E DIFÍCIO DA Z OOLOGIA DO IB

4.3.2.1 LEVANTAMENTO DE DADOS

O edifício da Zoologia do Instituto de Biociências da USP é alimentado em 13,8 kV pela rede de distribuição da CUASO. Através do processo de medição direta realizado durante uma semana típica em sua cabina primária, foram obtidas as curvas de carga semanal (Figura 4.8) e diária (Figura 4.9) da instalação. Os valores médios da demanda e do fator de potência dos dias analisados são exibidos na Tabela 4.12.

Segundo a Figura 4.8, o perfil de consumo de energia elétrica da instalação pode ser considerado uniforme, apesar da redução da demanda no horário do almoço da quarta-feira e do baixo consumo verificado durante a sexta-feira.

Figura 4.8: Edifício da Zoologia: curva de carga semanal.

No horário das 12:25 às 13:10 horas da quarta-feira, a demanda foi reduzida em 25% em relação à média das demandas dos outros dias úteis sem considerar a sexta- feira, evidenciando um possível potencial de conservação de energia elétrica nesse período. Devido ao curto período de medição considerado, não foi possível determinar as causas desse fenômeno nem a possibilidade de novas ocorrências, não permitindo confirmar a existência de um potencial de conservação real. Por outro lado, a redução do consumo verificada na sexta-feira foi devida aos feriados da semana seguinte, Semana Santa.

Figura 4.9: Edifício da Zoologia: curva de carga de um dia típico.

Segundo a Figura 4.9, as atividades na instalação são iniciadas por volta das 07:00 horas e começam a ser encerradas às 17:00 horas, sendo efetivamente finalizadas

perto das 22:00 horas. Os períodos de maior demanda são das 10:30 às 12:00 horas e das 15:00 às 16:30 horas. Durante a madrugada, a demanda é de aproximadamente 30 kW, um valor relativamente alto para o número reduzido de usuários que ocupam a instalação nesse período. Através do levantamento de dados por inspeção de ambientes, foi verificado que essa demanda é proveniente do sistema de iluminação dos corredores e áreas de circulação e de equipamentos (refrigeradores, estufas, exaustores, etc.) que permanecem em operação durante a madrugada.

Em relação ao carregamento de transformadores, a mesma situação encontrada no edifício da Engenharia de Eletricidade foi encontrada no edifício da Zoologia. A instalação compartilha o mesmo transformador com outros dois edifícios ("Minas Gerais" e "Administração"). A demanda aparente máxima registrada no secundário do transformador durante o período de medição foi de 164 kVA, bastante inferior à capacidade nominal de 500 kVA, um carregamento máximo de 33%.

O fator de potência da instalação permanece acima do valor mínimo de 0,92 apenas durante o horário de trabalho dos dias úteis, atingindo um valor máximo de 0,96 nesse período. Durante a noite e a madrugada dos dias úteis e durante os dias de fim de semana, o fator de potência médio oscila entre 0,89 e 0,91 (Tabela 4.12).

Tabela 4.12: Edifício da Zoologia: demanda e fator de potência médios. 00:00 ÀS 06:00 HORAS 06:00 ÀS 18:00 HORAS 18:00 ÀS 00:00 HORAS

DIA

P [KW] COS ϕϕ P [KW] COS ϕϕ P [KW] COS ϕϕ

Domingo 31,1 0,90 36,0 0,90 37,2 0,91 2ª feira 30,1 0,89 78,5 0,94 52,1 0,91 3ª feira 33,4 0,90 71,4 0,94 52,4 0,92 4ª feira 32,6 0,90 75,9 0,94 50,0 0,91 5ª feira 34,4 0,90 70,7 0,93 49,9 0,91 6ª feira 31,1 0,89 38,1 0,90 39,2 0,90 Sábado 29,0 0,87 32,6 0,89 35,5 0,90

Através da aplicação da metodologia apresentada, foi possível calcular as grandezas elétricas que caracterizam o consumo da instalação, exibidas na Tabela 4.13.

Tabela 4.13: Edifício da Zoologia: características de consumo.

GRANDEZA VALOR CALCULADO

Demanda média dos dias úteis 58,0 [kW]

Demanda média dos dias de fim de semana 33,8 [kW]

Consumo total 37.114 [kWh/mês]

Demanda máxima registrada 105,9 [kW]

Fator de carga 0,487

Consumo por área útil * 7,6 [kWh/m2]

* Área útil = 4.860 [m2_]

Conforme a tabela anterior, o consumo de energia elétrica nos dias de fim de semana corresponde a 58% do consumo dos dias úteis, um valor bastante elevado, explicado pelo acionamento do sistema de iluminação das áreas de circulação, composto por lâmpadas de baixa eficiência (lâmpadas mistas), e pela operação contínua de uma grande quantidade de equipamentos (refrigeradores, estufas, exaustores, etc.). O baixo fator de carga da instalação (0,487) e o elevado consumo por área útil (7,6 kWh/m2) apontam para um provável desperdício de energia elétrica, existindo um possível potencial de conservação.

As principais características do sistema de iluminação podem ser observadas na Tabela 4.14 e na Figura 4.10.

Devido à grande utilização de tecnologias não eficientes (Figura 4.10), a potência instalada em iluminação por área iluminada apresenta um valor bastante elevado, com média de 19,2 W/m2, atingindo 26,0 W/m2 para os ambientes da administração (Tabela 4.14). Mesmo assim, os níveis de iluminamento medidos nas salas de aula, salas de professores e salas da administração (46% da área útil total) são sensivelmente inferiores aos valores recomendados pela norma, em virtude da pouca utilização da luz natural (falta de janelas e áreas envidraçadas).

Tabela 4.14: Edifício da Zoologia: sistema de iluminação. ILUMINAMENTO [LUX] TIPO DE AMBIENTE N°° DE SALAS ÁREA [m2] POTÊNCIA [W] W/m 2 MEDIDO RECOMENDADO PRINCIPAIS TIPOS DE LÂMPADAS UTILIZADAS Salas de aula e pós-graduação 21 719 14.269 19,8 390 500 fluorescente 40, 110W Salas de

professores 76 1.257 27.151 21,6 268 500 fluorescente 40Wincandescente 100W

Laboratórios 45 1.274 15.291 12,0 456 500 fluorescente 40, 110 W

Administração 14 262 6.806 26,0 346 500 fluorescente 40, 46, 110W_{incandescente 60, 100W}

Áreas comuns 37 1.348 29.682 22,0 179 100 mista 160, 250W

Total 193 4.860 93.199 19,2 - - -

Apesar de utilizarem a mesma tecnologia de iluminação, as salas de aula e os laboratórios apresentam níveis de iluminamento e potências instaladas por área útil bastante diferentes. As salas de aula apresentam uma potência instalada por área útil 65% superior à dos laboratórios, fornecendo um nível de iluminamento 14% inferior. Tal fato decorre da grande área envidraçada dos laboratórios que aumenta de forma acentuada o seu nível de iluminamento, através do aproveitamento da iluminação natural. Em relação às áreas de circulação, observa-se a utilização de uma tecnologia bastante ineficientes (lâmpadas mistas) resultando numa elevada potência instalada por área útil (22 W/m2) e num nível de iluminamento 79% superior ao sugerido pela norma.

FLUORESCENTE 110 W MISTA INCANDESCENTE 0 5 10 15 20 25 30 35 40 FLUORESCENTE 40 W FLUORESCENTE46 W [%]

Figura 4.10: Edifício da Zoologia: desagregação da potência instalada em iluminação por tecnologia utilizada.

É importante observar que nenhuma tecnologia de iluminação eficiente (lâmpadas fluorescentes de 32 e 36 W ou compactas, por exemplo) é utilizada na instalação, revelando a existência de um grande potencial de conservação de energia elétrica nesse uso final.

O estado de conservação do sistema de iluminação pode ser considerado não satisfatório, uma vez que 19% da potência instalada correspondem a lâmpadas inoperantes (Tabela 4.15). O caso mais grave ocorre para as lâmpadas mistas, predominantes nas áreas de circulação, com 42% da potência instalada composta por lâmpadas queimadas. Esse fato, associado com a elevada potência instalada por área útil (22 W/m2, Tabela 4.14), leva a crer que em algum determinado instante o sistema de iluminação original das áreas de circulação sofreu uma grande intervenção. Provavelmente, a tecnologia de iluminação originalmente utilizada era a incandescente, substituída diretamente pela tecnologia mista, uma vez que as lâmpadas servem no mesmo tipo de soquete. Porém, como o fluxo luminoso das lâmpadas mistas é superior ao fluxo das lâmpadas incandescentes, o nível de iluminamento final resultou muito elevado e, com o passar do tempo e a queima de lâmpadas (42% da potência instalada), atingiu o valor atual de 179 lux, um valor acima do recomendado, mascarando a falta de manutenção do sistema. Tal fato revela a importância de se projetar novos sistemas de iluminação de forma completa. Existem casos onde a substituição direta (luminária por luminária) de um sistema antigo por um sistema novo com tecnologia mais eficiente resulta em aumento do consumo de energia elétrica e níveis de iluminamento exagerados, prejudicando, também, o desempenho dos usuários.

Em relação ao uso final ar condicionado, as características dos sistemas presentes na instalação são apresentadas na Tabela 4.16.

Tabela 4.15: Edifício da Zoologia: estado de conservação do sistema de iluminação. POTÊNCIA INSTALADA EM LÂMPADAS