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EIE/07/SI2.466702

Projecto BESS – Esquemas de benchmarking e de gestão energética em PMEs

TÉCNICAS DE CONTROLO E FIXAÇÃO DE METAS (M&FM)

As técnicas de controlo e fixação de metas (M&FM) recorrem, habitualmente, aos dados

recolhidos (ou a outras fontes) sobre o consumo, produção, eficiência, etc. energéticos, convertidos

em indicadores de desempenho. A análise M&FM dos indicadores de desempenho (energético)

permite à empresa comparar o seu desempenho energético actual com os objectivos definidos para

a área da energia, com as normas do sector da indústria em que opera (benchmarking) e com as

alterações de eficiência ao longo do tempo, permitindo ainda verificar, sistematicamente, o

cumprimento dos requisitos legais e outros requisitos relevantes. Os dados devem ser recolhidos

regularmente (em turnos, diariamente, semanalmente, mensalmente) e é possível utilizar várias

fontes de dados (medição e outros dados provenientes de sistemas de informação, folhas de

cálculo, etc.).

A técnica M&FM pode ser aplicada a um único caso, a grupos de processos ou edifícios ou a

fábricas inteiras. A escolha inicial irá depender dos medidores de energia disponíveis mas, ao

longo do tempo, esta escolha será aperfeiçoada devido ao aumento de conhecimentos nas áreas em

que a energia pode ser melhor controlada. As técnicas de M&FM não se limitam apenas ao

consumo energético, podendo também ser aplicadas ao consumo de água e aos indicadores de

produção, tais como as taxas de desperdício ou de rendimento.

Um método básico de M&FM para avaliar o desempenho energético da empresa consiste numa

comparação do Consumo Específico de Energia (CEE). O CEE é um medidor de consumo

energético por unidade de produção, por exemplo volume de kWh/Te.

Até mesmo com dados limitados é possível efectuar comparações preliminares de desempenho

energético com outras fábricas ou processos semelhantes e, assim, obter uma base que permita

identificar os índices de consumo de energia actual.

Existem quatro tipos de gráficos habitualmente utilizados no sistema básico M&FM:

o Consumo de energia vs. Produção

o Consumo Específico de Energia vs. Produção

o Soma acumulada (CUSUM)

o Gráfico de controlo

Os primeiros dois tipos de gráficos são utilizados para a apresentação e interpretação de dados

relativos à energia, enquanto que os restantes são utilizados, principalmente, como ferramentas de

apoio à gestão e controlo energéticos.

Os gráficos de Energia vs. Produção são utilizados para determinar o seguinte:

o Eficiência do processo

o Consumo de Energia não relacionado com a Produção

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A linha de melhor ajustamento indica a relação entre o consumo de energia e o respectivo condutor

(neste caso, a produção), sendo possível tirar várias ilações a partir do cálculo da equação da linha

recta através da seguinte fórmula matemática padrão: y = m x + c.

Existem três características importantes a ter em conta neste gráfico:

o Intercepção (c) – representa a energia que seria necessária mesmo que a produção fosse

reduzida a zero (neste caso, 113,5 MWh/mês).

o Declive (m) – representa a quantidade de energia necessária para processar cada unidade adicional de produção, dando origem à eficiência do processo.

o Dispersão – representa a distância dos pontos dos dados da linha de melhor ajustamento,

indicando a variação energética por cada unidade de produção, entre um período e outro. A

existência de grandes diferenças entre a dispersão e a linha de melhor ajustamento permite

concluir que o processo de controlo existente é fraco.

O tipo de gráfico de Consumo Específico de Energia vs. Produção apresenta uma comparação

entre o consumo específico de energia (CEE) e a produção. O CEE é calculado apenas com base

nos dados utilizados no gráfico Energia vs. Produção, dividindo o consumo de energia pela

produção. O gráfico origina normalmente uma curva característica. O CEE constitui um indicador

simples para o benchmarking.

Neste exemplo, a curvatura da linha não é fácil de distinguir dentro do processo de produção, mas

nem sempre é assim. O CEE é frequentemente utilizado na gestão industrial como um indicador

sumário, mas não é adequado como base para a monitorização e controlo energéticos. A curvatura

significa que existe uma dificuldade em desenhar obter uma linha de melhor ajustamento e que se

perdem as informações contidas na intercepção da linha recta.

Deve evitar-se a monitorização da energia através do CEE em casos onde exista uma significativa

quantidade de energia não relacionada com a produção (porque provoca a curvatura) e onde o

processo apresente uma grande variedade de taxas de produção.

A sigla CUSUM refere-se à Soma Acumulada das diferenças e consiste numa técnica que recorre

a dados em série, com intervalos de tempo iguais (por ex. informações do mesmo género,

recolhidas sempre à mesma hora do mesmo dia, semana, mês, etc. e organizadas pela mesma

ordem cronológica desde a sua obtenção inicial). A CUSUM apresenta as diferenças acumuladas

ao longo do tempo entre o consumo de energia previsto e o consumo de energia verificado.

A CUSUM é utilizada para dois fins. Um serve para identificar as alterações nos padrões históricos

de desempenho energético (para medir as mudanças planeadas ou imprevistas no modo como a

energia é utilizada) e o outro para determinar o período desde a última alteração, uma vez que os

dados relativos a este período podem ser utilizados como referência para definir padrões de

controlo.

A CUSUM envolve quatro passos.

o Prever o consumo de energia a partir dos dados de produção para cada intervalo de tempo

(diário, semanal, mensal, etc.). Esta previsão é realizada utilizando a linha de melhor

ajustamento do gráfico energia vs. produção.

o Subtrair o consumo previsto ao consumo actual para obter uma diferença para cada

intervalo de tempo.

o Somar as diferenças ao longo do tempo para obter a CUSUM.

o Apresentar um gráfico com a relação da CUSUM ao longo do tempo.

Se a dispersão total no gráfico energia vs. produção for aleatória apenas à volta da linha de melhor

ajustamento, então as diferenças no consumo de energia previsto também seriam aleatórias a nível

positivo e negativo. A soma acumulada (CUSUM) seria igualmente aleatória, não estaria distante

do zero e seguiria uma orientação horizontal neste gráfico. No entanto, se algum evento provocar

uma alteração no padrão de consumo, as diferenças não serão aleatórias. Estas diferenças serão

influenciadas para o lado positivo ou negativo e a CUSUM irá apontar para cima ou para baixo a

partir do momento em que tal evento se verificou. Por essa razão, o gráfico da CUSUM consiste

numa série de secções rectas separadas por pontos, sendo que cada ponto representa uma alteração

no padrão. Também é possível elaborar um gráfico da CUSUM relativamente aos custos de

energia, uma vez que qualquer melhoria implementada na eficiência energética conduz a uma

redução dos custos energéticos (e vice-versa).

Os gráficos de controlo são baseados nos princípios do controlo do processo estatístico, familiar a

muitas empresas. Os gráficos são utilizados para detectar o desempenho actual, neste caso o

consumo de energia, e para destacar o ponto no qual o desempenho extravasa o intervalo, sendo

que cada desempenho é considerado aceitável para o funcionamento normal do processo. Qualquer

desvio a este intervalo alertará a gestão para a necessidade de investigar a causa e, talvez até, para

tomar uma acção correctiva.

Os gráficos de controlo comparam o consumo de energia actual com uma fórmula de previsão, e o

intervalo de controlo é baseado no consumo de energia durante um período de referência recente,

considerado para representar o funcionamento normal do processo. Em consequência disso, o

intervalo de controlo deve ser recalculado para um novo período de referência de cada vez que

exista uma alteração significativa neste padrão de consumo de energia subjacente. Estas alterações

no padrão são indicadas no gráfico CUSUM.

Quando tiver sido atingido um nível básico de controlo de gestão, as outras medidas de poupança

dependerão da aplicação da técnica M&FM aplicável a outras áreas da fábrica ou da empresa,

aumentando assim o nível de sofisticação.

Existem várias maneiras de melhorar o desempenho de um sistema M&FM:

o Melhorar a qualidade dos dados;

o Melhorar a actualização dos dados;

o Aumentar a frequência das leituras dos contadores;

o Aumentar o número de controladores de energia analisados.

Estes pontos constituem, aproximadamente, a ordem correcta de prioridades para melhorar a

relação entre os custos e os benefícios. A primeira medida aplica-se aos sistemas mais básicos, as

duas medidas seguintes podem aplicar-se simultaneamente a sistemas básicos e informatizados e a

última é particularmente adequada para sistemas informatizados.

Observações: - Estas informações sobre Controlo e Estabelecimento de Metas (M&T) são baseadas no relatório ETSU

GPG148. - O conteúdo deste documento é da inteira responsabilidade dos seus autores. O presente documento não

representa, necessariamente, a opinião dos membros da Comunidade Europeia. A Comissão Europeia não se

responsabiliza pela utilização que possa ser feita das informações constantes no presente documento.