IBEMA - Relatório de Consultoria de E.E.

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Relatório de Eficiência Energética 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Elaborado para: 
Ibema Cia. Brasileira de Papel. 
 
Apresentado por: 
GCE do Brasil. 
 
 
 
 
 
 
WWW.GROUPGCE.COM ENERGY EFFICIENCY CONSULTING 
Apresentado por: 
Curitiba 
2014
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
2 
RESUMO EXECUTIVO 
 
Atividade Principal da Indústria: 
Produção de papel cartão 
 
Produção Anual (julho 2012 - junho 2013) 
94 151 tons 
 
Recursos Energéticos (julho 2012 - junho 2013) 
124 517 m3 de cavaco 
908 267 kg de gás natural 
51 857 MWh de energia elétrica (93% de autoprodução) 
 
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
3 
Medidas de Poupança de Energia Recomendadas 
Poupança Anual de Energia 
Investi-
mento 
Tempo de 
Retorno 
Na expressão 
natural 
UdM TOE mil R$ mil R$ anos 
1. De combustível e energia térmica 
 
 
 
Eliminação da combustão incompleta química na caldeira de vapor 
3 623,0 m
3
 de cavaco 438,4 126,8 
191,7 1,3 
151,7 MWh 13,1 19,0 
Utilização de energia térmica da água da purga de caldeira 547,0 m
3
 de cavaco 66,2 19,2 60,3 3,1 
Isolamento de cremonas das tubulações de vapor 136,0 m
3
 de cavaco 16,5 4,8 5,7 1,2 
Instalação do retentor de calor da campânula da máquina de produção de 
papel 
16 821,0 m
3
 de cavaco 2 035,3 588,7 2 714,3 4,6 
Utilização do lodo de esgoto a título de combustível 6 503,0 m
3
 de cavaco 786,9 227,6 1 900,0 8,3 
2. De Energia Elétrica 
 
 
 
Instalação do compressor de parafuso rotativo com regulagem de velocidade 
de rotação 
156,5 MWh 13,5 19,6 124,8 6,4 
Aplicação do inversor de frequência na bomba 300-ВС-316 63,8 MWh 5,5 8,0 18,9 2,4 
Administração racional do sistema de iluminação 42,7 MWh 3,7 5,3 – – 
Substituição dos equipamentos de ar condicionado 35,0 MWh 3,0 4,375 125,7 28,7 
Instalação da turbina de contrapressão de vapor 893,0 MWh 76,9 111,6 1 143,5 10,2 
3. Medida Geral 
 
 
 
Organização de medição instrumental e de monitoramento 
4 001,0 m
3
 de cavaco 484,1 140,0 
737,5 1,9 1 412,0 MWh 121,6 176,5 
47 076,0 
kg de gás 
natural 
42,0 81,0 
Total – – 4 106,5 1 532,4 7 022,5 4,6 
 
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
4 
Medidas de Poupança de Energia Recomendadas 
Poupança Anual de Energia 
Investi-
mento 
Tempo de 
Retorno 
Na expressão 
natural 
UdM TOE Mil R$ Mil R$ ano 
1. Organizacionais e de investimento baixo 
 
Administração racional do sistema de iluminação 42,7 MWh 3,7 5,3 – – 
Isolamento de cremonas das tubulações de vapor 136 m
3
 de cavaco 16,5 4,8 5,7 1,20 
2. De investimento médio 
 
Utilização de energia térmica da água da purga de caldeira 547 m
3
 de cavaco 66,2 19,1 60,3 3,15 
Eliminação da combustão incompleta química na caldeira de vapor 
3623 m
3
 de cavaco 438,4 126,8 
191,7 1,32 
151,7 MWh 13,1 19,0 
Instalação do compressor de parafuso rotativo com regulagem de velocidade 
de rotação 
156,52 MWh 13,5 19,6 124,8 6,38 
Aplicação do inversor de frequência na bomba 300-ВС-316 63,8 MWh 5,5 8,0 18,9 2,37 
3. De longo prazo e de grande investimento 
 
Instalação do retentor de calor da campânula da máquina de produção de 
papel 
16821 m
3
 de cavaco 2 035,3 588,7 2 714,3 4,61 
Utilização do lodo de esgoto a título de combustível 6503 m
3
 de cavaco 786,9 227,6 1 900,0 8,35 
Substituição dos equipamentos de ar condicionado 35 MWh 3,0 4,4 125,7 28,74 
Instalação da turbina de contrapressão de vapor 893 MWh 76,9 111,6 1 143,5 10,24 
Organização de medição instrumental e de monitoramento 
4001 m
3
 de cavaco 484,1 140,0 
737,5 1,86 1412 MWh 121,6 176,5 
47076 
Kg de gás 
natural 
42,0 81,0 
Total – – 4 106,5 1 532,4 7 022,5 4,6 
 
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
5 
Tipo de Recurso 
Energético 
UdM 
Consumo no período de julho 2012 a junho 
2013 
Efeito econômico 
Expres-
são 
natural 
Combus-tível 
convencio-
nal, TOE 
Expressão 
monetária, mil 
R$ 
Expressão 
natural, % 
Combus-
tível 
conven-
cional, % 
Expressão 
monetária, 
% 
Biomassa mil m
3
 124 517 15 066,6 4 055,3 25,4% 25,4% 27,3% 
Energia elétrica MWh 51 857 4 465 1 971 5,3% 5,3% 17,5% 
Gás natural mil m
3
 1 072 1 125 1 843 4,4% 3,7% 4,4% 
Total – 20 657 7 869 – 19,9% 19,5% 
 
 
 
 
 
Consumo 
81% 
Economia 
19% 
Consumo de 
biomassa 
38% 
Economia de 
biomassa 
14% 
Consumo de 
energia elétrica 
21% 
Economia de 
energia elétrica 
4% 
Consumo de gás 
natural 
22% 
Economia de gás 
natural 
1% 
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
6 
Participantes do Programa de Eficiência Energética: 
 
Diretor da América Latina Grupo GCE: 
MSc. Dmitri Dmitrievich Lobkov 
 
Diretor Técnico GCE Energy: 
Enf. Vasili Gregorevich Tarasovski 
 
Engenheiros: 
Eng. Kelman Valeriy Mikhailovitch 
Eng. Bakhvalov Ievgueniy Ievguenievitch 
Eng. Gorelov Pavel Konstantinovitch 
Eng. Kuziakov Denis Igorevitch 
Eng. Chorokhov Aleksei Iurievitch 
 Eng. Eletricista: José Marcos de Moura 
 
Técnicos: 
Marciel Fipke 
Fernando Rezende Apolinário 
 
Tradução: 
Igar Pyjau 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
7 
Conteúdo 
1 Introdução ..................................................................................................... 8 
2 Sistemas de fornecimento de energia ............................................................ 9 
2.1 Sistema de fornecimento de vapor ........................................................................................ 9 
2.2 Sistema de fornecimento de energia elétrica ........................................................................ 9 
3 Volume de consumo de recursos energéticos .............................................. 13 
4 Avaliação da eficiência da utilização dos recursos energéticos ..................... 21 
4.1 Sala de caldeiras ................................................................................................................... 21 
4.2 Redes de vapor ..................................................................................................................... 22 
4.3 Consumidores de vapor ........................................................................................................ 22 
4.4 Sistemas de fornecimento de energia elétrica ..................................................................... 23 
4.5 Equipamentos consumidores de energia elétrica ................................................................ 23 
4.6 Equipamentos auxiliares consumidores de eneregia elétrica .............................................. 24 
5 Medidas de poupança de energia ................................................................ 25 
5.1 Eliminação da combustão incompleta química na caldeira de vapor .................................. 25 
5.2 Utilização de energia térmica da água da purga de caldeira ............................................... 31 
5.3 Instalação da turbina de contrapressão de vapor ............................................................... 34 
5.4 Instalação do retentor de calor da capota da máquina de papel ...................................... 35 
5.5 Isolamento das válvulas das tubulações de vapor ............................................................... 38 
5.6 Utilização do lodo de esgoto a título de combustível .......................................................... 40 
5.7 Instalação do compressor de ar com inversor de frequência .............................................. 43 
5.8 Administração racional do sistema de iluminação ............................................................... 48 
5.9 Aplicação do inversor de frequência na bomba 300-ВС-316 ............................................... 52 
5.10 Substituição dos equipamentos de ar condicionado........................................................... 54 
5.11 Substituição do secador Infravermelho a gás pelo secador elétrico ................................... 58 
5.12 Organização de medição instrumental e de monitoramento .............................................. 59 
Anexos .............................................................................................................. 67 
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
8 
1 Introdução 
A história da companhia IBEMA começa nos anos 50 do século XX junto com o desenvolvimento da 
indústria florestal e de papel e celulose no Brasil. Dentro de pouco tempo, a companhia chegou a ocupar 
uma parcela significativa do mercado nacional e internacional, tornando-se a maior produtora de 
embalagem de papelão na América Latina. 
A companhia elabora e lança produtos inovadores na área de celulose, papel e de embalagem. Na 
produção de artigos de celulose e papel, as questões de meio ambiente ocupam o primeiro lugar. A 
companhia IBEMA é um dos pioneiros na recuperação de maciços florestais no Sul do Brasil. Sendo do 
nível mundial, IBEMA cumpre um papel significativo na vida social do país. Além de sua atividade 
principal, a companhia toma parte em projetos sociais e educacionais. 
A subdivisão Turvo da companhia Ibema Papelcartão está situada no estado do Paraná, perto da cidade de 
Turvo. Esta região caracteriza-se pelo seu relevo conveniente, clima, solo, disponibilidade de recursos 
hídricos e de materia prima, que justificaram a instalação da empresa ali. A proximidade à capital, ao 
principal porto do sul do Brasil, e também a desenvolvida infraestrutura de transporte garantiram a 
capacidade de concorrer em nível mundial. O permanente aperfeiçoamento da produção e de seus padrões 
colocam-na em nível mundial e garantiram sua distribuição não somente no Brasil, mas também no 
exterior: América do Norte e do Sul, Europa, África e Ásia. 
A empresa Turvo é especializada na produção de embalagem de papelão. A capacidade instalada da 
empresa é de 108 000 toneladas/ano de papelão (capacidade diária de 300 toneladas). Ademais, segundo o 
volume de produtos finais, a empresa se posiciona entre os três principais produtores do mercado 
brasileiro. 
A título de matéria prima para a produção, a empresa utiliza celulose e madeira de eucalipto e de 
pinheiro. As excepcionais propriedades físicas (fluidez e rigidez) foram alcançadas graças à companhia 
ter criado a prória pasta de celulose (mechanical paste (SGW)). 
A empresa ocupa a área de 627 hectares. O fato de possuir área florestal e geração elétrica próprias (conta 
com uma potência instalada de 11 MW) faz com que a companhia garanta o funcionamento estável e 
reduzidas despesas com energia elétrica, influenciando positivamente na capacidade de concorrer de seus 
produtos, que se aplicam na fabricação de embalagem para o setor farmacéutico e cosmético; de 
perfumaria, produtos de higiene pessoal e detergentes; de calçados e roupas; de produtos alimentícios, 
brinquedos etc. 
 
 
Relatório de auditoria energética 
Ibema Cia. Brasileira de Papel 
 
 
 
 
9 
2 Sistemas de fornecimento de energia 
Para desenvolver o processo de produção, a empresa utiliza os seguintes tipos de recursos energéticos: 
 energia elétrica (adquirida e autoprodução); 
 energia térmica (vapor produzido localmente); 
 cavaco (adquirido e de sua própria produção); 
 gás natural (adquirido). 
 
2.1 Sistema de fornecimento de vapor 
O sistema de fornecimento de vapor da fábrica consiste da sala de caldeiras com a capacidade de vapor 
igual a 25 t/h. As caldeiras utilizam biomassa, cuja composição apresenta uma mistura de vários resíduos 
da indústria florestal e da própria fábrica. Veículos motorizados realizam o transporte de cavaco ao 
depósito de combustível. O transporte final à caldeira é efetuado do silo alimentador pelos transportadores 
de fita. 
O vapor produzido na caldeira é encaminhado às linhas de vapor de produção geral. A empresa possui 
dois consumidores de vapor: a máquina de papel e os equipamentos de troca de calor na seção de 
preparação de pasta. 
 
2.2 Sistema de fornecimento de energia elétrica 
O fornecimento de energia elétrica é realizado na empresa a partir de três origens: 
 da estação hidrelétrica PCH BOA Vista (autoprodução); 
 da estação hidrelétrica PCH Cachoeira (I e II) (autoprodução); 
 da subestação Fábrica (adquirida da COPEL). 
A energia elétrica chega através de quatro entradas independentes nos barramentos de 13,8 kV da 
subestação № 30 (Cabine 30). O esquema do fornecimento de energia elétrica na empresa é apresentado 
na figura 1. Todas as fontes de energia elétrica estão interligadas de tal modo que a chegada de energia 
elétrica na empresa a partir delas é realizada por uma só entrada funcional, quando as restantes estão em 
reserva. Os barramentos de 13,8 kV da subestação № 30 estão ligados aos transformadores de potência, 
que reduzem a tensão para 3,8 kV, 0,44 kV, 0,38 kV ou 0,22 kV, dependendo dos equipamentos elétricos 
alimentados. A lista dos transformadores redutores da área industrial é apresentada na tabela 1. 
 
 
Relatório de auditoria energética 
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10 
1 7
Cabine 34 Desfibradores
T 3401
500 kVA
380 V
T 3402
2000 kVA
380 V
T 3403
1500 kVA
3800 V
CCM 10
CCM 7
(DF301 
DF303)
CCM 7
(DF304)
T 0502
500 kVA
380 V
Cab. 5 Caldeira
Caldeira 
4
2 3
Cabine 32/33
MP3/Acion./
Aproximacao
T 3301
2000 kVA
380 V
T 3302
2000 kVA
380 V
T 3201
1500 kVA
380 V
CCM 4 
(MP3)
CCM 3
(Aprix. 
coater)
CCM 2
(Acion.)
Cabine 33 Cabine 32
T 3701
500 kVA
380 V
Cab. 37
CCM 6
4
Refinacao
T 3601
500 kVA
380 V
5
ETE/
CortadeiraCab. 36
10
Cabine 01A
APARAS
T 3101
2000 kVA
380 V
T 0101
750 kVA
380 V
Cab. 31 
(CCM 1)
Cab. 01 
(CCM 
exist.)
T 0104
45 kVA
380 V
T 0102
300 kVA
380 V
T 0103
225 kVA
380/220 V
Patio de 
Pasta 
Mecanica
CCM 
ETE 
(Lagoa 1)
CCM 
ETE 
(Lagoa 4)
Cab. 01B Cab. 01C
11
T 1101
125 kVA
380 V
T 0801
30 kVA
220 V
T 0901
50 kVA
380 V
Descasca
dor
Torre 
expidesao
Portaria 1
Central 
de GLP
T 1001
225 kVA
380 V
T 1002
45 kVA
380 V
T 0701
45 kVA
380 V
TR 12
30 kVA
380/220 V
Picador
Patio de 
Cavaco
ETA
Cab. 10
Portaria 2
Cab. 10A Cab. 7 Cab. 11 Cab. 08 Cab. 09
12
Cab. 03 MP1
T 0301
500 kVA
380 V
T 0302
750 kVA
440 V
Col. 9-11 Col. 5-7
T 0601
500 kVA
380 V
Cab. 06 MP1
Cortadeira 
MARQUIP
T 0402
75 kVA
220 V
Cab. 04 MP1
Cortadeira 
MARQUIP
T 3001
500 kVA
220 V
QDG
13
Servico 
Auxiliar
9 8 6
PCH BOA Vista II 8 MW
G1 G2
PCH Cachoeira 2,6 MW
G1 G2 G1
PCH BOA Vista I 575 kWSubestacao Fabrica
Cabine 30
13,8 kV
 
Figurа 1– Esquema estrutural de fornecimento de energia elétrica da empresa 
 
 
Relatório de auditoria energética 
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11 
Tabela 1 – Relação dos transformadores da área industrial. 
№ Cabine Identificação Tipo Tensão, kV Potência, kVA 
1 34 3401 Óleo 13,8/0,38 500 
2 34 3402 Seco 13,8/0,38 2 000 
3 34 3403 Seco 13,8/3,8 1 500 
4 5 0502 Óleo 13,8/0,38 500 
5 33 3301 Seco 13,8/0,38 2 000 
6 33 3302 Seco 13,8/0,38 2 000 
7 32 3201 Seco 13,8/0,38 1 500 
8 37 3701 Óleo 13,8/0,38 500 
9 36 3601 Óleo 13,8/0,38 500 
10 31 3101 Seco 13,8/0,38 2 000 
11 01A 0101 Óleo 13,8/0,38 750 
12 01B 0102 Óleo 13,8/0,38 300 
13 01C 0103 Óleo 13,8/0,38 225 
15 TR12 Óleo 13,8/0,38 30 
16 10 1001 Óleo 13,8/0,38 225 
17 10 1002 Óleo 13,8/0,38 45 
18 7 0701 Óleo 13,8/0,38 45 
19 11 1101 Óleo 13,8/0,38 125 
20 8 0801 Óleo 13,8/0,22 30 
21 9 0901 Óleo 13,8/0,38 50 
22 3 0301 Óleo 13,8/0,38 500 
23 3 0302 Óleo 13,8/0,44 750 
24 6 0601 Óleo 13,8/0,38 500 
25 4 0402 Óleo 13,8/0,22 75 
26 30 3001 Óleo 13,8/0,22 500 
Total 17 150 
 
Para compensar a potência reativa na rede distribuidora existem instaladosbancos de capacitores nas 
seções dos barramentos de 0,38 kV das substações transformadoras. A relação dos capacitores e algumas 
caracteristicas são apresentados na tabela 2 a seguir. 
 
 
Relatório de auditoria energética 
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12 
Tabela 2 – Lista dos bancos de capacitores 
Cabine 
Tensão 
Local de instalação 
Potência 
nominal Modo de 
Controle 
kV kVAr 
34 0,38 CCM PF3403 Pasta Mecânica 200 automático 
37 0,38 PF0301 Refinação 225 automático 
1 0,38 CCM Exist. Aparas 205 automático 
31 0,38 CCM03 PF 3102 PTA 185 automático 
31 0,38 CCM03 PF 3101 Aparas e Celulose 600 automático 
6 0,38 – Cortadeira Marquip 40 automático 
36 0,38 – ETE 40 automático 
32/33 0,38 CCM03 PF3203 Máquina de papel 500 automático 
32/33 0,38 CCM03 PF3202 Aproximação, coater e aditivos 500 automático 
5 0,38 PF0515 Caldeira 4 215 automático 
3 0,38 Col. 5-7, 9-11 MP1 315 automático 
30 0,22 – QDG 45 automático 
Total 3 070 
 
 
Através das informações constantes na tabela 2, observa-se que todas as unidades funcionam em regime 
automático e que a compensação de potência reativa é feita em todos os pontos principais da rede 
distribuidora. 
 
 
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13 
3 Volume de consumo de recursos energéticos 
O conjunto de dados a respeito do consumo de recursos energéticos pela empresa é apresentado na 
tabela 3. 
 
Tabela 3 – Dados do consumo de recursos energéticos no período de julho de 2012 a junho de 2013. 
Mês 
Biomassa (cavaco) Gás Natural Energia elétrica 
m
3
 TOE mil R$ kg TOE mil R$ MWh TOE mil R$ 
Julho 2012 11 240 1 296 337,2 94 041 116 160,95 3 993 344 104,17 
Agosto 2012 9 248 1 067 277,44 73 575 91 126,18 3 868 333 108,09 
Setembro 2012 9 057 1 045 271,71 89 824 111 154,20 3 732 321 276,50 
Outubro 2012 9 096 1 342 272,88 64 296 80 110,39 4 066 350 360,26 
Novembro 2012 10 556 1 217 316,68 78 684 97 135,11 4 349 374 159,80 
Dezembro 2012 11 372 1 314 341,16 75 235 93 129,19 5 129 442 279,96 
Janeiro 2013 8 530 984 298,55 78 684 97 135,11 4 313 371 123,59 
Fevereiro 2013 8 024 925 280,84 62 606 78 107,50 3 421 295 85,69 
Marco 2013 12 524 1 445 438,34 71 540 89 122,84 4 979 429 125,15 
Abril 2013 11 176 1 288 391,16 71 895 89 125,74 4 630 399 116,96 
Maio 2013 11 906 1 788 416,71 76 007 94 132,94 4 868 419 121,72 
Junho 2013 11 788 1 360 412,58 71 880 89 126,37 4 510 388 112,77 
Total 124 517 15 071 4 055,25 908 267 1 125 1 566,53 51 857 4 465 1 974,69 
 
As distribuições percentuais dos recursos energéticos consumidos pela empresa neste período (julho de 
2012 a junho de 2013), na expressão natural e monetária, são apresentada respectivamente nas figuras 2 e 
3 a seguir. 
 
 
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Figurа 2– Distribuição percentual dos recursos energéticos (julho de 2012 a junho de 2013) na 
expressão energética. 
Biomassa (Cavaco) 
73% 
Energia elétrica 
22% 
Gás Natural 
5% 
 
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Figurа 3– Distribuição percentual dos recursos energéticos (julho de 2012 a junho de2013) na 
expressão monetária. 
Nas figuras 2 e 3 observa-se que a maior parte do consumo de recursos energéticos está relacionada à 
biomassa (73% na expressão energética e 53% na monetária), que é aproveitada plenamente para a 
produção de vapor na sala de caldeiras. O volume principal de energia elétrica é consumido com o 
acionamento elétrico dos equipamentos, e o volume total de gás natural é empregado para a secagem 
infravermelha de papel. 
Para recalcular os recursos energéticos consumidos de gás natural, biomassa e energia elétrica em TOE 
(Tonelada de Óleo Equivalente), foram utilizados os coeficientes apresentados na tabela 4. 
 
Tabela 4 – Coeficiêntes de conversão em TOE de recursos energéticos. 
Tipo de recurso energético UdM Valor 
Energia elétrica MWh 0,086 
Biomassa (cavaco) t 0,312 
Gás natural mil m
3
 1,050 
 
Os valores médios dos preços (tarifas) dos recursos energéticos no período de julho de 2012 a junho de 
2013 são apresentados na tabela 5. 
Biomassa (Cavaco) 
53% 
Energia elétrica 
26% 
Gás Natural 
21% 
 
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Tabela 5 – Valores médios dos preços dos recursos energéticos no período de julho de 2012 a junho 
de 2013. 
Recurso energético UdM Valor 
Energia elétrica (adquirida) R$/MWh 205,70 
Energia elétrica (autoprodução) R$/MWh 25,00 
Energia elétrica (para a venda) R$/MWh 125,00 
Biomassa (cavaco) R$/m
3 35,00 
Gás natural R$/ton 1 720,00 
 
Nas figuras 4-6 são apresentadas respectivamente as variações do consumo de biomassa, gás natural e 
energia elétrica no período de julho de 2012 a junho de 2013, juntamente com o volume de produção da 
empresa registrado no mesmo período. 
 
 
Figurа 4– Comsumo de biomassa e volume de produção (julho de 2012 a junho de 2013). 
0 
1.000 
2.000 
3.000 
4.000 
5.000 
6.000 
7.000 
8.000 
9.000 
10.000 
0 
2.000 
4.000 
6.000 
8.000 
10.000 
12.000 
14.000 
Ju
lh
o
 2
0
1
2
 
A
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0
1
2
 
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3
 
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1
3
 
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3
 
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1
3
 
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1
3
 
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Cavaco Produção 
 
Relatório de auditoria energética 
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Figurа 5– Comsumo de gás natural e volume de produção (julho de 2012 a junho de 2013). 
 
Figurа 6– Comsumo de energia elétrica e volume de produção (julho de 2012 a junho de 2013). 
0 
1.000 
2.000 
3.000 
4.000 
5.000 
6.000 
7.000 
8.000 
9.000 
10.000 
0 
10000 
20000 
30000 
40000 
50000 
60000 
70000 
80000 
90000 
100000 
Ju
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 2
0
1
2
 
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0
1
2
 
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3
 
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3
 
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1
3
 
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1
3
 
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3
 
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1
3
 
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kg
/m
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Gas natural Produção 
0 
1.000 
2.000 
3.000 
4.000 
5.000 
6.000 
7.000 
8.000 
9.000 
10.000 
0 
1.000 
2.000 
3.000 
4.000 
5.000 
6.000 
Ju
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 2
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1
2
 
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1
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1
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Ja
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1
3
 
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 2
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1
3
 
M
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1
3 
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1
3
 
M
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1
3
 
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1
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Energia eletrica Produção 
 
Relatório de auditoria energética 
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Como se pode observar nos gráficos apresentados nas figuras 4-6, o consumo de biomassa, gás natural e 
energia elétrica na empresa apresenta o caráter irregular, sendo condicionado por vários fatores, tais como 
volume de produção, variedade do produto lançado e regime de funcionamento dos equipamentos 
básicos. 
O vapor é consumido pela máquina de papel e pelos trocadores de calor da seção de preparação de pasta. 
Atualmente não é previsto o controle de vapor nestas direções, portanto não é possível separar os volumes 
de consumo conforme cada consumidor. 
O fornecimento de energia elétrica e o consumo pelos setores principais da empresa no período de julho 
de 2012 a junho de 2013 são apresentados na tabela 6. 
Tabela 6 – Distribuição do fornecimento e do consumo de energia elétrica pelos setores no período 
dejulho de 2012 a junho de 2013. 
№ do item Fornecimento/consumo 
Volume 
MWh % 
1 Fornecimento de energia elétrica 51 857 100% 
1.1 Copel 3 602 7% 
1.2 Cachoeira 11 252 22% 
1.3 BVII 37 003 71% 
2 Consumo de energia elétrica 51 857 100% 
2.1 Auxiliar 605 1% 
2.2 MP1 5 335 10% 
2.3 Aparas 10 464 20% 
2.4 ETE 1 891 4% 
2.5 Refinação 2 404 5% 
2.6 MP3 21 629 42% 
2.7 Caldeira 1 157 2% 
2.8 Pasta Mecânica 6 851 13% 
2.9 Externo 1 521 3% 
 
A distribuição percentual do consumo de energia elétrica pelos principais setores da empresa no período 
de julho de 2012 a junho de 2013 é apresentada na figura 7. 
 
 
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Figurа 7– A distribuição percentual do consumo de energia elétrica pelos setores da empresa no 
período de julho de 2012 a junho de 2013. 
Como se pode observar na figura 7, os consumidores principais da energia elétrica na empresa são as 
subdivisões tecnológicas que participam do ciclo de produção de papel (MP3, Aparas, MP1, Pasta 
Mecânica), que consomem até 85% de toda a energia elétrica. O restante do consumo de energia elétrica 
(15%) cabe às subdivisões auxiliares responsáveis pelo fornecimento de água, ar comprimido e energia 
térmica. 
Fundamentado na análise dos dados de relatório do período 2012-2013 realizado pela empresa, calculou-
se o consumo específico de recursos energéticos por tonelada de produto para cada mês. O gráfico que 
mostra o comportamento destes valores do consumo específico com o nível da produção mensal é 
apresentado na figura 8. 
 
Auxiliar 
1% 
MP1 
10% 
Aparas 
20% 
ETE 
4% 
Refinação 
5% 
MP3 
42% 
Caldeira 
2% 
Pasta Mecânica 
13% 
Externo 
3% 
 
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Figurа 8– Relação entre o consumo específico de recursos energéticos por tonelada de produto e o 
volume de produção 
Observa-se na figura 8 que mesmo em níveis de produção bem próximos (por exemplo, em torno de 8 
000 t/mês), os valores do consumo específico de recursos energéticos por tonelada de produto variam de 
0,187 a 0,232 TOE/t, ou seja, uma diferença que chega a 20%. A mesma situação observa-se para um 
nível em torno de 8 600 t/mês, faixa em que os valores do consumo específico variam de 0,212 a 0,266 
TOE/t, também com uma diferença que chega a 20%. 
 
0,00 
0,05 
0,10 
0,15 
0,20 
0,25 
0,30 
5.000 5.500 6.000 6.500 7.000 7.500 8.000 8.500 9.000 9.500 
C
o
n
su
m
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TO
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 t
 
Produção mensal, t/mês 
 
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21 
4 Avaliação da eficiência da utilização dos recursos energéticos 
Durante a auditoria energética foi realizada a análise da eficiência do funcionamento dos sistemas de 
fornecimento e de consumo de energia, desenvolvida com base nos dados fornecidos pela Ibema e nos 
valores efetivamente obtidos das medições instrumentais realizadas pela GCE. Além disso, foram 
realizados os cálculos e determinados os locais de uso ineficiente de recursos energéticos. 
 
4.1 Sala de caldeiras 
Na sala de caldeiras da fábrica foram realizadas as medições dos parâmetros de funcionamento da 
unidade de caldeira e do sistema térmico da sala de caldeiras (Anexo D). Conforme os resultados obtidos 
das medições, foram calculados: o rendimento efetivo da caldeira e as perdas desnessárias que ocorrem 
no esquema térmico da sala de caldeiras. 
O rendimento da caldeira diminui 2,91% por causa da combustão química incompleta, ocorrida devido à 
regulagem incorreta da correlação combustível-ar. É possível eliminar a combustão química incompleta e 
aumentar o rendimento da caldeira, instalando um sistema automatizado da regulagem do fornecimento 
de ar necessário à combustão. Atualmente a regulagem é realizada com comportas; para aumentar a 
eficiência da utilização de energia elétrica na sala de caldeiras, propõe-se instalar inversores de frequência 
nos motores dos ventiladores de empuxo. 
As perdas por ineficiência no sistema térmico da sala de caldeiras são provocadas pela ausência de linhas 
de retorno de água de purga ao ciclo da sala de caldeiras. Atualmente água de purga e vapor formado são 
lançados ao esgoto e à atmosfera. 
O lodo acumulado nas instalações de tratamento da água de processo não é utilizado. Nas empresas de 
papel e celulose é comum a utilização de esquemas de extração de lodo dos reservatórios das instalações 
de tratamento, de sua preparação e de sua utilização como combustível, podendo alcançar até 10% do 
combustível fornecido à caldeira. Do ponto de vista econômico, torna-se interessante considerar a questão 
da utilização do lodo na sala de caldeiras da empresa. 
 
 
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22 
4.2 Redes de vapor 
O vapor da sala de caldeiras é encaminhado pelas principais redes de vapor a dois consumidores: a 
máquinda de papel e a seção de preparação de pasta. Durante a auditoria energética, foram elaborados os 
esquemas das redes de vapor com as indicações dos comprimentos (Anexo J). Nestas redes foram 
realizadas as medições instrumentais com o objetivo de calcular as perdas efetivas de energia térmica 
através do isolamento. Os cálculos mostraram que o nível das perdas térmicas efetivas correspondem ao 
normativo. Ao mesmo tempo, a armação de tubos não está isolada, o que provoca perdas irracionais. 
Propõe-se efetuar o isolamento da armação. 
A sala de caldeiras produz vapor na rede da fábrica com a pressão de 11 kgf/cm
2
; na seção da máquina de 
papel, vapor é estrangulado até 6 kgf/сm
2
. Em lugar do estrangulamento, é recomendado utilizar a 
redução de pressão através de uma turbina de contrapressão para a produção de energia elétrica. 
 
4.3 Consumidores de vapor 
A máquina de papel consome vapor nas etapas de secagem e de calandra. O vapor é fornecido aos 
cilindros da máquina de papel com os parâmetros necessários e às linhas de saturação. O condensado é 
retirado dos cilindros segundo o esquema cascata por meio dos reservatórios dilatadores, equipados com 
os retiradores de condensado. O vapor dos reservatórios dilatadores é encaminhado aos cilindros dos 
últimos degraus, onde se precisa de uma temperatura menor, e ao calorífero de ar atmosférico para 
ventilar a máquina de papel. Este esquema é o ideal do ponto de vista da utilização completa de energia 
térmica. A presença de vapor não condensado, depois dos retiradores de condensado, não foi registrada. 
Todo o condensado, depois da máquina de papel, é retornado com a temperatura de 95 
o
С à sala de 
caldeiras pelas bombas de condensado. 
A campânula da máquina de papel é ventilada pelos ventiladores-exaustores da ventilação forçada: o ar 
induzido passa pelo calorífero de vapor e o ar exaurido (úmido e quente) é lançado à atmosfera. Nos 
modelos contemporâneos de tubulações de máquinas de papel existem esquemas concernentes à 
utilização de energia térmica do ar da ventilação campânula da máquina de papel. 
 
 
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23 
4.4 Sistemas de fornecimento de energia elétrica 
No sistema de fornecimento de energia elétrica, foram realizadas as medições instrumentais dos 
parâmetros de carregamento da rede elétrica distribuidora da empresa. Os resultados das medições 
instrumentais, apresentados no Anexo A, demostram que o sistema de fornecimento de energia elétrica da 
empresa está funcionando sem perdas irracionais. Os transformadores de potência redutores da empresa 
têm o carregamento médio de 40,7%, o que indica a utilização racional da capacidade dos 
transformadores. 
A compensação da potência reativa é realizada nos pontos principais da rede distribuidora através da 
aplicação das instalações automáticas de capacitores nos barramentos de baixa tensão dos 
transformadores de potência,e também nos maiores receptores elétricos. Tal sistema de compensação da 
potência reativa é eficiente. 
 
4.5 Equipamentos consumidores de energia elétrica 
Nos equipamentos consumidores de energia elétrica foram realizadas as medições instrumentais dos 
parâmetros de carregamento, as quias demostraram que estes equipamentos estão funcionando 
eficientemente, exceto alguns itens: 
 A regulagem do compressor a parafuso CA-302 é efetuada com by-pass, que leva o compressor a 
funcionar em alívio até 44% do tempo de seu funcionamento. Para aumentar a eficiência 
energética do funcionamento dos compressores de ar comprimido propõe-se regular o 
funcionamento do compressor com o controle da frequência de rotação; 
 A bomba ВС-316 está funcionando com a pressão elevada, que excede a pressão nominal em 28% 
e provoca consumo adicionais de energia elétrica. Para aumentar a eficiência energética do 
funcionamento da bomba propõe-se manter a pressão necessária através do controle da frequência 
de rotação, sendo necessário instalar um inversor de frequência no motor elétrico de acionamento 
da bomba; 
 
 
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24 
4.6 Equipamentos auxiliares consumidores de eneregia elétrica 
Para avaliar a eficiência dos equipamentos auxiliares consumidores de energia elétrica foi realizada a 
análise da composição dos equipamentos dos sistemas de iluminação artificial e de condicionamento de 
ar, e também foram realizadas as medições da luminosidade dos locais de produção e administrativos da 
empresa. Em consequência, foram feitas as seguintes conclusões: 
1. Estão sendo utilizadas as lâmpadas de vapor metálico, vapor de sódio e fluorescentes, tecnologias 
que apresentam os altos valores de rendimento luminoso, o que indica eficiência do sistema de 
iluminação artificial. Ao mesmo tempo, foi detectado o uso irracional das fontes de iluminação 
artificial: 
 nas subestações elétricas, a iluminação artificial é utilizada quando os funcionários não estão 
presentes; 
 em cima das áreas de produção: Sala de Escolha/Guilhotina e Cortadeira/Marquip, os paineis 
de iluminação natural estão sujos, o que torna necessário utilizar a iluminação artificial nos 
dias claros; 
 na área de produção: Sala de Escolha, havendo iluminação natural que corresponde às 
normas, também é utilizada a iluminação artificial, que pode ser desligada. 
Propõe-se realizar medidas organizacionais que visam eliminar a utilização irracional das fontes 
de iluminação artificial; 
2. O sistema de condicionamento de ar consiste dos aparelhos de janela e de painel, e também dos 
sistemas split e Roof top, dos quais 23% dos sistemas split e 87% dos aparelhos de janela têm a 
classe de eficiência energética de C a G, o que indica a baixa eficiência de utilização de energia 
elétrica para necessidades de condicionamento de ar. Para aumentar a eficiência, propõe-se 
substituir os aparelhos de ar condicionado por mais econômicos (da classe А-В). 
 
 
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25 
5 Medidas de poupança de energia 
5.1 Eliminação da combustão incompleta química na caldeira de vapor 
Para fornecer vapor à máquina de papel e à seção de preparação de pasta, a produção de vapor é realizada 
na própria sala de caldeiras da empresa, que é equipada com uma caldeira a vapor do modelo HBFS-25. 
O sistema da caldeira é equipado com o pré-aquecedor de ar. 
As características principais da caldeira são apresentadas na tabela 7. 
Tabela 7 – Principais características de datasheet da caldeira HBFS-25 
Parâmetro UdM Valor 
Ano da entrada em operação – 2002 
Pressão de vapor (absoluta) kgf/сm
2
 12,0 
Temperatura de vapor °C 183,2 
Capacidade de geração de vapor kg/h 25 000 
 
O vapor produzido é encaminhado nas tubulações de vapor da empresa. A vazão de vapor total depende 
das necessidades da produção, sendo em média de 20 t/h. 
A caldeira é alimentada com biomassa. Este combustível é comprado como resíduo da indústria florestal: 
cavaco e resíduos de casca. A esta biomassa são misturados também resíduos de produção de papel. 
Durante a auditoria energética, foram recolhidas as amostras do combustível. Os resultados da análise do 
combustível são apresentados no Anexo C. Os resultados finais da análise são apresentados nas tabelas 8 
e 9 a seguir. A queima é efetuada na camada, na grelha móvel, com a injeção de ar primário por baixo da 
grelha e de ar secundário à area de fornalha da caldeira. 
Tabela 8 – Análise termotécnica 
Denominação Marcação UdM Valor 
Umidade Wr % 43,24 
Teor de cinza Ar % 0,1 
Teor de cinza por massa seca Ad % 0,18 
Saída de voláteis Vr % 36,32 
Saída de voláteis por massa combustível Vdaf % 64,1 
Calor de combustão por bomba Qbr kJ/kg 15087 
Calor de combustão superior Qsr kJ/kg 15064 
Calor de combustão inferior Qir kJ/kg 13051 
 
 
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Tabela 9 – Composição elementar da parte orgânica 
Denominação Marcação UdM Valor 
Carbono Cr % 34,56 
Hidrogênio Hr % 4,2 
Enxofre Sr % 0 
Nitrogênio Nr % 0,4 
Oxigênio Or % 17,52 
 
Para as caldeiras a vapor, a título de indicador de eficiência, utiliza-se o rendimento bruto (%). O aumento 
deste indicador, através da aplicação de medidas de poupança energética, leva à economia de 
combustível. 
Com base nas medições instrumentais realizadas dos parâmetros de gases de escape da caldeira 
(Anexo D), foram efetuados os cálculos da eficiência de funcionamento. Os cálculos do rendimento são 
apresentados no Anexo E. Os resultados dos cálculos do rendimento são apresentados na tabela 10. 
 
Tabela 10 – Resultados dos cálculos do rendimento da caldeira a vapor 
Parâmetro UdM Valor 
Consumo anual de combustível (da sala de caldeiras) mil m
3 
 de cavaco 124,5 
Proporção de excesso de ar – 1,2 
Temperatura de gases de escape °C 180 
Perdas com gases de escape q2 % 8,82 
Perdas por queima química incompleta q3 % 1,41 
 Perdas por queima mecânica incompleta q4 % 2,13 
Perdas através das superfícies protetoras q5 % 1,87 
Rendimento % 85,77 
 
Segundo os resultados dos cálculos, o rendimento efetivo da caldeira é de 85,77%. Os resultados das 
medições demonstraram uma combustão química incompleta no funcionamento da caldeira, causada pela 
injeção insuficiente de ar primário e secundário. As perdas causadas pela combustão química incompleta 
são de 1,41%. As perdas causadas pela combustão física incompleta são de 1,50%. O funcionamento da 
caldeira no regime normativo de funcionamento tem que excluir completamente a combustão química 
incompleta e parcialmente a física, havendo aumento do rendimento efetivo. 
 
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27 
O esquema de funcionamento do fluxo ar-combustível da caldeira é apresentado na Figura 9. Atualmente 
a injeção de ar à caldeira é controlada pelas comportas autimatizadas, instaladas nas tubulações de ar 
primário e secundário ante os ventiladores e no gasoduto de gases de escape, ante o exaustor. Quando é 
necessário aumentar a produção de vapor, o operador indica maior velocidade do fornecimento de cavaco 
ao tanque de alimentação da caldeira; simultaneamente ocorre o aumento da injeção de ar conforme o 
gráfico planejado para o controlador. 
Havendo redução do carregamento, ocorre o contrário: o operador indica menor velocidade de 
fornecimento de cavaco e, simultaneamente é reduzida a injeção de ar, provocando a formação intensiva 
de óxido carbônico (CO) e de fuligem, condicionada pela falta de ar para a quantidade do combustível 
que está na caldeira. Além disso, durante o regime estacionário de funcionamento da caldeira, foi 
detectada a proporção de excesso de ar atrás da fornalha (entre a fornalha e o pré-aquecedor de ar), igual a 
1,11 (com o valor de oxigênio nos gasesde escape igual a 2,36 % de volume). A proporçao recomendada 
de excesso de ar para a fornalha de dada construção é considerada a 1,3. Por conseguinte, a combustão 
química incompleta é causada pela organização incorreta do controle da caldeira, que consiste tanto nos 
dados errôneos concernentes às posições das comportas reguladoras, quanto no princípio de 
funcionamento do controle em geral. 
Um sistema moderno de automação do processo de combustão oferece um modo de regulagem da injeção 
de ar independente do carregamento da caldeira. Tal modo tem uma vantagem, comparado com o atual: 
ele possibilita injetar a quantidade ideal de ar para o processo de combustão, independentemente da 
quantidade, da composição, da variedade e da umidade do combustível fornecido. O esquema de 
organização da regulagem da injeção de ar automatizada e independente é apresentada na Figura 10. 
 
 
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28 
Ar
Ar
Gases de 
escape
Vapor
Sistema de 
controle
medidor 
de vazão
 
Figurа 9– Esquema de funcionamento do fluxo ar-combustível da caldeira. 
Ar
Ar
Gases de 
escape
Sistema de 
controle
VFD
VFD
VFD
Vapor
Sistema de 
controle
VFD
medidor 
de vazão
analisador 
de gases
 
Figurа 10– Esquema de controle da injeção de ar automatizada e independente. 
 
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29 
O esquema apresentado na Figura 10 executa o controle da vazão do seguinte modo: analisador de gases, 
instalado na saída de gases de escape da fornalha, envia informações sobre o teor de oxigênio e monóxido 
de carbono (CO) presentes nos gases de escape para o controlador dos equipamentos de empuxo. 
Conforme a composição de gases de escape, determinam-se os parâmetros de funcionamento dos 
ventiladores de empuxo, regulando a vazão que atualmente é regulada por comportas. 
Propõe-se efetuar a regulagem dos ventiladores de empuxo alterando a velocidade de rotação, em vez das 
comportas atuais. Tal modo de regulagem dos ventiladores é mais econômico do ponto de vista do 
consumo de energia elétrica para o acionamento. Na Figura 11 é apresentada a comparação da potência 
do acionamento do ventilador regulado pela comporta e pela alteração da velocidade de rotação do 
ventilador. 
 
 
Figurа 11– Comparação da potência do acionamento do ventilador regulado pela comporta e pela 
alteração da velocidade de rotação do ventilador. 
0 
20 
40 
60 
80 
100 
120 
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 
P
o
te
n
ci
a
, 
%
 
Consumo, % 
COMPORTA ALTERAÇÃO DA VELOCIDADE DE ROTAÇÃO 
 
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30 
Como se observa na Figura 11, nas ocasiões em que a vazão de ar diminui abaixo do valor nominal, a 
potência consumida em um sistema regulado com alteração da velocidade de rotação torna-se menor de 
que quando se aplica o estrangulamento com a comporta. Desse modo, conclui-se que a regulagem de 
vazão de ar com a alteração da velocidade de rotação do ventilador, assim como a regulagem do fluxo de 
gases de escape com a alteração da velocidade de rotação do exaustor, levará à redução do consumo de 
energia elétrica por estes equipamentos. 
O sistema automatizado da regulagem da injeção de ar possibilita eliminar completamente a combustão 
química incompleta e parcialmente a combustão física. O aumento do rendimento avalia-se em 2,91 %. 
Os cálculos do efeito econômico devido à instalação do sistema de regulagem são apresentados na tabela 
11. 
 
Tabela 11 – Efeito econômico devido à instalação do sistema automatizado de regulagem da injeção 
de ar 
Parâmetro UdM Valor 
Economia de combustível: 
Aumento do rendimento devido à eliminação da combustão química 
incompleta 
% 2,91 
Consumo anual de combustível m
3
/ano 124 517 
Economia de combustível m
3
/ano 3 623 
Preço do cavaco R$/m
3
 35 
Efeito econômico R$/ano 126 821 
Economia de energia elétrica: 
Economia de energia elétrica MWh 151,7 
Tarifa de energia elétrica R$/MWh 125 
Efeito econômico R$/ano 18 963 
 
Efeito econômico total R$/ano 145 783 
 
O benefício econômico total da instalação do sistema automatizado de regulagem da injeção de ar avalia-
se em R$ 145 783. 
Os cálculos dos investimentos necessários e do tempo de retorno do investimento desta medida são 
apresentados na tabela 12. 
 
 
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31 
Tabela 12 – Cálculos das despesas e do tempo de retorno do investimento na medida. 
Verba das despesas UdM Valor 
Controlador (inclui programação e montagem) R$ 140 000 
Analisador de gases (inclui montagem) R$ 6 500 
Inversor de frequencia de frequência R$ 45 257 
Investimento total R$ 191 757 
Tempo de retorno do investimento anos 1,3 
 
Dos resultados da tabela 12 observa-se que os investimentos iniciais são de R$ 192 mil, sendo o tempo de 
retorno simples do investimento na medida de 1,3 anos. 
 
5.2 Utilização de energia térmica da água da purga de caldeira 
A água de reposição chega à sala de caldeiras das instalações de tratamento (ETA) com a temperatura de 
22°C. No momento da realização das medições, o volume da reposição era de 7,1 t/h. Nos filtros de 
tratamento químico ocorre desmineralização, e a àgua purificada quimicamente chega ao trocador de 
calor de resfriamento do condensado de produção. Depois disso, a àgua purificada quimicamente com a 
temperatura de 92°С e o condensado com a temperatura de 88°С chegam ao tanque de condensado. A 
sala de caldeiras não é equipada com deaeratores; oxigênio, dissolvido em àgua, é ligado com reagentes 
químicos que são acrescentados no tanque de condensado. O esquema térmico principal da sala de 
caldeiras é apresentado no Anexo F. 
Depois disso, a àgua de alimentação com a temperatura de 93°С, do tanque de condensado, é injetada 
pelas bombas ao tambor da caldeira. O vapor, produzido na caldeira, com uma pressão absoluta de 
11,0 kgf/сm
2
 e uma temperatura de 183
o
С chega à rede da fábrica. Para eliminar sais de dureza, 
acumulados no tambor da caldeira, a instrução operacional da caldeira prevê realizar purgas periódicas. O 
contorno de purgas é mostrado esquematicamente na Figura 12. A construção da caldeira prevê 6 
válvulas, que abrem manualmente 1 vez por hora por 10 segundos. Água de reposição chega ao tanque 
dilatador, vapor é lançado à atmosfera, àgua quente de reposição chega ao esgoto de águas pluviais. 
Para aumentar a eficiência energética do funcionamento do esquema térmico da sala de caldeiras, 
recomenda-se incluir dois trocadores de calor nas saídas do tanque dilatador no circuito da sala de 
caldeiras. Propõe-se encaminhar o vapor do tanque dilatador (Figura 13) para o aquecimento de água de 
alimentação depois da bomba de alimentação; e encaminhar o condensado para o aquecimento de água de 
reposição (purificada quimicamente) depois do bloco da purificação química de água. 
 
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32 
 
Condensado
Vapor
Vapor
Para o 
esgoto
Água de 
alimentação
 
Figurа 12– Linha de purga periódica da caldeira atual. 
Condensado
Vapor
Para o 
esgoto
Água de 
alimentação
 
Figurа 13– Linha de purga periódica da caldeira com proposta. 
Os cálculos do efeito econômico devido ao aumento da eficiência energética do funcionamento do 
sistema térmico da sala de caldeiras são apresentados na tabela 13. 
 
 
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33 
Tabela 13 – Efeito econômico devido ao aumento da eficiência energética do funcionamento do 
sistema térmico da sala de caldeiras. 
Parâmetro UdM Valor 
Tempo de purga s 10 
Quantidade de válvulas peça 6 
Vazão de vapor de uma linha kg/s 2,0 
Temperatura de vapor °С 183 
Pressão de vapor (absoluta) kgf/сm
2
 11,3Entalpia de vapor Kcal/kg 664 
Tempo de funcionamento h/ano 8 000 
Poder Calorífico de cavaco kcal/kg 3 117 
Densidade de cavaco kg/m
3
 370 
Preço de cavaco R$/m
3
 35 
Vazão de água de lodo kg/s 1,8 
Entalpia de água de lodo kcal/kg 95 
Dados de cálculo: 
 
Perdas após uma série de purgas por hora kcal/h 69 446 
Perdas anuais Gcal/ano 556 
Perdas recalculadas em combustível 
Kg/ano 202 544 
m
3
/ano 547 
Perdas em expressão monetária R$/ano 19 160 
 
O benefício econômico total desta ação de reaproveitamento de energia térmica para aquecimento da àgua 
de reposição avalia-se em R$ 19 160,00. 
Os cálculos das despesas com a medida e de seu prazo de retorno são apresentados na tabela 14. Uma 
previsão orçamentária para os equipamentos da empresa Gamarra é indicado no Anexo G. 
 
Tabela 14 – Investimentos iniciais e tempo de retorno simples da medida. 
Verba de despesas UdM Valor 
Trocador 01 – Vapor x Água R$ 11 440 
Trocador 02 – Água x Água R$ 3 880 
Tubulações e montagem R$ 30 000 
Trabalhos de projeto R$ 15 000 
Total R$ 60 320 
Tempo de retorno anos 3,1 
 
 
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34 
Na tabela 14, observa-se que o investimento inicial total nesta medida é de R$ 60 mil, sendo o tempo de 
retorno simples do investimento na medida de 3,1 anos. 
 
5.3 Instalação da turbina de contrapressão de vapor 
Atualmente a sala de caldeiras produz o vapor com uma pressão absoluta de 11,0 kgf/сm
2
 e uma 
temperatura de 183
o
С, com uma vazão média de 20 t/h que é entregue à rede de vapor. Para o 
funcionamento da parte de secagem da máquina de papel, a temperatura exigida é de 160
o
С para os mais 
quentes cilindros de secagem. Esta temperatura corresponde à pressão de saturação de 6,3 kgf/сm
2
 
(absoluta). Para injetar o vapor com parâmetros necessários na máquina de papel, a redução da pressão é 
realizada com uma válvula redutora. 
Esta mesma redução de pressão pode ser atingida através de uma turbina a vapor de contrapressão. Na 
tabela 15 são apresentados os cálculos da alteração térmica existente, da potência elétrica média e da 
produção anual de energia elétrica na expressão natural e monetária. Propõe-se instalar uma turbina 
abaixo da passagem elevada do tubo de vapor na saída da sala de caldeiras. 
 
Tabela 15 – Cálculos da produção anual de energia elétrica pela turbina a vapor 
Parâmetro UdM Valor 
Vazão de vapor na entrada da turbina kg/h 20 000 
Temperatura de vapor na entrada da turbina °C 183 
Pressão de vapor na entrada da turbina (absoluta) kgf/сm
2
 11 
Entalpia de vapor na entrada da turbina kcal/kg 664 
Pressão de vapor na saída da turbina (absoluta) kgf/сm
2
 6,3 
Temperatura de vapor na saída da turbina °C 160 
Entalpia de vapor na saída da turbina kcal/kg 658 
Rendimento da turbina % 80 
Potência elétrica da turbina kW 111,6 
Tempo de funcionamento h/ano 8 000 
Produção anual de energia elétrica MWh 893 
Tarifa de energia elétrica R$/MWh 125 
Benefício econômico anual R$/ano 111 628 
 
O benefício econômico devido à instalação da turbina avalia-se em R$ 111 628 anuais. 
 
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35 
Os cálculos dos investimentos iniciais com a medida e o tempo de retorno do investimento são 
apresentados na tabela 16. A proposta comercial do fornecimento completo da turbina foi feita por Open 
Joint Stock Company «Power machines» e é apresentada no Anexo H. 
 
Tabela 16 – Cálculos das despesas com a medida e do prazo de retorno do investimento 
V erba de despesas UdM Valor 
Preço da turbina R$ 843 544 
Trabalhos de projeto e de montagem R$ 300 000 
Despesas totais R$ 1 143 544 
Prazo de retorno anos 10,2 
 
Da tabela 16 observa-se que o investimento inicial com a instalação da turbina é de R$ 1 144 mil, sendo o 
tempo de retorno simples do investimento nesta medida de 10,2 anos. 
 
5.4 Instalação do retentor de calor da capota da máquina de papel 
Para ventilar a parte convectiva da máquina de papel é injetado o ar atmosférico preparado (Figura 14), 
que passa pelo filtro, pelo ventilador e chega ao calorífero a vapor, onde é seco e aquecido. Depois de 
passar pela parte convectiva da máquna de papel, o ar quente e úmido é lançado à atmosfera por três 
ventiladores por meio de três dutos de ar com o diâmetro de 2 m. 
A mistura de ar e vapor, retirada da parte de secagem da máquina de vapor, possui o alto conteúdo de 
calor por causa da presença nela de grande quantidade de vapor e de alta temperatura. Junto com a 
mistura de ar e vapor, da parte de secagem é retirado aproximadamente 90% do calor do vapor de 
aquecimento, consumido durante o processo de secagem de papel. Com a finalidade de poupar esta 
energia térmica, são utilizados retentores de calor. 
Neste caso, é recomendado instalar o retentor de calor que consiste do trocador de calor a placas ar/ar, 
disposto na saída do ar quente da capota da máquina de vapor e que aquece o ar absorvido na entrada do 
calorífero da máquina de papel. Desta forma reduz-se o consumo de vapor pelo calorífero. O retentor de 
vapor proposto é apresentado na Figura 15. 
 
 
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36 
 
Figurа 14– Ventilação da parte convectiva da máquina de papel. 
 
Figurа 15– Aspecto do retentor de calor 
Durante as medições instrumentais, foram registrados os parâmetros do ar retirado da máquina de papel, 
que são apresentados na tabela 17. 
 
 
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37 
Tabela 17 – Parâmetros do ar retirado da máquina de papel 
Parâmetros UdM Valor 
Velocidade média do ar na saída dos defletores m/s 22 
Umidade % 55 
Temperatura 
o
С 60 
Temperatura do ar induzido 
o
С 25 
 
Para determinar o efeito econômico depois da aplicação do retentor de calor é necessário determinar sua 
carga térmica. Os cálculos da carga térmica e da área da superfície do retentor térmico são apresentados 
no Anexo I. 
Os resultados dos cálculos do efeito econômico devido à aplicação do retentor de calor são apresentados 
na tabela 18. 
 
Tabela 18 – Efeito econômico devido à aplicação do retentor de calor 
Parâmetro UdM Valor 
Economia de energia térmica 
kW 2 482 
Gcal/h 2,13 
Tempo de funcionamento da máquina de papel (MP3) h/ano 8 000 
Economia de energia térmica Gcal/ano 17 072 
Poder calorífico inferior do cavaco kcal/kg 3 117 
Rendimento da caldeira % 88 
Densidade de cavaco kg/m
3
 370 
Preço de cavaco R$/m
3
 35 
Paupança em combustível m
3
/ano 16 821 
Potencial de poupança na expressão monetária R$/ano 588 750 
Preço do trocador de calor R$ 2 000 000 
Custo dos trabalhos de projeto e de montahem R$ 714 286 
Investimento total R$ 2 714 286 
Tempo de retorno do investimento anos 4,61 
 
Convém ressaltar que o preço do retentor de calor e o custo dos trabalhos de projeto e de montagem 
precisam ser especificados com os fornecedores do equipamento, pois este não é fabricado em série, mas 
por encomenda segundo projetos individuais. Os valores apresentados foram assumidos conforme o preço 
dos materiais e dos trabalhos de montagem. 
 
 
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38 
5.5 Isolamento das válvulas das tubulações de vapor 
Durante a auditoria energética na empresa, foram examinadas as redes de fornecimento de vapor. Os 
esquemas desenhados a partir das redes de vapor existentes conforme cada setor são apresentados no 
Anexo J. As características principais das redes de vapor da empresa são apresentadas na tabela 19. 
 
Tabela 19 – Características principais das redes de vapor da empresa 
Equipamento UdM Extensão/quantidade 
Tubulação dn=254 mm m 264 
Tubulação dn=203 mm m 133 
Cremona Dу (diâmetro convencional) 10´´ peça 5 
Cremona Dу (diâmetro convencional) 8´´ peça 1 
 
O indicador de eficiência dofuncionamento das redes de vapor é o valor associado às perdas de energia 
térmica através do isolamento das tubulações de vapor. Os resultados dos cálculos das perdas térmicas, 
efetuados a partir dos dados das medições instrumentais realizadas na empresa, são apresentados no 
Anexo K. Nos cálculos de perdas térmicas através do isolamento, a temperatura do meio ambiente foi 
aceita aigual a 25°C (temperatura anual média para a cidade de Guarapuava). 
Com base nos resultados dos cálculos foram determinadas as perdas efetivas totais e foi realizada uma 
comparação entre estas perdas calculadas (efetivas) e os dados normativos de perdas nas redes de vapor. 
O tempo de funcionamento das tubulações de vapor principais foi adotado igual a 8 000 hora por ano 
(considerando as paradas para manutenção). Um resumo dos resultados dos cálculos é apresentado na 
tabela 20. 
 
Tabela 20 – Os resultados dos cálculos de perdas de energia térmica através do isolamento das redes 
de vapor 
Local 
Trecho 
Perdas 
normativas 
Perdas 
efetivas 
Consumo de vapor 
no ano 2012 
Perdas 
normativas 
relativas 
Perdas 
efetivas 
relativas 
m Gcal/ano Gcal/ano Gcal/ano % % 
Tubulações de 
vapor 
396,8 267 390 107 629 0,25 0,36 
Cremonas 6 peças 149 11 – – – 
 
 
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39 
A partir dos dados obtidos, pode-se observar que as perdas efetivas são comparáveis com as normativas, o 
que indica que o isolamento térmico não precisa ser substituido ou reparado e garante o nível normal de 
perdas. Destaca-se o valor de perdas relativas, abaixo de 1 % nos dois casos. O valor baixo de perdas 
relativas deve-se aos trechos curtos das redes de vapor, devido à bem planejada disposição da fonte de 
fornecimento de calor e dos consumidores de vapor. 
Entretanto, verificou-se que as válvulas das tubulações da sala de caldeiras e o divisor (tee) no setor da 
preparação de fibra não estão isoladas (Figura 16), o que provoca perdas adicionais desnecessárias. 
Segundo observa-se na tabela 20, o valor das perdas efetivas é de 138 Gcal/ano. 
 
 
Figurа 16– Válvulas do coletor de vapor da sala de caldeiras 
É útil observar o efeito econômico devido ao isolamento das válvulas. Na tabela 21 são apresentados os 
cálculos do efeito econômico, das despesas com o isolamento e do tempo de retorno simples do 
investimento na medida. 
 
 
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40 
Tabela 21 – Cálculos do efeito econômico, das despesas com o isolamento e do tempo de retorno 
simples do investimento na medida. 
Parâmetro UdM Valor 
Perdas na armação não isolada Gcal/ano 138 
Poder calorífico do cavaco kcal/kg 3117 
Rendimento da caldeira % 88,0 
Densidade do cavaco kg/m
3
 370 
Preço de cavaco R$/m
3
 35 
Perdas recalculadas em combustível m
3
/ano 136 
Potencial de poupança de energia R$ 4 759 
Custo dos materiais e do trabalho R$ 5 714 
Prazo de retorno do investimento anos 1,20 
 
Da tabela 21 observa-se que o tempo de retorno simples do investimento nesta medida é de 1,2 anos. 
 
5.6 Utilização do lodo de esgoto a título de combustível 
A empresa dispõe de instalações de tratamento do esgoto industrial e doméstico. Água de esgoto passa 
pela purificação mecânica na área industrial, depois disso chega às instalações de tratamento afastadas, 
onde passa sucessivamente 304 e 302 aerotanques. Depois disso, passa através do tanque clareador e é 
lançada ao meio ambiente. 
Atualmente propõe-se vários modos de extração e processamento de lodo excedente. O esquema da 
utilização de lodo ativo é apresentado a título de exemplo na Figura 17. São comuns as tecnologias de 
preparação de lodo para utilizá-lo como combustível em caldeiras energéticas, o que pode servir não 
apenas como uma medida de poupança de energia, mas também como uma medida ambiental no que diz 
respeito à redução do impacto com a eliminação de lodo. Junto com a queima de lodo na sala de caldeiras, 
existem tecnologias de obtenção de metano do processo de fermentação de lodo, que também é utilizado 
com sucesso a título de combustível de caldeira. 
 
 
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41 
 
Reservatório inicial
Tratamento 
primário
Tratamento 
secundário
Componentes 
biológicos
Fermentação Secagem
Saída de 
água
Reservatório de 
aclaramento
Ar
Saída para 
utilização
Decantado
Água
Retorno do lodo
 
Figurа 17– Exemplo do esquema de utilização de lodo ativo 
 
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42 
 
Devido à especificidade e dificuldade de escolher uma tecnologia adequada de preparação de lodo para a 
empresa, é necessário colaborar com uma empresa especializada nos sistemas de tratamento e utilização 
do esgoto e capaz efetuar análises necessárias de água de esgoto, fazer a fundamentação técnico-
econômica, propor a composição de equipmentos adequados e anunciar o custo de realização do projeto. 
Ademais, propõe-se avaliar o efeito da aplicação da medida com base nos dados estatísticos, obtidos das 
empresas analisadas anteriormente. Os cálculos do efeito econômico devido à realização da medida são 
apresentados na tabela 22. 
 
Tabela 22 – Cálculos do efeito econômico devido à realização da medida 
Parâmetro UdM Valor 
Volume de descarga m
3
/h 250 
Porcentagem do resto sólido seco de lodo % 0,25 
Poder calorífico inferior do lodo funcional kcal/kg 1 500 
Poder calorífico inferior do cavaco kcal/kg 3 117 
Densidade do cavaco kg/m
3
 370 
Preço do cavaco R$/m
3
 35 
Volume anual de descarga t/ano 2 000 000 
Produção anual de lodo seco t/ano 5 000 
Produção anual de energia térmica Gcal 7 500 
Quantidade equivalente de cavaco substituído 
t/ano 2 406 
m
3
/ano 6 503 
Efeito econômico devido à substituição de cavaco R$/ano 227 610 
 
Na tabela 23 são apresentados os cálculos das despesas com a medida e do tempo de retorno do 
investimento. 
 
Tabela 23 – Cálculos das despesas com a medida e do tempo de retorno do investimento 
Parâmetro UdM Valor 
Custo dos trabalhos de projeto e de montagem R$ 400 000 
Preço do equipamento R$ 1 500 000 
Investimento Total R$ 1 900 000 
Tempo de retorno do investimento anos 8,35 
 
 
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43 
 
Assim como na medida do item 5.4, atualmente não é possível determinar o custo exato dos trabalhos de 
projeto e de montagem, assim como do frete. Na tabela 23, são apresentados os dados aproximados 
estimados, elaborados com base na experiência da instalação do equipamento em outras empresas da área. 
Da tabela 23 observa-se que o tempo de retorno simples do investimento na medida é de 8,35 anos. 
 
5.7 Instalação do compressor de ar com inversor de frequência 
O ar comprimido é produzido na empresa nos compressores rotativos de parafuso lubrificados (Atlas 
Copco da série GA) e é utilizado no funcionamento dos equipamentos pneumáticos e dos aparelhos de 
controle e medição. A pressão é mantida na rede no nível de 6,9 bar (100 psi). Na tabela 24, são 
apresentados os principais parâmetros nominais dos equipamentos de compressão. 
 
Tabela 24 – Parâmetros nominais dos equipamentos de compressão 
№ Item Fabricante Modelo do compressor 
Pressão nominal, 
psi 
Potência 
nominal, kW 
1 200-CA-302 Atlas Copco GA 75 110FF 100 93 
2 200-CA-303 Atlas Copco GA 75 110FF 100 93 
3 500-CA-306 Atlas Copco GA 75 110FF 100 93 
4 500-CA-305 Atlas Copco GA 37 110FF 100 37 
 
Todos os compressores estão funcionando paralelamente em um único coletor. A capacidade dos 
compressores é regulada passo a passo, desligando uma parte deles, e também com a by-pass de uma 
parte de ar da injeção à entrada. 
Não há dispositivos de medição de ar comprimido produzido e de energia elétrica consumida pelos 
equipamentos de compressão. É registrado apenaso tempo de funcionamento de cada compressor. Os 
dados do tempo de funcionamento dos compressores no período de dezembro 2009 a setembro 2013 são 
apresentados no Anexo L. 
Na Figura 18 é indicada a quantidade média dos compressores em funcionamento, calculada com base no 
tempo de funcionamento no período de dezembro 2009 a setembro 2013. 
. 
 
 
Relatório de auditoria energética 
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44 
 
 
Figurа 18– Funcionamento médio dos compressores, calculada com base no tempo de funcionamento 
no período de dezembro 2009 a setembro 2013. 
Na Figura 18, pode-se observar que a quantidade média dos compressores em funcionamento durante o 
período analisado altera-se de 0,45 a 2,32 unidades, o que indica uma significativa alteração do volume de 
produção de ar comprimido. 
Na figura 19, é apresentada a comparação da eficiência de vários modos de regulagem da capacidade de 
compressores. 
 
0,0 
0,5 
1,0 
1,5 
2,0 
2,5 
4
0
1
7
0
 
4
0
2
3
2
 
4
0
2
9
1
 
4
0
3
5
2
 
4
0
4
1
3
 
4
0
4
7
4
 
4
0
5
3
5
 
4
0
5
9
7
 
4
0
6
5
6
 
4
0
7
1
7
 
4
0
7
7
8
 
4
0
8
3
9
 
4
0
9
0
0
 
4
0
9
6
2
 
4
1
0
2
2
 
4
1
0
8
3
 
4
1
1
4
4
 
4
1
2
0
5
 
4
1
2
6
6
 
4
1
3
2
8
 
4
1
3
8
7
 
4
1
4
4
8
 
4
1
5
0
9
 
Q
au
n
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d
ad
e
 d
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 c
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 u
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Relatório de auditoria energética 
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45 
 
 
Figurа 19– Comparação da eficiência de vários modos de regulagem da capacidade de compressores 
Na figura apresentada pode-se observar que o mais eficiente modo de regulagem da capacidade dos 
compressores (que garante o maior rendimento relativo) é a regulagem de frequência. 
Para determinar o regime de funcionamento dos equipamentos de compressão, foram realizadas as 
medições instrumentais dos parâmetros de carregamento dos compressores em funcionamento. Durante a 
realização das medições instrumentais, estavam funcionando dois compressores: 200-CA-302 e 200-CA-
303. Os restantes estavam desligados. 
Nas figuras 20 e 21 são apresentados os gráficos da variação da potência consumida dos compressores 
200-CA-302 e 200-CA-303, obtidos com base nos resultados das medições (a parte verde do gráfico 
corresponde ao regime de funcionamento do compressor com carregamento, a parte vermelha – ao 
regime em alívio). Os resultados das medições dos parâmetros de carregamento dos compressores de ar 
são apresentados no Anexo M. 
0,4 
0,5 
0,6 
0,7 
0,8 
0,9 
1,0 
50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% 
R
e
la
ti
ve
 e
ff
ic
ie
n
cy
 
Capacity 
Variable speed drive 
Bypass from outlet to 
inlet 
Compressed air drop 
 
Relatório de auditoria energética 
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46 
 
 
Figurа 20– Variação da potência demandada pelo compressor 200-CA-302. 
 
Figurа 21– Variação da potência demandada pelo compressor 200-CA-303. 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 
0
9
:4
3
:4
5
 
0
9
:4
3
:5
1
 
0
9
:4
3
:5
7
 
0
9
:4
4
:0
3
 
0
9
:4
4
:2
0
 
0
9
:4
4
:2
4
 
0
9
:4
4
:3
0
 
0
9
:4
4
:3
6
 
0
9
:4
4
:4
2
 
0
9
:4
4
:4
8
 
0
9
:4
4
:5
4
 
0
9
:4
5
:0
0
 
0
9
:4
5
:0
6
 
0
9
:4
5
:1
2
 
0
9
:4
5
:1
8
 
0
9
:4
5
:2
4
 
0
9
:4
5
:3
0
 
0
9
:4
5
:3
6
 
0
9
:4
5
:4
2
 
0
9
:4
5
:4
8
 
0
9
:4
5
:5
4
 
0
9
:4
6
:0
0
 
P
o
te
n
ci
a,
 k
W
 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
60 
70 
80 
90 
100 
0
9
:4
9
:4
9
 
0
9
:4
9
:5
1
 
0
9
:4
9
:5
7
 
0
9
:5
0
:0
3
 
0
9
:5
0
:0
9
 
0
9
:5
0
:1
5
 
0
9
:5
0
:2
1
 
0
9
:5
0
:2
7
 
0
9
:5
0
:3
3
 
0
9
:5
0
:3
9
 
0
9
:5
0
:4
5
 
0
9
:5
0
:5
1
 
0
9
:5
0
:5
7
 
0
9
:5
1
:0
3
 
0
9
:5
1
:0
9
 
0
9
:5
1
:1
5
 
0
9
:5
1
:2
1
 
0
9
:5
1
:2
7
 
0
9
:5
1
:3
3
 
0
9
:5
1
:3
9
 
0
9
:5
1
:4
5
 
0
9
:5
1
:5
1
 
0
9
:5
1
:5
7
 
0
9
:5
2
:0
3
 
0
9
:5
2
:0
9
 
0
9
:5
2
:1
5
 
0
9
:5
2
:2
1
 
P
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te
n
ci
a,
 k
W
 
 
Relatório de auditoria energética 
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47 
 
Nos gráficos das figuras 20 e 21, pode-se observar o seguinte: 
 a potência consumida do compressor 200-CA-303 não se altera e equivale ao valor da potência 
nominal, o que indica o carregamento completo do compressor; 
 a potência consumida do compressor 200-CA-302 altera-se. Ocorre a alternação periódica dos 
regimes de funcionamento de carga (a potência média de 85,3 kW) e do regime em alívio (a 
potência média de 41 kW), o que corresponde à regulagem do compressor com a by-pass de ar: o 
compressor injeta o ar comprimido; depois de alcançar a pressão máxima, a válvula de by-pass 
abre automaticamente, e o compressor passa ao regime em alívio. 
Desse modo, para reduzir o consumo com a produção de ar comprimido propõe-se regular a capacidade 
do compressor alterando sua velocidade de rotação. A economia será atingida por conta da exclusão do 
funcionamento do compressor no regime em alívio, o que, por sua vez, reduzirá a potência consumida 
pelo compressor. A tal finalidade será necessário instalar o novo compressor com o inversor de 
frequência Atlas Copco GA75 VSD. 
Para o compressor 200-CA-303, o consumo por hora de energia elétrica foi de 18,2 kWh no regime em 
alívio e 47,5 kWh no regime de carga. 
Os cálculos do efeito econômico devido à aplicação da medida, foram realizados com base nos efetivos 
parâmetros de funcionamento do compressor. Os resultados dos cálculos são apresentados na tabela 25. 
 
Tabela 25 – Cálculos do efeito econômico devido à aplicação da medida 
Parâmetro UdM 
Regulagem 
com by-pass 
Regulagem com 
alteração da 
velocidade de rotação 
Potência do compressor kW 65,7 47,5 
Tempo de funcionamento do equipamento h/ano 8 600 
Economia anual com energia elétrica 
MWh/ano 156,7 
R$/ano 19 587,8 
 
Os cálculos das despesas com a medida e do tempo de retorno do investimento são apresentados na tabela 
26. O custo do compressor de parafuso da companhia Atlas Copco é apresentado no Anexo M. 
 
 
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48 
 
Tabela 26 – Cálculos das despesas com a medida e do tempo de retorno do investimento 
Despesas UdM Valor 
Compressor de ar GA75 VSD com inversor de frequência R$ 118 893 
Trabalhos de montagem R$ 5 944,7 
Despesas totais R$ 124 837,7 
Tempo de retorno anos 6,4 
 
Da tabela 26 observa-se que as despesas capitais são de R$ 124,8 mil, sendo o tempo de retorno simples 
do investimento de 6,4 anos. 
 
5.8 Administração racional do sistema de iluminação 
O sistema de iluminação artificial da empresa consiste da iluminação industrial, das áreas interiores e das 
exteriores. Os dados concernentes às fontes de iluminação artificial são apresentados no Anexo M. 
A distribuição percentual da quantidade e da capacidade instalada das fontes de iluminação artificial 
conforme o tipo das lâmpadas utilizadas é apresentada nas Figuras 22-23. 
 
 
Figurа 22– Distribuição percentual da quantidade das fontes de iluminação artificial conforme o tipo 
das lampadas utilizadas. 
Metalica 
34,6% 
Fluorescente 
55,4% 
Sódio 
9,7% 
Incandescente 
0,2% 
 
Relatório de auditoria energética 
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49 
 
 
Figurа 23– Distribuição parcelar da potência estabelecida das fontes de iluminação artificial conforme 
o tipo das lampadas utilizadas. 
Nos dados apresentados, pode-se observar que na empresa predominam as fontes de iluminação artificial 
com as lâmpadas de vapor metálico, de sódio e fluorescentes (no total: 99,9% da capacidade instalada dos 
sistemas de iluminação artificial). A parcela das luminárias com lâmpadas incandescentes ocupa 0,1% da 
capacidade instalada. 
Atualmente existe uma série de modelos de lâmpadas que variam conforme suascaracterísticas de 
utilização. A comparação das características de vários tipos de lâmpadas é apresentada na tabela 27. 
 
Metalica 
80,4% 
Fluorescente 
15,0% 
Sódio 
4,5% 
Incandescente 
0,1% 
 
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50 
 
Tabela 27 – Comparação das características de vários tipos de fontes de iluminação. 
Tipo da fonte de iluminação 
Vida útil Eficiência luminosa 
horas lm/W 
Lâmpadas incandescentes 1000 8-17 
Lâmpadas quartzo-halógenas 2 000 - 4 000 20-25 
Lâmpadas fluorescentes 10 000 – 12 000 50-80 
Lâmpadas fluorescentes compactas 5 000 – 12 000 40-80 
Lâmpadas vapor de mercúrio 10 000 – 13 000 50-60 
Lâmpadas de vapor metálico 9 000 – 12 000 90-100 
Lâmpadas vapor de sódio 15 000 – 20 000 100-120 
Iluminação LED 50 000 – 100 000 80-120 
 
Na tabela, pode-se observar que as lâmpadas de vapor metálico, de sódio e fluorescentes, que são 
utilizadas na empresa, possuem os valores elevados de eficiência luminosa e do tempo médio de vida útil. 
Com base neste fato, pode-se concluir a respeito da alta eficiência do sistema de iluminação artificial da 
empesa. 
Durante a realização da auditoria energética na empresa, foi registrada a utilização irracional das fontes 
de iluminação artificial. Podem-se destacar os seguintes locais da utilização irracional de energia elétrica 
para a iluminação: 
 nas subestações elétricas, a iluminação artificial usa-se quando por dentro não há funcionários; 
 no telhado das salas operárias da sala de escolha, da guilhotina e da cortadeira/Marquip, as telhas 
transparentes estão sujas, o que gera a necessidade de usar a iluminação artificial durante um dia 
claro; 
 na área operária da sala de escolha (Figura 25), havendo iluminação natural, correspondente às 
normas, utiliza-se também a iluminação artificial, que pode ser desligada. 
 
 
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51 
 
 
Figurа 24– Sala de escolha, de guilhotina e da cortadeira/Marquip. 
 
Figurа 25– Sala de escolha. 
Para reduzir a despesas com energia elétrica utilizada para iluminação, propõe-se realizar as seguintes 
medidas organizacionais: 
 desligar a iluminação artificial nas subestações; 
 
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52 
 
 limpar as telhas transparentes no tehado das salas operárias da sala de escolha, de Guilhotina e de 
Cortadeira/Marquip; 
 desligar a iluminação artificial na área operária da sala de escolha nos dias claros. 
Os resultados dos cálculos do potencial de poupança energética devido à realização das medidas 
organizacionais orientadas para reduzir o consumo de energia elétrica utilizada para iluminação são 
apresentados na tabela 28. 
 
Tabela 28 – Economia energética devido à realização das medidas organizacionais orientadas para 
reduzir o consumo de energia elétrica utilizada para iluminação. 
Parâmetro UdM 
Número de medida 
1 2 3 
Capacidade instalada kW 4,64 8,05 1,6 
Tempo de funcionamento anual h/ano 4 000 2 500 2 500 
Consumo de energia elétrica MWh 18,56 20,12 4 
Tarifa de energia elétrica R$/MWh 125 125 125 
Benefício econômico R$/ano 2 320 2 516 500 
 
Desse modo, o efeito devido à realização das medidas organizacionais no sistema de iluminação é de 42,7 
MWh/ano, que com uma tarifa de energia elétrica igual a 125 R$/MWh é de R$ 5 335,75 anuais. 
 
5.9 Aplicação do inversor de frequência na bomba 300-ВС-316 
Durante a auditoria energética verificou-se que a bomba ВС-316 funciona com a pressão elevada, que é 
atingida com um consumo de energia elétrica adicional. Este fato deve-se à regulagem da capacidade das 
bombas com estrangulamento. Na regulagem com alteração da velocidade de rotação do eixo da bomba, 
perdas causadas pela pressão excessiva desaparecem e o consumo de energia elétrica diminui. 
O consumo de energia elétrica na regulagem de frequência de equipamentos de bombas depende da 
capacidade e da necessidade de atingir valores de pressão preestabelecidos. A potência necessária para 
manter a vazão e a pressão necessária (o regime nominal de funcionamento da bomba), pode 
ser calculada segundo a fórmula: 
 
 
 
 
onde: é a densidade do fluído (kg/m3); 
 
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53 
 
 é a aceleração da gravidade (9,81 m/s2); 
 – rendimento da bomba. 
A poupança de energia elétrica depois da aplicação do inversor de frequência pode ser calculada segundo 
a fórmula: 
 
onde: – potência consumida atual do equipamento, obtida no final da medição instrumental. 
Na Figura 26 é apresentada a comparação entre a potência consumida da bomba ВС-316 havendo 
regulagem com comporta ou com alteração da velocidade de rotação. 
 
 
Figurа 26– Сomparação entre a potência consumida da bomba ВС-316 havendo regulagem com 
estrangulamento ou com alteração da velocidade de rotação. 
Os cálculos do efeito econômico devido à aplicação da medida foram realizados com base nos efetivos 
parâmetros de funcionamento da bomba ВС-316. Os resultados dos cálculos são apresentados na tabela 
29. 
 
0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
35 
40 
45 
50 
0 80 160 240 320 360 
P
o
te
n
ci
a,
 k
W
 
Vazão, l/min 
Regulagem com valvula Regulagem de RPM 
 
Relatório de auditoria energética 
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54 
 
Tabela 29 – Cálculos do efeito econômico devido à aplicação da medida de variação da velocidade de 
rotação da bomba ВС-316. 
Parâmetros UdM 
Regulagem com 
comporta 
Regulagem com 
alteração da 
velocidade de rotação 
Vazão m
3
/h 210,0 210,0 
Potência no eixo da bomba kW 32,5 25,2 
Rendimento - 0,71 0,73 
Consumo específico de energia elétrica kWh/m
3
 0,15 0,12 
Poupança anual de energia elétrica 
MWh 63,80 
R$ 7 974,9 
 
A regulagem da frequência de rotação da bomba possibilitará reduzir o consumo de energia elétrica em 
63,8 MWh/ano. Com a tarifa de energia elétrica de 125 R$/MWh a poupança será de R$ 7 974,9 anuais. 
Para realizar a medida propõe-se utilizar um inversor de frequência Siemens Sinamics V50 com a 
potência de 75 CV. 
Os cálculos das despesas com a medida e do tempo de retorno do investimento são apresentados na tabela 
30. 
 
Tabela 30 – Cálculos das despesas com a medida e do prazo de retorno do investimento 
Despesas UdM Valor 
Inversor de frequência Siemens Sinamics V50 com a potência de 75 CV R$ 15 750 
Trabalhos de montagem e frete R$ 3 150,0 
Investimento inicial R$ 18 900,0 
Tempo de retorno do investimento anos 2,4 
 
Da tabela 30 se observa que as despesas iniciais são de R$ 18,9 mil, sendo o tempo de retorno simples do 
investimento na medida de 2,4 anos. 
 
5.10 Substituição dos equipamentos de ar condicionado 
Para criar e manter temperaturas preestabelecidas, nos ambientes de trabalho fechados da empresa, 
utilizam-se vários sistemas de ar condicionado. Entre os modelos dos sistemas utilizados na empresa 
estão: 
 de janela; 
 split; 
 
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55 
 
 de telhado (Roof Top); 
 de painel. 
A lista dos equipamentos de ar condicionado instalados é apresentada no Anexo P. 
Os indicadores de eficiência energética dos equipamentos de ar condicionado são os coeficientes de 
eficiência energética no regime de resfriamento (EER) e de aquecimento (COP), os quais se determinam 
segundo as fórmulas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
onde: – potência de resfriamento, kW; 
 – potência de aquecimento, kW; 
 – potência consumida elétrica, kW; 
Para os equipamentos de ar condicionado do tipo de janela e de splitão, efetua-se a classificação conforme 
a classe de eficiência energética. Na tabela 31, é apresentada a correspondência das classes de eficiência 
energética dos equipamentos