5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.2 CONSUMO ENERGÉTICO
Para análise energética, foram levantados os valores de consumo de energia elétrica em cada equipamento e o consumo de gás natural no secador e no forno, durante o período estabelecido.
A Tabela 7 apresenta o volume de produção ao longo dos meses em m² e a respectiva média.
Tabela 7 – Volume de Produção Mês Produção (m²) Fevereiro 414.566,82 Março 466.760,29 Abril 547.351,27 Média 476.226,13
Fonte: dados fornecidos pela empresa.
Para o acompanhamento do consumo de energia elétrica, a empresa possui painéis em quase todos os equipamentos da linha de produção. A Tabela 8 apresenta o levantamento do consumo elétrico nos equipamentos monitorados e o Figura 6 mostra as porcentagens do consumo médio de cada equipamento.
Tabela 8 – Análise de consumo de energia elétrica por equipamento
Etapas de Processamento Fevereiro (kcal/m²) (kcal/m²) Março (kcal/m²) Abril (kcal/m²) Média
Moagem 363,31 380,78 304,84 346,62 Prensagem 274,26 270,34 238,91 259,44 Secagem 179,65 176,02 145,36 165,33 Esmaltação /Moagem Esmalte 65,76 58,75 60,76 61,56 Queima 163,25 154,79 135,61 149,90
Filtragem por Flúor 46,84 66,98 60,89 58,80
Compressores 96,60 104,03 86,76 95,26
Consumo Monitorado 1.189,67 1.211,69 1.033,13 1.136,89
Consumo Total 1.492,01 1.528,29 1.252,57 1.412,13
Fonte: dados fornecidos pela empresa.
A etapa de moagem destaca-se como maior consumo de energia elétrica, seguida pela prensagem, secagem e queima. Também é possível observar que apenas 81% do consumo elétrico é monitorado. O alto valor de energia elétrica não monitorada deve-se principalmente ao funcionamento da esteira da linha de produção e também ao laboratório, processos administrativos, iluminação, entre outros.
Figura 6 – Consumo médio por equipamento
Fonte: dados fornecidos pela empresa.
Quando realizado o mesmo cálculo, só que considerando somente a energia elétrica monitorada, atingem-se valores de 30,5% do consumo destinado à etapa de moagem, 22,8% para a prensagem, 14,5% à secagem e 13,2% para a queima.
Analisando a Tabela 8, é possível perceber que, mesmo aumentando o volume de produção em m2, não ocorre o aumento de consumo de energia elétrica na mesma proporção. Ou seja, existe um volume de ótimo funcionamento no qual, com o mesmo consumo de energia, produz-se a mesma quantidade de placas cerâmicas.
A moagem e a prensagem são os equipamentos de maior consumo de energia elétrica da linha de produção, chegando sua somatória no valor aproximado de 43%. A moagem necessita de grande quantidade de energia para a cominuição das partículas e a prensagem, por sua vez possui alto consumo de energia elétrica devido ao acionamento da prensa.
O forno e o secador também possuem um consumo elétrico elevado, quando comparado com as demais etapas. Esses equipamentos utilizam energia elétrica para funcionamento dos rolos internos que transportam as placas em seu interior e também para a exaustão dos gases. No caso do forno, como existe uma recirculação do gás de saída para a entrada, o gás natural já entra no processo pré-
25% 18% 12% 4% 11% 4% 7% 19% Moagem Prensagem Secagem
Esmaltação /Moagem Esmalte Queima
Filtragem por Flúor Compressores
aquecido, diminuindo assim a energia necessária para exaustão. E novamente, como a comparação foi realizada com base na produção por m2, quanto mais bem aproveitado for o calor em seu interior, maior é a eficiência energética. Logo, como o forno possui três diferentes tipos de alimentação, sua eficiência torna-se maior que a do secador.
O filtro flúor utilizado na empresa é responsável por filtrar todos os gases de saída da linha de produção antes de soltar para a atmosfera (não é necessariamente só em uma etapa, e sim em toda a linha de produção). Os compressores que também aparecem na Tabela 8, não são referentes a uma etapa específica, pois o ar comprimido é gerado paralelamente à produção e utilizado em todas as etapas, inclusive como fase intermediária, para limpeza das placas cerâmicas.
Em relação ao consumo de energia térmica, a empresa também possui o controle do volume de gás natural consumido, que diariamente é registrado, já parametrizado de acordo com a pressão e a temperatura na tubulação de entrada.
Utilizando o valor de 9.430 kcal/m3, referente ao poder calorífico do gás natural, disponibilizado pela distribuidora da área de concessão, foi possível obter a representação do consumo em kcal equivalente.
A Tabela 9 apresenta os valores médios encontrados em kcal/m² de piso produzido e a Figura 7 mostra graficamente os valores médios de consumo térmico do forno e do secador.
Tabela 9 – Consumo de Energia Térmica no Forno e no Secador
Equipamentos Fevereiro (kcal/m2) (kcal/mMarço 2) (kcal/mAbril 2) (kcal/mMédia 2)
Secador 3.210,01 3.316,68 2.836,28 3.120,99
Forno 6.229,96 6.230,01 5.572,81 6.010,93
Total 9.439,97 9.546,69 8.409,09 9.131,91
Figura 7 – Consumo térmico médio
Fonte: dados fornecidos pela empresa.
Comparando o valor médio consumido pelo forno e pelo secador, observa-se que 66% do gás natural consumido para produzir energia térmica é destinado somente para o forno, onde ocorre o processo da queima. O alto consumo de energia térmica nessa etapa é devido às temperaturas necessárias pelo ciclo de queima do piso, podendo chegar à temperatura máxima durante o ciclo de 1140 ºC.
Também é possível perceber que o consumo térmico não possui grandes variações com o aumento da produção. O mês de abril, com maior quantidade de m2 produzido, não teve um aumento significativo no volume de gás natural consumido. Isso continua demonstrando a importância de atingir a capacidade produtiva na qual o aproveitamento dos recursos energéticos é otimizado.
Após a análise separada de cada tipo de energia, foi realizada a comparação entre a elétrica e a térmica dentro da linha de produção de revestimentos cerâmicos, como mostra a Tabela 10, que considera toda a energia monitorada nos equipamentos.
34%
66%
Secador Forno
Tabela 10 – Comparativo entre consumo elétrico e consumo térmico em cada equipamento
Equipamento Média de Consumo Elétrico (kcal/m²) Média de Consumo Térmico (kcal/m²)
Moagem 346,62 - Prensagem 259,44 - Secagem 165,33 3.120,99 Esmaltação /Moagem Esmalte 61,56 - Queima 149,90 6.010,93
Filtragem por Flúor 58,80 -
Compressores 95,26 -
Consumo Monitorado 1.136,89 9.131,91
Fonte: dados fornecidos pela empresa.
A Figura 8 mostra os mesmos valores de consumo médio, considerando a energia térmica e elétrica e, posteriormente, a comparação entre o monitorado e não monitorado.
Figura 8 – Comparação entre consumo elétrico e térmico
Fonte: dados fornecidos pela empresa.
10,8%
2,6%
87% 13%
Comparando o consumo energético, 87% referem-se ao consumo de gás natural e 13% em relação à energia elétrica, cujo valor de 2,6% não é monitorado.
O forno e o secador são responsáveis por cerca de 87% de todo o consumo energético da indústria. Mesmo quando comparado com as etapas de moagem e prensagem, que consomem grande quantidade de energia elétrica, o consumo energético da queima e da secagem é muito superior. Esse número demonstra a importância de práticas de eficiência energética nessas duas etapas de processamento, podendo ser até mesmo práticas simples, como por exemplo, manter o forno e o secador operando em capacidade máxima.
Considerando apenas o consumo energético com a evolução no volume de produção, é possível perceber que com o aumento no volume de produção, ocorre o decréscimo no valor de kcal consumido por m² de piso produzido, como mostra a Figura 9.
Figura 9 – Volume de produção x Consumo energético
Fonte: dados fornecidos pela empresa.
Comparando o consumo energético obtido na empresa com o obtido previamente pelo estudo feito por Alves, Melchiades e Boschi (2007), os dados foram compilados na Tabela 11.
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 0 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000
Fevereiro Março Abril
k ca l/ m ² m²
Tabela 11 – Comparação do consumo energético com a literatura Equipamento Média de Consumo Elétrico (kcal/m²) Alves; Melchiades; Boschi (2007) Média de Consumo Térmico (kcal/m²) Alves; Melchiades; Boschi (2007) Moagem 346,62 172,55 - - Prensagem 259,44 172,04 - - Secagem 165,33 113,39 3.120,99 1.997,50 Esmaltação /Moagem Esmalte 61,56 87,72 - - Queima 149,9 202,47 6.010,93 7.140,00 Consumo Total 982,85 748,17 9.131,92 9.137,50
Fonte: adaptado de Alves, Melchiades e Boschi (2007)
Comparando o valor médio, o consumo total de energia elétrica foi consideravelmente maior do que o encontrado. Porém, considerando a proporção entre cada equipamento, o resultado foi similar.
O consumo de energia térmica em kcal/m2 é muito similar, porém a proporção em relação ao consumido no forno e no secador, comparando com o encontrado pelo Alves, Melchiades e Boschi (2007) foi elevada. O consumo no secador foi maior, porém o consumo no forno foi menor do que o encontrado. Isso pode ser devido a diversos fatores, como por exemplo, o fato de que o forno na empresa visitada estar sempre em um volume ótimo de funcionamento (100% de sua capacidade) ao passo que o secador em si já não possui os mesmos sistemas de alimentação e qualquer parada na linha de produção, diminui a produtividade do secador.