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Prof. Paulo Seixas
Eficiência Energética
Aula 4
Conversa Inicial
Nesta aula veremos como é feita a melhoria 
energética de alguns componentes elétricos 
em instalações elétricas, sistemas de 
iluminação, motores elétricos, 
transformadores e sistemas de 
ar-condicionado
O assunto abordado é bastante extenso, por 
isso procuramos trazer os pontos principais 
para nortear o projeto de eficiência em seu 
local de trabalho
Melhoria de eficiência energética 
em instalações elétricas
Muitos de nossos projetos são feitos para 
atender a exigências solicitadas por nossos 
clientes; especificamos fiações, disjuntores, 
que atenderão ao consumo de energia de cada 
um dos equipamentos
São dimensionamentos específicos que têm 
de ser feitos para suprir cada um deles
Ao iniciarmos projetos visando à eficiência 
energética, temos de levar em conta o consumo 
de energia e como podemos realizá-lo de acordo 
com os requisitos que o nosso cliente deseja
Comece com as exigências de energia da 
fábrica ou instalação
Certifique-se de que a exigência é válida 
atualmente, avaliando qualquer mudança 
quanto às necessidades de energia
Certifique-se, também, de que o sistema 
está o mais próximo possível do requerido 
em termos de tempo e magnitude do 
fornecimento de energia
Abordagem 
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Procure maneiras mais eficientes de operar e 
fazer a manutenção dos equipamentos em 
cada um dos setores
Observe se a tecnologia existente pode ser 
modificada para que a operação seja mais 
eficiente
Verifique se na indústria moderna existe 
tecnologia disponível que apresente maior 
eficiência
Verifique se podemos utilizar fontes de 
energia alternativas e mais econômicas
Para o dimensionamento correto da seção do 
condutor, devem-se seguir as orientações da 
NBR 5410:2004
São seis os critérios para dimensionamento da 
seção
Seção mínima
Capacidade de condução de corrente
Queda de tensão
Proteção contra sobrecargas
Proteção contra curto-circuito
Proteção contra contatos indiretos
A Norma IEC 60364-8-1: Low-voltage 
electrical installations – Part 8.1: Energy 
efficiency (Instalações elétricas de baixa 
tensão – Parte 8-1: Eficiência energética), 
publicada em outubro de 2014 em sua versão 
1.0, inclui as instalações elétricas de baixa 
tensão como contribuintes para a eficiência 
energética e para a sustentabilidade
Melhoria de eficiência energética 
em sistemas de iluminação
Para uma redução de consumo de energia 
em iluminação, devemos realizar uma 
combinação simples de lâmpadas, reatores e 
refletores eficientes, em associação a uma 
mudança comportamental na sua utilização
O bom desempenho depende de alguns 
cuidados, iniciados no projeto elétrico, que 
envolvem informações sobre luminárias, 
perfil de utilização, tipo de atividade a ser 
exercida no local e outras, conforme a NBR 
5413
Máximo aproveitamento da luz natural
Determinação das áreas de efetiva utilização
Níveis de iluminação adequados ao trabalho, 
conforme recomenda a NBR 5413, que trata 
da iluminância de interiores
Circuitos independentes para a utilização de 
iluminação (parcial e por setores)
O que os novos projetos de 
iluminação devem considerar
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Iluminação com pontos localizados e 
especiais, como máquinas operatrizes, 
pranchetas de desenho etc.
Sistemas que permitam desviar o 
calor gerado pela iluminação para 
fora do ambiente, visando à redução 
da carga térmica dos equipamentos 
de ar-condicionado
Seleção cuidadosa de lâmpadas e luminárias, 
buscando um conforto visual com mínima 
carga térmica ambiental
Uso de luminárias espelhadas, pois têm alta 
eficiência
Seleção cuidadosa de reatores, buscando a 
redução das perdas e um aumento do fator 
de potência
Uso de sensores fotoelétricos para o 
controle de lâmpadas acesas, em função da 
luz natural ou movimentação de pessoas no 
local
A NBR 5413 traz uma metodologia para a análise 
do sistema de iluminação, fornecendo os dados 
para que possamos avaliar a qualidade de luz de 
que determinado ambiente necessita, com 
tabelas que levem em consideração o tipo de 
tarefa desenvolvida no ambiente, a idade das 
pessoas, a precisão e a refletância dessas 
tarefas, além de índices de iluminância com 
fatores baixo, médio e alto para cada setor
Vários softwares foram lançados para a 
aplicação da norma de forma eficiente, 
tanto de rapidez de resultados como de 
eficiência energética
Comparativo de eficiência 
energética das lâmpadas 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Led Vapor de Sódio Vapor de
Mercúrio
Vapor Metálico Luz Mista Flourescente Halógenas Incandescentes
Mínimo Máximo
Atualmente, o termo retrofitting é bastante 
utilizado, ou seja, diz respeito à atualização 
dos equipamentos. Necessitamos de uma 
análise minuciosa de nossas alternativas e da 
mensuração de quais serão os investimentos 
necessários à sua execução
Os cálculos devem ser feitos de modo a 
minimizar os erros de retorno de investimentos, 
procurando também diminuir o seu tempo de 
retorno financeiro. Também devemos considerar 
em nossos projetos a vida útil das lâmpadas e 
dos reatores utilizados, para minimizar os custos
Em indústrias ou empresas que estejam no 
Grupo A de fornecimento de energia, seus 
custos de energia com demandas e consumos 
de ponta e fora de ponta, mencionados 
anteriormente, com a substituição do sistema 
de iluminação (lâmpadas e reatores), podem 
sofrer variação de preço por conta dessas 
lâmpadas e reatores
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Melhoria de eficiência 
energética em motores elétricos
A eficiência energética de motores no Brasil 
é tratada pela série de normas ABNT NBR 
17094 sobre motores de indução trifásicos 
e regulamentada através da Portaria do 
Inmetro n. 488, de dezembro de 2010
Essa portaria define os níveis mínimos de 
eficiência energética de motores elétricos 
trifásicos de indução de rotor em gaiola de 
esquilo, nacionais ou importados, para uso 
ou comercialização no Brasil
Leva em conta também a Portaria 
Interministerial n. 553, de dezembro de 
2005, assinada pelos Ministérios do 
Desenvolvimento, Indústria e Comércio 
Exterior, da Ciência e Tecnologia e de Minas 
e Energia, que contempla o Programa de 
Metas dos motores elétricos de indução 
trifásicos e estabelece que os níveis 
mínimos de rendimento nominal não 
tenham a distinção entre as linhas 
padrão e alto rendimento
Em motores, a melhoria da eficiência pode 
ser obtida com o uso de motores de alta 
eficiência (  100%), cargas de acordo com 
a capacidade dos motores, correções de fator 
de potência (cos   0,92), uso de inversores 
de frequência para a partida dos motores, 
plano de manutenção preventiva/preditiva, 
equilíbrio da tensão de alimentação etc.
Atualmente, a ABNT-ISO 50001:2011 tem 
especificado os requisitos de eficiência 
energética. As empresas devem reduzir a 
emissão de gases tóxicos à natureza, para 
evitar o efeito estufa, e essa norma, assim 
como as internacionais, tem se atentado a 
esse objetivo de gestão energética
A NBR contém orientações para uso de 
sistemas de gestão de energia, incluindo 
planejamento energético, implementação e 
operação, monitoramento, medição e análise
Os rendimentos, determinados a partir 
de medições de perdas, podem variar 
conforme abaixo
Os valores de eficiência variam conforme 
a categoria de eficiência das máquinas, 
segundo o determinado pelas normas 
ABNT NBR17094-1 e IEC60034-2-1
Motores (plena carga)  (%)
1 a 10 kW 80-90
11 a 100 kW 90-95
Acima de 200 kW  99
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Em nossos projetos de eficiência 
energética, devemos considerar que
As fugas de ar em sistemas de ar 
comprimido podem desperdiçar 
de 30 a 50% de todo esse ar
Um compressor de ar rodando em vazio 
consome cerca de 25% da energia que 
consumiria a plena carga
(...)
(...)
Dependendo do ciclo, o tempo de operação 
sem carga corresponde entre 30 e 70% do 
tempo total de trabalho. Recomenda-se o 
uso de sistemas de controle inteligente 
acoplados a máquinas de diferentes 
tamanhos. O potencial de economia 
varia muito com o porte da indústria 
e o tipo de carga instaladaMelhoria de eficiência 
energética em transformadores
A eficiência dos transformadores, em geral, 
é muito alta, devido à ausência de partes 
rotativas, como as encontradas em motores 
de indução, o que permite que as eficiências 
fiquem na ordem de 96 a 99%
Os transformadores acabam sendo 
empregados em várias fases do processo 
de produção e uso de energia elétrica
As principais normas que tratam de 
transformadores são
NBR 5356: transformadores de 
potência – especificação
NBR 5440: transformadores para redes 
aéreas de distribuição – padronização
NBR 5380: transformadores de 
potência – método de ensaio
Essas normas padronizam e estabelecem 
valores mínimos e máximos de diversas 
características dos transformadores
A melhoria de eficiência começa no projeto e 
na construção do transformador. O núcleo 
deve ser feito de um material com alta 
indução de saturação, ferromagnéticos 
(permeabilidade magnética, ), de alta 
resistividade (impedindo a condução de 
corrente elétrica no núcleo) e com baixas 
perdas na frequência de operação. As 
bobinas em contrapartida devem ter a menor 
resistividade possível (alta condutância)
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A potência reativa, além de não produzir 
potência útil, gera perdas pelo aquecimento 
dos condutores, quando o FP é muito baixo, e 
devido a essa potência há uma penalidade
O art. 64 da Resolução n. 456/2000, da ANEEL, 
estabelece um valor máximo para a utilização 
de energia reativa, em função da energia ativa 
consumida, isto é, um FP  0,92 não gera 
cobrança, que é o cosseno Potência Ativa 
(W)/Potência Aparente (VA). Os valores 
inferiores a 0,92 indicam excedente de reativo, 
que será onerado na conta de energia elétrica
Redução do custo de energia elétrica, sem o 
ônus do baixo FP
Aumento da eficiência energética do 
consumidor (empresa)
Melhora da tensão (há menor flutuação do 
nível médio de tensão)
Vantagens da correção do fator de potência
Aumento da capacidade e da vida útil das 
instalações e dos equipamentos (menos 
perdas)
Redução do efeito Joule e consequente 
menor aquecimento do ambiente pela 
redução da corrente reativa na rede elétrica
Melhoria de eficiência energética 
em sistemas de ar-condicionado
Os custos de operação do sistema de 
ar-condicionado são dos maiores, 
principalmente se falamos de centros 
comerciais e algumas indústrias, como as 
têxteis e gráficas. Nesses locais, o consumo 
pode chegar a 60% do total de energia. 
Devem-se sempre observar nesses locais a 
limpeza e a manutenção, para evitar um 
consumo maior de energia
Selecionar componentes e sistemas, 
observando seus dados técnicos e tabelas 
de consumo para que essas instalações se 
tornem econômicas e eficientes
Pensar no modo como foi projetada a 
edificação, para que se possam manter, 
dentro dos limites requeridos, tabelados 
ou regulamentados, a temperatura e a 
umidade dos ambientes, controlando-as e 
monitorando-as para que fiquem dentro 
dos limites estabelecidos
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Manter a qualidade do ar interno (QAI) por 
meio de fornecimento e quantidades adequados 
de ar externo para a sua renovação
Utilizar equipamentos e sistemas com baixa 
relação kW/TR (quilowatt por tonelada de 
refrigeração)
Minimizar a liberação de substâncias que 
contribuam para o aquecimento global ou 
agridam a camada de ozônio
Estabelecer programas de manutenção, de tal 
forma que as condições dos equipamentos e 
sistemas permaneçam próximas às condições 
de projeto
A estrutura é composta pelo conjunto de 
elementos que tornam os edifícios ou locais 
servidos pelo sistema de ar-condicionado
Podemos, então, tomar medidas para 
minimizar os ganhos ou perdas de calor por
Transmissão térmica
Insolação
Infiltração de ar e umidade
Geração interna
Melhorias relativas à estrutura
Os sistemas de ar-condicionado possuem 
instalações, ventiladores, bombas, tubulações, 
dutos, que são os equipamentos mecânicos, e 
motores de potência, manobra e regulagem, que 
são os equipamentos elétricos
Todos esses componentes devem ser analisados 
antes de efetuar modificações, pois podem 
aumentar o consumo de energia se não 
passarem por um novo cálculo
Melhorias relativas ao 
sistema de ar-condicionado