Eficiencia Energética

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“AS ATIVIDADES DA MANUTENÇÃO COMO FERRAMENTA DE EFICIÊNCIA 
ENERGÉTICA” 
 
 
 
José Antônio Bento de Andrade (1) 
 Gilson Brito Alves Lima (2) 
 Márcio Zamboti Fortes (3) 
 
 
 
RESUMO 
Nos dias atuais a busca por oportunidades de redução de custos operacionais 
nas indústrias é ponto focal para gestores e administradores. As equipes que 
trabalham nas áreas de manutenção e operação são solicitadas a apresentar 
periodicamente oportunidades de melhorias em suas plantas que possam levar 
com pequeno investimento a identificação de cortes de custos e aumento de 
eficiências operacionais que gerem um maior retorno para os acionistas. 
Este artigo apresenta uma metodologia de gestão da manutenção direcionada 
para a eficiência energética e alguns exemplos de oportunidades que podem 
ser aplicados na maioria dos parques fabris com pequenas ações de 
manutenção que podem ser aderentes aos novos planos de manutenção 
baseados em eficiência energéticas. 
Estas ações serão desenvolvidas através de um tripé de sustentação: 
- Treinamento visando o aprimoramento técnico e conscientização para a 
eficiência energética; 
- Ação e monitoramento para a confecção de planos de manutenção aderentes 
a eficiência energética, implantação e acompanhamento dos mesmos; 
- Controle de gestão objetivando visualização clara dos resultados e se for o 
caso, melhoria das ações. 
 
Palavras-chave: Manutenção, Eficiência energética, Consumo, Custo. 
 
 
(1) Universidade Federal Fluminense, Mestrando em Sistemas de Gestão. 
(2) Universidade Federal Fluminense, Professor do Depto de Eng. Produção 
(3) Universidade Federal Fluminense, Professor do Depto de Eng. Elétrica 
 
1 – Introdução 
A justificativa para termos as atividades da manutenção como ferrramenta de 
eficiência energética é dada por Stroker (2003) quando ele diz que “O Custo 
real de um equipamento é definido como o total dos investimentos iniciais mais 
os custos operacionais, que incluem os custos de energia e de manutenção”. 
Baseando-se neste conceito, este artigo apresenta exemplos de redução dos 
custos, através execução de trabalhos de manutenção, tais como limpeza de 
luminárias, retiradas de vazamentos em tubulações de ar comprimido, 
modernização de motores elétricos e instalações, substituição de 
equipamentos menos eficientes por equipamentos energeticamente mais 
eficientes, como motores e lâmpadas. Seguindo modelos de gestão 
comprovadamente eficazes como NYC (2010) de “Operações de Eficiência 
Energética e Manutenção”, que destaca três objetivos chaves: 
1°) Reparar, manter e operar os equipamentos existentes tão eficientemente 
quanto possivel; 
2°) Aumentar o treinamento e divulgar ações de eficiência energética as 
equipes para melhorar performance; 
3°) Apresentar transparência e reponsabilidade a supervisão nos processos de 
gestão energética. 
Reconhecidamente, o apoio de softwares para a gestão energética é uma 
importante ferramenta de suporte. Em Bayer (2006) apresentam-se 
comentários sobre modelos avaliados e os tempos de suporte as solicitações 
do usuario. É necessario atenção na escolha do software de manutenção e a 
interface com o usuário seja amigável, que os relatórios apresentem dados 
realmente avaliados pelo grupo gestor e que o tempo de resposta a 
solicitações não prejudique a ação operacional, devido ao grande numero de 
operações que a equipe de planejamento e programação de manutenção atua 
sobre o software. 
Outro exemplo de suporte operacional de ferramentas computacionais para 
apoio a gestão energética e apresentada em Lee (2011), onde uma micro rede 
é gerenciada por software de gestão energética que monitora entre outros 
consumos energéticos em resfriadores, acompanha o consumo de energia e o 
uso correto de lâmpadas, reportando por relatórios dedicados os resultados da 
gestão. 
É importante também quando da análise de uma empresa conhecer o seu 
posicionamento junto ao mercado e quanto à tecnologia. Em Mills (2008), 
apresentam-se os dados do gráfico I, caracterizando o custo anual de energia 
por metro quadrado em instalações consideradas de alta tecnologia, neste 
mesmo trabalho apresentam-se dados comparativos entre uma construção 
típica e uma de alta tecnologia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Apresentação de oportunidades da manutenção em eficientização 
energética 
São definidos nos diversos foruns (revistas, jornais, congressos e etc) 
exemplos de eficientização energética, mas não necessariamente destacando 
a ação de gestão de manutenção, como veremos em três areas de alto 
consumo energético, como ar comprimido, motores e iluminação. 
2.1) Vazamento de ar: 
 
Nos dias de hoje o ar comprimido é utilizado em quase a totalidade das 
indústrias, sendo atualmente uma parte vital do seu processo de produção, 
com o seu uso mais frequente em automação de processos, instrumentação, 
ferramentas e diversos equipamentos de transporte e movimentação. Segundo 
Nogueira (2006), uma das vantagens do emprego do ar comprimido é que o 
mesmo pode ser armazenado e conduzido ao local de utilização sem 
necessitar de isolamento térmico, como é o caso do vapor. 
Como principal desvantagem aponta-se o maior consumo de energia elétrica 
na produção de um determinado trabalho util, o que não impede o seu uso face 
às vantagens que oferece. Em razão disso, a correta utilização do ar 
comprimido e a operação eficiente e econômica dos compressores, que é o 
elemento principal desses sistemas, são de extrema importancia. 
Conforme afirma Nogueira (2006), a redução da vazão mássica em um sistema 
de ar comprimido implica diretamente em redução da potência consumida. A 
redução dessa vazão pode ser alcançada diminuindo-se a vazão perdida pelos 
vazamentos. Essa medida traz bons resultados e exige, na maioria das vezes, 
medidas de caratér operacional e pequenos investimentos. 
As oportunidades de economia de energia, em sistemas de ar comprimido são 
grandes, pois existem medidas de controle de vazamentos de ar que 
justifiquem a ação da manutenção, segundo Cavalcanti (2011). 
 
I. Um vazamento consome o dobro de potência que uma ferramenta com igual 
consumo instantâneo; 
II. Originam quedas de pressão que tendem a ser compensados aumentando-se 
a geração; 
III. Seu controle periódico conduz a economias consideráveis; 
IV. Com facilidade atingem mais de 20% do consumo; 
V. Separadores de liquidos, conexões de mangueiras, mangueiras, válvulas 
podem ser as causas mais frequentes. 
As perdas de energia em vazamentos de ar foram tabeladas, conforme abaixo: 
 
 Tabela I – Perdas de Energia em vazamentos de ar 
Diâmetro 
(mm) 
Perda em (l/s) a 7 bar man. Consumo correspondente ao ar 
perdido em uma hora (kWh) 
0,5 0,33 0,1 
1 1,31 0,4 
2 5,19 1,6 
3 11,6 3,6 
 
 Fonte: Cavalcanti (2011) 
Analisando apenas um vazamento de cerca de 3 mm, verificamos um consumo 
de 3,6 KWh, o que multiplicado pelos diversos vazamentos existentes em uma 
instalação industrial, chega-se aos mais de 20% de consumo citado acima. 
2.2) Motores de indução 
 
Devido a grande quantidade de motores de indução nas indústrias, cerca de 
55% do consumo elétrico é devido a estes equipamentos, portanto deve-se 
observar a sua instalação, como também a sua operação, pois pode-se ter 
grandes economias de energia com pequenas ações de manutenção. 
 
Como mediadas operativas com custo de implantação praticamente nulas, pode-se citar 
a verificação das condições dos acoplamentos, ajustando alinhamentos e eliminando 
possíveis folgas que dão origem a vibrações indesejáveis e elevação de temperatura. O 
acoplamento direto é o mais eficiente, porém se mal alinhado, não só produz umaumento de perdas, como, também, reduz a vida útil dos mancais. Acoplamentos com 
reduções tambem são comuns, mas podem introduzir perdas de até 30%. Isto acontece 
devido, principalmente, ao atrito entre engrenagens, ventilação e pela viscosidade do 
fluido lubrificante (Bortoni, 2006). 
 
Com base neste autor pode-se afirmar que pequenas ações rotineiras da área 
de manutenção inseridas no plano de manutenção dos equipamentos, tais 
como verificação dos acoplamentos, alinhamento, folgas, nivel do lubrificante, 
tipo do lubrificante, limpeza das máquinas e verificação de aquecimentos 
anormais, podem trazer o consumo de energia dos motores a níveis de 
referência aceitáveis. 
 
A limpeza e lubrificação dos mancais são de suma importância, Neste sentido pôde-se 
verificar que o acúmulo de poeira e falta de lubrificação podem aumentar as perdas por 
atrito e ventilação em quase 50%, reduzindo o rendimento de um motor em até dois 
pontos percentuais (Bortoni, 2006). 
 
Portanto, pode-se dizer que um plano de manutenção consistente de motores e 
sendo executado regularmente, reduz o consumo de energia. 
 
2.3) Iluminação 
 
A iluminação artificial é um dos maiores consumidores de energia elétrica, pois 
esta presente em todos os lugares, desde as nossas casas, todos os tipos de 
comércio, serviços e indústrias. Porem a sua manutenção se limita na maioria 
das vezes a simples substituição das lâmpadas e reatores danificados. 
Entretanto a ação da manutenção vai além, para efeitos de eficiência 
energética. 
 
É importante desenvolver uma manutenção periódica visando à limpeza destes sistemas 
de iluminação. Com o passar do tempo, a poeira vai se acumulando na luminária e, 
consequentemente, reduzindo a intensidade de fluxo luminoso, fazendo com que a luz 
ambiente diminua. 
Se isto ocorre na instalação, a empresa está utilizando a energia elétrica para aquecer a 
poeira, não para iluminar. Na prática, pode-se afirmar que com a manutenção 
inadequada das luminárias perde-se cerca de 20% de luz no ambiente (Yamachita, 
2006). 
 
Dessa forma, pode-se observar a necessidade da inclusão da limpeza 
periódica das lâmpadas e luminárias nos planos de manutenção com base no 
tempo (meses) ou com base em inspeções de verificação do fluxo luminoso, 
que pode ser medido com um luximetro, até que seja atingido um valor minimo 
de iluminamento que dispara, através do sistema de manutenção, a ação de 
limpeza das lâmpadas e luminárias, conforme tabela II: 
 
 
 
 Tabela II – Fatores de manutenção 
Período de uso sem 
limpeza (meses) 
Ambiente limpo Ambiente médio Ambiente sujo 
0 1,00 1,00 1,00 
2 0,97 0,92 0,85 
4 0,95 0,87 0,76 
6 0,93 0,85 0,70 
8 0,92 0,82 0,66 
10 0,91 0,80 0,63 
12 0,90 0,78 0,61 
14 0,89 0,77 0,59 
16 0,88 0,76 0,57 
18 0,87 0,75 0,56 
20 0,86 0,74 0,54 
 
 Fonte: Yamachita, Haddad e Dias (2006) 
 
 
3) Conclusão 
Com pequenas ações de manutenção, tais como limpeza, lubrificação, 
alinhamento de motores e cargas, obtidos através de um plano de manutenção 
consistente e baseado no rendimento, na eficiência dos equipamentos e 
instalações, evitamos grandes desperdícios de energia e com isso 
colaboramos para a redução dos custos operacionais. A partir das ações 
descritas neste artigo, inicia-se a implantação de um sistema de gestão da 
manutenção centrada em eficiência energética. 
Outras ações mais complexas que necessitam de equipamentos e/ou 
ferramentas de maior custo podem fazer parte de uma segunda etapa de ações 
de eficientização energética com o apoio da manutenção, como: 
- Uso de ultra-som para identificação de vazamentos em sistemas de vapor; 
- Termografia para uso em sistemas diversos como mau contato em 
equipamentos e avaliação de perdas por efeito joule como apresentado em 
Fortes e outros (2011); 
- Uso de qualimetros para identificar características de má qualidade de 
energia e em sequência adequar soluções para melhoria da qualidade como 
filtros ativos, etc. Um exemplo desta aplicação é apresentado em Fortes e 
outros (2011); 
- Monitoramento de reativos com medições on-line e a inserção automática de 
banco de capacitores, reduzindo o desperdício de energia com reativos e 
consequentemente aquecimento de condutores; 
- Uso de ferramentas de manutenção preditiva, que irão acompanhar as 
condições operacionais de equipamentos, predizendo o momento de falha de 
um sistema e evitando custos altos com reparos, e compra de peças de 
reposição em emergência; 
- Em sistemas de bombeamento, a utilização de técnicas de identificação de 
melhores pontos de operação, reduzindo o consumo e garantindo performance 
operacional. Uma exemplificação desta técnica esta apresentado em Fortes e 
outros (2012). 
 
4) Referências 
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