Poupar dinheiro através de um consumo eficiente de energia industrial

Hoje vamos falar sobre como a eficiência energética industrial poupa dinheiro. Sempre me interessou a relação entre a gestão da fiabilidade e outras responsabilidades funcionais numa organização produtiva, como a qualidade e a segurança.

É evidente que a fiabilidade dos processos de fabrico aumenta a qualidade e é um dos três elementos principais da eficácia global da empresa. Além disso, quando os processos de fabrico são fiáveis e previsíveis, há menos probabilidades de ocorrer um acidente no local de trabalho. Ultimamente, tenho pensado muito sobre a relação entre fiabilidade e gestão de energia. Na minha opinião, existe uma ligação estreita que vale a pena explorar.

Monitorizar e gerir o consumo de energia é bom para a organização e bom para o ambiente. É uma situação vantajosa em todos os sentidos. Atualmente, entre 30% e 40% da eletricidade que produzimos é necessária para acionar motores eléctricos industriais. 

Mesmo um pequeno ganho em eficiência energética diminuiria significativamente a procura agregada de energia, reduzindo as despesas de capital para construir mais centrais eléctricas, o consumo de combustíveis fósseis e as emissões associadas. Para a sua empresa, gastar menos em energia traduz-se em poupanças monetárias reais. Para além disso, reduzindo a carga, a utilização e o desgaste dos activos industriais, Desta forma, a fiabilidade da produção é melhorada, aumentando o valor da sua organização.

Resumo dos benefícios da eficiência na utilização da energia industrial

Durante o ciclo de vida de um bem industrial, a energia consumida é frequentemente a maior despesa. Alguns aspectos dos custos de alimentação de uma máquina não podem ser controlados, mas outros podem.

Vejamos por um momento os aspectos económicos da alimentação de um motor elétrico de 200 cavalos. Assumindo um fator de carga de 80% e um custo energético modesto de 0,06 euros por quilowatt-hora (kWh), são necessários mais de 57.000 euros por ano para alimentar o motor, assumindo 8000 horas de funcionamento.

Uma análise rápida revela que o preço de um motor elétrico trifásico de 460 volts se situa entre os 5.000 e os 8.000 euros. Estou certo de que há motores que custam mais ou menos, mas a questão é que o custo para alimentar o motor elétrico é aproximadamente 100 vezes o seu preço de compra, assumindo uma vida útil de 10 anos. Um corte entre 5% e 10% neste custo pode afetar profundamente o resultado final.

No meu exemplo, uma melhoria da eficiência energética de 10% gera um acréscimo de 5.700 euros em relação ao valor de referência, e isto com um simples motor elétrico de jardim de 200 cv. Como se consegue esta poupança? Enumerei alguns pontos para sua consideração. Alguns têm efeitos diretos e positivos na fiabilidade operacional, para além da óbvia poupança de custos energéticos.

• 1) Selecionar motores de elevada eficiência: Compare a eficiência entre as placas de identificação. Os motores de elevada eficiência custarão mais dinheiro à partida. Não se deixe levar pelas poupanças iniciais. Supondo que um motor elétrico de eficiência normal custa 5.000 euros e consome mais 10% de energia do que um motor de alta eficiência, que pode custar mais de 60.000 euros, ainda assim este último reduziria os custos em termos de taxa de retorno económico ao longo do ciclo de vida de 10 anos do motor elétrico (assumindo 8.000 horas por ano de funcionamento). O pagamento de um prémio inicial de 50% por um motor elétrico de alta eficiência produz uma taxa interna de rentabilidade de 229%. Isto é o equivalente a encontrar um banco que lhe pagasse 229% de juros por ano sobre os seus depósitos. Uma eficiência energética de 5%, pela qual tem de pagar 50% a mais, continua a ter uma taxa interna de rendibilidade de 115%. É fácil justificar este investimento se o custo do ciclo de vida for utilizado como ferramenta de decisão. 
• 2. Conceber grupos motopropulsores para melhorar a eficiência energética. Um erro ao considerar as perdas de energia em unidades de tração mecânicas pode afetar significativamente a fatura energética de um único ativo industrial. É claro que queremos motores eficientes, mas melhorar a eficiência do motor é apenas metade da batalha. Temos de gerir também a eficiência dos componentes acionados. Ao selecionar designs eficientes de caixas de velocidades e acoplamentos, entre outras acções, pode afetar substancialmente a fatura total de energia. Aplique os princípios de precisão, equilíbrio, alinhamento, folga, ressonância e lubrificação a todo o grupo motopropulsor.
• 3. Gerir o sistema elétrico de uma forma global. Se o seu centro de controlo do motor tiver ligações defeituosas, cablagem degradada ou subdimensionada, a eficiência energética ficará comprometida em pouco tempo. Se os circuitos estiverem a sobreaquecer ou a sobreaquecer, a energia não está a ser distribuída de forma eficiente. Além disso, a fiabilidade do centro de controlo do motor e do motor pode ser comprometida. No caso das correntes parasitas, a acumulação de elevado potencial conduz também à erosão da descarga eléctrica, um desgaste do mecanismo designado por “streaking”. Em conclusão, as perdas de energia comprometem a fiabilidade.
• 4. Funcionamento na gama de carga ideal. Utilizando o nosso exemplo do motor elétrico, se o motor elétrico funcionar acima ou abaixo da sua gama de carga nominal, então produz uma eficiência energética fraca e diminui a fiabilidade. Para a maioria dos motores eléctricos, a eficiência energética diminui drasticamente quando o motor é operado a menos de 40% da sua carga nominal.
• 5. Otimizar as decisões de reconstrução/substituição. Quando um ativo se desgasta, também se desgasta e perde precisão, o que, naturalmente, resulta em desperdício de energia. Verificará que, após alguns dias, semanas ou meses de serviço, resultará em custos elevados de eficiência energética.
• 6. Equilíbrio, alinhamento, ajustamento e ressonância do punho. O desequilíbrio, o desalinhamento, o desalinhamento e a ressonância geram fricção mecânica. Isto aumenta a geração de fricção, que transforma a energia eléctrica em energia térmica, e que deve ser paga. Em alguns casos, o atrito é desejável. Mas quando é causado por uma perda de precisão no manuseamento do rolo, desalinhamento, desalinhamento e ressonância, está literalmente a pagar a energia necessária para aumentar o desgaste e reduzir a fiabilidade da máquina. A manutenção preditiva de máquinas rotativas compensa, tanto em termos de fiabilidade como de gestão de energia.
• 7. Utilizar uma lubrificação de precisão. A seleção de um lubrificante com a viscosidade errada pode afetar significativamente o consumo de energia e a fiabilidade. Se a viscosidade for demasiado baixa, haverá fricção entre as superfícies. Se a viscosidade for demasiado elevada, haverá arrastamento viscoso. Ambos desperdiçam energia. Um erro comum é a utilização de massa lubrificante multiusos em motores eléctricos. A viscosidade da massa lubrificante é de aproximadamente 320 centistokes a 40 ºC. A maioria dos motores eléctricos requer massa lubrificante formulada com uma base de óleo com uma viscosidade de 100 a 150 cST a 40 ºC. A viscosidade extra reduz a eficiência energética e compromete a fiabilidade do motor. Da mesma forma, os motores são frequentemente lubrificados em excesso, comprometendo ainda mais a eficiência energética e a fiabilidade. 
• 8. Consumo de energia devido à monitorização. As alterações no estado dos activos são frequentemente evidenciadas pela monitorização da energia. 

Tradicionalmente, utilizamos a análise de vibrações como um meio de medir a vibração don, termografia e outros ferramentas de monitorização do estado para identificar e solucionar problemas de condições anormais em activos industriais. Por definição, se uma máquina começa a vibrar ou a sobreaquecer, está a utilizar mais energia ou a transformá-la com uma eficiência reduzida, pelo que a monitorização da eficiência energética é uma atividade natural de monitorização das condições. Além disso, é relativamente fácil de fazer e pode ser feito numa base contínua. 

A monitorização da energia também permite a comparação da eficiência de vários equipamentos e componentes, ajudando a tomar melhores decisões de conceção e aquisição de activos industriais que minimizem o custo do ciclo de vida da propriedade e maximizem o retorno líquido dos activos industriais.

Eficiência no consumo de energia industrial: a energia compensa

Monitorizar e gerir o consumo de energia é uma atitude sensata. A obtenção de apenas 5% de melhoria pode traduzir-se em poupanças consideráveis para a organização. Se os factores acima referidos estiverem a ser mal geridos, é possível um desperdício de 10%, 15% ou mais. Porque esta energia desperdiçada é frequentemente convertida em calor e/ou deslocação mecânica (vibração). Uma boa política de gestão da energia e uma boa política de fiabilidade são aliados naturais. Existem muitos programas governamentais que tentam motivar a consciencialização energética, muitas vezes cobrindo todo (ou parte) do investimento necessário para melhorar a eficiência energética.

Porque está interessado em obter poupanças através da eficiência energética industrial, convidamo-lo a subscrever a nossa Newsletterum boletim com o qual se informará sobre como melhorar a tomada de decisões para conseguir poupanças de energia em instalações industriais.