Estudo de caso (BDMotor)

Este estudo de caso foi realizado em coautoria entre o autor dessa dissertação de mestrado (Rafael Rodrigues da Silva), Bruno Rogora Kawano (aluno de mestrado do programa de Planejamento de Sistemas Energéticos da Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP) e Paulo Cesar Silva (aluno de mestrado do programa de Planejamento de Sistemas Energéticos da Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP e Engenheiro de Projetos da instalação em que os equipamentos estão instalados). Desse estudo foi gerado um trabalho apresentado no VIII Congresso Brasileiro de Planejamento Energético em agosto de 2012 (KAWANO; SILVA, P.; SILVA, R., 2012).

Para a realização da análise técnica foram identificados 441 motores do Departamento de Utilidades da instalação. Este departamento é responsável por 68% do consumo de energia elétrica da planta. Tais equipamentos, características (dados de placa), respectivas medições e estimativas (tempos de operação individuais) efetuadas foram tratados em arquivo MS-Excel. O Anexo A2 apresenta parte da lista dos motores considerados na análise, aqueles com cinco cavalos ou mais de potência.

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International motor selection and savings analysis (IMSAA), ProMot-Europe, Canadian motor selection

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Os custos de investimento (para análises econômicas) foram obtidos com o fabricante WEG e projeções de tais cotações foram realizadas por regressão exponencial para as diversas potências de motores presentes no estudo, o Anexo A1 apresenta dados de tal regressão. Os custos de manutenção mitigados com a hipotética substituição de motores foram calculados com base em valores relatados na literatura (OLIVEIRA, 2007).

Os índices de desempenho (rendimento e consumo anual atuais) dos motores em uso foram aferidos através da análise de carregamento do programa BDMotor com os dados dos motores acima de trinta cavalos de potência listados na planilha MS-Excel. Isto é, a amostra de motores foi tratada através do programa MS-Excel, onde foram armazenadas as informações dos motores, carregamentos, novos consumos (quando a substituição é necessária ou com potencial economia), variação de parâmetros para a análise de sensibilidade e outros fatores técnico-econômicos.

Após aferida a condição de carregamento do motor em uso partiu-se para a análise de substituição desse motor por outro novo, de alto rendimento, também através do programa BDMotor. Nesse módulo também foi realizada a análise de substituição de motores mal dimensionados.

A partir dessas análises pôde-se aferir a economia potencial de energia com a substituição dos motores em uso e proceder com valores monetários para a análise econômica.

Os parâmetros analisados por sensibilidade foram o custo de investimento, o custo de energia elétrica e o custo de manutenção. Todos esses parâmetros foram analisados perante uma variação de 20% a mais e a menos, individualmente, para verificação de suas respectivas importâncias sobre índices econômicos da viabilidade do projeto – TIR, IL e Payback foram os índices escolhidos para esta análise. Esta análise de sensibilidade não será descrita nesse trabalho.

5.1.2.1 Resultados e discussão

A seguir obtiveram-se os valores de Valor Presente Liquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e Payback Simples e Corrigido. A Taxa Mínima de Atratividade (TML)

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considerada foi de 11,26% e o payback simples de cinco anos (critérios para projetos de eficiência da empresa analisada).

O critério de seleção de amostras de motores57 para análise de substituição foi o payback simples que é saída do BDMotor, isto é. Esse payback foi critério para compor amostras a serem analisadas. Três destas amostras foram analisadas: todos os motores, motores com payback individual até dez anos e motores com payback individual até cinco anos. Os valores dos índices econômicos para essas três amostras estão na tabela 5.1.

Como pode ser verificado, de uma amostra com investimento necessário para a troca de todos os motores de R$1.611 Mil, somente uma parcela de R$311 Mil (19,3%) é que possui viabilidade para a substituição pelo critério de paybacks simples (considerando que os 5,3 anos podem ser negociados internamente perante o critério de máximo de 5 anos lá estabelecido).

Tabela 5.1: Índices econômicos para cada cenário de investimento

Fonte: elaboração própria

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A análise econômica foi tratada em amostras de motores, isto é, não foi realizada individualmente, apesar da utilização do payback simples do BDMotor como critério para formação das amostras.

135 5.1.2.2 Informações adicionais

Tal integração técnico-econômica facilitada pelo uso do BDMotor forneceu base real para tomada de decisão de racionalização do consumo de energia. Esse trabalho foi apresentado às partes interessadas da planta e da empresa para implantação de verba. No momento da redação deste trabalho, análises específicas dos motores estão sendo realizadas pela fabricante WEG para cotação de valores individuais e eventuais descontos.

O Fluxo de Caixa com horizonte de 10 anos, resultante da análise econômica de substituição de motores com paybacks individuais menores que 10 anos, está no Anexo A3.

5.2 Ar Comprimido

5.2.1 Comparações

Os programas analisados, o E3AC (do PROCEL) e o AirMaster+ (do DOE), apresentam propostas de análises que vistas bastante superficialmente são muito parecidas. O scorecard (do DOE) para esse tipo de sistema, por sua vez, apresenta uma proposta bastante diferente dos outros dois programas.

Quando se compara as plataformas de funcionamento dos três, todas são diferentes entre si. O scorecard é apresentado numa plataforma web e o E3AC roda numa plataforma MS-Excel com macros e o AirMaster+ roda numa plataforma de janelas próprias sobre um banco de dados MS-Access.

O scorecard é um questionário, cujas análises se resumem a uma pontuação (score) e uma série de recomendações que não terminam sem si, ou seja, são apenas sugestões passos preliminares para as próximas análises.

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As análises no E3AC são relativamente superficiais e se restringem a, com um ou mais compressores cadastrados, mediante entradas do usuário de uma situação atual e projetada (também entradas do usuário) de temperatura na admissão do sistema, nível de vazamento e redução da pressão do sistema, estimar o potencial de racionalização do consumo de energia.

As análises no AirMaster+ vão além das disponíveis no E3AC, mas também requerem uma quantidade muito maior de dados de entrada, desde as máquinas em si, passando pelo controle do sistema, pelos perfis de carga e pelos usos finais e cada uma dessas entradas com uma quantidade considerável de informações necessárias, sejam medidas ou estimadas. Além dessa quantidade, a organização da informação é questionável (na opinião do autor deste trabalho), conforme discutido no capítulo anterior.

Nenhum dos programas lida com tarifas diferenciadas da energia para horários (ponta ou fora de ponta), mas o AirMaster+ considera períodos do ano (seco ou úmido) específicos.

Apesar de o programa americano disponibilizar pacote de unidades internacionais, o idioma do programa pode ser barreira a ser considerada.

O autor deste trabalho recomenda, perante o exposto, um uso complementar dos modelos analisados. O scorecard não representa um aporte considerável de tempo para ser completo e pode servir de um guia inicial com recomendações padronizadas para boas práticas. O E3AC pode ser usado numa primeira análise quantitativa, com uma quantidade muito pequena de dados de entrada já se pode ter alguma estimativa de potenciais de racionalização do consumo de energia. O AirMaster+ pode ser usado em um diagnóstico energético que vise detalhar o sistema de ar comprimido ou mesmo numa otimização energética que considere esse sistema em maiores detalhes, com coleta de informações e campanhas de medições de campo. A figura 5.1 resume estas observações do autor desse trabalho.

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Fonte: elaboração própria

Figura 5.1: Sequência de passos para uma análise de sistema de ar comprimido com a ajuda dos modelos analisados (primeiramente os mais simples)

O AirMaster+ é utilizado num trabalho que revisa práticas e potenciais de ganhos com eficiência energética em sistemas de ar comprimido (SAIDUR; RAHIM; HASANUZZAMAN, 2010). Também é recomendado como ferramenta de teste de hipóteses, em instalações desse tipo de sistema (COLL, 2005).