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Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Hidráulica e Saneamento SHS0623 Gestão Ambiental para Engenheiros PRÁTICAS SUSTENTÁVEIS NA UNIVERISDADE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Aurélio Reis Martins – 7593631 Daniel Melo Silva – 7649010 Felipe Vieira Batistão – 8124503 Jéssica Cardinali – 775193 Matheus Fonseca da Silva - 7591094 Ricardo Marques – 7279651 Vinícius Carvalho Barros – 7289367 São Carlos 2013 Introdução Contextualização A eficiência energética diz respeito ao menor consumo de energia para um mesmo produto final e está geralmente associado a novas tecnologias e a melhor organização e gestão de recursos. Consumir energia de forma eficiente é um imperativo no contexto dos desafios enfrentados pelo setor energético de qualquer país, tais quais: segurança energética, redução de custos energéticos ou combate à mudança climática. O avanço em eficiência energética se mostra atrativo por (i) se tratar de uma opção custo-efetiva: qualquer investimento em eficiência gera retornos, neste caso por meio de economias futuras de energia, (ii) com resultados que possuem o mesmo nível e qualidade de qualquer serviço disponível para contratação, uma vez que não o produto final não é alterado (mobilidade, iluminação, conforto ambiental, etc.), é apenas obtido com menor consumo energético. E o contexto em que a eficiência energética é inserida faz com que todos os stakeholders se beneficiem. As indústrias, como exemplo, ao diminuírem suas necessidades de insumos e seus resíduos, reduzem seus custos e se tornam mais competitivas, enquanto reduzem os impactos ambientais de sua operação. Para a sociedade como um todo, a redução de externalidades negativas que lhe são atribuídas no processo de geração de energia de fontes não-renováveis, um reflexo do ganho em eficiência energética, resulta em melhor qualidade ambiental. Já para os governos, a eficiência energética contribui para a segurança energética do país, reduz a necessidade de investimentos em expansão da geração de energia e ainda torna a matriz mais limpa. No Brasil O Brasil vem apoiando iniciativas de melhoria no uso final de energia elétrica desde 1985 com a criação do Programa de Conservação de Energia Elétrica – PROCEL. Os esforços, embora irregulares e longe de caracterizarem uma política coordenada e consistente de introdução de eficiência energética, conseguiram alcançar progressos e estabelecer, uma consciência política que possibilitou a manutenção de importantes iniciativas de cunho regulatório e legislativo nos anos mais recentes. No contexto de eficiência energética e as vertentes envolvidas, criado pelo governo federal em 1985, o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica tem por objetivo promover a racionalização do consumo de energia elétrica, combatendo o desperdício e reduzindo os custos e os investimentos setoriais, aumentando ainda a eficiência energética. Como todo país em desenvolvimento, o Brasil tem uma grande demanda reprimida de energia - mas os índices nacionais de perda e desperdício de eletricidade também são altos. O total desperdiçado, segundo o Procel, chega a 40 milhões de kW, ou a US$ 2,8 bilhões, por ano. Os consumidores - indústrias, residências e comércio - desperdiçam 22 milhões de kW; as concessionárias de energia, por sua vez, com perdas técnicas e problemas na distribuição, são responsáveis pelos 18 milhões de kW restantes. Uma das soluções apontadas pelos especialistas para atender este déficit seria conter a demanda por meio de técnicas de conservação - que substituem tecnologia (máquinas, motores, sistemas de refrigeração e iluminação), incluindo o uso da água, por outras com maior eficiência energética e menor custo financeiro e impacto ambiental. Assim, além de promover a substituição de insumos esgotáveis (combustíveis fósseis) e a redução da intensidade do uso de energia, qualquer política energética deve estimular a eficiência e o combate ao desperdício por meio de instrumentos de regulação - como a especificação de códigos com consumo máximo de energia em construções ou padrão de desempenho e melhorias em equipamentos para garantir a incorporação de novas tecnologias, mais eficientes, pelos fabricantes. Tendências As tendências atuais em eficiência energética se apresentam expansivamente em diversos setores da economia. Na indústria siderúrgica, segundo estimativas da Agência Internacional de Energia, a injeção de carvão nos altos-fornos, em substituição ao coque, pode economizar 5% do consumo mundial de energia nesse equipamento até 2015, 7% até 2030 e 10% até 2050. A injeção de resíduos plásticos nos altos-fornos, conforme já é feito atualmente na Alemanha e Japão, pode propiciar economias bem maiores, segundo a Agência: 50% até 2015, 75% até 2030 e 90% até 2050. Nas novas tendências da construção civil temos o vidro duplo, maximizando o desempenho do vidro de controle solar, sem alterar a cor original do vidro. O vidro duplo também conhecido como insulado é um isolante termo-acústico por natureza. A camada de ar seca e imóvel credita este tipo de vidro como isolante térmico. Por outro lado, também garante melhor desempenho acústico, por ser composto por, no mínimo, duas “paredes” de vidro - lâminas, separadas por um perfil de alumínio, que formam uma câmara de ar vedada por dupla selagem. Nas refinarias, um sistema turboexpansor implantado na Replan reduz em quase 90% os custos com energia elétrica.Com o uso do turboexpansor, a refinaria passa a produzir internamente quase a totalidade da energia consumida, o que permite aproximá-la da autossuficiência energética e evitar interrupções em seus processos por variações no fornecimento de energia pelo mercado. A tecnologia já é aplicada nas unidades de FCC da Petrobrás na Refinaria Gabriel Passos (Regap), Refinaria Landulpho Alves (RLAM), Refinaria de Capuava (Recap), Refinaria Alberto Pasquali (Refap) e Refinaria Henrique Lage (Revap). Estudos O consumo de energia apresenta uma tendência de aumentar com o desenvolvimento tecnológico e industrial dos dias atuais. Nas universidades ao redor do mundo, o impacto desse consumo é praticamente invisível para os estudantes, dessa forma, existe uma necessidade de medidas que visem melhorar a eficiência e consumo energético. Através de algumas soluções inovadoras, pode-se alterar o comportamento dos estudantes para que os mesmos façam melhor uso da energia. Os casos abaixo foram escolhidos pelo fato de apresentarem medidas simples, que podem ser implementadas em qualquer universidade (havendo os subsídios necessários para isso), e por terem ocorrido em grandes universidades, com uma alta população de alunos, o que é essencial para esse tipo de estudo. Caso I Autor: Marcell K. et al. EUA. 2004 Objetivo: Diminuir o consumo de energia de estudantes da Universidade de Tufts, EUA. Método: Campanha de marketing social, sem feedback de dados em tempo real. Resultado: Um grupo de estudos foi submetido a um programa educacional enquanto outro grupo foi submetido ao mesmo programa e uma campanha de marketing social, que tem maior impacto para mudar o comportamento dos alunos. Análise Final: Ocorreu falta de informação para os grupos devido ao grande número de alunos em estudo e ao alto custo de implementação desse método. Caso II Autor: Petersen J.E. et al. EUA. 2007 Objetivo: Reduzir o consumo de energia de estudantes com a implementação de um sistema de feedback em tempo real do gasto energético da universidade. Método: Usar um sistema de monitoramento ligado à internet que mostra em tempo real um feedback sobre o consumo de energia e água combinado deincentivos de conservação. Resultado: Houve um aumento efetivo na conservação de energia pelos alunos que tiveram acesso ao feedback de consumo energético. Análise Final: Os alunos se politizaram principalmente pelo fato de estarem sendo “monitorados” (Efeito Hawthorne). Não se deu continuidade ao projeto. Caso III Autor: Bekker M. J. et al. Nova Zelândia. 2010 Objetivo: Encorajar a conservação de energia na Universidade de Otago através de estímulos visuais, feedbacks e recompensas para os alunos. Método: Uso de um sistema de monitoramento em tempo real para dar um feedback sobre o gasto energético dos alunos associado à competições entre estudantes com premiações. Após um período de 17 dias em que as medidas foram inseridas na universidade, um grupo de intervenção continuou submetido às mudanças enquanto um grupo de controle não ficou submetido às medidas. Resultado: O grupo de intervenção apresentou uma conservação de energia substancialmente maior do que o grupo de controle. O grupo de intervenção apresentou uma economia de energia de 16,2% durante a noite e 10% durante o dia, enquanto o grupo de controle apresentou uma economia de 6,5% durante a noite e 3,8% durante o dia. Análise Final: Presença de incentivos foi essencial para a obtenção desses resultados. Não se deu continuidade ao projeto. Caso IV Autor: Pecora V. Brasil. 2006. Objetivo: Implementar uma unidade geradora de energia a partir do biogás produzido pelo esgoto do Conjunto Residencial da Universidade de São Paulo (CRUSP), da cidade universitária, sediada em São Paulo. Método: Utilizar um sistema de purificação e armazenamento de biogás, oriundo do esgoto do CRUSP, e transformá-lo em energia elétrica através de um motor ciclo Otto. Resultado: Com a quantidade de biogás capturada e purificada no período de tempo estudado o projeto levaria um intervalo de tempo para retornar o investimento que inviabilizaria a implantação desse sistema na universidade. Análise Final: Se houvesse a implantação de um maior armazenador de biogás, que trabalhasse em tempo integral, a produção de energia retornaria todo o investimento em pouco tempo e iria gerar uma economia de quase 2500 R$/mês, equivalente a mais do que 8000 kWh/mês. Caso V Autor: Danilo Pereira Pinto, Edimar José de Oliveira, Henrique Antônio Carvalho Braga, Brasil 2000. Objetivo: Implementação de temas referente à eficiência energética em currículos de graduação, sendo essa implementação justificada pelo Mercado de Trabalho (grande números de empresas de serviços de conservação de energia), criação de uma cultura de uso racional dos energéticos (intensificação de ações educativas na tentativa de mudança da cultura do desperdício), formação de profissionais integrados nos contextos sócio-economico (além da mudança do hábito citado acima, a sociedade poderá se capacitar, transformando-a para melhor) e formação de multiplicadores (pessoas agindo na comunidade provocando alterações na política do desperdício). Método: A experiência da Faculdade de Engenharia da UFJF na área acadêmica de uso racional de energia é fruto de um projeto de conservação de energia realizado junto com o PROCEL. Foi proposta um Curso de Diagnóstico Energético piloto com um número de 40 participantes. A avaliação dos alunos foi realizada em duas etapas: trabalhos desenvolvidos durante a parte teórica e trabalho final que representa a parte prática. Alguns pontos da ementa são: eficiência energética em sistemas de iluminação, eficiência energética na arquitetura, otimização energética, metodologia de diagnóstico e auditoria energética. Resultado: Houve interesse de muitas pessoas, mas apenas 28 conseguiram se inscrever nesse curso piloto devido a pré-requisitos, e 26 terminaram o curso. Dentre os trabalhos individuais destacam-se matriz energética de uma instalação residencial, programação de uma campanha educativa onde foi apresentada grande criatividade no desenvolvimento de slogans, jogos, cartazes e camisetas. O trabalho final em equipe foi o desenvolvimento de um projeto de eficientização energética. Foram 8 trabalhos apresentados, sendo 4 em ambientes de engenharia, 1 em hospital, 1 em gráfica, 1 em industria de torrefação e moagem de café e 1 em posto de gasolina. Análise final: A experiência com o curso piloto realizado na UFJF em abril de 2000 levou a implementação de uma disciplina denominada Eficiência Energética no curso de Engenharia Elétrica da UFJF. Alguns pontos destacados neste processo são: grande interesse dos alunos e membros da comunidade relacionados ao uso eficiente de energia elétrica; criação da disciplina que constitui uma evolução natural nos currículos de graduação; metodologia implementada levou ao surgimento de trabalhos individuais diferenciados assim com os trabalhos realizados em grupo. Bibliografia Marcell, K.; Agyeman, J.; Rappaport, A. Cooling the campus: Experiences from a pilot study toreduce electricity use at Tufts University, USA, using social marketing methods. Int. J. Sustain. High. Educ. 2004, 5, 169–189. Petersen, J.E.; Shunturov, V.; Janda, K.; Platt, G.; Weinberger, K. Dormitory residents reduce electricity consumption when exposed to real-time visual feedback and incentives. Int. J. Sustain. High. Educ. 2007, 8, 16–33. Bekker, M.J.; Cumming, T.; Osborne, N.K.P.; Bruining, A.M.; Mclean, J.I.; Leland, L.S. Encouraging electricity savings in a university. J. Appl. Behav. Anal. 2010, 1, 327–331. Pecora, V. Impantação de uma Unidade Demonstrativa de Geração de Energia Elétrica a Partir do Biogás de Tratamento do Esgoto Residencial da USP – Estudo de Caso. Dissertação de Mestrado - EP / FEA / IEE / IF da Universidade de São Paulo, 2006. PINTO, D. A Disciplina de Eficiência Energética do Curso de Engenharia Elétrica da UFJF. Universidade Federal de Juiz de Fora. 2001. JACKSON, Tim. Prosperity without growth? The transition to a sustainable economy. Sustainable Development Commission. 2009. Disponível em: http://www.sd-ommission.org.uk/publications.php?id=914 <http://www.baruco.com.br/em-pauta/vidro-duplo-%C3%A9- tend%C3%AAncia-e-j%C3%A1-figura-em-grandes-obras-no-brasil> Visualizada em 07/11/2013. <http://www.baruco.com.br/em-pauta/vidro-duplo-%C3%A9- tend%C3%AAncia-e-j%C3%A1-figura-em-grandes-obras-no-brasil> Visualizada em 07/11/2013. <http://www.petrobras.com.br/downloads/energy-and- technology/relatorio-tecnologia-petrobras-2012.pdf> Visualizada em 07/11/2013.
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