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2º CICLO ECONOMIA E GESTÃO DO AMBIENTE AVALIAÇÃO DE GESTÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA FERPINTA. Vanessa Alves Régis 2019
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2º CICLO
ECONOMIA E GESTÃO DO AMBIENTE
AVALIAÇÃO DE GESTÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA FERPINTA.
Vanessa Alves Régis
2019
AVALIAÇÃO DE GESTÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA FERPINTA
Vanessa Alves Régis
Relatório de Estágio
Mestrado em Economia e Gestão do Ambiente
Orientado por
Maria Isabel Rebelo Teixeira Soares
2019
I
AGRADECIMENTOS
A realização desse projeto é o encerramento de uma etapa importante na minha
formação académica e pessoal e tempo de agradecer às pessoas que me ajudaram a concluí-
lo.
Agradeço à Professora Doutora Maria Isabel Rebelo Teixeira Soares pela disponibilidade e
motivação. Muito obrigada pela orientação e pelo conhecimento transmitido.
Ao Engenheiro Vítor Fonseca pela oportunidade, por confiar no meu trabalho e por me
apoiar em todos os momentos. É uma enorme satisfação fazer parte da sua equipe.
À Ferpinta pela oportunidade de realizar este trabalho, e de todo o apoio dos seus
colaboradores, que me acolheram de forma tão amistosa.
Um agradecimento especial à minha família, sobretudo ao meu marido Michael Marques por
todo o amor, apoio, paciência e motivação. Obrigada por ter abraçado esse sonho junto
comigo e me fazer feliz todos os dias. E ao meu filho Lucas que deu um novo colorido à
minha vida e é o meu grande estímulo nesta caminhada. Obrigada por me ensinar a ser uma
pessoa melhor.
Este trabalho não ficaria completo sem agradecer a todos os que me ajudaram a
concretizá-lo.
II
RESUMO
A Ferpinta, empresa do setor metalomecânico e maior produtor ibérico na fabricação de
aços soldados, busca melhorar sua eficiência energética e otimizar o seu sistema de gestão
continuamente. Com o objetivo de realizar um diagnóstico de gestão de energia e propor
medidas para melhorar o desempenho energético da empresa, foi realizado estágio curricular
no âmbito do departamento de energia.
O acúmulo de emissão de gases de efeito estufa e alterações climáticas devido ao consumo
de combustíveis fósseis tem aumentando a preocupação com a eficiência energética.
Mudanças têm sido observadas no setor industrial, responsável por uma parcela relevante de
consumo e melhorias significativas têm sido registradas. Sobretudo na indústria, há ainda a
questão da exposição à volatilidade dos preços de energia e a competitividade para que
medidas de eficiência energética sejam adotadas.
Relativamente às atividades desenvolvidas na Ferpinta foram avaliados dados históricos,
resultados de auditorias, contratos de energia e demais informações relativas ao consumo de
energia. Ao longo do estágio foi desenvolvida ferramenta para facilitar a introdução de dados
e cálculo dos indicadores e uma metodologia para cálculo do consumo específico para os
dois principais grupos de produtos da empresa: tubo e tubo galvanizado. Foram ainda
investigados dados históricos de energia e análise dos resultados obtidos, com proposta de
novos indicadores e outras recomendações para melhorar a gestão de energia na empresa.
À vista disso, neste trabalho são apresentados alguns conceitos sobre eficiência energética,
dados do setor industrial e metalomecânico no que se refere à energia, descrição das
atividades realizadas ao longo do estágio curricular, avaliação e discussão dos resultados de
indicadores e outros dados e sugestões para melhorar a eficiência energética da Ferpinta.
Buscou-se, portanto, durante o estágio curricular realizado, avaliar a gestão de energia na
Ferpinta a partir da análise dos dados disponíveis sobre todas as fontes de energia
consumidas, a fim de identificar oportunidades para melhorar a performance energética.
Palavras-chave: Ferpinta, Eficiência Energética, Indústria
III
ABSTRACT
Ferpinta is a steelmaking company and the largest Iberian producer of steel soldier
fabrication and seeks to improve its economic efficiency and optimize its economic
management system. Aiming at conducting a power management diagnosis and proposing
measures to improve the company's energy performance, a curricular internship was
conducted within the energy department.
Greenhouse gas accumulation and climate change caused by fossil fuel consumption are
environmental concern even as energy efficiency. Changes have been observed in industrial
sector, responsible for a significant portion of consumption. Furthermore, in the industry,
there is still a question of exposure to energy price volatility and discounts on energy saving
measures that are adopted.
This work shows a tool that was developed to facilitate data analysis, indicator calculation
and a methodology for calculating specific energy consumption regarding production of two
main product groups: galvanized pipe and pipe.
In this example, this paper presents some concepts on energy efficiency, non-energy data
from the industrial and metalworking sector, description of the activities carried out during
the curricular stage, evaluation and discussion of indicator results and other data and
suggestions for improvement. Ferpinta's energy efficiency in order to identify opportunities
to improve economic performance.
Keyword: Ferpinta, Energy Efficiency, Industry
IV
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 1
2. FERPINTA ............................................................................................................................... 3
2.1. Atividades Desenvolvidas .............................................................................................. 4
3. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ............................................................................................. 5
3.1. Contextualização ........................................................................................................... 5
3.1. Gestão de Energia ......................................................................................................... 9
3.2. Indicadores .................................................................................................................. 12
3.3. Barreiras ...................................................................................................................... 14
3.4. Medidas de Eficiência Energética ................................................................................ 16
4. METODOLOGIA ................................................................................................................ 20
4.1. Auditoria e Relatório EN NP ISO 50001 – Gestão de Energia ..................................... 20
4.2. Benchmarking.............................................................................................................. 20
4.3. Avaliação Mensal dos Indicadores e Padronização da Coleta de Informações .......... 21
4.1. Análise de Dados Históricos ........................................................................................ 28
4.2. Dados de Consumo de Energia por tipo de Produto ................................................... 30
4.3. Análise de Contratos ................................................................................................... 38
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................................... 39
5.1. Auditoria e Relatório EN NP ISO 50001 ...................................................................... 40
5.2. Benchmarking.............................................................................................................. 42
5.3. Análise de Dados Históricos ........................................................................................ 44
5.4. Avaliação Mensal dos Indicadores e Padronização da Coleta de Informações .......... 45
5.5. Dados de Consumo de Energia por tipo de Produto ................................................... 46
5.6. Análise de Contratos ................................................................................................... 53
5.7. Sugestão de Melhorias ................................................................................................ 57
6. CONCLUSÃO........................................................................................................................ 61
7. REFERÊNCIAS..................................................................................................................... 62
V
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Processo Produtivo da Ferpinta .................................................................................... 3
Figura 2 - Consumo mundial em 2016 de energia final por setor ............................................. 5
Figura 3 - Consumo da UE em 2016 de energia final por setor ................................................ 5
Figura 4 - Programa de Gerenciamento de Energia para a Indústria ...................................... 10
Figura 5 - Critérios para um programa de gerenciamento de energia bem-sucedido ........... 12
Figura 6 - Número de empresas e volume de negócios na indústria transformadora por
divisão CAE ..................................................................................................................................... 21
Figura 7 - Esquema dos processos de produção para cada grupo de produto Ferpinta ...... 23
Figura 8 - Esquema dos processos de produção para cada grupo de produto Ferpinta ...... 24
Figura 9 - Linhas de Produção com seus respectivos equipamentos e situação .................... 25
atual de medição de consumo de energia elétrica na Ferpinta ................................................. 25
Figura 10 - MD043 Plano de Medição de Monitorização de Energia Ferpinta ..................... 26
Figura 11 - Decomposição de consumo de energia em termos de consumo e custo em 2017
........................................................................................................................................................... 39
Figura 12 - Consumo de cada tipo de energia e produção ....................................................... 40
Fonte: Elaboração Própria ............................................................................................................. 45
Figura 13 - Resultados dos indicadores de energia estabelecidos em 2017 e 2018 ............... 45
Figura 14 - Formulário do Documento MD087.1 – Contabilidade Energética .................... 46
........................................................................................................................................................... 50
Figura 15 - Custo e consumo de cada tipo de energia ............................................................... 50
Figura 16 - Participação dos produtos Ferpinta no consumo de Energia Elétrica ............... 51
Figura 17 - Consumo de gasóleo por tipo de uso ...................................................................... 51
Figura 18 - Participação de cada tipo de energia na fabricação de tubo e tubo galvanizado
em 2018 ............................................................................................................................................ 52
Figura 19 - Consumo Específico de energia e produção de tubo e tubo galvanizado em
2018 ................................................................................................................................................... 52
Figura 20 - Preço mínimo, médio e máximo de energia elétrica no Mercado Mibel –
Portugal ............................................................................................................................................ 54
Figura 21 - Ciclo Semanal Opcional em Portugal Continental ................................................ 54
Figura 22 - Ciclo Semanal com feriados em Portugal Continental .......................................... 55
VI
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Consumo final de energia nos oito maiores setores industriais da União
Europeia ............................................................................................................................................. 6
Tabela 2 - Consumo estimado de energia da União Europeia por subsetor ............................ 7
da Indústria de Ferro e Aço em 2012 ............................................................................................ 7
Tabela 3 - Indicadores econômicos chave da União Europeia para o setor de ferro e aço
em 2012 .............................................................................................................................................. 7
Tabela 4 - Algumas Aplicações de Indicadores de Energia ...................................................... 13
Tabela 5 - Barreiras à eficiência energética e às oportunidades de .......................................... 15
economia de energia – Fatores Externos .................................................................................... 15
Tabela 6 - Barreiras à eficiência energética e às oportunidades ................................................ 15
de economia de energia – Fatores Internos ................................................................................ 15
Tabela 7 - Indicadores de Energia da Ferpinta 2018 ................................................................. 29
Tabela 8 - Potência Nominal dos Principais Equipamentos de Produção Ferpinta ............. 32
Tabela 9 - Capacidade e respectiva quantidade de equipamentos de elevação na Ferpinta . 34
Tabela 11 - Síntese do Resultado de Auditoria EN NP ISO 50001 ........................................ 40
Tabela 12- Tabela de Objetivos e Metas Ferpinta 2019 ............................................................ 41
Tabela 13 - Distribuição média dos consumos por tipo de energia e escalões de consumo 43
Tabela 14 - Consumo de Energia Elétrica de alguns equipamentos da linha de produção
medidos com analisador portátil ................................................................................................... 47
Tabela 15 - Consumo de Energia Elétrica de alguns equipamentos auxiliares medidos com
analisador portátil ............................................................................................................................ 48
Tabela 16 - Estimativa de consumo de energia elétrica em iluminação em ........................... 49
parte da fábrica da Ferpinta em Março/2019 ............................................................................. 49
Tabela 17 - Consumo de Energia Elétrica de alguns equipamentos auxiliares medidos com
analisador portátil ............................................................................................................................ 49
Tabela 18 - Consumo de Energia Elétrica das pontes rolantes do pavilhão da MTM 70 .... 50
Tabela 19 - Porcentagem de Consumo de Energia Elétrica da Ferpinta entre Março 2018 a
Fevereiro 2019 nos ciclos semanal com feriados e semanal opcional ..................................... 55
Tabela 20 - Custo do kWh para cada horário no ciclo semanal com feriados e opcional ... 56
1
1. INTRODUÇÃO
A indústria é responsável por uma parcela significativa do consumo de energia final do
mundo, de acordo com a International Energy Agency (2018a).O setor industrial, incluindo
a utilização de fontes energéticas como matéria-prima, atualmente consome metade de todos
os combustíveis globais e a tendência é que o consumo de energia continue aumentando nas
próximas décadas em todos os setores. Em contrapartida, a Diretiva 2012/27/UE (2012)
estabelece uma meta de 20% de eficiência energética até 2020, isto é, uma redução de 20%
no consumo de energia quando comparado ao consumo projetado para 2020. Em revisão
ocorrida em 2018, algumas disposições da diretiva foram atualizadas e foi definida uma meta
ainda mais restritiva de eficiência energética: 32,5% em 2030 (Diretiva 2018/2002/UE,
2018).
Na indústria, os custos de energia são relevantes e podem representar até 10% dos custos
totais de produção. Em setores industriais de energia intensiva, como a indústria de aço, esse
valor pode chegar a 40%, de acordo com a International Energy Agency (2018b). Somado
ao custo, novos modelos de produção e fornecimento de energia, como a descentralização,
a digitalização e o crescimento de energia oriunda de fontes renováveis; regulações
ambientais mais rígidas; aumento do custo da energia experimentado ao longo dos últimos
anos, e com forte tendência de que continue aumentando; tornam o gerenciamento da
energia um fator importante no que diz respeito à competividade no setor industrial. Para
uma produção mais eficiente é necessário então, otimizar o consumo de energia e direcionar
corretamente os recursos. Dessa forma, uma abordagem holística se faz necessária e o
gerenciamento de energia é essencial para qualquer indústria, que deve ter como foco
geração, armazenamento, consumo e recuperação de energia.
Mudanças têm sido observadas no setor industrial e melhorias significativas têm sido
registradas em eficiência energética. No entanto, o consumo de energia na indústria tende a
aumentar devido ao aumento no volume de produção de bens. E o custo com energia é
relevante para a maioria das empresas portuguesas do setor industrial e é por isso que é
importante que um sistema de monitorização e de gestão de energia seja implementado, de
forma a aumentar a eficiência energética e a redução das despesas com energia. Como
consequência, a melhoria da performance energética na indústria será primordial (ainda que
não suficiente) para reduzir a intensidade do crescimento da demanda de energia ou até
mesmo estabilizá-la.
2
É fundamental, portanto, que a indústria implemente medidas significativas e ambiciosas de
modo a reduzir o desperdício e garantir economia de energia substanciais. A forma como é
utilizada a energia nas empresas, seja nas tecnologias utilizadas no processo produtivo ou nas
tecnologias horizontais, é extremamente importante para a identificação de potenciais
medidas de utilização racional da energia.
Nesse contexto, o Grupo Ferpinta, que tem a energia como um item importante dos seus
custos variáveis, busca otimizar o seu sistema de gestão de energia e melhorar continuamente
sua eficiência energética, adotando boas práticas e tecnologias que promovam a poupança e
o uso eficiente da energia.
3
2. FERPINTA
O grupo Ferpinta, na qual a empresa Ferpinta faz parte, é uma multinacional de origem
portuguesa presente em Espanha, Angola, Moçambique e Portugal, fundada em 1962 pelo
Comendador Fernando Pinho Teixeira. Se pauta pela flexibilidade e inovação, atuando em
diferentes setores como turismo, equipamento agrícola e agropecuária.
A empresa Ferpinta está localizada no concelho de Oliveira de Azeméis, em Aveiro, e
começou a produção de tubos de aço em 1975. Atualmente é o maior produtor na península
ibérica na fabricação de tubos de aço soldado, com capacidade de produção de
aproximadamente 350 mil toneladas. A atividade da empresa consiste na fabricação de tubos,
condutas, perfis ocos e acessórios de aço e hoje a Ferpinta apresenta uma vasta gama de
produtos, que podem ser divididos em 4 grupos: tubo, tubo galvanizado, calha e chapa
(Ferpinta). Seu processo produtivo simplificado pode ser visualizado na Figura 1.
Figura 1- Processo Produtivo da Ferpinta
Fonte: Documento Interno Ferpinta
A política da Ferpinta tem como base a Qualidade, o Ambiente e a Energia, sendo o sistema
de gestão uma ferramenta importante para definição dos objetivos estratégicos da
organização. A empresa possui certificação das normas NP EN ISO 9001:2015 – Sistema de
4
Gestão da Qualidade, NP EN ISO 14001:2015 – Sistema de Gestão Ambiental e NP EN
50001:2012 – Gestão de Energia, além de outras certificações relativas aos produtos
(Ferpinta).
2.1. Atividades Desenvolvidas
O estágio curricular foi realizado no período que compreende Setembro/2018 a Março/2019
no âmbito do Departamento de Energia da Ferpinta, de responsabilidade do engenheiro
Vítor Fonseca, parte integrante da Diretoria Técnica. O objetivo do estágio era obter um
diagnóstico da gestão de energia, abrangendo melhoria de configurações de processos e
equipamentos, implantação e monitoramento de indicadores, análise de viabilidade (e
poupança) de medidas para melhorar o desempenho energético, alocação correta de custos
de energia por produto e definição da estratégia empresarial no âmbito da energia.
De forma a se obter avaliação do sistema de gestão de energia da empresa, foram realizadas
atividades para identificar as principais fontes de energia, os principais processos e produtos
consumidores; realizada uma análise de contratos e tarifas de energia; recolha de dados e
avaliação dos resultado dos indicadores ao longo do tempo, além de propostas de
recomendações teóricas e práticas para otimizar o desempenho energético. O trabalho
consistia, mas não se resumia a:
• Analisar o histórico de dados e indicadores de energia e seus respectivos resultados
frente às metas estabelecidas;
• Avaliar resultados de auditorias de energia face à NP EN ISO 50001:2012, uma vez que
a empresa possui certificação na norma supracitada desde 2014;
• Otimizar o controle operacional de dados de energia de forma a promover o controle e
a implementação de medidas de eficiência energética;
• Comparar os resultados de intensidade energética da Ferpinta com indústrias do mesmo
setor – benchmarking;
• Verificar as melhores práticas de eficiência energética adotadas principalmente pelas
indústrias de metalurgia de base;
• Definir forma de avaliar a eficiência energética por tipo de produto;
• Avaliar propostas de gestão e contratação de energia em ambiente liberalizado;
• Sugerir e quantificar medidas para melhorar a gestão de energia, relativas à controle
operacional de redução de despesas de energia.
5
Figura 3 - Consumo da UE em 2016 de energia final por setor
Agricultura/ Silvicultura;
2,2%Comércio e
Serviço Público; 13,5%
Residência; 25,7%
Transporte; 33,2%
Indústria; 25,0%
Outros; 0,4%
3. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
3.1. Contextualização
A redução do consumo e do desperdício de energia tornou-se uma questão importante para
a sociedade. Os objetivos estabelecidos pela UE para 2020 em termos de eficiência energética
é consequência do acúmulo da emissão de gases de efeito estufa e alterações climáticas
devido ao consumo de combustíveis fósseis (Parlamento Europeu).
Medidas de eficiência energética nas organizações contribuem para a competitividade dos
negócios, uma vez que aumentam a produtividade, reduzem seus custos e sua exposição a
volatilidades dos preços de energia, promovendo um desenvolvimento econômico mais
sustentável.
O setor industrial é o setor com maior consumo energético, representando 37% do consumo
mundial de energia e 25% da União Europeia (International Energy Agency, 2018b) e
(Eurostat European Commission, 2008) conforme pode ser observado na Figura 2 e Figura
3. Como ocorre em outros setores, essa parcela varia entre os países conforme o impacto
desse setor na economia e o desenvolvimento industrial em que se encontra.
Eurostat European Commission Dentro do setor industrial, os cinco maiores consumidores
de energia na União Europeia são os setores de produtos químicos e farmacêuticos; seguido
Agricultura/ Silvicultura; 2%
Comércio e Serviço Público;
8%
Residência; 22%
Transporte; 29%
Indústria; 37%
Outros; 2%
Fonte: Eurostat European Commission
Fonte: Adaptado de International Energy Agency (2018b)
Figura 2 - Consumo mundial em 2016 de energia final por setor
6
por ferro e aço; refinaria de petróleo; polpa, papel e impressão; e minerais não metálicos,
representando cerca de 80% do total, conforme pode ser observado na
Tabela 1 (Chan, Kantamaneni, & Allington, 2015).
Tabela 1 - Consumo final de energia nos oito maiores setores industriais da União Europeia
Setor
Consumo Final de Energia em 2013
ktep %
Polpa, papel e impressão 34,265 12,6%
Ferro e Aço 50,815 18,6%
Minerais não-metálicos 34,249 12,6%
Químico e Farmacêutico 51,485 18,9%
Metais não-ferrosos 9,381 3,4%
Refinarias de Petróleo 44,657 16,4%
Comida e Bebida 28,353 10,4%
Máquina 19,282 7,1%
Total 272,487
Fonte: Adaptado de Chan et al. (2015)
A Ferpinta tem sua atividade inserida no setor de ferro e aço e pertence ao grupo 24.2, classe
24.20, de acordo com Eurostat European Commission (2008)1, classificação das atividades
econômicas na comunidade europeia. O setor é composto por quatro grupos principais,
conforme pode ser observado na Tabela 2, sendo a produção de ferro e aço básicos e de
ferro-ligas o setor mais significativo. É possível observar ainda valores de consumo de
energia por subsetor, estimado com base nos principais processos de consumo de energia ao
longo da cadeia produtiva e valores de produção do respectivo subsetor. Na Tabela 3, são
dados resultados dos indicadores-chave dos subsetores de ferro e aço da União Europeia.
1De acordo com o Instituto Nacional de Estatística (2007), classificação portuguesa para as atividades econômicas – CAE, a atividade da Ferpinta está englobada dentro do setor metalúrgico e metalmecânica, divisão 24 – Metalurgia de Base e grupo 242 – Fabricação de tubos, condutas, perfis ocos e respectivos acessórios, de aço.
7
Tabela 2 - Consumo estimado de energia da União Europeia por subsetor
da Indústria de Ferro e Aço em 2012
Descrição do Setor NACE
Categoria
Participação estimada na demanda final de
energia (Grupo) ktep %
Fabricação de ferro básico e aço e ferro-ligas
C24.1 Energia Intensiva 37.771 73,0%
Fabricação de tubos, perfis e acessórios de aço C24.2 Energia Intensiva 12.465 24,0%
Fabricação de outros produtos da primeira transformação do aço
C24.3 Energia Não-Intensiva
Fundição de metais (ferro e aço) C24.5 Energia Intensiva 1.281 2,0%
Demanda total de energia do setor de ferro e aço para EU28 - 2012 51.517 100%
Fonte: Adaptado de Chan et al. (2015)
Tabela 3 - Indicadores econômicos chave da União Europeia para o setor de ferro e aço em 2012
Descrição NACE NACE Número
empresas Número de
Empregados Turnover Valor
Adicionado Valor da
Produção
(Grupo) (Classe) mil € mil € mil € Fabricação de ferro carbono e aço e ligas de ferro
C24.1 2.394 312.590 140.665 18.023 138.011
Fabricação de ferro carbono e aço e ligas de ferro
- C24.10 2.394 312.590 140.665 18.023 138.011
Fabricação de tubos, condutas, perfis ocos e respectivos acessórios de aço
C24.2 2.019 114.968 32.320 6.821 31.005
Fabricação de tubos, condutas, perfis ocos e respectivos acessórios de aço
- C24.20 2.019 114.968 32.320 6.821 31.005
Fabricação de outros produtos da primeira transformação do aço
C24.3 2.926 69.827 21.544 3.877 20.603
Estiragem a frio - C24.31 260 6.328 1.929 360 1.898
Laminação a frio de arco ou banda - C24.32 205 12.609 5.185 810 4.965
Perfilagem a frio - C24.33 1.861 29.295 7.248 1.452 6.973
Trefilagem a frio - C24.34 600 21.595 7.182 1.254 6.768
Fundição de metais ferrosos e não ferrosos C24.5 1.961 123.113 18.924 5.680 18.567
Fundição de ferro fundico - C24.51 1.467 93.399 14.747 4.249 14.431
Fundição de aço - C24.52 494 29.714 4.177 1.431 4.136
Fonte: Adaptado de Chan et al. (2015)
8
A fabricação de tubos, condutas, perfis ocos e respectivos acessórios de aço é considerada
de energia intensiva e consome cerca de 24% do consumo do setor de ferro e aço, de acordo
com Chan et al. (2015). De forma geral, as maiores fontes de energia para o consumo
industrial são carvão (29%), eletricidade (26%) e gás natural (20%). O petróleo, que em 1973
era a maior fonte de energia, diminuiu significativamente sua participação para 13% em 2011
e o uso de energia elétrica vem aumentando rapidamente devido ao aumento de processos
elétricos.
De acordo com Thomas (2018), o consumo de energia no setor da indústria é impactado
pelo crescimento da atividade industrial, estrutura industrial e a eficiência de utilização da
energia. De forma que haja um avanço no aumento da eficiência energética na indústria, é
preciso que sejam adotadas tecnologias e estratégias atualmente disponíveis, e que haja
inovações significativas de forma a obter ganhos maiores na redução de consumo de energia
industrial.
O maior impulsionador para soluções de eficiência energética continua a ser a
competitividade do mercado, de acordo com AEP – Associação Empresarial de Portugal
(2015b), mas a legislação ambiental muitas vezes restritiva em termos de emissões de gases
de efeito estufa (GEE) impulsiona a adoção de práticas mais eficientes.
A International Energy Agency (2018a) define três tipos de política de eficiência energética:
padrões obrigatórios (regulamentações); instrumentos baseados no mercado; e incentivos
financeiros e fiscais. Em 2017, 34% do uso global de energia foi coberto por políticas
obrigatórias de eficiência energética.
Uma série de medidas políticas podem permitir maiores ganhos de eficiência energética
industrial: padrões mais exigentes para os principais equipamentos industriais,
particularmente bombas de calor e motores elétricos; incentivo e financiamento, que
aumentem a adoção de sistemas de gestão de energia; assim como programas de informação,
treinamento e capacitação. Mudanças de tecnologias também devem ser incentivadas e
apoiadas por políticas públicas, de forma a garantir a redução da demanda de combustíveis
fósseis, emissão de gases de efeito estufa e conservação de recursos naturais. Muitas
indústrias de energia intensiva têm implementado programas de economia de energia
investindo em tecnologias de baixo consumo.
Existe ainda um enorme potencial para ganhos de eficiência energética, que juntamente com
a utilização de fontes de energia renovável e outras medidas são fundamentais para atingir as
metas climáticas globais. Sem medidas de eficiência energética que tem sido realizadas ao
9
longo do tempo, o aumento da atividade econômica teria um impacto maior no consumo de
energia global - as melhorias de eficiência feitas desde 2000 impediram o uso adicional de
energia de 12% em 2017 e reduziram em 12% as emissões de gases de efeito estufa
(International Energy Agency, 2018a).
Em 2017, o consumo de energia global aumentou 1,9%, o maior aumento anual desde 2010
e bem acima dos dois anos anteriores. Na União Europeia, esse aumento foi de 1,5% devido
a um crescimento econômico mais forte em 2017. De acordo com o International Energy
Agency (2018b), a mudança da atividade industrial e de serviços menos intensivos em energia
compensou cerca de 25% do consumo de energia correspondente ao aumento dos níveis de
atividade. Mas existe potencial para que a indústria seja duas vezes mais eficiente em 2040,
comparado com os níveis atuais.
A demanda global de energia nos próximos anos dependerá da rapidez com que as
tecnologias de energia mais eficientes sejam desenvolvidas e adotadas. As políticas
governamentais podem desempenhar um papel essencial para promover o desenvolvimento
e a utilização de tecnologias mais eficientes em todos os setores. Infelizmente, os incentivos
à eficiência energética dos países da União Europeia têm diminuído, colocando em risco os
recentes ganhos obtidos.
3.1. Gestão de Energia
A gestão de energia é considerada uma ferramenta essencial para melhorar a eficiência
energética em um setor ou organização, (Hasan, Hoq, & Thollander, 2018). A redução dos
custos muitas vezes é o principal motivador para se implementar um sistema de
gerenciamento de energia em uma indústria, embora outros ganhos sejam obtidos, como a
utilização adequada dos recursos, maior produtividade e competitividade da empresa,
redução da emissão de gases de efeito estufa e a longo prazo, redução da exposição à
volatilidade dos preços de energia, gerenciamento de riscos e adoção de novas tecnologias
no que se refere à inovação e desenvolvimento (International Energy Agency, 2012).
Um sistema de gestão de energia, de acordo com a norma ISO 50001:2011 (ISO, 2011) é um
conjunto de elementos inter-relacionados ou interatuantes para estabelecer uma política e
objetivos energéticos, bem como estabelecer os processos e procedimentos necessários para
alcançar esses objetivos. Essa definição visa a melhoria contínua e de acordo citcom Hasan
10
et al. (2018), envolve medição, monitoramento, registro, análise e controle dos fluxos de
energia (e materiais) ao longo do processo de forma a atingir os objetivos definidos.
A ISO 50001:2011 (ISO, 2011) utiliza como ferramenta do gerenciamento de energia o ciclo
PDCA (Plan-Do-Check-Act) – Figura 4 . Na fase de planeamento é definida a política de
eficiência energética da organização e estabelecidos objetivos e plano de ação para atender a
requisitos legais e a política energética da empresa.
Na fase de execução, as ações são implementadas e envolve o controle operacional,
comunicação, documentação, assistência institucional e apoio, como treinamentos
(Johansson, 2015). Na etapa seguinte ocorre o monitoramento de energia, o que inclui o
estabelecimento de indicadores, metodologia de coleta de dados, avaliação da conformidade
com requisitos legais e com a política energética da empresa e comunicação dos resultados
às partes interessadas (International Energy Agency, 2012). Na fase de avaliação, ocorre a
revisão pela gestão e identifica-se oportunidades para melhorar o desempenho energético de
forma a garantir melhoria contínua e padroniza-se procedimentos a serem seguidos.
Figura 4 - Programa de Gerenciamento de Energia para a Indústria
Fonte: Adaptado International Energy Agency (2012)
Além de um programa de gerenciamento, gestão energética de uma indústria implica
conhecer e identificar as diferentes áreas da empresa, como oficinas, armazéns e área
produtiva. Deste modo, é possível identificar os principais processos e equipamentos
consumidores de energia e qual o tipo de energia é mais relevante. De acordo com AEP –
Associação Empresarial de Portugal (2015b), a gestão energética compreende:
11
• Conhecer o uso da energia, obter informação sobre os tipos de energia, contratos e
ações que afetam o seu uso; conhecer os processos e atividades com possibilidades de
economia de energia.
• Determinar indicadores de controle, como por exemplo, consumo de energia, custos
específicos, preços médios, fatores de utilização de equipamentos.
• Monitorizar os indicadores de controle, definir ações de correção e melhorias,
incentivar o uso racional de energia, divulgar os resultados obtidos e definir ações de
treinamento.
Um bom programa de gestão energética é essencial e envolve a realização de auditoria
energética para uma avaliação detalhada e exaustiva dos processos produtivos e identificação
dos principais equipamentos consumidores de energia. Auditorias energéticas permitem
melhorar atividades de acompanhamento e superar as barreiras internas a um sistema de
gerenciamento de energia bem-sucedido e trazem mais transparência ao sistema. Auditorias
energéticas permitem ainda determinar com alguma precisão os investimentos necessários
para a execução das medidas identificadas assim como a rentabilidade e viabilidade das
mesmas (Solnørdal & Foss, 2018).
Para um sistema de gestão de energia eficiente é necessário que a gestão de topo esteja
envolvida, além de ter um programa organizado e contínuo de projeto de economia de
energia (Johansson, 2015). Outros fatores relevantes e que estão diretamente relacionados
são política, estratégia de longo prazo, alocação e monitoramento de custos de energia,
critérios de pagamento e um gestor de energia, conforme mostrado na Figura 5 (Hasan et al.,
2018). Segundo Abdelaziz, Saidur, and Mekhilef (2011), análise de dados históricos,
realização de auditorias energéticas, análise de engenharia e viabilidade de investimentos e
promoção da capacitação de funcionários em eficiência energética são elementos importantes
para um sistema de gestão de energia bem-sucedido.
12
Figura 5 - Critérios para um programa de gerenciamento de energia bem-sucedido
Fonte: Adaptado de Hasan et al. (2018)
Uma figura importante é o gestor de energia, que deve ter autonomia para definir o
planeamento do sistema de gestão de energia, adquirir equipamentos de produção e medição
e elaborar relatórios de energia. Deve ter apoio de uma equipe de energia e representantes de
outros setores envolvidos, como contabilidade, produção e manutenção. A estrutura
organizacional deve promover a participação de todos os funcionários no sistema de gestão
de energia e ideias para melhorar a eficiência energética devem ser solicitadas (Johansson,
2015).
Apesar de um sistema de gestão de energia ser essencial para melhorar e eficiência energética
de uma organização e reduzir os gastos operacionais, a gestão de energia é baixa mesmo em
empresas intensivas de energia. Razões como consumo de energia, tamanho da empresa,
suporte e comprometimento da alta administração são fundamentais para adoção de um
sistema de gestão de energia (Cooremans & Schönenberger, 2019).
3.2. Indicadores
Os indicadores de desempenho são uma boa ferramenta para monitorizar e acompanhar o
cumprimento dos objetivos definidos por uma organização. Em termos de gestão de energia,
cada indicador de desempenho cumpre um objetivo de negócio específico na organização.
Kumana and Sidhwa (2009) lista algumas aplicações desses indicadores (Tabela 4) e
recomenda quatro categorias de indicadores de energia:
Sistema de gerenciamento
de energia bem sucedido
Política
Estratégia de longo prazo
Alocação do custo de
energia
Monitorizaro custo de
energia
Apoio da gestão de
topo
Gestor de Energia
Critérios de pagamento
13
• por equipamento: avaliar o consumo energético dos equipamentos individualmente e
viabilizar o cálculo do consumo de uma unidade de processo;
• Por unidade de processo: medir a eficiência energética em todo um processo com o
objetivo de promover a melhoria contínua;
• Por produto: contabilizar os custos, ou seja, medir o gasto energético para fabricação de
determinado produto;
• Por unidade de negócios: medir o consumo total da organização – avaliação estratégica.
Tabela 4 - Algumas Aplicações de Indicadores de Energia
Aplicação Observação
Boletim Apenas para informação
Benchmarking histórico, competitivo ou absoluto
Despacho Econômico Atendimento a Requisitos
Melhoria de Processos Incluindo solução de problemas
Otimização de operações Melhoria da Eficiência
Fonte: Adaptado de Kumana and Sidhwa (2009)
Um bom indicador de desempenho, entre outras características, deve ser consistente com o
desempenho real da organização e estar relacionado aos resultados (saída) da empresa.
Embora aparentemente simples, muitas vezes a implementação real de um programa de
desempenho energético é repleta de desafios, já que toda uma infraestrutura de suporte deve
existir. De forma a garantir que o indicador meça efetivamente o desempenho de energia é
preciso:
• Medir com precisão todo o consumo de energia e fabricação de produtos;
• Associar o consumo de energia a uma atividade de adição de valor;
• Ter um sistema de dados e arquivamento para documentar as informações e aplicá-
lo sistematicamente à tomada de decisões operacionais e estratégicas;
• Implantar um sistema de software de gerenciamento de energia on-line.
No entanto, a mera existência de indicadores de desempenho não é suficiente para melhorar
a eficiência energética em uma organização, que requer também o gerenciamento desses
indicadores, incluindo análises, implementação de medidas de redução de consumo,
monitorização, divulgação dos resultados (Solnørdal & Foss, 2018).
14
Na indústria, geralmente o indicador de desempenho energético utilizado é o consumo
específico de energia, que consiste na quantidade de energia necessária para fabricar uma
unidade de produto (ou tonelada produzida). Esse indicador permite avaliar melhor o
desenvolvimento da eficiência energética quando comparado à intensidade energética, isto é,
por unidade de valor adicionado, que é um indicador muito utilizado em outros sectores
(ODYSSEE-MURE).
Esse indicador de consumo específico permite que seja feita a comparação de desempenho
entre empresas do mesmo setor, ou seja, a realização de benchmarking. O conceito de
benchmarking de energia, de acordo com Ke, Price, McNeil, Khanna, and Zhou (2013) é
avaliar o desempenho energético de um sistema definido em relação a um sistema de
referência e buscar os melhores métodos nos diferentes processos e funções para melhorar
a eficiência. Isso significa que o benchmarking é uma ferramenta de avaliação e comparação
para ajudar a organização a identificar oportunidades de eficiência energética, ou seja, um
meio para apoiar o processo de melhoria.
Como vantagem de utilização dessa ferramenta Andersson, Arfwidsson, and Thollander
(2018) cita entre outras coisas, a introdução de novos conceitos de avaliação, aumento do
conhecimento dentro da organização, identificação de áreas que precisam ter seu
desempenho melhorado, estabelecimento de objetivos viáveis e realistas e o conhecimento
do desempenho dos concorrentes. No entanto, a realização de benchmarking de
desempenho energético geralmente é complexa, pois os processos de fabricação variam entre
as organizações. No setor metalomecânico, é praticamente inviável, já que a diversidade de
produtos fabricados é muito grande, muitas vezes com atributos específicos para um cliente
e são poucas as informações disponíveis sobre esse segmento.
Uma alternativa é formatar o benchmarking de energia para comparar o desempenho de uma
organização ou de um processo ao longo do tempo, isto é, uma comparação de desempenho
consigo mesma (AEP – Associação Empresarial de Portugal, 2015a).
3.3. Barreiras
A existência de barreiras ao investimento em eficiência energética é a principal explicação
para que potenciais de eficiência se tornem efetivos, de acordo com Cooremans and
Schönenberger (2019). De forma geral, várias pesquisas indicam que fatores organizacionais,
como cultura, disponibilidade de recursos e estratégia impactam na definição de investimento
em eficiência energética, mas há também outras barreiras como a legislação desfavorável a
15
investimentos industriais em energia e forças de mercado que também influenciam. Chan et
al. (2015) divide essas barreiras entre internas e externas à organização (Tabela 5 e Tabela 6).
Tabela 5 - Barreiras à eficiência energética e às oportunidades de
economia de energia – Fatores Externos
Área Barreiras
Mercado
Distorção do preço de energia Baixa difusão de tecnologias Baixa difusão da informação Riscos de Mercado Dificuldade em reunir habilidades externas
Governo/ Política Falta de regulamentação adequada Distorções nas políticas fiscais Falta de interesse em eficiência energética
Fornecedores de Tecnologia/ serviços
Fornecedores de tecnologia não atualizados
Designers e Fabricantes Escassas habilidades de comunicação Características técnicas não adequadas Custos iniciais altos
Fornecedores de Energia Distorção na política de energia Falta de interesse em eficiência energética
Fornecedores de Capital Custo para investir a disponibilidade de capital Dificuldade em identificar a qualidade dos investimentos
Fonte: Chan et al. (2015)
Tabela 6 - Barreiras à eficiência energética e às oportunidades
de economia de energia – Fatores Internos
Área Barreiras
Econômica
Baixa disponibilidade de capital Despesas ocultas Riscos relacionados à intervenção Outras prioridades
Comportamento Organizacional
Inércia Critérios de avaliação imperfeitos Falta de compartilhamento dos objetivos Baixo status de eficiência energética Interesses divergentes Cadeia de decisão complexa Falta de tempo
Barreiras Relacionadas à Competência
Falta de controle interno Identificação das ineficiências Implementação das intervenções
Conscientização Falta de conscientização ou ignorância
Fonte: Chan et al. (2015)
16
Apesar de inúmeras as barreiras existentes, Solnørdal and Foss (2018) verificaram que é vital
os impulsionadores internos, sendo as barreiras organizacionais e econômicas as mais
relevantes. A falta de compartilhamento de objetivos e ausência de um gestor de energia
impactam negativamente na eficiência energética de uma organização. Mesmo quando há um
responsável pela gestão de energia, a implementação de práticas ambientais, incluindo
eficiência energética melhoram à medida que o gestor de energia se aproxima
hierarquicamente da gestão de topo. Isso significa que o apoio da alta gerência é importante
para adoção de práticas de eficiência energética.
Solnørdal and Foss (2018) identifica que a competência também tem um papel relevante na
implementação de práticas de eficiência energética. Organizações com funcionários mais
instruídos são mais propensas a investir em eficiência energética. Dessa forma, programas de
formação ajudam a reduzir essa barreira, aumentando o conhecimento técnico e a
conscientização sobre o tema, mas é preciso que as pessoas estejam motivadas e
comprometidas a aumentar a eficiência energética na organização.
Fatores econômicos também têm um papel relevante na adoção de medidas de eficiência
energética. Isso não quer dizer, no entanto, que o custo da energia seja um fator relevante na
implementação de medidas de eficiência energética: os fatores econômicos mais importantes
são de origem interna. Chan et al. (2015) observa que as organizações adotam medidas de
eficiência energética como estratégia para produzir de forma mais eficiente e se tornar mais
competitiva. De acordo com Solnørdal and Foss (2018) e Cooremans and Schönenberger
(2019) o custo do investimento e o payback são aspectos relevantes e muitas vezes têm
critérios financeiros mais rigorosos do que aqueles que estão ligados diretamente ao negócio
principal da organização. Ainda no contexto organizacional de ordem econômica, o nível de
risco do investimento e o baixo retorno (que muitas vezes é superestimado) é considerado
uma barreira importante em investimentos de eficiência energética.
3.4. Medidas de Eficiência Energética
As medidas transversais são as que podem ser aplicadas de forma geral às indústrias e
proporcionam maior aumento na eficiência energética. Um bom programa de gestão de
energia é essencial e envolve a realização de auditoria energética para uma avaliação detalhada
e exaustiva dos processos produtivos e identificar os principais equipamentos consumidores
de energia.
17
No âmbito da gestão de energia, AEP – Associação Empresarial de Portugal (2015a), sugere
a implementação e operacionalização de um sistema de gestão de energia, que pode ser
baseado na ISO 50001 e que compreenda a implementação de uma política de energia, a
participação da gestão de topo, definição de metas e planeamento de medidas de eficiência
energética, utilização de parâmetros de referência, monitorização e análise dos resultados,
promoção de utilização de tecnologias mais eficientes em termos de consumo de energia.
CATIM – Centro de Apoio Tecnológico à Indústria Metalomecânica (2012) ainda menciona
a importância de estabelecer e revisar os objetivos e indicadores, promover a competência e
conscientização dos funcionários da importância da eficiência energética, controlar de forma
efetiva os processos e estabelecer um plano de manutenção visando a otimização da
eficiência energética. Também é importante fazer um diagnóstico de energia, de forma a
avaliar a instalação de equipamentos de medição.
A realização de uma auditoria pode ser o ponto de partida para identificar os aspectos
relacionados com a eficiência energética e oportunidades de poupança de energia dentro da
organização. Durante a realização da auditoria é importante que sejam observados o tipo de
energia e o consumo nos equipamentos e processos, oportunidades de redução no consumo
de energia e utilização de fontes alternativas de energia e a viabilidade de reutilizar energia
excedentes em outros processos e ou sistemas (CATIM – Centro de Apoio Tecnológico à
Indústria Metalomecânica, 2012). Isto é, as auditorias permitem uma avaliação detalhada do
processo produtivo e determinar a viabilidade de investimentos em eficiência energética
(Adene).
Dentre as oportunidades de eficiência energética presentes no setor de metalurgia de base,
CATIM – Centro de Apoio Tecnológico à Indústria Metalomecânica (2012) destacam:
correção do fator de potência (energia reativa), soluções de eficiência energética na
iluminação, adequação da potência dos motores às cargas a eles aplicadas e melhorias no
sistema de ar comprimido, compreendendo desde a geração, distribuição e seu uso final
CATIM – Centro de Apoio Tecnológico à Indústria Metalomecânica (2012) cita ainda outras
recomendações técnicas especificamente para o setor metalomecânico:
• Integração da eficiência energética na fase de projeto: considerar tecnologias de boa
eficiência energética em projetos envolvendo uma nova instalação;
• Aumento da integração dos processos: otimizar o uso da energia entre os processos;
18
• Otimização de motores: reduzir as perdas energéticas associadas, substituindo os
motores por mais eficientes; evitando o superdimensionamento dos motores; garantindo a
manutenção adequada; evitando picos de corrente durante o arranque; entre outros;
• Sistemas de bombagem: sistemas motorizados integrados, aplicação de variadores
eletrônicos de velocidade, substituição de bombas por mais eficientes;
• Duas das principais medidas que transformam sistemas convencionais em sistemas
de bombagem de alta eficiência são: a aplicação de VEVs que permitem variar a velocidade
de rotação dos motores eléctricos e a substituição de bombas tradicionais por bombas mais
eficientes;
• Sistemas de ventilação: utilizar o modelo adequado de motor para o ventilador e
definir o ventilador mais apropriado para a aplicação; na fase de projeto, determinar a
velocidade do ar; reduzir a perda de pressão no tubo de distribuição; instalar corretamente e
realizar manutenção e revisão regular;
• Sistemas de compressão de ar: eliminação de vazamentos no sistema de ar
comprimido, melhorar a concepção do sistema, utilizar variadores eletrônicos de velocidade
e recuperar calor;
• Cogeração: aumento de eficiência energética e redução do consumo de combustível,
com consequente redução da emissão de gases de gases poluente;
• Sistemas de combustão: otimização dos equipamentos e circuitos de distribuição de
vapor de forma a reduzir suas perdas;
• Frio Industrial: otimização do controle dos sistemas já existente ou novos sistemas
de refrigeração que inclui bombas de calor de absorção, novos gases frigoríficos e
acumulação térmica;
• Sistema de Iluminação: priorizar a iluminação natural, dimensionar adequadamente a
iluminação para os diferentes locais de trabalho, utilizar lâmpadas e acessórios de alto
rendimento (elevada eficiência energética), utilizar controles e comandos automáticos nos
sistemas de iluminação, realizar limpeza e manutenção regulares;
• Eficiência do processo Industrial – Isolamentos térmicos: isolar termicamente os
tubos de vapor, água quente, termofluídos (evitando o superdimensionamento do
isolamento) e condensados e realizar inspeção periódica;
• Eficiência do processo Industrial – Transportes: otimizar cargas e motores elétricos
e monitorizar a gestão de combustível;
19
• Eficiência do processo Industrial – Redução da energia reativa: evitar operações de
motores sem carga (e com pouca carga), substituir motores de maior eficiência energética,
operando perto da sua capacidade ótima;
20
4. METODOLOGIA
Neste trabalho pretendeu-se realizar um processo sistemático de coleta de dados observáveis
e quantificáveis com o objetivo de identificar, registrar e analisar as características, fatores ou
variáveis que se relacionam com o fenômeno ou processo de gestão de energia da Ferpinta.
Os dados a serem analisados são quantitativos e incluem recolher informações de faturas e
medidores de energia, dados de produção, contratos, auditorias, informações contábeis e
realizar medições “in loco” para variáveis de interesse cujos dados estejam indisponíveis ou
desatualizados.
Nas seções abaixo, é detalhada a metodologia utilizada para cada abordagem para análise dos
dados relacionados à gestão de energia da Ferpinta, incluindo informações oriundas de
auditorias – internas e externas – referentes à NP EN ISO 50001 Gestão de Energia e seus
respetivos relatórios e dados de contrato de energia.
4.1. Auditoria e Relatório EN NP ISO 50001 – Gestão de Energia
A empresa possui certificação na norma EN NP ISO 50001 desde 2014 e uma avaliação
energética é realizada anualmente como pré-requisito da certificação nessa norma.
Informações e resultados de auditorias referente à NP EN ISO 50001 anteriores (auditorias
internas e externas) foram consideradas para avaliar a eficácia e adequabilidade do Sistema
de Gestão às exigências normativas, identificando oportunidades de melhorias. Considerou-
se os cumprimentos de requisitos legais, estatutários e contratuais aplicáveis, as considerações
das auditorias sobre consciencialização e comunicação da gestão de energia, ações corretivas
e principalmente as não conformidades, reclamações de cliente, desempenho dos objetivos
e demais resultados alcançados pela empresa.
4.2. Benchmarking
O setor metalomecânico em Portugal representa 23% quanto ao número de empresas e 26%
em relação ao volume de negócios, de acordo com AEP – Associação Empresarial de
Portugal (2015b). Relativamente à divisão no qual a Ferpinta está inserida, isto é, CAE 24 –
Metalurgia de Base, representa apenas 3% em número de empresa e 10% no total de volume
de negócio (Figura 6).
21
Figura 6 - Número de empresas e volume de negócios na indústria transformadora por divisão CAE
Fonte: AEP – Associação Empresarial de Portugal (2015b)
Na indústria metalúrgica de base (divisão 24 – CAE), há ainda vários grupos e classes, o que
reflete a variabilidade no tamanho das empresas, processos e produtos. Portanto, esse
segmento apresenta empresas de diferentes dimensões, cujo processo e produto podem
variar bastante em termos de complexidade, dimensões, tecnologia, matéria-prima. A
escassez de informações específicas também é um complicador para uso do benchmarking
externo na área de energia para esse segmento. No entanto, neste trabalho serão reproduzidas
as informações obtidas e quando possível, será feito o comparativo com o desempenho
energético da Ferpinta.
4.3. Avaliação Mensal dos Indicadores e Padronização da Coleta de
Informações
Inicialmente foram avaliadas as linhas de produção envolvidas na fabricação de cada tipo de produto – tubo, tubo galvanizado, calha e chapa, conforme mostra a
22
Figura 7. Em seguida, foi elaborado um fluxo de produção de forma a identificar os
equipamentos de cada processo produtivo, o tipo de energia envolvida, as informações de
consumo de energia e o tipo de transporte utilizado entre um processo e outro (Figura 8).
23
Figura 7 - Esquema dos processos de produção para cada grupo de produto Ferpinta
Fonte: Elaboração Própria
O consumo geral de energia elétrica – principal fonte de energia da empresa – é obtido a
partir das faturas de energia elétrica e através das informações disponibilizadas em uma
plataforma online de gestão de consumos.
A monitorização do consumo de energia ao longo do processo é feita em alguns
equipamentos que possuem contadores de energia elétrica. Embora esses contadores estejam
presentes nos equipamentos de maior consumo, os equipamentos da linha de calha, linha de
corte transversal e perfilagem de chapa não possuem medidores de energia e seu consumo
específico, quando estimado, é feito a partir de um analisador portátil. Equipamentos
auxiliares como as centrais de emulsão de água zonas 1 e 2 (arrefecimento) e a central de ar
comprimido também não possuem contadores específicos e seus consumos de energia
precisam ser estimados. Na Figura 9 estão destacados os equipamentos que não possuem
contadores de energia elétrica.
Os equipamentos que não têm contadores específicos e cujo consumo de energia elétrica
não é estimado, têm seus consumos de energia elétrica incluídos dentro da categoria “outros”
na divisão de consumo por equipamento. Essa categoria inclui os equipamentos auxiliares,
parte do sistema de transporte de produto (equipamentos de elevação e vagão elétrico), Calha
1, Calha 2, Máquina de Ondular/Trapezoidal, Multicortes, Teste Hidrostático I, Teste
Hidrostático II, Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e equipamentos de
escritório/cozinha. Embora os equipamentos contidos em “outros” sejam de menor porte
e, portanto, com menor potência nominal, essa categoria acaba por ser significativa, com um
consumo que varia em média entre 10% e 20% do total de energia elétrica consumida na
Ferpinta.
Linha de Corte
Linha de Tubo
Linha de Calha
Galvanização
Tubo
Tubo galvanizado
Calha
Perfilagem de
Chapa
Linha de Corte
Transversal
Chapa
24
Figura 8 - Esquema dos processos de produção para cada grupo de produto Ferpinta
─── Tipo de Energia Envolvida: EE (Energia Elétrica), GN (Gás Natural) e Gasóleo
─── Equipamentos que não possuem contadores específicos de energia
Fonte: Elaboração Própria
25
Figura 9 - Linhas de Produção com seus respectivos equipamentos e situação atual de medição de consumo de energia elétrica na Ferpinta
(a) Equipamento com contador de energia elétrica não calibrado
(b) Equipamento sem contador de energia elétrica – consumo não estimado
(c) Equipamento sem contador de energia elétrica – consumo estimado
Fonte: Elaboração Própria
Outra questão importante é que parte dos equipamentos de 2ª Operação (Rusch, Teste
Hidrostático III, Equipamento de Roscar/Ranhurar, MEP) e pontes rolantes utilizados para
auxiliar o equipamento Nakata estão ligados no mesmo quadro de energia desta máquina e,
portanto, inviabilizando a medição do consumo específico da Nakata.
Relativamente aos equipamentos possuem medidores e o consumo de energia elétrica pode
ser mensurado, cabe destacar que a leitura e o registro são feitos manualmente, ou seja, para
medir o consumo de energia elétrica em um equipamento durante certo período de
tempo/fabricação de um produto, é necessário registrar o valor mostrado no contador no
início e no fim do processo, pois não ocorre a disponibilização de informações pela rede de
dados da empresa – a única exceção é o equipamento MTM80 da linha de tubo. Como
consequência, não é possível avaliar dados históricos de consumo cujas leituras de consumo
não tenham sido registradas.
Inicialmente, foram definidas como variáveis a serem estudadas: dados de produção por tipo
de produto, dados de consumo de gás natural, de energia elétrica e de gasóleo, valor
26
acrescentado bruto (VAB), custo de cada tipo de energia, custo de produção por tipo de
produto e volume de emissões.
Para o cálculo de algumas variáveis mencionadas foi realizado o levantamento da estimativa
de consumo de energia elétrica de alguns equipamentos do processo produtivo, que não
constam do Plano de Medição e Monitorização de Energia – documento interno MD043,
representado na Figura 10. Nesse documento é possível observar o tipo de energia medido
e frequência de medição.
Figura 10 - MD043 Plano de Medição de Monitorização de Energia Ferpinta2
Fonte: Documento Interno Ferpinta (2018)
Foram ainda atualizadas algumas das medições para algumas instalações que esse documento
interno prevê a medição por amostragem uma vez ao ano: Linha de Corte Transversal de
Chapa (LCT Bonak e LCT Proin), Sistema de Arrefecimento, e Iluminação. Foram ainda
realizadas medições de consumo de energia elétrica na MTM70, alguns equipamentos de
transporte e Ar Comprimido.
Estabeleceu-se uma sistemática de avaliação utilizando um analisador portátil de consumo
de energia, NanoVIP 3, cujo período de medição variou por setor/equipamento conforme a
27
carga de trabalho, à exceção da iluminação da empresa, que foi estimada com base na
potência das lâmpadas existentes e número de horas de funcionamento.
As conversões utilizadas na avaliação do consumo de energia foram as constantes no
Despacho n.º 17313/2008, publicado nos termos da alínea a) do n.º 2 do artigo 19.º do
Decreto-Lei n.º 71/2008, de 15 de abril do SGCIE — Sistema de Gestão dos Consumos
Intensivos de Energia.
Este despacho procedeu à publicação dos fatores de conversão para tonelada equivalente
petróleo (tep) de teores em energia de combustíveis selecionados para utilização final, bem
como dos respetivos fatores para cálculo da Intensidade Carbónica pela emissão de gases
com efeito de estufa, referidos a quilograma de CO2 equivalente (kgCO2e).
No que se refere às fontes de informações para cálculo mensal dos indicadores de energia e
avaliação do consumo por equipamento/setor, há milhares de dados. Medições realizadas
com o contador de energia para os vários equipamentos, dados de fatura e de contadores de
energia elétrica e de gás natural, dados das bombas de gasóleo, dados contábeis (Valor
Acrescentado Bruto), custo do gasóleo, produção por tipo de produto e fatores de conversão
são utilizados como referência para análise e gestão da energia na Ferpinta.
Esses dados estavam dispersos em diversos documentos (em meio físico e digital) que depois
eram consolidados para serem utilizados como base de cálculo dos indicadores e de consumo
de energia por equipamento/setor. No entanto, esse formato de gestão de dados estava
suscetível a diversas fontes de erro, interpretação equivocada da metodologia de cálculo, além
da complexidade envolvida no próprio cálculo em si.
Um único documento foi então criado com toda a base de dados existentes, identificando a
origem dos dados, fórmulas de cálculo utilizadas, formulário para coleta de dados dos
contadores de energia elétrica e gás natural e disponibilizada página para entrada de dados,
facilitando assim a gestão de energia.
Foram estabelecidos protocolos para registrar e produzir informações com padronização de
técnicas para a coleta de dados, observação e análise sistemática de forma simples e objetiva
das informações coletadas. Esses protocolos inclui um formulário para recolha dos dados
mensais dos contadores de energia elétrica e gás natural; uma folha de cálculo para inserir
dados coletados dos contadores, informações de produção, dados de fatura de energia,
contadores de gasóleo, informações contábeis, etc. Esse documento inclui ainda todas as
28
etapas de cálculo necessárias para avaliação de consumo de energia por equipamento, os
resultados dos indicadores de energia, bem como um comparativo com os objetivos
definidos e gráficos de acompanhamento.
Com estes documentos é possível avaliar de forma simples a origem dos dados, comparar
fatura de energia elétrica e gás natural com os dados registrados in loco, verificar a metodologia
de cálculo dos indicadores, os fatores de conversão de unidade utilizados e fazer o
acompanhamento dos resultados dos indicadores comparativamente aos objetivos
estabelecidos. Ou seja, foi estabelecida uma sistemática de acompanhamento que facilitou a
entrada de dados e gestão da energia na Ferpinta.
Posteriormente, em 2019, a Ferpinta passou a acompanhar semanalmente o indicador de
consumo específico de energia, isto é, o consumo de energia total por tonelada produzida, e
foram acrescentadas as informações necessárias para que esse indicador fosse acompanhado
com a frequência definida.
4.1. Análise de Dados Históricos
Após o desenvolvimento dos documentos citados na seção anterior, uma observação
minuciosa e análise das variáveis de interesse relativas aos anos 2017 e 2018 foram efetuadas
para detectar falhas ou erros e excluir informações incompletas ou distorcidas. Em seguida
os dados foram tabulados e gráficos foram gerados para facilitar a avaliação, verificar padrões
de comportamento e interpretar corretamente as informações presentes. Essa análise visa
identificar características e variáveis que se relacionam com o fenômeno que é objeto de
estudo deste trabalho, buscando estabelecer as relações entre elas. O objetivo é comparar os
resultados obtidos e correlacioná-los, uma vez que se pretende avaliar seus efeitos nos
resultados da empresa, sistema de produção e custo do produto.
A Ferpinta tem seis indicadores de energia estabelecidos, conforme descrito na .
29
Tabela 7 - Indicadores de Energia da Ferpinta 2018.
Tabela 7 - Indicadores de Energia da Ferpinta 2018
Fonte: Elaboração Própria
Esses indicadores são avaliados mensalmente e os objetivos anuais são definidos com base
no resultado histórico do indicador, tendência de mercado dos preços de energia e viabilidade
de se atingir o resultado com base nas medidas planeadas (plano de ação de energia).
A análise de consumo de energia é feita globalmente em toda a fábrica e não ocorre avaliação
do consumo de energia por tipo de produto. Nos principais equipamentos do processo
produtivo existem contadores de energia elétrica, cujas leituras são realizadas mensalmente.
Além destes indicadores, é feita uma distribuição do consumo de energia elétrica por
setor/equipamento, tendo como referência a fatura de energia, dados dos contadores de
eletricidade e medições realizadas com o analisador portátil de energia, além de cálculo da
estimativa de consumo de iluminação.
No entanto, não há indicadores estabelecidos de consumo de energia elétrica por
equipamento, embora uma análise da tendência dos resultados seja realizada. Isso se deve
UNIDADE
kgep/€
KgCO2/Kgep
kgep/ton
€/ton
€/tep
%
INDICADORES DE ENERGIA
6. Custo da Energia Reativa Custo da Energia Reativa / Custo Total de Energia
5. Custo Específico de Energia
Consumo Total de Energia / Valor Acrescentado
Bruto
Emissões / consumo total de energia
INDICADOR
1. Intensidade Energética
DESCRIÇÃO
Custo de Energia / tonelada Produzida
Custo de Energia / Consumo de Energia
2. Intensidade Carbônica
3. Consumo Específico de Energia
4. Custo Energético do Produto
Consumo total de Energia / Produção
30
principalmente ao facto de não existirem contadores em todos os equipamentos, sendo
necessário fazer um cálculo estimado do consumo.
Uma avaliação dos dados históricos de 2017 e 2018 foi realizada de forma a avaliar
sazonalidades e tendências dos indicadores e possíveis correlações das variáveis de interesse.
Foram definidos estes dois anos para estudo, uma vez que os dados eram confiáveis e havia
mais informações disponíveis, justificando a análise do histórico no período. O indicador do
custo de energia reativa foi estabelecido em 2018 e, portanto, com acompanhamento dos
dados a partir daquele ano.
4.2. Dados de Consumo de Energia por tipo de Produto
Conforme mencionado anteriormente, a Ferpinta não possui indicadores que avaliem o
consumo de energia por tipo de produto. Isso pode implicar em uma avaliação distorcida
dos resultados da empresa a partir dos indicadores atuais, identificando tendências que não
refletem o seu real desempenho. Exemplificando, um aumento do consumo específico de
energia, não significa necessariamente que a performance energética da empresa esteja pior,
já que o mix de produtos fabricados pode ter sido alterado para um mix mais intensivo no
consumo de energia.
Dessa forma, para uma melhor gestão de energia e análise do histórico de dados, foram
estabelecidos critérios para obtenção, registro e análise de dados de energia por tipo de
produto da Ferpinta, que foram divididos em quatro grupos: tubo, tubo galvanizado, chapa
e calha. Esses grupos de produtos representam milhares de produtos diferentes, que variam
em relação a dimensão, características químicas e mecânicas, processo de fabrico, finalidade
etc.
O grande número de produtos distintos que a Ferpinta produz demonstra a inviabilidade
não apenas de calcular o consumo energético por cada tipo de produto especificamente, mas
principalmente gerir esses dados de forma a melhorar a eficiência energética da empresa.
Portanto, inicialmente optou-se por distribuir os produtos nos quatro grupos supracitados.
No entanto, devido à disponibilidade de dados e informações e relevância no consumo de
energia elétrica e produção, o foco será o consumo específico para tubo e tubo galvanizado,
que representam aproximadamente 91% do total produzido em 2018.
31
Os equipamentos envolvidos na linha de produção de tubo e tubo galvanizado foram
identificados e verificou-se a situação atual de medição de consumo de energia elétrica. De
modo a distribuir de forma mais adequada e representativa o consumo de energia elétrica da
empresa, os equipamentos tiveram seus consumos avaliados/estimados seguindo os
critérios:
4.3.1. Equipamentos de Produção – Análise de Consumo de Energia Elétrica com
analisador portátil
A estimativa de consumo de energia elétrica em equipamentos que não possuem contador
individual foi realizada com um analisador portátil de energia, entre fevereiro e março de
2019, com duração entre 20 e 200 horas de análise por equipamento conforme produção e
disponibilidade do analisador portátil. Os equipamentos da linha de produção avaliados
foram Calha 1, LCT Bonak e LCT Proin.
Embora a MTM70 seja um equipamento que possui contador de energia elétrica, este
encontra-se descalibrado. Dessa forma, procedeu-se também a análise de consumo de
energia elétrica com o analisador portátil.
Os equipamentos Calha 2 e Ondulação/Trapezoidal não tiveram seus consumos medidos,
uma vez que não houve programa de produção durante o período analisado.
O consumo médio horário por equipamento foi estimado com base nos valores registrados,
considerando apenas o período de operação das máquinas. Foi calculado ainda o consumo
específico de energia, isto é, a razão entre o consumo horário de energia elétrica e a
quantidade de produto fabricada no período.
Embora neste trabalho o cálculo do consumo específico englobe apenas tubo e tubo
galvanizado e, portanto, apenas os equipamentos utilizados para a fabricação desses
produtos, o consumo de energia elétrica foi estimado para equipamentos de outras linhas de
produção que não possuem contadores de energia. O objetivo é avaliar a participação desses
equipamentos no consumo de energia elétrica e desagregar a categoria “outros”, no qual
pertence todos os equipamentos e setores cujo consumo não são medidos.
32
4.3.2. Equipamentos Auxiliares e Iluminação – Estimativa de Consumo de Energia
Elétrica
A Central de Ar Comprimido e a Central de Emulsão de Água Zona 2 tiveram seus consumos
de energia elétricas medidos pelo analisador portátil de energia elétrica em março de 2019. O
consumo médio horário da Central de Emulsão de Água Zona 2 foi estimado com base nos
valores registrados, considerando apenas o período de operação do equipamento. A Central
de Ar Comprimido teve seu consumo médio avaliado em horas com carga e hora sem carga,
uma vez que mesmo sem operação (sem carga) pode haver consumo de energia elétrica
devido à fuga de ar.
Em relação à iluminação da fábrica e de edifícios administrativos, o consumo médio de
energia elétrica foi feito a partir das potências, quantidade das lâmpadas instaladas e
estimativa de número de horas ligadas durante o inverno e verão para cada setor/instalação.
Os equipamentos de 2ª Operação, à exceção da Galvanização que possui contador específico,
possuem um consumo de energia elétrica sensivelmente menor comparado aos demais
equipamentos dos processos de fabricação, já que se trata de operações secundárias e não
diretamente relacionados à fabricação do produto final. Na Tabela 8 a seguir, é possível
verificar a potência nominal dos equipamentos de 2ª operação, cujo consumo específico foi
desconsiderado na análise de energia.
Tabela 8 - Potência Nominal dos Principais Equipamentos de Produção Ferpinta
33
Equipamento Potência Nominal [kW]
NAKATA 2200
MTM130 1400
Máquina MTM 70 1298
Máquina MTM 80 1298
Máquina MTM 50 750
Chapa BONAK 306
LC FIMI 200
Chapa Proin 148
Galvanização 128
LC 1250 105
LC BONAK 105
Calha 1 78
Roscar/Ranhurar 66
Calha 2 50
Ondular 1 48
Teste Hidrostático 2 38
Embaladora Bonak 36
Teste Hidrostático 1 32
Muticortes 18
Fonte: Elaboração Própria
4.3.3. Transporte – Análise de Consumo de Energia Elétrica com analisador portátil
A Ferpinta possui diferente tipos de equipamentos de elevação (pontes rolantes, pontes
giratórias e pórticos) com capacidade variada de transporte. Na Tabela 9, é mostrada a
quantidade de equipamentos para cada capacidade de carga.
Devido à grande quantidade de equipamentos de elevação, foi realizada a análise de consumo
de energia elétrica de alguns equipamentos e estimado o consumo dos demais
proporcionalmente à sua capacidade de carga. A configuração da rede de energia muitas
vezes engloba pavilhões, o que configura na análise de mais de um equipamento de elevação
ao mesmo tempo. Essas particularidades foram consideradas na medição e cálculo do
consumo de energia elétrica.
Com o analisador portátil de energia NanoVIP 3, foi realizada medição do consumo de
energia elétrica do pavilhão da MTM70 que é composto por uma ponte rolante de capacidade
34
de 6,3 ton (ponte 3A) e duas pontes rolantes com capacidade de 10 ton cada (pontes 3B e
3C). O consumo total de energia das pontes rolantes foi dividido proporcionalmente à
capacidade de carga de cada ponte considerando apenas o período de operação dos
equipamentos.
Por tratar-se de equipamentos auxiliares, cujo consumo não é possível medir isoladamente,
realizou-se apenas essa amostragem e o consumo de energia elétrica foi extrapolado para os
demais equipamentos, conforme mencionado anteriormente, proporcionalmente à
capacidade de carga.
Tabela 9 - Capacidade e respectiva quantidade de equipamentos de elevação na Ferpinta
Capacidade (ton) Quant. Equipamentos
1,0 1
3,2 2
5,0 5
6,3 22
10,0 18
12,5 4
25,0 9
32,0 7
40,0 1
TOTAL 69
Fonte: Elaboração própria
4.3.4. Consumo Total de Energia
Embora tenha-se estabelecido metodologia de avaliação de consumo de energia para os
produtos tubo, tubo galvanizado, calha e chapa, efetivamente foram calculados o consumo
de energia específico apenas para tubo e tubo galvanizado. Isso porque os equipamentos
utilizados na fabricação direta de calhas e chapas não possuem contadores de energia e,
portanto, não permitem o acompanhamento do consumo específico de energia de forma
sistemática. É possível apenas fazer uma medida pontual com o analisador portátil, mas que
não reflete o real desempenho dos equipamentos ao longo da fabricação desses dois
produtos. Além disso, a produção da empresa de tubo e tubo galvanizado representam cerca
de 92% de toda a produção em 2018. Portanto, a análise do consumo de energia por produto
ficou restrita a tubo e tubo galvanizado. O consumo total de energia foi então calculado
somando-se as quantidades de energia elétrica, gás natural e gasóleo consumidas
especificamente na fabricação dos dois produtos objetos de análise.
35
O produto tubo galvanizado teve seu consumo de energia avaliado somente na galvanização,
visto que inicialmente passou por todas as etapas de fabricação de tubo e depois por essa
segunda operação. Dessa forma, não cabe mensurar no cálculo do consumo específico de
tubo galvanizado o consumo de energia que já é medido no processo de fabricação de tubo.
Por consequência, para o cálculo do indicador específico de tubo, será somada as quantidades
produzidas de tubo e tubo galvanizado, uma vez que estes dois produtos passam
integralmente por todas as etapas de fabricação de tubo.
Energia Elétrica
O consumo de energia elétrica por equipamento foi obtido conforme descrito nas seções
anteriores. Nas linhas de fabricação em que havia interseção de equipamentos, isto é, um
mesmo equipamento poderia produzir mais de um tipo de produto; nos equipamentos
auxiliares, que por sua própria natureza atendem mais de uma linha de produção; e os
equipamentos que não possuem contador de energia elétrica e estão dentro da categoria
“outros”, o consumo de energia elétrica foi dividido proporcionalmente à quantidade total
produzida de tubo, tubo galvanizado, calha e chapa.
Na Tabela 10, é possível visualizar diretamente quais equipamentos estão envolvidos na
fabricação de cada produto e, portanto, a forma como foi feita a divisão dos consumos de
energia.
36
Tabela 10 - Equipamentos envolvidos na fabricação de cada grupo de produto Ferpinta
Equipamento Tubo Tubo Galvanizado Calha Chapa
FIMI 1500 x x x
FIMI 2000 x x x
LCL Bonak x x x
MTM 50 x x
MTM 70 x x
MTM 75 x x
MTM 80 x x
MTM 130 x x
Nakata x x
Galvanização x
Multicortes x x
Rusch x x
Teste Hidrostático I, II e III x x
Roscar/Ranhurar x x
MEP (Serrote) x x
Ondulação/Trapezoidal x
Calha 1 x
Calha 2 x
LCT Bonak x
LCT Proin x
Equipamentos de Elevação x x x x
Camião x
Central de Emulsão Zona 1 x x x
Central de Emulsão Zona 2
Central de Ar Comprimido x x x x
Fonte: Elaboração Própria
No entanto, embora seja possível essa divisão de equipamentos na fabricação de cada
produto, não é viável fazer essa mesma separação em termos de energia elétrica, já que
conforme mencionado, não há contadores de energia elétrica em todos os equipamentos.
Usando como critérios os contadores de energia elétrica e sua localização, além da quantidade
total produzida de cada produto, o consumo de energia elétrica foi assim dividido:
• Tubo: Consumo de energia elétrica integral dos equipamentos MTM50, MTM70,
MTM80, MTM130, Nakata, Central de Arrefecimento Industrial I e II e proporcional
37
à produção os equipamentos FIMI 1500, FIMI 2000 E LCL Bonak (que também
produzem calha), Central de Ar Comprimido e Outros.
Tubo Galvanizado: Consumo de energia elétrica integral da Galvanização e proporcional à
produção de tubo galvanizado Central de Ar Comprimido e Outros.
Gasóleo
O consumo de gasóleo foi avaliado de acordo com o tipo/finalidade do transporte utilizado,
sendo agrupados da seguinte forma:
• Empilhadores: transporte interno de matéria-prima, produto semiacabado e produto
final
• Camiões Internos: transporte de produto semiacabado dentro do processo produtivo
• Camiões Externos: transporte de produto acabado para o cliente
• Equipamentos de produção: equipamentos comuns à linha de produção e geradores
de energia elétrica de emergência
• Viaturas de serviço: viaturas comerciais
• Limpeza/Manutenção: equipamentos utilizados para limpeza e manutenção da
fábrica
Para o cálculo do consumo por tipo de produto, foram desconsiderados os consumos de
gasóleo de camiões externos, viaturas de serviço e limpeza/manutenção, uma vez que esses
transportes não participam direta ou indiretamente da produção. O consumo de gasóleo do
camião interno, empilhadores e equipamentos de produção foram repartidos
proporcionalmente à quantidade dos produtos.
Gás Natural
O consumo de gás natural da galvanização foi integralmente alocado para tubo galvanizado,
já que só há consumo deste combustível na linha de galvanização. Destaca-se que o gás
natural consumido pela cozinha/refeitório da empresa é registrado separadamente em outro
contador.
Total
Seguindo os critérios detalhados anteriormente, o consumo específico de energia por tipo de
produto foi calculado para os anos 2017 e 2018 a partir da energia total consumida (energia
elétrica, gás natural e gasóleo) e produção de cada linha de produto. Conforme mencionado
38
anteriormente, as conversões utilizadas na avaliação do consumo de energia para tonelada
equivalente de petróleo (tep) seguiram as definições que constam no Despacho n.º
17313/2008, publicado nos termos da alínea a) do n.º 2 do artigo 19.º do Decreto-Lei n.º
71/2008, de 15 de Abril do SGCIE — Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de
Energia.
4.3. Análise de Contratos
Os contratos de energia de elétrica e gás natural são estabelecidos anualmente no período
que compreende maio do ano corrente e abril do ano seguinte. No período que antecede a
renovação do contrato 2019/2020, foi feita uma avaliação das propostas de fornecimento no
mercado liberalizado e de contratos bilaterais de energia elétrica e de gás natural, comparando
critérios de preço, qualidade comercial, periodicidade de faturação, duração do contrato, e
verificando qual a proposta é globalmente mais vantajosa para a empresa.
Em termos de energia elétrica, foi incluída na avaliação a instalação de uma Unidade de
Produção de Autoconsumo (UPAC) que teve início em fevereiro de 2019 e previsão de
execução de 16 semanas. Foram consideradas as suas dimensões, condições contratuais
(como garantia de produção), venda do excedente de energia à rede, e demais aspetos
técnicos e econômicos relevantes.
Foram avaliados também os períodos de entrega de energia elétrica previstos nos Artigos 24
e 31 do Regulamento nº 619/2017 – Regulamento Tarifário do setor elétrico. Está previsto
que clientes de Alta Tensão, grupo no qual a Ferpinta faz parte, a contratação de energia
elétrica pode ser feita seguindo ciclo semanal com feriados e ciclo semanal opcional. Os
horários de ponta, cheia, vazio normal e super vazio diferem nos dias úteis e finais de semana
nesses dois ciclos, embora os ciclos de contagem aplicáveis apresentem para cada dia igual
número de horas em cada período, apenas diferindo na sua localização durante o dia.
Os dados de consumo de energia elétrica da Ferpinta são disponibilizados em uma
plataforma online de gestão de consumos em intervalos de 15 minutos, o que permite que seja
feita a alocação do consumo de acordo os horários de ponta, cheia, vazio normal e super
vazio do ciclo semanal com feriados e ciclo semanal opcional. Para avaliar qual o ciclo mais
favorável para a empresa, dados históricos de consumo no período de um ano – Março/2018
a Fevereiro/2019 foram utilizados.
39
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo são apresentadas informações relacionadas ao consumo de energia em 2017,
os resultados dos indicadores de energia da Ferpinta referentes aos anos 2017 e 2018 e uma
análise da situação no início do desenvolvimento dos trabalhos. Essa avaliação foi tomada
como referência para o desenvolvimento das atividades realizadas ao longo do estágio.
A Ferpinta utiliza como fonte de energia, gasóleo, gás natural e energia elétrica , sendo essa
última a principal fonte de energia, responsável por 85% do total e representando
aproximadamente 80% dos custos energéticos da empresa, conforme pode ser observado na
Erro! A origem da referência não foi encontrada.. A energia elétrica é utilizada ao longo
de todo o processo produtivo como fonte de energia dos equipamentos e também
iluminação da fábrica e prédios administrativos. O Gás Natural é utilizado majoritariamente
no processo de galvanização, com 98,5% do consumo total e o restante no edifício
administrativo no preparo de refeições. O gasóleo é utilizado em empilhadores, camiões
(transporte interno e externo de produto), viaturas de serviço, equipamentos de produção e
limpeza/manutenção da empresa e seu consumo é analisado globalmente.
As conversões utilizadas para os consumos de energia foram as constantes no Despacho n.º 17313/2008,
publicado nos termos da alínea a) do n.º 2 do artigo 19.º do Decreto-Lei n.º 71/2008, de 15 de Abril do
SGCIE — Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia.
De forma geral, o consumo de energia – principalmente energia elétrica – está relacionado à
quantidade produzida. Na Figura 11, pode ser observada essa relação de consumo de gás
natural, energia elétrica, gasóleo e a quantidade total produzida.
Fonte: Elaboração própria
Em uma análise realizada pela empresa da produção versus consumo de energia obtida
através dos mínimos quadrados, observa-se uma tendência linear entre essas duas variáveis,
conforme pode ser observado na Figura 12.
Figura 11 - Decomposição de consumo de energia em termos de consumo e custo em 2017
40
Fonte: Elaboração Própria
No entanto, se analisarmos somente o consumo de gasóleo e gás natural, percebemos que
mesmo em meses de menor produção, não há uma redução proporcional no consumo dessas
fontes de energia. Isso pode ser explicado pelo facto de em alguns equipamentos existir um
consumo de base mesmo quando o equipamento não está a produzir, como ocorre na
galvanização.
5.1. Auditoria e Relatório EN NP ISO 50001
A última auditoria (externa) referente à norma EN NP ISO 50001 foi realizada em outubro de 2018 e teve como resultado a renovação da certificação do sistema de gestão de energia da Ferpinta, realizada em
conjunto com o sistema de qualidade (ISO 9001) e ambiental (ISO 140001). Especificamente sobre gestão de energia, foi identificada uma não conformidade (menor) e uma área de preocupação, além de algumas
oportunidades de melhoria (Certif - Associação para a Certificação, 2018). Na
Tabela 11, são elencados esses pontos.
Foi priorizado o tratamento da não conformidade relatada, uma vez que se trata do não
cumprimento de um requisito normativo. No Relatório de Ações Corretivas nº02/20183 é
feita uma análise da não conformidade e determinado como ações corretivas o estudo de
novos indicadores; e implementação de ferramenta para recolha de informações de consumo
de energia elétrica nas máquinas.
Tabela 11 - Síntese do Resultado de Auditoria EN NP ISO 50001
OPORTUNIDADES DE MELHORIA
3 Documento interno da empresa
Figura 12 - Consumo de cada tipo de energia e produção
41
Reforçar a integração dos sistemas, incluindo na gestão dos processos indicadores de eficiência energética
Melhorar a fiabilidade das estimativas dos seus consumos futuros de energia
Informatizar as cartas de controle Melhorar as práticas de registro associadas à detecção e avaliação de fugas de ar comprimido
Aprofundar a caracterização das variáveis relevantes que afetam o seu desempenho energético
Melhorar as práticas de registro e divulgação associadas à definição de tabelas de correlação da distância da soldadura por tipo de tubo, na máquina Nakata.
ÁREA DE ATENÇÃO NÃO CONFORMIDADE
A medição de terra dos PT´s é feita anualmente à situação mais gravosa do verão. Contudo, deve ser feita uma medição também durante os meses de inverno (DL 517/80 de 31 de outubro).
Apesar dos investimentos feitos, os indicadores utilizados não conseguem evidenciar a melhoria do desempenho energético face ao ano anterior
Fonte: Adaptado de Certif - Associação para a Certificação (2018)
Os indicadores anteriores foram então reavaliados e foram mantidos aqueles que permitem
avaliar continuamente o desempenho e a evolução da eficiência energética na empresa. Além
disso, novos indicadores foram implementados. A definição de novos indicadores teve como
referência as análises e os resultados obtidos neste trabalho e foi realizado no âmbito do
Departamento de Energia.
O compromisso da empresa se mantém em promover a poupança e o uso eficiente da
energia, implementando melhorias e tecnologias que incrementem a eficiência energética
com dois objetivos principais: reduzir o custo associado ao consumo de energia e aumentar
a eficiência energética.
Os indicadores que passaram a fazer parte do Sistema de Gestão da Ferpinta estão na Tabela
12.
Tabela 12- Tabela de Objetivos e Metas Ferpinta 2019
42
Indicador Unidade
1. Energia reativa paga sobre o valor da fatura de eletricidade %
2. Custos Específicos de energia €/tep
3. Intensidade Carbônica KgCO2/kgep
4. Consumo Específico de Energia – Tubo Kgep/ton 5. Consumo Específico de Energia – Tubo
Galvanizado Kgep/ton
6. Consumo Específico de Energia Kgep/ton
7. Consumo Específico de gasóleo L/ton
8. Consumo Específico de Gás Natural Nm3/ton
9. Consumo de Ar comprimido - fugas kWh
Fonte: MD007.0 - Tabela de Objetivos e Metas 2019 - energia4
A forma de cálculo dos indicadores de energia reativa, custo específico e intensidade
carbônica se manteve a mesma. Os demais indicadores passaram a ser calculados conforme
metodologia descrita neste trabalho e as metas para 2019 dos novos indicadores foram
definidos com base no resultado 2018 obtidos (item 5.5).
5.2. Benchmarking
Na Indústria Metalúrgica e Metalomecânica, microempresas e pequenas empresas
representam mais de 80% do sector em Portugal e possuem um consumo de até 500 tep/ano.
O consumo energético se dá principalmente em máquinas e equipamentos e a principal fonte
de energia consumida é a eletricidade (64%), seguido do gás natural (23%).
A principal fonte de energia na Ferpinta é a energia elétrica (85%) e gás natural (11%), mas
seu consumo energético é muito superior à maioria das empresas do sector metalomecânico
no país, com mais de 2.500 tep/ano apenas de energia elétrica. A empresa está inserida no
grupo de maior consumo – empresas com consumos anuais superiores a 10GW, de acordo
4 Documento interno Ferpinta
43
com a divisão feita pela Associação dos Industriais Metalúrgicos, Metalomecânicos e afins
de Portugal – AIMMAP para o concurso de energia elétrica5 (Silva, 2018).
No concurso realizado em 2018, de um total de 377 empresas, apenas quatro delas tinham
consumo anual de energia elétrica superior a 10GWh/ano e apenas a Ferpinta no grupo de
Alta Tensão, demonstrando a dificuldade de comparação de desempenho energético entre
as empresas do setor metalomecânico em Portugal (Silva, 2018).
Em termos da distribuição média dos consumo de energia elétrica nos escalões de consumo
no setor metalomecânico, à medida que as empresas vão aumentando o consumo, ocorre a
redução da sua utilização nos horários cuja tarifa é maior, isto é, nos horários de ponta e
cheia (Silva, 2018). Na Tabela 13, é mostrada a distribuição média dos consumos por tipo de
energia e escalões de consumo.
Tabela 13 - Distribuição média dos consumos por tipo de energia e escalões de consumo
Fonte: Silva (2018)
Em termos de energia reativa, o total geral foi de 10,3GW para 14,1GW entre 2017 e 2018
dentro do setor, ou seja, um aumento de aproximadamente 37%. A Ferpinta, no entanto,
indo na contramão do sector conseguiu reduzir o custo com energia reativa de €845,21 em
janeiro/2018 para €8,54 em dezembro/2018 – uma redução de 99%, demonstrando o
interesse da empresa de aumentar a eficiência energética e evitar custos desnecessários.
5 A AIMMAP realiza uma ação de compra anual com empresas associadas visando a negociação de tarifas de energia elétrica mais baratas. A associação recolhe informações sobre o consumo de energia e após finalizado o concurso, divulga informações gerais sobre o resultado e sobre energia no setor metalomecânico.
44
5.3. Análise de Dados Históricos
Os resultados dos indicadores estabelecidos pela Ferpinta nos anos 2017 e 2018, juntamente
com as metas estabelecidas para cada período podem ser visualizados na Figura 13. Verifica-
se que o indicador de intensidade energética não era avaliado em todos os meses e o indicador
de energia reativa passou a ser acompanhado apenas em 2018.
Os resultados dos indicadores da empresa (Figura 13) mostram que o custo específico de
energia obteve um resultado melhor em 2018 comparativamente a 2017. Os demais
indicadores, à exceção do custo da energia reativa que passou a ser avaliado apenas em 2018,
apresentaram desempenho inferior em relação ao ano anterior. Cabe ressaltar que o tipo,
tamanho e espessura do produto fabricado, a estratégia de investimentos da empresa, o
número de set-up (troca de ferramentas) dos equipamentos, aumento nos custos de energia
elétrica, gasóleo e gás natural maior que o esperado, impactam diretamente nos resultados
dos indicadores de energia. Os valores obtidos em 2018 não significam inevitavelmente que
há uma menor eficiência energética, mas que deve-se investigar os fatores mencionados
acima e outras causas relacionadas para que se possa concluir que o desempenho energético
da empresa no último ano não tenha evolúido.
45
Fonte: Elaboração Própria
5.4. Avaliação Mensal dos Indicadores e Padronização da Coleta de
Informações
Os indicadores de energia foram definidos para que se realizasse um acompanhamento
mensal dos resultados e ações para corrigir eventuais desvios e pudessem ser planeadas e
implementadas ao longo do ano. No entanto, devido ao grande número de informações que
precisavam ser coletas, a complexidade dos cálculos, o número de documentos envolvidos e
a dependência de outros setores para obter dados, não era possível fazer esse controlo
mensalmente.
De forma a melhorar a gestão dos dados de energia, todas as informações foram condensadas
em um único documento, que passou a apresentar um formulário para registro das
informações de campo, uma base de dados, o cálculo dos indicadores, o cálculo de outros
Mar Abr Set Dez 2017 Mar Jun Ago Set Out Nov Dez 2018
kg
ep
/€va
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Intensidade Energética
Intensidade Energética Meta
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Fe
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Custo Energético do Produto Meta
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Custo Específico de Energia
Custo Específico de Energia Meta
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ep
Intensidade Carbônica
Intensidade Carbónica MetaJan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 2018
%
Custo da Energia Reativa
Intensidade Energética Meta
Figura 13 - Resultados dos indicadores de energia estabelecidos em 2017 e 2018
46
dados de acompanhamentos de energia, tabelas, gráficos, ações de melhoria, etc, permitindo
uma redução de possíveis erros e o acompanhamento mensal dos indicadores de forma mais
simplificada. Esse documento foi padronizado e passou a fazer parte do Sistema de Gestão
da Qualidade, com nomenclatura seguindo o padrão estabelecido (MD087.1 – Contabilidade
Energética), além do controlo de revisão e aprovação seguindo as regras do sistema. Foi
estabelecida ainda uma rotina de envio de dados oriundos de outros sectores e
posteriormente as alterações na gestão de energia permitiu que o indicador de consumo
específico de energia passasse a ser acompanhado semanalmente. Foi possível ainda realizar
a conferência de dados das faturas de energia elétrica e gás natural de forma mais simples e
rápida, calculando consumo e custo de energia antes do envio da fatura pelas concessionárias
de energia elétrica e gás natural. Na Figura 14, é possível visualizar uma das páginas desse
documento.
Figura 14 - Formulário do Documento MD087.1 – Contabilidade Energética
Fonte: Elaboração Própria
5.5. Dados de Consumo de Energia por tipo de Produto
5.5.1. Equipamentos de Produção – Análise de Consumo de Energia Elétrica com
analisador portátil
Os resultados obtidos e cálculo do consumo de energia elétrica dos equipamentos de
produção analisados encontram-se na Tabela 14. Conforme pode ser observado, a MTM70
47
– equipamento da linha de tubo – é o que possui maior consumo. Esse resultado já era
esperado, já que esse equipamento realiza o processo de soldagem, processo que consome
uma quantidade substancial de energia, enquanto os demais equipamentos analisados tem
como função principal o corte do produto.
de calha produzida.
Tabela 14 - Consumo de Energia Elétrica de alguns equipamentos da linha de produção medidos com analisador portátil
Equipamento Tempo em
Operação (h) Produção
(ton) Consumo
(kW) Consumo
(kWh)
Consumo Específico (kWh/ton)
MTM 70 140,25 1034,4 18594 132,58 17,98
LCT Bonak 5,67 43,3 102,02 17,99 2,35
LCT Proin 19,28 76,8 233 12,08 3,03
Calha I 14,87 27,06 134,9 9,07 4,99
Fonte: Elaboração Própria
Os valores utilizados como referência de consumo específico para a MTM70 medido em
anos anteriores é muito próximo do valor encontrado neste trabalho (3%). Em relação aos
equipamentos de corte da linha de chapa, LCT Bonak e LCT Proin, resultados de consumo
específico permanecem baixos, embora apresentem uma variação maior quando comparado
aos anos anteriores. Essa diferença pode ser atribuída ao número de horas de operação
durante a análise com o analisador portátil de energia elétrica e ao tipo de produto fabricado
– variações em espessura e comprimento dos produtos resultam em alterações no consumo
específico desses equipamentos.
A partir dos resultados obtidos, os dados medidos com o analisador portátil passaram a ser
utilizados como referência de consumo específico dos equipamentos avaliados e tiveram seu
consumo específico atualizados. Ao equipamento Calha 2 foi atribuído o mesmo consumo
específico medido na Calha 1, uma vez que se trata de equipamentos similares e cujo
consumo de energia elétrica é pequeno. Esses equipamentos foram, então, retirados da
categoria “Outros” e seu consumo de energia elétrica é calculado em função da quantidade
Equipamentos Auxiliares e Iluminação – Estimativa de Consumo de Energia Elétrica
48
Os resultados do consumo de energia elétrica da Central de Emulsão de Água Zona 2 e da
Central de Ar Comprimido – com carga e sem carga – encontram-se na Tabela 15.
Quando se compara o consumo de energia elétrica da Central de Emulsão de Água Zona 2
medido com anos anteriores observa-se valores muito próximos (~5%). Ao avaliarmos os
resultados da Central de Ar Comprimido, verifica-se valores maiores de consumo –
aproximadamente 15% quando comparado ao medido anteriormente para o equipamento
com carga e sem carga.
Cabe ressaltar que o consumo do equipamento de ar comprimido parado (sem operação) é
significativo, representando cerca de 20% do consumo total do equipamento com carga. De
acordo com a Iberdrola - Manual de Boas Práticas, “uma rede de distribuição de ar
comprimido bem concebida e com manutenção correta não deve apresentar fugas que
excedam 5% da capacidade de instalação”. Isso quer dizer que a fuga de ar ao longo da rede
é considerável e, portanto, com oportunidade de reduzir o consumo/custo de energia elétrica
da empresa.
Tabela 15 - Consumo de Energia Elétrica de alguns equipamentos auxiliares medidos com analisador portátil
Equipamento Tempo em Operação (h)
Consumo (kW)
Consumo (kWh)
Central de Ar Comprimido – com carga (em operação)
67,63 6.945,75 102,7
Central de Ar Comprimido – sem carga
47,75 1.022,49 21,41
Central de Emulsão de Água Zona 2
43,69 2.192,2 50,18
Fonte: Elaboração Própria
O consumo de energia elétrica da empresa relacionado à iluminação para a fábrica e edifícios
administrativos foram atualizados considerando a potência das lâmpadas em cada setor e o
número de horas que permaneciam ligadas durante o inverno e verão.
Recentemente a empresa melhorou o seu sistema de iluminação, substituindo parte das
campânulas de 400W por LED 155W e 85W. Durante as atividades de estágio, a iluminância
de alguns sectores da empresa foram avaliados de forma a buscar um conforto visual e
adequar a iluminação às atividades desenvolvidas; e foi finalizada a substituição das
49
campânulas que integravam o planeamento de melhoria do sistema de iluminação. Na Tabela
16, temos a estimativa do consumo de parte da fábrica da Ferpinta em março de 2019.
Tabela 16 - Estimativa de consumo de energia elétrica em iluminação em
parte da fábrica da Ferpinta em Março/2019
Antes mar/19
Zona Campânula Quantidade luminárias
Consumo [W]
Quantidade luminárias
Consumo [W]
Horas ligada
Dias Trabalho
Consumo [kWh]
Zona 1- Fab. 11 IM 250W 24 300 24 85 5 21 214
Zona 1- Fab. 1C IM 400W 12 480 12 85 19 21 407
Zona 1- Fab. 1D IM 400W 12 480 12 85 19 21 407
Zona 3 - Fab. 7 IM 400W 14 480 14 85 19 21 475
Zona 3 - Fab. 8 IM 400W 7 480 7 85 5 21 62
Zona 3 - Fab. 8 IM 400W 7 480 7 155 5 21 114
Zona 3 - Fab. 10 IM 400W 12 480 12 155 5 21 195
Elaboração Própria
5.5.2. Transporte – Análise de Consumo de Energia Elétrica com analisador portátil
Os resultados do consumo de energia elétrica para os equipamentos de elevação do pavilhão
da MTM 70 e o cálculo do consumo por equipamento podem ser observados nas Tabela 17
e Tabela 18. Conforme esperado, o consumo de energia elétrica é muito pequeno quando
comparado com os equipamentos de linha e, portanto, foram desconsiderados no cálculo do
indicador de consumo de energia por produto.
Tabela 17 - Consumo de Energia Elétrica de alguns equipamentos auxiliares medidos com analisador portátil
Equipamento Tempo em Operação (h)
Consumo (kW)
Consumo (kWh)
Pavilhão Ponte Rolante MTM 70
52,85 69,08 1,31
Fonte: Elaboração Própria
50
Tabela 18 - Consumo de Energia Elétrica das pontes rolantes do pavilhão da MTM 70
Equipamento Capacidade (ton)
Consumo (kWh)
Ponte 3A 6,3 0,31
Ponte 3B 10 0,5
Ponte 3C 10 0,5
TOTAL 26,3 1,31
Fonte: Elaboração Própria
5.5.3. Consumo Total de Energia
O tipo de energia mais consumido na empresa Ferpinta é energia elétrica com 84% do total.
Na Figura 15 pode ser observado a participação de cada tipo de energia utilizado na Ferpinta
em termos de custo e consumo energético (tep).
A energia elétrica é utilizada como fonte de energia para todos os equipamentos envolvidos
diretamente na produção, equipamentos auxiliares, equipamentos de elevação e equipamento
de transporte, correspondendo a cerca de 93% de toda a energia elétrica consumida. Foram
desconsiderados os consumos de energia elétrica nos edifícios administrativos, iluminação e
manutenção de equipamentos por não estarem envolvidos no processo produtivo.
Fonte: Elaboração Própria
Em relação ao consumo de energia entre os produtos, a maior parte do consumo ocorre na linha de tubo, que corresponde também ao produto mais fabricado. Na
Figura 16 é possível verificar a participação dos produtos no consumo de energia elétrica.
Figura 15 - Custo e consumo de cada tipo de energia
Energia Eléctrica84,0%
Gás Natural12,5%
Gasóleo / Diesel3,5%
TEPEnergia Eléctrica
77,7%
Gás Natural12,1%
Gasóleo / Diesel10,2%
Custo (€)
51
Figura 16 - Participação dos produtos Ferpinta no consumo de Energia Elétrica
Fonte: Elaboração Própria
Embora o consumo de gás natural seja muito inferior ao consumo de energia elétrica, este
não é desprezível, já que corresponde a cerca de 12,5 % do consumo total de energia. Todo
o gás natural da produção é utilizado no processo de galvanização e, portanto, na produção
de tubo galvanizado.
Por fim, o gasóleo possui um consumo inexpressivo quando comparado ao consumo das
demais fontes de energia, representado cerca de 3,5% do total. Em termos de custo, no
entanto, a participação do gasóleo é mais representativa, com 10,2%. Cabe destacar, no
entanto, que apenas 1/3 do total de gasóleo consumido, aproximadamente, está envolvido
diretamente no processo produtivo, isto é, no transporte de produto não acabado (camião e
empilhadores), conforme pode ser observado na Figura 17. O maior consumo de gasóleo é
pelas viaturas de serviço, que corresponde a 38% do total.
Figura 17 - Consumo de gasóleo por tipo de uso
91%
6%3%
Tubo Tubo Galvanizado Calha/chapa
30%
2%
1%
28%
38%
1%
1. Empilhador
2. Transporte interno
3. Produção
4. Transporte Produto Acabado
5. Viaturas de serviço
6. Limpeza/ Manutenção
52
Fonte: Elaboração própria
Em termos de consumo de energia total por produto, é possível verificar que a participação
do gasóleo na produção de tubo e tubo galvanizado é insignificante. A energia mais relevante
na produção de tubo é a energia elétrica e na produção de tubo galvanizado, o gás natural
tem maior participação, ainda que o consumo de energia elétrica seja relevante. Na Figura
18, é possível observar a participação de cada tipo de energia na fabricação de tubo e tubo
galvanizado.
Figura 18 - Participação de cada tipo de energia na fabricação de tubo e tubo galvanizado em 2018
Fonte: Elaboração Própria
Na Figura 19, é possível observar que o consumo específico de energia varia ao longo do
ano para os dois produtos. Em meses de menor produção, há um maior consumo de energia
para cada tonelada de produto fabricada, no entanto, essa relação não é direta ao longo dos
meses. Na produção de tubo, por exemplo, entre janeiro e abril, há um aumento progressivo
do consumo de energia elétrica e a produção de tubo tem uma variabilidade, ora aumentando,
ora reduzindo.
Figura 19 - Consumo Específico de energia e produção de tubo e tubo galvanizado em 2018
Fonte: Elaboração Própria
Co
nsu
mo
de
en
erg
ia
Tubo
Energia Elétrica Gasóleo
Co
nsu
mo
de
en
erg
ia
Tubo Galvanizado
Energia Elétrica Gás Natural Gasóleo
0
10 000
20 000
30 000
0,00
5,00
10,00
15,00
pro
du
ção
Co
nsu
mo
esp
ecí
fico
en
erg
ia/p
rod
uçã
o
Tubo
Energia Elétrica Gasóleo Produção JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 2018
pro
du
ção
Co
nsu
mo
Esp
ecí
fico
en
erg
ia/p
rod
uçã
o
Tubo Galvanizado Gasóleo
Gás Natural
Energia Elétrica
Produção
53
Vários são os fatores que podem influenciar no indicador de consumo específico de energia,
entre eles, destaca-se:
• As dimensões dos tubos, uma vez que variações na espessura, comprimento e largura
alteram a quantidade (em tonelada) produzida, mas impacta de forma reduzida o consumo
de energia.
• Número de troca de ferramentas: cada novo set-up dos equipamentos consome
energia elétrica sem que haja produção – o arranque das máquinas.
É preciso analisar, portanto, o tipo de produto que está sendo fabricado, considerando
espessura, comprimento e largura e número de troca de ferramentas efetuadas ao longo do
mês. Isso quer dizer que não é suficiente avaliar apenas o consumo específico do produto,
mas é preciso avaliar o cenário da produção naquele período.
5.6. Análise de Contratos
Energia Elétrica
Inicialmente foi avaliado se a empresa Ferpinta poderia beneficiar-se com a compra de
energia elétrica no mercado liberalizado por meio do sistema “variável indexado”, isto é, a
compra de energia elétrica no mercado MIBEL a partir de um comercializador de energia
elétrica que aplica seu custo de fornecimento na fórmula de cálculo utilizado para calcular o
preço a faturar para a empresa.
A empresa possui três turnos de produção, isto é, opera de forma regular durante 24 horas,
exceção de fim de semana e feriados, onde eventualmente pode ocorrer produção e
manutenção de equipamentos. Isso significa que o consumo da empresa em dias úteis não é
alterado significativamente durante esses turnos e, portanto, a Ferpinta não consegue alterar
o consumo de forma a obter vantagem das tarifas de energia elétrica em horários de menor
custo. Como consequência, a obtenção de energia elétrica no mercado diário não se torna
viável, uma vez que o consumo de energia da empresa é regular ao longo da semana e ao
longo das 24 horas do dia, possuindo pouca margem para alteração.
Somado a isso, o aumento do custo da energia elétrica nos últimos três anos, 39,44€/MWh
em 2016 para 52,48€/MWh em 2017 e 57,45€/MWh em 2018 vem mostrando uma
tendência de aumento nos preços de energia elétrica (Figura 20).
54
Figura 20 - Preço mínimo, médio e máximo de energia elétrica no Mercado Mibel – Portugal
Fonte: OMIE
Definido que a empresa iria realizar contrato bilateral com uma das empresas
comercializadoras, avaliou-se qual o tipo de ciclo de consumo de energia elétrica – semanal
com feriados e semanal opcional – seria mais vantajoso para a empresa (Diretiva nº5/2019,
2019), uma vez que a tarifa de fornecimento varia conforme o horário de consumo, isto é,
no horário de ponta, cheia, vazio normal e super vazio (decrescente nessa ordem).
Na Figura 21 e Figura 22, é possível observar quais são os horários de ponta, cheia, vazio
normal e super vazio para cada ciclo.
Figura 21 - Ciclo Semanal Opcional em Portugal Continental
Fonte: Diretiva nº5/2019 (2019)
55
Figura 22 - Ciclo Semanal com feriados em Portugal Continental
Fonte: Diretiva nº5/2019 (2019)
Na Tabela 19 são mostradas as porcentagens de consumo em cada no ciclo semanal opcional
e no ciclo semanal com feriados.
Tabela 19 - Porcentagem de Consumo de Energia Elétrica da Ferpinta entre Março 2018 a Fevereiro 2019 nos ciclos semanal com feriados e semanal opcional
% Consumo Total – Ciclo Semanal com feriados % Consumo Total – Ciclo Semanal Opcional
Ponta 16,5% Vazio 13,9% Ponta 15,8% Vazio 14,8%
Cheia 54,5% Super Vazio 15,1% Cheia 54,7% Super Vazio 14,7%
Fonte: Elaboração Própria
Cabe destacar que os valores de fornecimento para cada um dos horários (ponta, cheia, vazio
normal e super vazio) são diferentes nos dois ciclos. Portanto, fez-se necessária uma avaliação
não apenas do consumo, mas do custo de energia elétrica total em cada um deles. Como
referência foram utilizados os valores de fornecimento do concurso AIMMAP para
consumidores de alta tensão. O custo de fornecimento em 2019 para cada horário estão na
Tabela 20.
56
Tabela 20 - Custo do kWh para cada horário no ciclo semanal com feriados e opcional
Valor do kWh (€) – Ciclo semanal com feriados Valor do kWh (€) – Ciclo Semanal opcional
Ponta 0,069607 Vazio 0,057817 Ponta 0,068688 Vazio 0,057758
Cheia 0,064588 Super Vazio 0,052671 Cheia 0,064658 Super Vazio 0,052202
Fonte: Elaboração Própria
A diferença no custo anual da empresa considerando apenas os ciclos semanal com feriado
e o semanal opcional foi de apenas 0,3%, sendo o ciclo opcional ligeiramente mais vantajoso.
Deve-se considerar, no entanto, que uma pequena alteração no perfil de consumo, como
pode resultar em uma desvantagem econômica.
Outro aspecto que deve ser abordado se refere à produção de cerca de 10% de energia elétrica
na unidade de produção de autoconsumo a partir de Maio/2019 (previsão). Com a produção
de energia elétrica, a empresa reduzirá seu consumo de energia elétrica oriunda da rede
durante o período de incidência solar, isto é, majoritariamente de 8:00 às 17:00. Portanto, o
benefício será maior se a empresa conseguir poupar energia no horário de ponta, que possui
custo mais alto. No ciclo semanal com feriados, são 12,5 horas de ponta durante o inverno
e 15 horas de ponta durante o verão no período diurno, e no ciclo opcional temos o mesmo
número de horas de ponta no verão, mas nenhuma hora de ponta durante o inverno
considerando o mesmo período. Dessa forma, o ciclo semanal com feriados se mostra mais
vantajoso, já que possui mais horas de ponta durante o período diurno, onde há geração de
energia elétrica da célula de autoconsumo.
Após definir por contrato bilateral e ciclo de consumo semanal com feriados, o departamento
de energia da Ferpinta, no qual estive desenvolvendo as atividades, solicitou orçamentos de
fornecimento de energia para operadoras que atendem consumidores de alta tensão e
participou do concurso AIMMAP de negociação de energia elétrica. No total foram 8
orçamentos recebidos, várias reuniões de negociação e acompanhamento do preço de energia
elétrica no mercado, resultando em um valor de contrato 5,3% menor quando comparado
ao vencedor do concurso AIMMAP 2019, do qual participaram cerca de 400 empresas.
57
Gás Natural
Em relação ao gás natural, a empresa tem por praxe optar pelo contrato bilateral, já que o
consumo desse tipo de energia em relação ao total consumido pela empresa não é relevante,
representando apenas 12% do custo total em 2018.
De forma análoga à energia elétrica, a empresa solicitou diversos orçamentos para
fornecedores de gás natural e participou do concurso AIMMAP, grupo de compra do qual a
Ferpinta faz parte atualmente. As propostas de fornecimento recebidas foram maiores ou
iguais àquela oferecida no concurso AIMMAP e a empresa optou pela manutenção da
participação no grupo de compra, cujo vencedor foi o atual fornecedor.
5.7. Sugestão de Melhorias
Ao longo dos últimos anos a empresa tem tomado diversas medidas para melhorar sua
eficiência energética e reduzir seus custos relacionados ao consumo de energia. Muitas
medidas técnicas foram tomadas com essa finalidade:
• Substituição de lâmpadas IM400W para lâmpadas de LED: a empresa substitui
centenas de lâmpadas em todas as instalações da fábrica, ação iniciada em 2016 e finalizada
em fevereiro de 2019.
• Funcionamento da Transportadora MAIR: Em maio de 2018 foi implementado o
controlo do arranque e paragem dos motores da transportadora MAIR nos tempos de vazio,
de forma que os mesmos só entrem em funcionamento quando existir presença de tubo.
• Carro de Transporte de Bobinas: Em fevereiro de 2019 foi finalizada a
implementação de um vagão elétrico para transporte de bobinas. Essa medida reduziu o
transporte do produto em empilhadores e por consequência, o consumo de gasóleo.
• Afinação de queimadores da Galvanização: A afinação dos queimadores da
galvanização está sendo realizada de forma frequente. O ganho de eficiência energética com
essa medida é de aproximadamente 4%.
• A substituição de motores de corrente contínua da MTM 80 pelo motor de indução,
cuja eficiência é maior, ocorreu em 2018, resultando em um ganho de 8,3% no total de
consumo de energia elétrica do equipamento.
• Instalação de uma unidade de produção fotovoltaica iniciada em março de 2019 com
capacidade instalada de produção de 10% do total de energia consumido pela Ferpinta
58
• Previsão da substituição do Retrofit da linha de Tubo MTM70 em 2019. Espera-se
que o consumo de energia seja reduzido em 10% no que se refere aos motores.
Tomando como base as medidas de poupança de energia já implementadas pela empresa,
sugere-se algumas medidas que a Ferpinta pode implementar (ou fazer estudo de viabilidade)
tanto a nível de gestão quantas medidas técnicas para melhorar a eficiência energética.
• Envio dos Sinais dos Contadores de Energia Elétrica dos Equipamentos para um Sistema Online
A leitura do consumo de energia elétrica dos equipamentos que possuem contadores é feita
manualmente, o que requer planeamento e disponibilidade de um funcionário se deslocar até
onde o contador se encontra e registrar as informações, uma vez que dados de consumo que
não tiverem sido apontados não estão disponíveis. Dessa forma, sugere-se que os contadores
de energia elétrica tenham seus dados enviados através da rede da empresa e sejam
disponibilizados online, como ocorre com o equipamento MTM80 da linha de tubo.
Essa informação permitirá que o consumo específico de energia elétrica da linha de tubo e
tubo galvanizado possa ser dividido por subtipo de produto, obtendo de forma mais acurada
o consumo específico dos produtos que se queira monitorizar o consumo de energia elétrica.
Possibilitará também obter dados de consumo de energia elétrica durante troca de ferramenta
e, como consequência, realizar uma melhor gestão do consumo de energia elétrica durante o
setup dos equipamentos, estabelecendo procedimentos de operação e otimizando o recurso.
No que se refere ao ar comprimido será possível monitorizar de forma mais eficiente
eventuais fugas de ar, estabelecer ações de correção, avaliar sua eficácia e mensurar o ganho
energético e retorno financeiro de cada intervenção realizada.
• Contadores de Energia Elétrica nos demais equipamentos do processo
Recomenda-se a instalação de contadores de energia elétrica nos demais equipamentos do
processo, de forma a medir o consumo em cada um deles e permitir a implementação de
indicadores de consumo específico para os produtos calha e chapa. Dessa forma será possível
monitorizar o consumo de energia elétrica, permitindo uma avaliação mais aprofundada e
consistente do consumo de energia e, por conseguinte, melhorar o sistema de gestão de
energia e aumentar a eficiência energética.
59
• Eliminação das Fugas de Ar Comprimido
Estabelecer um programa de inspeções regulares de fuga de ar comprimido de forma a
reduzir as fugas existentes, já que é uma das maneiras mais simples e eficientes de economizar
energia. De forma conjunta com a implementação do indicador de consumo do ar
comprimido quando operando em vazio, será possível fazer uma gestão mais global deste
sistema e otimizar sua operação.
• Avaliação da substituição de motores ou equipamentos de maior eficiência energética
Verificar os motores com baixa eficiência energética e fazer uma análise de viabilidade para
substituição desses por um motor de alto rendimento. Além disso, realizar o
dimensionamento dos motores à carga, evitando o superdimensionamento.
• Avaliação de tecnologias de maior eficiência energética em novos projetos
Realizar uma avaliação de novas tecnologias e verificar a possibilidade de integração de
equipamentos e processos na fase de projeto, visando melhorar a eficiência energética através
da otimização do uso de energia.
• Sistema de Gerenciamento de Energia
Implementar um sistema de gerenciamento de energia automatizado para cálculo dos
indicadores de energia e demais parâmetros relevantes para monitorização da eficiência
energética, já que se trata uma atividade repetitiva e recorrente e não requer interação
humana. Essa medida tornará os processos mais ágeis, eficientes e confiáveis, aumentando a
produtividade e permitindo que funcionários se dediquem mais tempo na gestão de energia
em si.
• Implementação de Novos Indicadores
A implementação de indicadores que avaliem de forma eficaz o desempenho energético da
empresa é fundamental para que seja realizado um bom gerenciamento do sistema de gestão.
É a partir da análise da evolução dos indicadores que é possível avaliar o desempenho da
empresa, estabelecer e gerenciar ações para melhorar a eficiência energética e conhecer o
retorno dos investimentos realizados.
60
• Estabelecer Melhores Práticas de Operação
A variabilidade no resultado do consumo específico de determinado produto pode ter
diversas causas, entre elas a falta de padronização na operação dos equipamentos. Portanto,
estabelecer procedimentos para realização de atividades pode aumentar a produtividade e
reduzir o consumo de energia.
• Promover a participação e conscientização dos demais funcionários
Sensibilizar os funcionários para adoção de práticas de eficiência energética e promover a
participação deles com ideias para utilização racional de energia. Funcionários motivados e
comprometidos ajudam a aumentar a eficiência energética na organização. A formação dos
funcionários também deve ser contemplada, aumentando o conhecimento técnico e a
conscientização sobre o tema, já que são elementos importantes para um sistema de gestão
de energia bem-sucedido.
61
6. CONCLUSÃO
Prevê-se que os níveis de produção continuem a aumentar substancialmente nas próximas
décadas, particularmente nos países em desenvolvimento. Como resultado, taxas de
eficiência energética reduzidas não serão suficientes para estabilizar ou diminuir a procura de
energia dos diversos sectores industriais em termos absolutos. Além da demanda de energia,
a emissão de gases de efeito estufa e aquecimento global são outros aspectos importantes no
que se refere à preocupação com eficiência energética.
Com o foco em eficiência energética, este trabalho visa mostrar as atividades desenvolvidas
ao longo do estágio curricular na empresa Ferpinta, cujo objetivo principal era realizar um
diagnóstico do sistema de gestão de energia e propor melhorias para melhorar sua eficiência.
Ao longo do estágio curricular algumas melhorias foram realizadas no sistema de gestão de
energia, como padronização da coleta de informações, cálculo e acompanhamento dos
indicadores (semanais e mensais), análise de dados históricos, cálculo dos consumos
específicos para os dois principais produtos da empresa (tubo e tubo galvanizado), novas
avaliações de consumo em alguns equipamentos e sugestão de novos indicadores de energia,
que passaram a ser monitorizados regularmente.
Observa-se que a empresa tem investido em otimizar o seu sistema de gestão de energia
adotando diversas medidas para poupar e melhorar sua eficiência energética. No entanto,
verifica-se que há oportunidades de melhoria principalmente no que se refere ao sistema de
gestão de energia, uma vez que os resultados da empresa nos dois últimos anos não
demonstraram a evolução da empresa em termos de eficiência energética.
É necessário, portanto, realizar uma avaliação mais aprofundada do consumo de energia ao
longo do processo produtivo e também na fabricação dos diferentes tipos de produto,
implementando ferramentas para monitorização do consumo (principalmente de energia
elétrica) e análise de dados, de forma a medir efetivamente o desempenho da empresa. Nesse
sentido, algumas recomendações são feitas neste trabalho, principalmente referente ao
sistema de gerenciamento de energia.
62
7. REFERÊNCIAS
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