, que no final de cada mês se traduzem maior consumo energético.

Um bom dimensionamento da rede e seus acessórios traduzem-se nos seguintes be-nefícios:

• Redução das perdas de carga;• Poupança de custos;• Redução das emissões de CO₂.

Grande parte dos processos industriais necessitam de energia térmica (calor ou frio). As formas de produção variam desde caldeiras, geradores de ar quente, fornos e até mesmo sistemas de cogeração. A utilização de equipamentos mais eficientes, correta-mente dimensionados às necessidades e a sua manutenção são fatores importantes na redução dos consumos energéticos.

EquIPAMENToS TÉrMICoS

SISTEMAS TÉrMICoS

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FrEE CooLING

O arrefecimento gratuito ou free cooling consiste numa técnica que explora a existência de diferenças de temperatura entre ambientes (entalpia) para a produção de arrefecimento.Por free cooling entende-se um dispositivo que permite realizar essa técnica de arre-fecimento, poupando-se energia e obtendo-se assim uma gratuitidade ou pelo menos uma redução significativa nos custos de climatização.

O free cooling é, normalmente, aplicado a sistemas tér-micos que utilizam a temperatura do ar ambiente ex-terior para arrefecerem um elemento de refrigeração - líquido, sólido ou gasoso - sem o auxílio de máquinas frigoríficas ou máquinas ativas que agilizem a permu-tação de calor, como e o caso dos ventiladores.

Esta técnica pode ser utilizada em sistemas de aque-cimento, ventilação e ar condicionado (AVAC), em apli-cações industriais e em algumas outras aplicações es-pecíficas.

Um aspeto indispensável na avaliação de um sistema de free cooling consiste em apurar os regimes de fun-

cionamento dos locais onde se pretende instalar um sistema destes, dado que é carac-terístico aplicar-se onde os regimes de carga são permanentes.


1. Avaliar o regime de carga térmica atual;2. Estimar as poupanças;3. Implementar uma solução de raiz ou adequar a so-

lução existente com free cooling;4. Instalar o sistema de controlo por temperatura e

humidade;5. Comissionar e ajustar os parâmetros do free coo-

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S A utilização de sistemas de free cooling apresenta os seguintes benefícios:• Utilização de ar frio de forma gratuita;• Redução do funcionamento dos equipamentos existentes;• Diminuição do desgaste devido à redução de horas de funcionamento;• Equipamento com maior vida útil;• Custos de energia reduzidos;• Funcionamento automático do sistema de free cooling;• Payback dos equipamentos de free cooling na ordem dos 12 meses;

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SCOMO FAZER: “5 PASSOS”

1. Avaliar a necessidade energética em regime continuo;2. Negociar o contrato de aquisição e fornecimento de

energia;3. Dimensionar o sistema de cogeração;4. Instalar o sistema de cogeração e respetivo sistema

de monitorização;5. Comissionar e ajustar dos parâmetros do sistema de

cogeração.

CoGErAção / TrIGErAção

Identifica-se como cogeração a produção simultânea de energia térmica e energia elé-trica, a partir de um único combustível e de um único conjunto de equipamentos, que asseguram o acréscimo relevante de rendimento e de eficiência relativamente aos pro-cessos tradicionais de produção de energia.

Nos processos tradicionais de produção de energia elétrica a partir de fuel, gás ou bio-massa, pelo menos 60% da energia primária contida no combustível é transformada em calor e perdida para a atmosfera. Nas centrais termoelétricas clássicas a eficiência média situa-se entre 35% e 40%.

Nos sistemas de cogeração, por outro lado, com o aproveitamento do calor residual proveniente do processo de produção de energia elétrica, que de outra forma seria des-perdiçado, obtêm-se benefícios ambientais e económicos muito significativos, decor-rentes do acréscimo de eficiência do processo.

Os sistemas de cogeração atingem, em média, níveis de aproveitamento útil de energia primária na ordem dos 60%, sendo este indicador considerado uma referência nos padrões de eficiência energética do sector.Quando a energia térmica proveniente do sistema de cogeração é utilizada para produ-zir frio, através de um ciclo de absorção, temos um processo “alargado” de cogeração que se chama trigeração.

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Os sistemas de cogeração mais utilizados são os que recorrem à turbina a gás ou a mo-tor alternado. Aplicação deste tipo de sistemas apresenta benefícios a diversos níveis, refletindo-se nos seguintes aspetos:

• A maior eficiência energética e económica traduz-se em menores custos por kWh;• Redução das perdas de transporte em virtude da proximidade das centrais de co-

geração a unidades consumidoras de energia elétrica;• Reduções até 50% de emissão de CO2 em resultado da eficiência e eliminação das

emissões de óxido de enxofre, no caso de sistemas de cogeração a gás natural.

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AProvEITAMENTo DoS GASES DE CoMBuSTão

Na combustão, os detalhes dos diversos estágios que ocorrem na queima dos combus-tíveis não tem, aparentemente, maior interesse dado que os produtos intermediários que se possam formar teriam ação sobre o material exposto ao aquecimento.

Contudo, todo o cuidado deve ser tomado para que esses produtos atinjam o seu estágio final antes de passarem aos gases da chaminé. Por outro lado, há operações que re-querem chamas redutoras ou oxidantes e, nestas condições, o cuidado deve ser tomado para que um tipo indesejável de chama, não ocorra.

Se o objetivo é obter máximo de calor, a finalidade será o maior rendimento da combus-tão. Não basta, porém, que o rendimento calorífico atenda às necessidades requeridas, é preciso que isso seja feito de forma económica.


1. Identificar o potencial térmico e energético dos ga-ses de combustão;

2. Verificar a possibilidade de existência de partículas suspensas nos gases de combustão;

3. Dimensionar o sistema de permutador de calor a instalar;

4. Instalar o sistema, tendo em conta a criação de ele-mentos técnicos para fins de manutenção preventi-va e curativa;

5. Comissionar e ajustar os parâmetros do permutador.

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S Para se atingir tal objetivo são necessários dois passos importantes:

• Ter uma combustão eficiente, regulando a quantidade de ar e proporcionando per-feita mistura entre este última e o combustível;

• Transferir o máximo de calor obtido na combustão para o material a ser aquecido.

Desta forma, identificar o potencial térmico e energético dos gases de combustão será um aspeto indispensável na indústria, pois a maioria dos gases de combustão transpor-tam um potencial enorme.

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Para se movimentar um fluido e necessário ter em consideração dois fatores: • O primeiro é um local ou caminho por onde o fluido possa deslocar-se,• E o segundo é um sistema que forneça energia suficiente ao líquido para que este

percorra o caminho pretendido. O trabalho realizado será o equivalente ao deslo-camento do seu peso pelo caminho estabelecido.

O caminho a ser percorrido pelo líquido é definido pela tubagem, constituída por tubos e acessórios, tais como, válvulas, uniões, cotovelos, expansões, compressões, etc.

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ISoLAMENTo

Para poder gerir um sistema energético, de forma eficiente, é importante evitar perdas de energia causadas por tubagens (incluindo curvas, válvulas, etc.) não isoladas.As tubagens e seus acessórios têm um papel essencial em muitos dos processos in-dustriais dos diferentes sectores, dado que ligam os elementos centrais a equipamen-tos, colunas, depósitos, caldeiras, turbinas, etc. e facilitam a circulação de materiais e energia.

Entre os fatores mais importantes de eficiência e produtividade das tubagens na indús-tria de processamento incluem a eficiência energética, a fiabilidade e a confiança em diferentes condições. Além da funcionalidade do controlo do processo, uma estrutura que seja adequada para o ambiente de funcionamento e a durabilidade mecânica. O isolamento térmico das tubagens desempenha desta forma um papel essencial para satisfazer todos estes requisitos.

O isolamento térmico das tubagens para o transporte de fluídos tem como principal ob-jetivo isolar e proteger as tubagens, de maneira a diminuir as perdas de calor trocadas com o meio ambiente e com isso aumentar o rendimento da instalação.

Um objetivo secundário é o de proteger pessoas e bens das altas temperaturas existen-tes à superfície das condutas, limitando perdas humanas e materiais.


1. Subcontratar ou garantir técnico qualificado, de for-ma a realizar uma termografia a toda a canalização de fluidos (tubagens, acessório e flanges);

2. Avaliar o isolamento adequado em termos de tipo e espessura;

3. Avaliar a necessidade de instalar uma forra mecâ-nica para o aumento da durabilidade do isolamento;

4. Instalar o isolamento em todas as tubagens e aces-sórios;

5. Realizar uma reavaliação termográfica.

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De um modo geral, o melhor isolamento obtém-se utilizando o melhor material isolante para o fim pretendido, e que da mesma forma permita uma instalação rápida e fácil. A necessidade de um isolamento com um excelente ajuste e uma alta resistência à compressão permitem uma aplicação eficaz numa camada única. Esta solução não tem necessidade de espaçadores adicionais, podendo também, através de uma escolha adequada do isolamento, representar uma espessura de isolamento mais reduzida.

Entre as principais funções de um correto isolamento térmico das tubagens incluem-se:• Redução das perdas térmicas;• Diminuição de custos;• Redução das emissões de CO2;• Proteção contra condições climatéricas adversas;• Controlo de processos: garantir a estabilidade da temperatura de processamento;• Redução de ruídos;• Prevenção da condensação;• Proteção (pessoal) contra altas temperaturas.

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Redução de perdas térmicas

Económico

Muito flexível

Controlo fiável da condensação

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SCOMO FAZER: “5 PASSOS”

1. Estudar as necessidades de transporte de fluidos;2. Desenhar as linhas de transporte tendo em conda

a velocidade de escoamento, as viragens, as deriva-ções e os acessórios;

3. Simular em software da rede desenvolvida;4. Validar os resultados;5. Instalar ou reorganizar a rede.

DIMENSIoNAMENTo DA rEDE E ESCoLHA DoS ACESSÓrIoS

No transporte de fluidos térmicos, o dimensionamen-to da rede necessita de um empenho extra, tendo em atenção todos os fatores que influenciam o sistema de transporte, bem como a escolha dos diferentes aces-sórios.

É importante minimizar todas as perdas de energia causadas pelo dimensionamento da rede e pela escolha dos acessórios.

No que diz respeito ao dimensionamento, todo ele deve ser pensado de forma a ter o menor número de aces-

sórios, isto é, curvas, derivações, uniões, redutores, entre outros. Outro dos aspetos importantes diz respeito à velocidade de escoamento, que deve ser a menor possível, de modo a diminuir as perdas de energia ao longo da rede.

O dimensionamento quer em projetos novos, quer no ajuste de redes existentes, aplica-se a todos os sectores onde o transporte de fluidos subsiste. Mesmo em locais, onde a rede é pequena, torna-se de extrema importância analisar a velocidade de escoamento, as viragens, as derivações e os acessórios, pois através de um dimensionamento efi-ciente os resultados ao nível da eficácia do sistema de transporte são notórios.

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S Os maus dimensionamentos e, por sua vez, a utilização de acessórios inadequados traduzem-se em desgaste dos equipamentos de produção de energia térmica, pois o sistema vai ter elevadas perdas de energia ao longo da rede. Esta situação proporciona horas de funcionamento e regimes de carga superiores do equipamento, que no final de cada mês se traduzem em gastos que seriam dispensáveis.

Através de um bom dimensionamento da rede e seus acessórios, os benefícios tradu-zem-se na:

• Redução das perdas térmicas;• Poupança de custos;• Redução das emissões de CO2;• Controlo de processos: garantir a estabilidade da temperatura de processamento;• Prevenção da condensação.

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O acompanhamento do consumo energético tem como objetivos principais conhecer, em detalhe, as despesas energéticas mensais e a cada momento, verificar a sua evo-lução ao longo do tempo e identificar ações que possam ser adotadas para minimizar a fatura energética.

MoNITorIZAção DoS CoNSuMoS DE ENErGIA

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ANáLISE DE FATurAS E CoNTrAToS – ENErGIA rEATIvA

A análise de faturas e contratos apresenta-se como uma das ferramentas básicas de gestão da energia. Esta atividade consiste no acompanhamento mensal do consumo energético, a partir da análise mensal das faturas apresentadas pelos fornecedores. A empresa deve assumir um comportamento dinâmico e efetuar uma análise crítica às faturas, de forma a detetar oportunidades de intervenção que proporcionem melhorias económicas. Nesse sentido, deverá ser criado um histórico de faturação, normalmente constituído pelo conjunto das faturas de energia elétrica dos 12 meses anteriores.

Numa segunda fase, todos os dados históricos devem ser resumidos através de um formulário próprio, em que se possa também observar a sua evolução ao longo dos meses. Um aspeto importante consiste na separação das variáveis fixas (potência con-tratada e transporte de energia nas redes) das variáveis móveis (consumos de energia pelos diferentes períodos horários).

Ao analisar os dados das faturas é de extrema importância manter uma atenção contí-nua à variável da energia reativa. Este tipo de controlo é indispensável nas instalações que possuam, ou não, baterias de condensadores.

A energia reativa é a energia responsável pela criação do campo magnético que é consumida por todos os equipamentos, devido ao seu princípio de funcionamento. São exemplo desses equipamentos: os motores, os “balastros” das lâmpadas fluorescentes, as fontes de alimentação de todos os recetores eletrónicos, etc.

COMO FAZER: “5 PASSOS”1. Recolher um histórico de faturas de eletricidade (acon-

selhavam um mínimo de 6 a 12 meses);2. Dividir a parte fixa do contrato (potencia contratada,

transporte) da parta da energia (consumo pelos dife-rentes períodos horários);

3. Analisar do custo da energia nos diferentes períodos horários (caso existam);

4. Calcular a razão do custo em função do consumo por cada período (€/kW);

5. Verificar os períodos com maior custo, de forma à re-negociação dos contratos de energia ser adequada aos perfis de consumo da instalação.

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IA Esta energia, apesar de não apresentar custos de produção, provoca perdas nos trans-formadores e nas redes de transporte e de distribuição pelo que o seu consumo apre-senta um custo elevado, que tem de ser suportado pelos consumidores.

Como referido, a compensação da energia reativa é feita através da instalação de ba-terias de condensadores, que permitem que a energia reativa necessária para as car-gas seja produzida junto das mesmas, evitando a sua circulação nas redes a montante. Desta forma, consegue-se diminuir as perdas nas redes elétricas e aumentar a sua capacidade para transportar energia ativa.No entanto, a instalação das baterias de condensadores deve ser objeto de um estudo cuidado, de forma a garantir que os equipamentos selecionados, para além de terem a potência necessária para a compensação da Energia Reativa, se adequam ao tipo de cargas da instalação.

Clientes de baixa tensão especial (com potências contratadas superiores a 41,4kVA), média tensão (MT), alta tensão (AT) e muito alta tensão (MAT) a energia reativa e objeto de medição e tem um custo associado ao consumo. Nestas situações, o cliente pode consumir apenas um volume de energia reativa, sem custos e durante o período das 8:00 às 22:00horas, não superior a 30% da energia ativa que consome no mesmo pe-ríodo. Além disso, o consumidor não pode injetar para a rede, sem penalização, energia reativa no período das 22:00 às 8:00horas.

Para que a análise da fatura resulte numa redução efetiva de despesas é importante um bom conhecimento da legislação que regulamenta o fornecimento de energia elétrica, a qual estabelece as modalidades tarifárias disponíveis, as grandezas a serem utilizadas para a faturação e os parâmetros fixos em contrato.

Em todo o caso é importante que este tipo de análise seja efetuado, transversal-mente, à empresa obtendo pareceres quer das áreas técnicas (manutenção e pro-dução), quer da área financeira na medida em que algumas das soluções propostas poderão ter implicações também elas transversais.

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SISTEMA DE MoNITorIZAção DA quANTIDADE E quALIDADE DE ENErGIA ELÉTrICA

A monitorização da quantidade e qualidade de energia elétrica duma instalação, dos locais a cli-matizar e do equipamento indus-trial, deve permitir determinar o consumo energético das instala-ções, detetar deficiências no fun-

cionamento dos sistemas e calcular as medidas mais eficientes em termos energético--económicos. Complementarmente pode prevenir e detetar avarias que, eventualmente, possam não ter detetadas, ou pelo menos não de uma forma tão rápida e eficaz.

A monitorização das condições de funcionamento de alguns equipamentos principais de potência elevada deve ser considerada indispensável. No entanto, mesmo para equi-pamentos de menor potência e para uma instalação em geral devem ser instalados equipamentos de monitorização, sempre que possível.

A monitorização deveria garantir a possibilidade duma análise “bottom-up”, ou seja, permitir uma análise parcial (por tipo de energia, por tipo de utilização) realizada atra-vés dos consumos parciais, os quais permitirão determinar o consumo total e, poste-riormente, compará-lo com o consumo faturado.


1. Identificar os principais consumidores ou zonas;2. Instalar os respetivos analisadores ou contadores

de energia nos equipamentos ou zonas identifica-das;

3. Instalar e parametrizar o software para recolha de dados;

4. Realizar o tratamento da informação em função das necessidades da instalação;

5. Estruturar a apresentação dos resultados de modo a auxiliar a melhoria contínua da gestão de energia.

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IA Objetivos da instalação de um sistema de monitorização dos consumos de energia:• Dotar a instalação do cliente com uma ferramenta que permita conhecer, em tem-

po real, o seu perfil energético e a sua pegada de carbono;• Avaliar o desempenho energético da instalação comparativamente a períodos an-

teriores ou face a indicadores de consumo setoriais;• Identificar desvios aos padrões normais de consumo, despistar eventuais anoma-

lias e intervir sobre as suas causas;• Acompanhar a eficácia na implementação de medidas de eficiência energética

com base em objetivos de redução definidos inicialmente;• Disponibilizar informação energética atual e fiável, permitindo que assuma um

papel mais ativo na gestão dos seus consumos com vantagens ao nível da eficiên-cia energética.

Estes tipos de sistemas de monitorização são aplicáveis a qualquer setor da indústria. A monitorização contínua fornece os dados necessários para determinar como e onde ocorrem os problemas de qualidade de energia elétrica, conduzindo a uma compreen-são de como podem ser evitados ou minorados. Além disso, a análise do comportamen-to das instalações, através do comportamento dos consumos, do fator de potência e de outros parâmetros, fornecem dados úteis para determinar se as infraestruturas atuais são adequadas e para o planeamento de eventuais expansões futuras.

Através de um sistema de monitorização que permita aceder remotamente, e em tempo real, aos consumos energéticos podem se obter os seguintes benefícios:

• Uma tomada de decisão mais apoiada. Permitindo intervir ao nível comportamen-tal e/ou investimentos com níveis de retorno competitivos;

• Redução da fatura energética;• Redução das emissões de CO2;• Maior previsibilidade dos consumos.

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SISTEMA DE MoNITorIZAção Do Ar CoMPrIMIDo, GáS NATurAL ou ouTroS CoMBuSTÍvEIS

A utilização racional de todas as fontes energéticas presentes na instalação tem como base um conjunto de ações e medidas, pretendendo a melhor utilização da energia no setor industrial. A monitorização destes consumos fornece informação detalhada que pode auxiliar o operador a realizar decisões que o levem a obter uma utilização racional da energia, reduzindo deste modo os seus consumos. Por outro lado, tal como na energia elétrica, facilita uma tomada de decisão mais firme. Permitindo intervir ao nível comportamen-tal e/ou investimentos com níveis de retorno competitivos.

COMO FAZER: “5 PASSOS”1. Nomear os locais de medida, de forma a identificar

os equipamentos de monitorização adequados;2. Instalar os respetivos analisadores volumétricos

com correção por temperatura e integração no tem-po (cromatógrafo no caso do gás natural);

3. Instalar e parametrizar o software para recolha de dados;

4. Realizar o tratamento da informação em função das necessidades da instalação;

5. Estruturar a apresentação dos resultados de modo a auxiliar a melhoria contínua da gestão de energia.

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IA A monitorização dos consumos permite ao utilizador consciencializar-se como certos comportamentos influenciam, significativamente, seu consumo. A criação de um registo histórico de consumos vai permitir ao utilizador conhecer os padrões dos consumos de energia na sua indústria, levando-o a adotar medidas e ações que alterem os mesmos.Os aparelhos de monitorização são aparelhos passivos, que se limitam a monitorizar os consumos e não a alterar os mesmos.

O conhecimento dos hábitos de consumo e das suas consequências, pode auxiliar o con-sumidor a alterar os mesmos, conduzindo a diversas e importantes vantagens:

• Ambientais. Um melhor conhecimento de como a energia é utilizada, permite a implementação de medidas com o objetivo de melhorar a eficiência energética. A redução dos consumos leva a uma redução da utilização de recursos naturais, renováveis e não renováveis, utilizados na produção dos diversos consumíveis e consequentemente uma redução dos gases de efeito de estufa.

• Económicas. Um conhecimento dos diferentes consumos, permite a sua redução, uma melhoria da eficiência energética e uma redução dos gastos na factura.

• Políticas. A redução dos consumos e do aumento da eficiência energética resul-tantes da monitorização, vai de encontro com as políticas e o plano acordado pelos países membros da União Europeia.

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