RAFAEL HENRIQUE ARREZZI LEITE RODRIGUES REVISÃO ENERGÉTICA: DESENVOLVIMENTO DE MÉTODO ESPECÍFICO PARA UMA INDÚSTRIA DE AUTOPEÇAS NOS TERMOS DA ISO 50001 Guaratinguetá-SP 2024 Rafael Henrique Arrezzi Leite Rodrigues REVISÃO ENERGÉTICA: DESENVOLVIMENTO DE MÉTODO ESPECÍFICO PARA UMA INDÚSTRIA DE AUTOPEÇAS NOS TERMOS DA ISO 50001 Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, para obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção. Orientador: Prof. Dr. Paulo Valladares Soares Coorientador: Prof. Dr. Guilherme E. F. Fernandes Filho Guaratinguetá-SP 2024 REGISTRO DE IMPACTO NA SOCIEDADE A revisão energética segundo a norma ABNT NBR ISO 50001/2018 em uma indústria de autopeças no Brasil identifica Usos Significativos de Energia, otimiza o consumo, reduz custos operacionais e emissões de gases de efeito estufa, promove a sustentabilidade, gera empregos, incentiva a inovação tecnológica e assegura conformidade com normas internacionais. IMPACT RECORD ON SOCIETY The energy review according to the ABNT NBR ISO 50001/2018 standard in an auto parts industry in Brazil identifies Significant Energy Uses, optimizes consumption, reduces operational costs and greenhouse gas emissions, promotes sustainability, generates jobs, encourages technological innovation, and ensures compliance with international standards. DADOS CURRICULARES RAFAEL HENRIQUE ARREZZI LEITE RODRIGUES NASCIMENTO 06.05.1992 – Guaratinguetá / SP FILIAÇÃO Carlos Alberto Rodrigues Eliete Mariza Arrezzi Leite Rodrigues 2008/2010 Curso Profissionalizante Eletricista de Manutenção SENAI “Félix Guisard” 2012/2016 Curso de Graduação em Engenharia Elétrica Universidade Salesiana de São Paulo – UNISAL – Lorena/SP 2017/2019 Curso de Especialização em Automação Industrial e Robótica SENAI “Félix Guisard” De modo especial, a minha esposa que me suportou em todas as dificuldades e conduziu um período importante de nossas vidas de forma singular. AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar agradeço a Deus por, ao longo deste processo desafiador, me ter feito ver o caminho nos momentos em que pensei em desistir. Agradeço pela minha família e minha vida. Ao professores Prof. Doutor Paulo Valladares Soares e Prof. Doutor Guilherme Eugênio Filippo Fernandes Filho, que me incentivaram e em todo o momento acreditaram no meu projeto. Sem a paciência, sabedoria e orientação deles, este projeto não seria possível. Aos meus pais e irmão deixo meu eterno agradecimento por, me mostrarem o caminho do bem e da verdade. Sem seus ensinamentos e exemplos, eu jamais teria vencido na vida. A minha esposa, Franciele, que me fez seguir mesmo que abdicando de minha companhia em boa parte do seu período de gestação, e meu filho Heitor, fonte de inspiração. A empresa Maxion Structural Components por, me ceder tal oportunidade sobre o apoio de minha gerência no nome de Marcos Antônio Ferreira. Em especial, a minha Supervisora Ana Paula Ribeiro Leite, pessoa ímpar nessa jornada que me incentivou desde os primeiros dias, sendo peça fundamental nesse trabalho. A coordenação desse curso na pessoa da Prof. Doutora Gislaine Cristina Batistela por, sempre atuar com presteza nas dificuldades e principalmente pela vontade de querer ajudar. “Conquistas sem riscos são sonhos sem méritos.” “Ninguém é digno dos sonhos de não usar as derrotas para cultivá-los.” Augusto Cury RESUMO Este trabalho apresenta uma abordagem sobre a realização da revisão energética nos termos da norma ABNT NBR ISO 50001/2018 “Sistema de Gestão de Energia – Requisitos com orientações para uso”. A pesquisa se concentra no setor industrial de autopeças no Brasil, que enfrenta grandes desafios com insumos dentre os quais um dos mais significativos é a energia elétrica. Foi desenvolvido um roteiro para a aplicação da revisão energética e sua contribuição em uma indústria metalúrgica produtora de rodas e chassis para diversos veículos automotores. Esse trabalho contribuiu através do objetivo principal de uma revisão energética que é identificar os Usos Significativos de Energia (USE) dessa organização. O método de uma pesquisa-ação foi aplicado para auxiliar na coleta e análise de dados, possibilitando uma compreensão mais profunda e organizada. Isso assegura que a organização ajuste suas estratégias com base nas observações realizadas. Dentre as fontes de energia presente no processo produtivo, notou-se que a energia elétrica se destaca devido aos altos valores praticados, portanto, essa pesquisa se limitará a esta fonte. A identificação dos USE advém de uma massiva e cautelosa análise de dados, que serão coletados mediante o sistema de medição de energia elétrica. Objetivos específicos incluem a análise do consumo de energia elétrica passado e presente, identificação de usos finais da energia elétrica e a criação de indicadores de desempenho. Para esse projeto foram tratadas as áreas com o consumo expressivo de energia elétrica, sendo elas o sistema de ar comprimido e o processo produtivo de pintura. O método desenvolvido tem como cerne as normas ISO 50001, 50004 e 50006, visando contribuir para a compreensão dos processos energéticos e tendências de consumo. Foram formuladas hipóteses para investigar oportunidades de melhoria do desempenho energético, variáveis relevantes e a maturidade normativa da estrutura da empresa. Com as análises dos resultados foi possível extrair um diagnóstico energético a ponto de fomentar um embrião de estruturação para a certificação da ISO 50001. As análises revelaram que não há componente sazonal nos indicadores de consumo e demanda de energia elétrica, sendo o volume de produção a principal variável que afeta o desempenho energético. A etapa de coleta de dados foi consignada como a fase preeminente, incumbida de prover análises, indicadores e informações passíveis de comparação ao longo de distintos períodos. Sendo propostas ações de conservação de energia acerca dos USE e sugestões de trabalhos futuros com base no direcionamento dos resultados obtidos. PALAVRAS CHAVES: revisão energética; desempenho energético; coleta de dados; sistema de gestão de energia; indústria de autopeças. ABSTRACT This paper presents an approach to conducting an energy audit in accordance with the ABNT NBR ISO 50001/2018 standard "Energy Management System - Requirements with guidance for use." The research focuses on the automotive parts industry in Brazil, which faces significant challenges, with electricity being one of the most critical inputs. A framework for implementing the energy audit and its application in a metallurgical industry producing wheels and chassis for various motor vehicles was developed. This work contributes primarily to the energy audit's main objective, which is to identify Significant Energy Uses (SEU) within the organization. The action research method was applied to assist in data collection and analysis, ensuring a deeper and organized understanding. This ensures that the organization adjusts its strategies based on the observations made. Among the energy sources in the production process, it was noted that electricity stands out due to high costs; therefore, this research is limited to this source. The identification of SEUs stems from a massive and cautious analysis of data collected through the electricity metering system. Specific objectives include analyzing past and present electricity consumption, identifying end uses of electricity, and creating performance indicators. For this project, areas with significant electricity consumption were addressed, namely, the compressed air system and the painting production process. The developed method is centered on ISO 50001, 50004, and 50006 standards, aiming to contribute to understanding energy processes and consumption trends. Hypotheses were formulated to investigate opportunities for improving energy performance, relevant variables, and the normative maturity of the company's structure. With the analysis of results, it was possible to extract an energy diagnosis, fostering the embryo of a structure for ISO 50001 certification. The analyses revealed no seasonal component in electricity consumption and demand indicators, with production volume being the main variable affecting energy performance. The data collection stage was designated as the preeminent phase, tasked with providing analyses, indicators, and comparable information over different periods. Conservation actions regarding SEUs and suggestions for future work were proposed based on the direction of the obtained results. KEYWORDS: energy audit; energy performance; data collection; energy management system; automotive parts industry. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Consumo industrial de energia elétrica no Brasil - GWh ........................................ 20 Figura 2 - Consumo das indústrias de autopeças no Brasil - GWh .......................................... 20 Figura 3 - Consumo de energia elétrica em relação a produção de veículos............................ 21 Figura 4 - Certificações das empresas do segmento de autopeças no Brasil ............................ 24 Figura 5 - Consumo energético por tipo de fonte ..................................................................... 25 Figura 6 - Família ISO 50000 ................................................................................................... 31 Figura 7 - Representação esquemática da revisão energética ................................................... 32 Figura 8 - Diagrama do método de investigação ...................................................................... 38 Figura 9 - Fluxo do método de pesquisa .................................................................................. 40 Figura 10 - Fluxo da pesquisa da leitura científica ................................................................... 42 Figura 11 - Distribuição dos 47 artigos selecionados ao longo do período .............................. 42 Figura 12 - Requisitos da revisão energética ............................................................................ 46 Figura 13 - Atividades da revisão energética ........................................................................... 46 Figura 14 - Configuração do sistema de aquisição de dados .................................................... 52 Figura 15 - Diagrama esquemático do sistema de distribuição de energia elétrica .................. 55 Figura 16 - Curva de carga do dia típico .................................................................................. 55 Figura 17 - Série temporal da demanda máxima mensal.......................................................... 56 Figura 18 - Distribuição dos custos na fatura de energia elétrica ............................................. 58 Figura 19 - Processamento de aço ............................................................................................ 59 Figura 20 - Consumo mensal de energia – MWh ..................................................................... 60 Figura 21 - Série temporal com consumo mensal de energia elétrica - MWh ......................... 61 Figura 22 - Componente aleatória da série temporal do consumo de energia .......................... 62 Figura 23 - Consumo com discretização diária - MWh............................................................ 63 Figura 24 - Consumo com discretização horária – MWh/h...................................................... 65 Figura 25 - Série temporal da intensidade energética – kWh/t................................................. 65 Figura 26 – Intensidade energética em função do volume de produção .................................. 66 Figura 27 - Variável não significante ....................................................................................... 68 Figura 28 - Mapa de processo macro de uma indústria de autopeças ...................................... 69 Figura 29 - Consumo de energia elétrica setorial - 2022 .......................................................... 71 Figura 30 - Representação gráfica dos USE ............................................................................. 72 Figura 31 - Fluxo de energia de um compressor modelo I ....................................................... 74 Figura 32 - Fluxo de energia de um compressor modelo II...................................................... 75 Figura 33 - Diagrama esquemático do sistema de ar comprimido ........................................... 77 Figura 34 - Demanda máxima alcançada nos horários de ponta e fora de ponta ..................... 79 Figura 35 - Consumo de energia na ponta e fora de ponta ....................................................... 79 Figura 36 - Eficiência do sistema de ar comprimido ................................................................ 80 Figura 37 - Demanda dos compressores em outubro de 2022 – [kW] ..................................... 81 Figura 38 - Consumo dos compressores no mês típico em base diária outubro de 2022 ......... 82 Figura 39 - Consumo específico do mês típico de energia elétrica .......................................... 83 Figura 40 - Consumo específico médio de compressores de ar para r=7,0 .............................. 84 Figura 41 - Diagrama esquemático ........................................................................................... 86 Figura 42 - Subestação 01 E-coat rodas linha 1 ....................................................................... 87 Figura 43 - Subestação 06 E-coat chassis ................................................................................ 88 Figura 44 - Consumo de energia elétrica E-coat chassis .......................................................... 89 Figura 45 - Consumo de energia elétrica E-coat rodas ............................................................ 90 Figura 46 - Consumo de energia elétrica processo de pintura .................................................. 91 Figura 47 - Demanda máxima por segmentação ...................................................................... 92 Figura 48 - Consumo de energia elétrica diário ....................................................................... 93 Figura 49 - Demanda máxima e mínima processo de pintura .................................................. 94 Figura 50 - Consumo de energia elétrica dia típico em MWh.................................................. 95 Figura 51 - Demanda do dia típico em kW .............................................................................. 95 Figura 52 - Peças pintadas processo de pintura ........................................................................ 97 Figura 53 - Desempenho energético kWh/peças pintadas ........................................................ 97 Figura 54 - Desempenho energético kWh específico da pintura em razão da t. de aço ........... 98 Figura 55 - Análise de variável por tipo de pintura .................................................................. 99 Figura 56 - Consumo específico diário do mês típico .............................................................. 99 Figura 57 – Consumo de energia elétrica por cenário ............................................................ 103 Figura 58 - Contribuição dos USE para o consumo de energia elétrica fixo ......................... 105 Figura 59 - Consumo de energia elétrica compressor GA160................................................ 107 Figura 60 - Identificação de vazamento no lubrifil ................................................................ 107 Figura 61 - Média móvel do consumo de energia elétrica ..................................................... 109 Figura 62 - Instalação inadequada de redução de tubulação .................................................. 109 Figura 63 - Volume de ar comprimido médio/dia .................................................................. 111 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Linhas de pesquisa para contribuições acadêmicas................................................ 26 Quadro 2 - Textos em complemento a ISO 50001 ................................................................... 31 Quadro 3 - Conservação de energia .......................................................................................... 36 Quadro 4 - Método de pesquisa ................................................................................................ 40 Quadro 5 - Referências normativas .......................................................................................... 43 Quadro 6 - Questionário energético.......................................................................................... 49 Quadro 7 - Parâmetros programados ........................................................................................ 51 Quadro 8 - Processos manufatureiros medidos ........................................................................ 70 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Histórico energético ................................................................................................ 57 Tabela 2 - Informações de contrato .......................................................................................... 57 Tabela 3 - Consumo trimestral de energia elétrica em MWh ................................................... 60 Tabela 4 - Análise descritiva do consumo de energia elétrica ................................................. 62 Tabela 5 - Consumo (MWh) por categorias de outubro de 2022 ............................................. 64 Tabela 6 - Previsão do consumo de energia elétrica ................................................................ 67 Tabela 7 - IDE kWh/m² ............................................................................................................ 68 Tabela 8 - Fronteiras do USE ................................................................................................... 72 Tabela 9 - Levantamento de dados dos compressores instalados na unidade industrial .......... 76 Tabela 10 - Registro de demanda ............................................................................................. 81 Tabela 11 - Registro de consumo ............................................................................................. 82 Tabela 12 - Análise sumária ..................................................................................................... 92 Tabela 13 – Síntese dos resultados de consumo ....................................................................... 94 Tabela 14 - Síntese dos resultados do dia típico ....................................................................... 96 Tabela 15 - Cenário 1 consumo de energia elétrica ................................................................ 102 Tabela 16 - Cenário 2 consumo de energia elétrica ................................................................ 102 Tabela 17 - Consumo de energia elétrica do sistema de ar comprimido no cenário 1 ........... 104 Tabela 18 – Consumo de energia elétrica do sistema de ar comprimido no cenário 2 .......... 104 Tabela 19 - Horas em carga compressor GA 160 ................................................................... 108 Tabela 20 - Consumo específico 1º semestre de 2022 ........................................................... 110 Tabela 21 - Comparação de custos entre modelo de compressores ....................................... 112 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AC Ar comprimido CAGI Compressed Air & Gas Institute CO2 Dióxido de carbono COVID Corona Virus Disease CIP Contribuição de Iluminação Pública CE Consumo Específico EPA Enviromental Protection Agency EUA Estados Unidos da América FAD Free Air Delivery GWh Giga Watt hora ICMS Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Prestação de Serviços IDE Indicador de Desempenho Energético ISO International Organization for Standardization KPI Key Performance Indicator LBE Linha de Base Energética MME Ministério de Minas e Energia NBR Norma Brasileira Regulamentadora PROCEL Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica QGBT Quadro Geral de Baixa Tensão SGE Sistema de Gestão de Energia TWh Tera Watt hora TUSD Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição UNIDO Organização das Nações Unidas para Desenvolvimento Industrial USE Uso Significativo de Energia SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 17 1.1. RELEVÂNCIA DO TEMA EM INVESTIGAÇÃO ................................................ 17 1.2. O SETOR INDUSTRIAL ......................................................................................... 18 1.2.1 A Energia Elétrica na Indústria de Autopeças ...................................................... 19 1.3. OBJETIVOS E DELIMITAÇÃO .............................................................................. 22 1.3.1. Objetivos Específicos ................................................................................................ 22 1.3.2. Delimitação................................................................................................................ 23 1.4. JUSTIFICATIVAS E QUESTÕES ............................................................................ 23 1.4.1. Contribuições Acadêmicas....................................................................................... 25 1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO ............................................................................... 26 2. REVISÃO NORMATIVA ....................................................................................... 29 2.1. FAMÍLIA DE NORMAS ISSO 50.000 ..................................................................... 29 2.2. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA INDÚSTRIA ..................................................... 33 2.2.1. Intensidade Energética............................................................................................. 35 2.3. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ............................................................................ 36 3. MÉTODO DA PESQUISA ...................................................................................... 38 3.1. APLICAÇÃO E ESTRUTURAÇÃO DA PESQUISA-AÇÃO ................................ 39 3.2. PROCEDIMENTOS DO MÉTODO DE PESQUISA .............................................. 41 4. DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DE REVISÃO ENERGÉTICA .......... 43 4.1. TERMO E DEFINIÇÕES ......................................................................................... 43 4.2. REVISÃO ENERGÉTICA NA INDÚSTRIA DE AUTOPEÇAS ........................... 45 4.3. COLETA DE DADOS .............................................................................................. 49 4.3.1. Coleta de dados Processo Produtivo ....................................................................... 53 5. RESULTADOS ......................................................................................................... 54 5.1. ETAPA 1 – PERFIL ENERGÉTICO ........................................................................ 54 5.1.1. Critérios Relevantes no Perfil Energético .............................................................. 56 5.1.1.1. Análise Tarifária ......................................................................................................... 58 5.2. ETAPA 2 – ANÁLISE DO PERFIL ENERGÉTICO ............................................... 58 5.2.1. Dados Trienais com Discretização Mensal ............................................................. 58 5.2.2. Dados Mensais com Discretização Diária .............................................................. 63 5.2.3. Dados Diários com Discretização Horária ............................................................. 64 5.2.4. Intensidade Energética............................................................................................. 65 5.3. ETAPA 3 – IDENTIFICAÇÃO DOS USE ................................................................ 69 5.3.1. Variáveis relevantes para USE ................................................................................ 73 5.3.2. Ar Comprimido ........................................................................................................ 73 5.3.2.1. Empresa em estudo ..................................................................................................... 75 5.3.2.2. Indicadores de Desempenho Energético – Ar Comprimido ....................................... 78 5.3.3. Sistema de Pintura.................................................................................................... 84 5.3.3.1. Empresa em estudo ..................................................................................................... 86 5.3.3.2. Indicadores de Desempenho Energético – Processo de Pintura ................................. 88 6. OPORTUNIDADE DE MELHORIA DO DESEMPENHO ENERGÉTICO .. 101 6.1. APLICAÇÃO DE AÇÕES DE MELHORIA .......................................................... 106 6.1.1. Ações de conservação de energia e eficiência energética .................................... 107 7. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 113 REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 115 17 1. INTRODUÇÃO 1.1. RELEVÂNCIA DO TEMA EM INVESTIGAÇÃO Esta dissertação tem como objetivo a aplicação de um método para a elaboração de uma revisão energética, seguindo as diretrizes estabelecidas pela International Organization for Standardization (ISO) 50001, que no Brasil teve como norma espelho a ABNT NBR ISO 50001. Publicada em 2011, a ISO 50001, como resposta à necessidade de aumentar a competitividade das indústrias enquanto respeita as mudanças climáticas, destaca a importância de sistemas de gestão de energia e padronizações para a melhoria contínua. A norma ISO 50001 estabelece um Sistema de Gestão de Energia (SGE) que orienta as organizações na adoção de práticas eficientes de uso de energia. A revisão energética surge como uma etapa crucial desse processo, envolvendo a análise minuciosa dos padrões de consumo de energia, a identificação de oportunidades de aprimoramento e a avaliação do desempenho energético. Como documento central nesse contexto, a ISO 50001 enfatiza o papel categórico da revisão energética em fornecer uma visão abrangente e precisa do uso de energia pela organização, identificando oportunidades de melhoria e ações para aumentar a eficiência energética, reduzir custos e a redução de impactos ambientais negativos. Durante a revisão energética, são coletados dados relevantes, como informações sobre aquisição e consumo de energia, históricos de consumo, perfis de carga, eficiência de equipamentos e sistemas energéticos, entre outros aspectos relevantes. Esses dados são analisados para identificar áreas de alto consumo de energia, ineficiências operacionais e possíveis oportunidades de economia. Com base nos resultados obtidos na revisão energética, são elaborados recomendações e planos de ação visando aprimorar o desempenho energético da organização. Essas ações podem compreender a implementação de medidas de eficiência energética com a adoção de novas tecnologias, melhoria de processos, o treinamento de funcionários e o monitoramento contínuo do consumo de energia. A revisão energética assume um papel essencial no sistema de gestão de energia de uma organização, conforme preconizado pela ISO 50001. Esta etapa proporciona uma base sólida para o desenvolvimento e implementação de estratégias de gestão de energia eficazes, visando melhorias contínuas no desempenho energético. Em organizações que carecem de uma estrutura propícia, as oportunidades identificadas por meio da revisão energética 18 frequentemente não são implementadas devido à ausência da gestão de energia na cultura organizacional e na visão estratégica da empresa (BUNSE et al., 2011). A norma ISO 50004 complementa a ISO 50001, oferecendo diretrizes específicas para a condução da revisão energética. Ela destaca a importância de uma abordagem sistemática, incluindo a coleta de dados, análise de desempenho e a identificação de áreas críticas que exigem ação. Por sua vez, a norma ISO 50006 fornece orientações sobre a quantificação e comunicação dos resultados da revisão energética. Isso inclui a definição de indicadores de desempenho energético, estabelecimento de metas mensuráveis e a comunicação eficaz dos resultados para partes interessadas relevantes. Em síntese, a revisão energética, conforme definida pelas normas ISO 50001, 50004 e 50006, desempenha um papel essencial no estabelecimento, implementação e aprimoramento contínuo de práticas eficientes de gestão de energia em organizações. Ao adotar essas normas, as empresas podem reduzir seu uso de energia, custos, reduzir os impactos ambientais e demonstrar um compromisso sólido com a sustentabilidade. Nesta pesquisa, serão exploradas oportunidades relacionadas ao consumo de energia elétrica, apesar da existência de outra fonte de energia com custos e utilização inferiores. O montante despendido na quitação da fatura de energia elétrica é substancial, situando-se na ordem de milhões de reais. Assim sendo, projetos que visem à redução desse custo são de suma importância, podendo ser implementados diretamente por meio de ações ou indiretamente por meio de estudos preliminares que proporcionem uma compreensão abrangente do cenário histórico e atual da empresa. Giampieri (2020) afirma que a capacidade de garantir a satisfação do cliente com menos recursos é sempre importante. Logo, fomentar um perfil energético eficiente e sustentável complementa o fator competitividade. 1.2. O SETOR INDUSTRIAL Inicialmente, destaca-se o papel significativo do setor industrial global, responsável por aproximadamente 29% do consumo mundial de energia elétrica. Com um potencial de redução de até 20%, equivalente a 974 milhões de toneladas de óleo, o setor industrial representa uma área estratégica para implementação de medidas de eficiência energética (ABRAHAM et al., 2021). 19 No contexto brasileiro, os dados do Anuário Estatístico de Energia Elétrica indicam um crescimento de 4,6% no consumo total de energia elétrica em 2021 em relação ao ano anterior. No âmbito industrial, esse aumento foi ainda mais expressivo, atingindo 8,4%. O setor metalúrgico, que inclui a indústria de autopeças, específica do presente estudo, apresentou um aumento notável de 7,08%, representando um consumo final de 43 TWh em 2021 (Anuário Estatístico de Energia Elétrica, 2022). A importância estratégica do setor industrial no cenário energético brasileiro, aliada à necessidade de efetivação da eficiência energética, é acentuada pelas complexidades e diversidades de processos na indústria de autopeças. Esta caracterização envolve operações energéticas em diversas fases, como estamparia, pintura, solda e utilidades, proporcionando oportunidades significativas para a otimização energética (FILIPPO FILHO, 2018). A busca por excelência operacional e o desenvolvimento de tecnologias eficientes destacam-se como oportunidades econômicas para as organizações industriais. Nesse contexto, a melhoria do desempenho energético surge como uma abordagem crucial na gestão manufatureira, buscando avaliar como o uso de energia pode ser reduzido em plantas e processos, considerando a qualidade e a produtividade das linhas de produção. Além disso, autores como Bunse (2011) e Schulze (2016) enfatizam a importância da integração da gestão de energia elétrica à gestão da produção para garantir a posição de liderança no mercado e alcançar efetividade em um ambiente industrial competitivo. Portanto, a revisão energética proposta, alinhada à norma ISO 50001, emerge como uma estratégia essencial para a gestão eficiente da energia elétrica nas indústrias, visando não apenas a conformidade normativa, mas também a busca pela excelência operacional, sustentabilidade energética e competitividade no mercado. 1.2.1. A Energia Elétrica na Indústria de Autopeças A utilização da energia elétrica no ramo industrial no Brasil tem sido crescente ao longo dos últimos dez anos, apresentando pequenas variações não superiores a mais ou menos 10%, como identificado entre os anos de 2013 e 2020. A Figura 1 permite observar um crescimento no último triênio de 10,77%. 20 Figura 1 - Consumo industrial de energia elétrica no Brasil - GWh Fonte – Adaptada de . Acesso em: 06 mar. 2023. O consumo de energia elétrica pelo setor de autopeças ao longo dos últimos dez anos, em média histórica, representa 4,07% do consumo total de energia elétrica no setor industrial. A Figura 2 revela, em uma análise decenal, o consumo de energia elétrica no segmento de autopeças, evidenciando pequenas variações. Destaca-se uma queda de aproximadamente 25% nos primeiros quatro anos da série temporal, seguida por um aumento linear entre os anos de 2016 e 2019. Entretanto, esse aumento ocorre em níveis inferiores aos observados nos anos de 2012 e 2023. Figura 2 - Consumo das indústrias de autopeças no Brasil - GWh Fonte – Adaptada de . Acesso em: 06 mar. 2023 A indústria de fabricação de automotores é uma indústria com processos intensos em consumo de energia elétrica, sendo classificada no ramo industrial do Brasil como a oitava maior em 2022, segundo a EPE. Logo, para se manterem competitivas, os fabricantes de componentes automotivos precisam se empenhar no processo de melhoria contínua de seus 120.000,00 140.000,00 160.000,00 180.000,00 200.000,00 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 4.000,00 4.500,00 5.000,00 5.500,00 6.000,00 6.500,00 7.000,00 7.500,00 8.000,00 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 21 produtos, sendo uma das práticas racionais para o consumo de energia elétrica eficiente (GIAMPIERI et al., 2020). O diagnóstico energético contribui com ações de redução de resíduos e a melhor gestão dos recursos. A Figura 3 traz informações relevantes quanto à eficiência produtiva do mercado automobilísticos, no qual é apresentado o quantitativo médio de consumo de energia elétrica, em uma série histórica de 2012 a 2021, para fabricação de veículos, sendo pertencentes a esta relação os autoveículos carros, comerciais leves, caminhões e ônibus. Figura 3 - Consumo de energia elétrica em relação a produção de veículos Fonte – Adaptada de . Acesso em: 06 mar. 2023 A Figura 3 permite identificar a tendência do consumo de energia (GWh) em relação à quantidade de produção (veículos). Assim, ao observar a série é possível notar que o consumo de eletricidade é eficiente em relação ao que se produz, no entanto, existem variações irregulares. Por tanto, uma investigação com objetivo de delinear o perfil energético em industriais automobilísticas sustenta a hipótese que a avaliação do consumo de energia por meio de modelos da revisão energética é fundamental para a implementação de estratégias de racionalização e redução de energia de curto, médio e longo prazo nas industriais de autopeças (GIAMPIERI et al., 2020). Este trabalho apresenta as atividades necessárias e os métodos de como aplicá-las para obter uma revisão energética voltada para o setor industrial de autopeças. O método de revisão energética aplicada neste trabalho aborda um conjunto de atividades que, implementadas, poderá trazer ganhos como maturidade em sistema de gerenciamento de energia e oportunidades socioeconômicas. - 500.000,00 1.000.000,00 1.500.000,00 2.000.000,00 2.500.000,00 3.000.000,00 3.500.000,00 4.000.000,00 - 1.000,00 2.000,00 3.000,00 4.000,00 5.000,00 6.000,00 7.000,00 8.000,00 9.000,00 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Consumo Energia Elétrica - GWh Produção de Veículos 22 1.3. OBJETIVOS E DELIMITAÇÃO A pesquisa tem como objetivo central o desenvolvimento de uma revisão energética, componente essencial no planejamento tático de um SGE. Esta abordagem representa a faceta técnica e analítica do SGE, desempenhando, assim, um papel crítico. O foco está na análise histórica e atual do uso e consumo de energia elétrica em uma unidade industrial de autopeças. O estudo visa identificar, por meio dos usuários finais, o consumo de energia, gerando indicadores de desempenho energético alinhados ao planejamento da ISO 50001, possibilitando a realização de uma revisão energética. Ferramentas padronizadas, conforme as normas ISO 50001, 50004 e 50006, como linhas de base energéticas (LBE), indicadores de desempenho energético (IDE), gráficos e análises estatísticas, serão empregadas nesse processo. As referidas normas não definem um método para a realização desta revisão. Cada organização decide como melhor fazer. A pesquisa apresenta propostas específicas para a indústria de autopeças, visando a aplicação de um método dedicado à revisão energética e à identificação do consumo de energia. O método proposto contribui para o controle geral do consumo energético, destacando áreas de maior demanda. Além de proporcionar um embrião que conduza a organização pelo desafiador caminho que leva à adequada implementação e operação de um sistema de gerenciamento de energia. 1.3.1. Objetivos Específicos A revisão energética retrata o consumo global e setorial da companhia e, para atender ao objetivo proposto há quatro objetivos específicos para realização da revisão energética: a) Análise do consumo da energia elétrica passado e presente; b) Levantamento dos diferentes usos finais da energia elétrica e identificação dos USE; c) Definição e quantificação de variáveis relevantes aplicando métodos estatísticos; d) Criação de indicadores de desempenho de energia elétrica que relacionam o uso da energia com o nível de produção; Para os ambientes setoriais, este estudo concentra em analisar os dados gerados a partir da identificação dos USE no interior de uma fronteira física estabelecida. Entre todos os USE esse trabalho identifica aqueles que apresentam uma combinação de maior consumo de energia elétrica e potencial elevado de melhoria do desempenho energético. 23 1.3.2. Delimitação A revisão energética é delimitada em uma empresa multinacional brasileira de fabricação de componentes automotivos. A pesquisa realizada foi dedicada a uma unidade localizada no interior do estado de São Paulo na cidade de Cruzeiro. Esta pesquisa foi limitada à etapa de revisão energética no que tange a energia elétrica e aos métodos necessários para alcançá-la, sendo parte de um sistema de gestão de energia conforme preconiza as NBR’s 50001, 50004 e 50006. 1.4. JUSTIFICATIVAS E QUESTÕES Dada a importância no cenário energético global, e principalmente no Brasil, o uso da energia elétrica tem apresentado um crescimento expressivo e de forma rápida, que traz pautas como a conservação de energia e eficiência energética para objetos de pesquisas acadêmicas e industriais. Em síntese, a conservação de energia está relacionada a duas vertentes do consumo e uso, sendo elas: padrões e hábitos, e aspectos estruturais. Já as ações da eficiência energética visam a substituição e adequação tecnológicas. Ambas as ações são partes táticas de um sistema de gestão de energia que visa buscar a melhoria contínua do desempenho energético de uma organização. Uma indústria automotiva líder no mercado de rodas e componentes estruturais para veículos, precisa engajar com estratégias que garantam a sustentabilidade do seu processo e elevem seu nível de competitividade. Para esse propósito, a revisão energética irá contribuir e desenvolver um referencial energético para a empresa, garantindo um estudo que se compromete com a gestão da energia, reforçando sua imagem pública como organização socialmente responsável e comprometida com a sustentabilidade energética. Ações governamentais têm sido mais intensas no quesito sustentabilidade energética, com o objetivo de conter o esgotamento de recursos naturais, sendo destaque a energia elétrica, umas das principais fontes de energia. Por tanto, a indústria manufatureira vem se aperfeiçoando em sistemas mais eficientes e sustentáveis energeticamente, cujo desenvolvimento de métodos de análises convergem para uma revisão energética, que contribui na preparação da indústria a alcançar este objetivo. 24 Bunse (2011) afirma que para os governos e empresas manufatureiras, a crise energética e a crescente conscientização ecológica dos clientes colocaram o tema eficiência energética como uma das principais agendas a serem discutidas dentro das organizações. Existem várias razões para reduzir a intensidade energética além dos objetivos ambientais e econômicos, Menghi (2019) reforça ainda que o tema tem se tornado importante na gestão de produção. A Figura 4 reforça o compromisso do grupo Iochpe Maxion em se preparar no âmbito energético objetivando certificações como a ISO 50001, normativa cujo a relevância no mercado de autopeças passará a ter destaque. Figura 4 - Certificações das empresas do segmento de autopeças no Brasil Fonte: Sindipeças (2023) Em maior parte dos seus processos, as indústrias automotivas emitem 𝐶𝑂2 de forma indireta por meio do seu consumo de eletricidade e gás natural. Ao melhorar o desempenho energético e os custos de energia associados, as organizações podem ser mais competitivas e identificar oportunidades de redução de emissões. A Figura 5 representa o consumo dos principais insumo energético da unidade industrial em estudo nos anos de 2021 e 2022, destacando-se a energia elétrica, objeto de estudo dessa pesquisa para a aplicação da revisão energética. 25 Figura 5 - Consumo energético por tipo de fonte Fonte: Elaborada pelo Autor (2023) A implementação de estudos energéticos pode levar as organizações a atenderem metas gerais de mitigação das mudanças climáticas ao reduzirem suas emissões de gases de efeito estufa relacionadas ao uso da energia. A fim de garantir os objetivos propostos nesta pesquisa, as seguintes hipóteses serão investigadas: • Quais oportunidades de melhoria do desempenho energético podem ser identificadas em uma indústria de autopeças? • Quais variáveis relevantes afetam o desempenho energético em uma indústria de autopeças? • No que tange ao desempenho energético, a atual estrutura da companhia é detentora dessa avaliação normativa? 1.4.1. Contribuições Acadêmicas Estudos envolvendo a revisão energética abordam diferentes pontos de vistas e diferentes campos da engenharia de produção, tornando a abordagem multidisciplinar e associações significativas entre os diversos campos de pesquisas como gestão, qualidade, tecnologia da informação. A indústria da transformação fez com que a eficiência energética ganhasse destaque na gestão de ativos e, a partir deste fato, surgiram novas tendências que contribuem diretamente para que novos modelos de pesquisas sejam desenvolvidos. Neste sentido, diferentes abordagens têm sido impulsionadas pelo setor energético, com foco em fazer as indústrias 26 reduzirem as perdas no uso e consumo da energia e aperfeiçoar as produções alinhadas com fontes de energias renováveis (MENGHI et al., 2019). A pesquisa de revisão energética pode fornecer uma compreensão mais profunda dos processos e sistemas energéticos em diferentes setores industriais, incluindo a análise de tendências de consumo de energia e de mudanças tecnológicas ao longo do tempo. No que tange à perspectiva metodológica, esta pesquisa apresenta um planejamento abrangente para construir uma base de conhecimento de apoio sólido para o desenvolvimento de novos modelos de revisão energética, sendo no contexto de uma indústria ou não. O Quadro 1 ilustra de forma unificada as possíveis contribuições: Quadro 1 - Linhas de pesquisa para contribuições acadêmicas CONTRIBUIÇÕES Compreensão mais profunda dos processos e sistema energéticos. Identificação de oportunidades de pesquisa e desenvolvimento. Análise de políticas e regulamentações energéticas. Avaliação de impactos ambientais e sociais. Fonte: Elaborado pelo Autor (2023) 1.5. ESTRUTURA DO TRABALHO Neste trabalho é apresentado uma revisão energética desenvolvida por meio de métodos pertencentes a programas de gestão associados a ISO 50001, 50004, 50006 e adaptações resultantes da revisão da literatura. Para isso, está dissertação está organizada em 07 capítulos conforme segue: No Capítulo 1 – INTRODUÇÃO sobre a relevância do tema, apresentando os princípios que sustentam a resolução normativa NBR ISO 50001, observa-se o panorama do processo industrial, mostrando-se o cenário nacional e em especifico a indústria de autopeças. Também é apresentada as justificativas que motivaram o estudo do tema, o objetivo geral e específico e a estrutura de apresentação desta dissertação. No Capítulo 2 – REVISÃO NORMATIVA é realizada onde se faz uma análise dos princípios e aplicações das normas da família ABNT ISO NBR 50000. A revisão é feita por meio de uma ampla revisão da literatura com base em trabalhos relevantes que de forma holística contribuem para o tema em desenvolvimento. A revisão geral permitiu que diferentes métodos de aplicação da revisão energética fossem observados e entendido para que o ambiente 27 de aplicação não se limite ao setor industrial, podendo ser aplicada a diferentes segmentos de organizações. No Capítulo 3 – PESQUISA AÇÃO EM UMA INDÚSTRIA DE AUTOPEÇAS é apresentada a pesquisa-ação, método de pesquisa utilizado nessa dissertação que segundo Bryman (2003) o pesquisador e o cliente colaboram no desenvolvimento de um diagnóstico e para a solução de um problema. Ainda nesse capítulo serão apresentados os dados introdutórios da indústria estudada e de que forma eles se encaixaram no planejamento da pesquisa. No Capítulo 4 – MÉTODO DESENVOLVIDO aplicado o qual conduziu a pesquisa e disponibiliza informações suficientes para uma análise sólida do modelo de revisão energética em uma indústria de autopeças. Nesse capítulo são apresentadas as etapas fundamentais para a execução da revisão energética em uma industriai do segmento de autopeças. O método desenvolvido se baseia nas diretrizes da norma ABNT ISO NBR 50001 e o no estado da arte de pesquisas relacionadas ao tema. No Capítulo 5 – RESULTADOS são apresentados em conformidade com o modelo proposto de revisão energética acerca de seus métodos. Centena de milhares de dados foram processados oriundo do consumo de energia elétrica. São dados que após um extenso tratamento fornecem valiosas informações do uso e consumo de energia elétrica e seus principais consumidores. Aqui serão apresentadas as características das instalações da unidade industrial, os dados de consumo de energia elétrica em horários de ponta e fora de ponta, o perfil de comportamento da demanda elétrica e a intensidade energética. Assim, os IDE são apresentados em conjunto com as variáveis que têm forte influência sobre o consumo e as de menores significância para um melhor direcionamento de trabalhos futuros. Adicionalmente, é exposto modelos para a previsão do consumo de energia, embasados em abordagens temporais e métodos de regressão. No Capítulo 6 – OPORTUNIDADES de aprimoramento do desempenho energético são destacadas, evidenciando os dois sistemas em análise, a saber, o sistema de ar comprimido e o processo de pintura E-coat. O texto expõe de que maneira esses USE influenciam o desempenho global da unidade. Em seguida, são apresentadas ações concretas para a melhoria do desempenho energético no sistema de ar comprimido. No Capítulo 7 – CONCLUSÕES são apresentadas e sugestões para trabalhos futuros acerca do tema. Na etapa conclusiva, serão apresentados apontamentos específicos para a empresa em estudo, delineando oportunidades tangíveis no sistema de coleta de dados e melhoria no desempenho energético. Estes resultados elevarão a importância do tema, que posteriormente devem ser compartilhados com a alta diretoria, com o intuito de promover uma 28 abordagem proativa no desenvolvimento e implementação de práticas mais eficientes no âmbito energético. Além disso, a maturidade da gestão de energia na empresa será avaliada com base nos resultados alcançados durante o processo de revisão energética. Em REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA são listadas as referências utilizadas para embasamento e condução desta pesquisa. 29 2. REVISÃO NORMATIVA 2.1. FAMÍLIA DE NORMAS ISO 50.0000 Umas das estratégias mais promissoras para reduzir a demanda de consumo de energia e os custos associados à sua utilização é a aplicação de um SGE de acordo com a ISO 50001. Ela permite que organizações apliquem procedimentos com auxílio de ferramentas de forma estruturada desde a aquisição de energia até a sua utilização (EL MAJATY et al., 2023). A ABNT NBR ISO 50001 é baseada no modelo de sistema de gestão de melhoria contínua, também usado para outras normas bem conhecidas, como ISO 90001 ou ISO 14000 (KANNEGANTI et al., 2017). Conforme delineado por Pinto (2014), a gestão energética vem em auxílio aos procedimentos administrativos existentes em uma indústria possibilitando a organização exercer controle sobre o uso e consumo de energia de maneira sistematizada, visando aprimorar o desempenho energético dos processos. A implementação de uma gestão energética apropriada capacita a organização a determinar a alocação eficiente da energia e, com base nisso, formular estratégias direcionadas à redução do consumo e dos custos associados. No entendimento de Frozza et al. (2012), os SGE almejam uma compreensão integral do fluxo energético dentro de uma instituição. O propósito central desse enfoque é identificar possíveis influências e áreas suscetíveis a melhorias, destacando a importância de exercer controle sobre o sistema mediante a implementação de ações corretivas. É relevante observar que, em muitos cenários, a eficácia de um SGE supera a de um programa de eficiência energética isolado, conforme indicado pelas assertivas de Frozza et al. (2012). A abordagem abrangente e duradoura de um SGE é ressaltada como um diferencial significativo. Essa perspectiva implica não apenas na solução de iniciativas pontuais, mas na integração da gestão da energia em diversos processos organizacionais. Frozza et. al. (2012) e Pinto (2014) destacam que, além da eficácia, o investimento inicial associado à implementação de um SGE é considerado relativamente modesto em comparação aos benefícios resultantes da otimização da eficiência energética nos processos organizacionais. Esse argumento ressalta a relação custo-benefício favorável, encorajando a consideração dos Sistemas de Gestão de Energia como uma estratégia viável para aprimorar a eficiência energética em organizações. Em suma e de acordo com Frozza et al. (2012), a adoção de um SGE não apenas proporciona uma visão abrangente do fluxo de energia, mas também se destaca como uma 30 abordagem eficaz e duradoura, apresentando vantagens econômicas substanciais quando comparada a programas isolados de eficiência energética. Essa perspectiva ressalta a relevância dos Sistemas de Gestão de Energia como uma ferramenta estratégica para a otimização do consumo energético e a promoção da sustentabilidade nas organizações. O gerenciamento de energia foi identificado como uma solução que visa superar as dificuldades e melhorar a eficiência energética, trazendo benefícios econômicos a ambientais com a redução do consumo de energia dentro da organização sem afetar a produtividade (NUNES et al., 2020). Em uma indústria o SGE pode contribuir intensivamente em: • Conhecer o perfil de consumo de energia; • Mapear os sistemas energointensivos; • Identificar oportunidades de eficiência energética; • Monitorar os ganhos de eficiência ao longo do tempo. O SGE é capaz de ampliar a performance energética e trazer benefícios além do tema de energia, por meio da capacitação e integração entre os processos e/ou equipamentos definidos em uma fronteira, quanto na implantação de processos de melhoria contínua. Barreiras iniciais como desinformação, falta de recursos humanos e de capital, priorização de outros investimentos, precisam ser superadas para que a aplicação das diretrizes fornecidas pela NBR ISO 50001 resulte em ganhos da melhoria do desempenho energético. Diante da importância da ISO 50001, foi consenso na comunidade internacional que textos normativos adicionais focados em complementar o entendimento da 50001 deveriam ser desenvolvidos. Este conjunto de texto normativo são representados por cinco normas técnicas complementares, sendo todos eles já publicadas no Brasil conforme segue Quadro 2. É importante a conscientização de toda a estrutura estratégica de uma organização com a autonomia de tomada de decisão, visto que ao longo do desenvolvimento de um sistema de gerenciamento de energia, pontos importantes podem ser observados e com esse padrão, as organizações não apenas conseguem reduzir seus custos de consumo e produção, mas também demostram seu compromisso com o desenvolvimento sustentável. Segundo a ISO 50001, o processo de revisão energética faz parte dos objetivos táticos do gerenciamento de energia, que podem fornecer um diagnóstico organizado do estado atual de sua utilização. A norma orienta uma organização a desenvolver e programar uma política para 31 identificar áreas com o uso significativo de energia, sendo parte integrante do processo de cumprimento desta (KANNEGANTI et al., 2017). Quadro 2 - Textos em complemento a ISO 50001 TEXTO NORMATIVO NORMA APLICAÇÃO ABNT NBR ISO 50002 Diagnósticos energéticos – Requisitos com orientação para uso; ABNT NBR ISO 50003 Sistemas de gestão de energia – Requisitos para organismos de auditoria e certificação de sistemas de gestão de energia ABNT NBR ISO 50004 Sistemas de gestão de energia – Guia para implementação, manutenção e melhoria de um sistema de gestão de energia; ABNT NBR ISO 50006 Sistema de gestão de energia – Medição do desempenho energético utilizando linhas de base energética (LBE) e indicadores de desempenho energético (IDE) – Princípios gerais e orientações ABNT NBR ISO 50015 Sistemas de gestão de energia – Medição e verificação do desempenho energético das organizações – Princípios gerais e orientações; Fonte - Adaptado de https://www.gov.br/mme/ptr/assuntos/secretarias/spe/iso-50001 A Figura 6 disponibiliza um resumo das aplicações normativas da família ISO 50000. Figura 6 - Família ISO 50000 Fonte – Adaptada de https://www.gov.br/mme/ptr/assuntos/secretarias/spe/iso-50001. A Figura 07 nos permite identificar a revisão energética como a parte central de um planejamento tático de um SGE. Ela constitui a parte analítica e técnica do SGE com entradas 32 e saídas, por tanto, se trata de uma parte crítica do SGE. Os detalhes da Figura 7 serão mais bem detalhados no capítulo 4. Figura 7 - Representação esquemática da revisão energética Fonte - ABNT NBR 50001 Ao realizar uma revisão energética pela primeira a vez, é importante, nos termos da ISO 50001, que a fase inicial seja a disponibilidade de dados, podendo ser melhorada à medida que a organização ganha mais experiência com o domínio dos dados, sendo energéticos e não energéticos relevantes. De acordo com a ISO 50001, o consumo de energia deve ser medido com alta precisão, que segundo Fernandes Filho (2018), as medições precisam ser processadas é passar por uma autêntica mineração. Para realizar as medições podem ser usados multimedidores de energia setoriais em caráter temporário ou permanente. Diante deste contexto, o sistema de coleta de dados deverá estar relacionado aos usuários significativos de energia, avaliando o seu desempenho em conjunto com os Indicadores de Desempenho Energético (KANNEGANTI et al., 2017) A partir desta perspectiva, indicadores de desempenho de energia, baseados em avaliações técnicas destacam os principais componentes para uma revisão energética: medição, Key Performance Indicators (KPI), monitoramento e avaliação e controle (MAY et al., 2017). Além disso, Menghi et al., (2019), valida que KPI’s abrangentes tornariam os métodos e ferramentas de avaliação de energia mais fáceis de usar e implementar. A fim de garantir a melhoria do desempenho energético no setor industrial, a revisão energética está relacionada ao consumo e uso da energia elétrica e a redução de custos, fator chave para aprovação e viabilização de projetos (GONÇALVES; SANTOS, 2019). 33 Neste contexto, estudos científicos têm sido desenvolvidos para promover a gestão da energia nas indústrias. Abraham (2021) afirma que a gestão energética tem papel fundamental em programas de economia de energia, redução de gases de efeito estufa e benefícios na produtividade por meios da prática de gestão e mudanças tecnológicas. Os padrões de gerenciamento de energia são diretrizes amplamente aplicáveis, quistos por tarefas como a revisão energética, que transformam a perspectiva dos indicadores de desempenho energético em inúmeras organizações ao redor do mundo, dando-lhes uma ferramenta estratégica para usar sua energia de forma mais eficiente e eficaz (JIN et al., 2021). Desenvolver métodos simples e abrangentes que visam melhorar a avaliação da energia elétrica no quesito de conservação e uso devem ser explorados para aplicação em diferentes contextos (MENGHI et al., 2019). Segundo Paramonova (2017), ao combinar teorias transversais, que é a capacidade de aprender requisitos teoricamente sistematizados com a questões práticas da realidade, permitem novos modelos analíticos que podem ser desenvolvidos para buscar a melhoria contínua em eficiência energética. 2.2. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA INDÚSTRIA De acordo com o relatório final do balanço energético nacional do ano de 2023, divulgado pela EPE, o consumo de energia elétrica referente ao ano de 2022 foi 2,3% maior que o ano anterior, representando um consumo de 586,1 TWh, com destaque para o setor industrial, que participou com 37,3% do montante do cenário nacional. O setor industrial emprega mais energia do que qualquer outro setor de uso final. A energia é consumida no setor industrial por um grupo de segmentos, identificados como químicas, ferro e aço, minerais não metálicos, celulose e papel e metais não ferrosos. Segundo Menghi (2019) a eficiência energética representa uma medida importante para mitigar os impactos ambientais dos processos de fabricação e pode ser considerado como o primeiro passo para uma produção sustentável. Martinez (2019) também afirma que existem ganhos para a indústria em se comprometer com um programa de eficiência energética, vide que o gerenciamento do consumo de energia é uma forma de reduzir seus custos de produção e aumentar sua eficiência. Existe uma forte relação entre à produção e uso da energia no cenário mundial com o constante aumento da emissão 𝐶𝑂2, isto devido ao grande uso de energia estar relacionado também as operações industriais. O desperdício contribui diretamente para este cenário, sendo 34 que da totalidade do uso energia no setor industrial, uma ordem de 20% a 40% correspondem ao uso desnecessário de energia elétrica (FYSIKOPOULOS et al., 2012). O processo manufatureiro da indústria consome recursos renováveis e não renováveis, produzindo um impacto significativo ao meio ambiente. Com base neste fato, o interesse das instituições governamentais e das indústrias tem mostrado crescente na procura de novas tecnologias e estratégias que permitam reduzir os custos energéticos e de produção (DIAZ C.; OCAMPO-MARTINEZ, 2019). Ainda segundo Diaz e Ocampo-Martinez (2019) na dimensão ambiental, estudos se concentram no desenvolvimento de tecnologias com o foco em materiais renováveis ou menos contaminantes. Por outro lado, em aspectos tecnológicos e econômicos o foco é na redução do consumo de energia. Ambas as perspectivas têm como previsão ganhos na eficiência energética nos componentes do sistema manufatureiro. A melhoria da eficiência energética em sistemas industriais é um dos pressupostos da gestão energética, visto que pode haver confusão entre o termo eficiência energética e conservação de energia. A conservação de energia possui uma definição simples que é evitar o desperdício de energia, como por exemplo, reduzir um nível de aquecimento de um tanque de lavagem industrial ou apagar luzes em períodos sem operação. A eficiência energética, por sua vez, é a razão entre os serviços que dependem de energia e a entrada de energia (SVENSSON; PARAMONOVA, 2017). A equação (01) representa a eficiência energética: 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑎 = ( 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 Ú𝑡𝑖𝑙 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 ) × 100% (1) A eficiência energética concentra-se em práticas que contribuem para um processo produtivo, serviços ou resultados com menor consumo de energia possível. Trata-se de utilizar tecnologias, processos e sistemas mais avançados e otimizados para reduzir as perdas e desperdícios de energia durante a conversão, distribuição e uso final. Objetivo principal da aplicação dos conceitos da eficiência energética é elevar a saída desejada enquanto diminui a entrada de energia necessária para alcançar esses resultados. “O potencial de eficiência energética de um único motor elétrico pode ser relativamente pequeno, mas o potencial de eficiência energética de todo o sistema do motor (ou unidade operacional que a inclui) pode ser 35 muito melhorada por meio de práticas de gerenciamento do sistema.” (GONÇALVES; SANTOS, 2019) Parte do pacote de medidas de eficiência, industrias vem aplicando o método de modelagem de previsão de energia, sendo orientadas por meio de medidores que realizam o monitoramento da carga elétrica e levando a uma melhor compreensão do consumo de energia, o que permite implementar ações de melhoria e detecção precoce de anomalias no sistema (BERMEO-AYERBE et al., 2022). No ambiente fabril existem barreiras atreladas a questão cultural e estrutural que podem ser melhor desenvolvidas com o apoio da diretoria, pois com apenas ações discretas não é o suficiente para uma melhoria energética. Além disso, as prioridades concorrentes, falta de estrutura e disciplina com a realização de atividades de eficiência energética dificultam a adoção de uma perspectiva de longo prazo, dificultando a capacidade de implementar a potência ganho da eficiência energética (SVENSSON; PARAMONOVA, 2017). Um dos desafios da utilização de medidas de eficiência energética baseadas em estimativas teóricas de projetos de engenharia é que podem ser facilmente rejeitadas como sendo economicamente inviáveis. 2.2.1. Intensidade Energética A intensidade energética é uma métrica associado a forma com que a energia está sendo empregada e gerenciada em sistema e processos. Os índices de intensidade fornecem métricas para medir a eficiência energética e o desempenho energético em comparação com uma linha de base. Boyd (2017) afirma que para medir a intensidade é preciso de uma medida de energia e de uma grandeza para o denominador, podendo estar relacionado a uma medida de produção, como por exemplo: quantidade consumida, quantidade horas trabalhadas, quantidade peças produzidas etc. Um dos objetivos de se obter os índices de intensidade energética é para que seja possível realizar comparações entre linhas de bases e até mesmo entre unidades industriais. A equação (2) representa a intensidade energética: 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔é𝑡𝑖𝑐𝑎 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 (2) 36 Em síntese, a intensidade se relaciona com a quantidade de energia usada em uma atividade em específico, enquanto a eficiência se concentra em como essa energia é utilizada, tornando os processos, sistemas e dispositivos mais eficientes seja através de tecnologias mais avançadas e melhoras práticas no processo produtivo. 2.3. CONSERVAÇÃO DE ENERGIA A conservação de energia é um processo complementar da eficiência energética, cujo seu objetivo é a redução do consumo de energia eliminando os desperdícios e preservar os recursos energéticos. A conservação de energia é classificada pela ISO 50001 como um processo contínuo que envolve a identificação de oportunidades para melhorar a eficiência energética e reduzir o consumo de energia em uma organização, bem como a implementação de ações para aproveitar essas oportunidades. Segundo a ISO 50001, a conservação de energia é sequenciada em quatro etapas conforme segue Quadro 3. Quadro 3 - Conservação de energia ETAPAS I. Identificação de oportunidades de conservação de energia; II. Estabelecimento de objetivos e metas de conservação de energia; III. Implementação de ações de conservação de energia; IV. Monitoramento e análise de resultados; Fonte – Adaptado da ISO 50001 (2018) No contexto industrial brasileiro, o uso consciente da energia elétrica resulta do conjunto de estratégias responsáveis pela redução de perdas e racionalização técnico-econômica dos fatores de produção, evidenciando a importância do suprimento eletricidade no ciclo do processo produtivo. Em uma indústria, o modo imediato para agir em relação a conservação de energia é tratar o desperdício atentando se para os bons hábitos de construção e manutenção das instalações. Novas instalações, como por exemplo, a construção de uma área industrial, podem ser projetadas com o aproveitamento da incidência da luz natural e a troca de colar do prédio com o ambiente externo, evitando a permanência do sistema de iluminação ligado por mais tempo e uso excessivo de ventiladores industriais. 37 Um segundo modo de se evitar o desperdício segundo Filippo Filho (2018), está relacionado a estrutura do uso e consumo da energia elétrica e por meio de substituição de tecnologias, com objetivo de ter o mesmo uso de energia com um consumo menor. As implicações da política ambiental do menor uso de energia levaram ao desenvolvimento de programas governamentais voluntários para eficiência energética, em virtude da ausência ou em complemento de outros tipos de política climática. Esses programas surgiram no início da década de 1990 e se expandiram nos EUA (Estados Unidos da América) com a introdução do EPA (Environmental Protection Agency) criando o Energy Star for Industry (BOYD, 2014). Programas que visam incentivar o uso eficiente de energia foram criados pelo governo brasileiro, destacando-se o Programa de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL), criado em 1985 pelo Ministério de Minas e Energia (MME), vinculado a Eletrobras. Com o objetivo de promover a racionalização do consumo de energia elétrica, combatendo o desperdício e reduzindo os custos e os investimentos setoriais, contribuindo de forma direta para a eficiência energética (BUCCIERI, 2014). Em síntese, a conservação de energia e a eficiência energética são dois conceitos relacionados, mas distintos, ambos conceitos são importantes para a utilização de recursos energéticos e na mitigação dos impactos ambientes no processo de produção e consumo de energia. 38 3. MÉTODO DA PESQUISA Esta pesquisa tem o propósito de analisar os dados referentes ao uso e consumo da energia elétrica em uma unidade industrial de autopeças, que permitam realizar uma revisão energética. Pretende responder às questões de como a identificação no uso significativo da energia (USE) podem contribuir para uma revisão energética e quais elementos conceituais e atividades podem contribuir para a melhoria de um método de revisão. O diagrama do método de investigação vem auxílio para que todos as etapas possam se completar e gerar conhecimento para sequência da pesquisa. A Figura 8 permite observar a evolução entre etapas. Figura 8 - Diagrama do método de investigação Fonte: Elaborada pelo autor (2023) Quanto à abordagem deste trabalho, trata-se de uma pesquisa exploratória e quantitativa. Exploratória no sentido de buscar as informações relacionadas ao perfil energético em uma indústria de autopeças, pois não existe maturidade o suficiente sobre o tema, ajudando a definir e delimitar a abordagem. Quantitativa pelo fato de amostras estarem submetidas a procedimento metodológicos adequados, além da mensuração de dados pelo tempo e pela quantidade a serem observados ( RANGEL et al., 2018). Bryman (1989) afirma que a pesquisa-ação colabora no desenvolvimento de um diagnóstico e na solução de um problema, por meio de descobertas resultantes que irão contribuir na estratégia de pesquisa. 39 Um ponto de vista interessante para os estudos que exploram a realidade da indústria é que os problemas já são conhecidos pelo pesquisador e necessitam de solução (MELLO et al., 2012). Na pesquisa-ação, a investigação parte de um problema específico identificado em um ambiente real, o que demanda uma descrição tanto do problema quanto do contexto em que ele ocorre. A pesquisa-ação é um método de pesquisa que tem o duplo objetivo de pesquisa e ação: • Pesquisa para ampliar o conhecimento específico e científico; • Ação para promover uma melhoria na organização ou comunidade onde a pesquisa está sendo realizada (Dick, 1993; Kock et al., 1997). Apuradas as definições citadas acima, este projeto tem como orientação e condução o método de pesquisa-ação, na qual foram considerados as seguintes questões: o objetivo da pesquisa, o envolvimento do pesquisador no ambiente onde a pesquisa se realiza e a identificação de um problema e oportunidades de melhorais nesse ambiente específico. 3.1. APURAÇÃO E ESTRUTURAÇÃO DA PESQUISA-AÇÃO As atividades e etapas propostas serão realizadas em conjunto com as áreas focais dentro da organização, sendo apresentadas as preposições como causas e efeitos, fazendo com que o conhecimento se transforme em informação, sendo o foco a revisão energética com um diagnóstico contemplando métodos de avaliação do uso e consumo da energia elétrica. A organização a ser estudada é líder mundial em fabricação de rodas para veículos comerciais e fora de estrada, com parte significativa do mercado de autopeças em fabricação de componentes estruturais para caminhões e ônibus. Para garantir tal conceituação a organização é provida de uma potência instalada de equipamentos elétricos de 52 MVA, os quais resultam em um consumo médio mensal de 6.992.000 kWh/mês. Esta conceituada organização está buscando por meios de etapas a formulação de uma revisão energética, a fim de fomentar o plano diretor da empresa alinhado com um processo produtivo mais sustentável e comprometido com a redução do carbono. Problemas práticos com contextos específicos são características do método pesquisa- ação, portanto, o método irá sustentar a revisão energética em sintonia com as premissas normativas. O clico de pesquisa é apresentado conforme segue a Figura 9, no qual o projeto tende-se a apresentar a situação atual da empresa em relação ao desempenho energético, mas não 40 realizando intervenções, no entanto, serão relatadas como hipótese as ações que poderão ser aplicadas objetivando uma possível comparação de dados do estado da energia atual com os dados que poderão sofrer mudanças caso as hipóteses sejam aplicadas. Figura 9 - Fluxo do método de pesquisa Fonte: Adaptada de Westbrook (1995), Coughlan e Coghlan (2002) e Thiollent (2007). As ações que compreendem o método de pesquisa-ação voltadas à aplicação de uma revisão energética são ilustradas no Quadro 4, no qual tem-se uma abordagem participativa no sentido de coleta de dados junto as áreas produtivas e colaborativa com foco em desenvolver um novo padrão de entendimento da energia elétrica utilizada na indústria automotiva. Quadro 4 - Método de pesquisa MÉTODO DE PESQUISA FASE DESENVOLVIMENTO Planejamento da pesquisa ação Exploratória – Coleta de dados do consumo com base na implantação de medidores para uma base de dados, estabelecendo a fronteira do que será estudado. Coletar dados Medidores de energia com parâmetros pré-estabelecidos por um período específico durante os anos de 2019, 2021 e 2022. Analisar dados e planejar ações Filtragem dos dados, preparação e processamento (obtenção de séries plurianuais, mensais e diárias do consumo e demanda – IDE), análise de dados (sazonalização, modulação, consumo inativo, estouro de demandas). Implementar ações Relatar como hipótese as ações que poderão ser aplicadas e que contribuam com o desempenho energético. Avaliar resultado e gerar relatório Identificação dos USE, propostas de IDE, planos de ação e metas. Gerar conclusão da maturidade da empresa quanto a Revisão Energética. Fonte: Elaborado pelo autor (2023) Planejar a pesquisa ação Coletar Dados Analisar Dados e Planejar Ações Implementar Ações Avaliar Resultados e gerar Relatório 41 3.2. PROCEDIMENTOS DO MÉTODO DE PESQUISA A investigação dos principais trabalhos relevantes sobre revisão energética foi realizada utilizando palavras chaves como eficiência energética industrial, revisão energética ISO 50001 e métodos para revisão energética na indústria automotiva. As pesquisas que compõem a revisão bibliográfica vêm sendo realizadas por meio de bancos de dados online de literatura científica que coletam dados acadêmicos e estudos publicados em periódicos como Web of Science e SCOPUS. Alguns critérios de inclusão e exclusão foram adotados a fim de direcionar os artigos mais relevantes da literatura cientifica. Especificamente, a pesquisa foi limitada a artigos com as seguintes características: artigos de revisão, publicações entre o ano de 2015 a 2022 e associações ao termo engenharia de manufatura, engenharia industrial, conservação de energia, eficiência energética e gerenciamento energético. Artigos com relevância no tema anteriores a 2015 foram estudados de forma a contribuir na formação de ideias, no entanto, não contabilizam na revisão bibliométrica. Todos os outros tipos de publicação foram excluídos devido à não relação com a área industrial. Também foram excluídos artigos não escritos em inglês. Os artigos foram escolhidos com base em sua relevância em relação ao tema do projeto. Foram excluídos artigos que focam apenas em equipamentos, bem como artigos que focam em questões financeiras e políticas em vez de questões associados à revisão energética. A revisão de literatura realizada em artigos, publicações e dissertações permitiu direcionar o estudo a realizar uma avaliação do método praticado e a indicar conceitos para aprimoramento. O método do processo de pesquisa sistemática, juntamente com as principais etapas, está ilustrado na Figura 10. Como resultado, 57 artigos foram selecionados e foram objetos de estudo de uma análise mais detalhada. A Figura 11 permite observar a distribuição temporal dos artigos selecionados. A maioria dos artigos estão concentrados nos anos de 2019, 2020 e 2021, destacando o crescente interesse por novos métodos e ferramentas para melhorarem a eficiência energética, sendo elas por questões relacionadas a redução de carbono, sustentabilidade e redução de custos. 42 Figura 10 - Fluxo da pesquisa da leitura científica Fonte: Elaborada pelo autor (2022) Figura 11 - Distribuição dos 47 artigos selecionados ao longo do período Fonte: Elaborada pelo autor (2022) 26 Artigo selecionados Ano de Publicação 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 LITERATURA CIENTÉIFICA WEB OF SCIENCE 239 ARTIGOS SCOPUS 213ARTIGOS DUPLICAÇÕES EXCLUÍDAS 426 ARTIGOS 47 ARTIGOS REVISÃO DO TÍTULO E REVISÃO DO RESUMO 47 ARTIGOS ANÁLISE PROFUNDA 57 ARTIGOS EM ANÁLISES REFERÊNCIAS CRUZADAS 1 3 7 2 12 9 9 4 0 2 4 6 8 10 12 14 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Ano de Publicação 43 4. DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DE REVISÃO ENERGÉTICA Para o tratamento das informações que foram utilizadas na realização da revisão energética foram respeitadas as orientações e requisitos das normas contidos no Quadro 5. Quadro 5 - Referências normativas ABNT NBR ISO 50001 REQUISITO ASSUNTO I Revisão Energética II Indicadores de Desempenho Energético (IDE) III Linha de Base Energética (LBE) IV Planejamento para Coleta de Dados Energéticos ABNR NBR ISO 50006 REQUISITO ASSUNTO I Resumo Geral II Obtenção de informações relevantes ao desempenho energético a partir da revisão energética III Identificação dos Indicadores de Desempenho Energético IV Estabelecimento da Linha de Base Energética Fonte: Adaptado ABNT NBR ISO 50001 (2018) e 50006 (2016) 4.1. TERMO E DEFINIÇÕES Dos termos e definições importantes que constam no texto da norma, é possível destacar: • Melhoria Contínua - processo recorrente que resulta em melhoria de desempenho energético e do sistema de gestão de energia; • SGE -Sistema de Gestão de energia - conjunto de elementos inter-relacionados ou interativos para estabelecer uma política energética e objetivos, e processos e procedimentos para atingir tais objetivos; • Desempenho energético - Resultado(s) mensurável(is) relacionado(s) à eficiência energética, ao uso de energia (ventilação, iluminação, aquecimento, resfriamento, transporte, processos, dentre outros) e ao consumo de energia; • IDE - Índice de Desempenho Energético - Trata-se do valor ou medida quantitativa utilizado pela ISO 50001 para quantificar o desempenho energético definido pela organização. Os resultados do desempenho energéticos podem ser expressos por uma métrica simples ou por uma razão entre valores medidos (FILIPPO FILHO, 2018). Para se avaliar a situação real do desempenho energético é necessário compará-lo com a LBE correspondente, avaliando se a meta energética prevista está ou não sendo atendida. Os IDE serão tratados em bases temporais com o objetivo de identificar padrões não aleatórios na série temporal de uma série de interesse, 44 e a observação deste comportamento podendo permitir fazer previsões futuras, orientando a tomada de decisões; • LBE - Linha de Base Energética - referência quantitativa que fornece um valor para comparação com os índices de desempenho energético. Essa comparação permite acompanhar a evolução do desempenho energético. Para isso, deve-se estabelecer um histórico do IDE e, com base nele, elaborar uma previsão de comportamento esperado do IDE. Assim, as LBEs podem ser apresentadas por meio de séries temporais ou relações causais; • Revisão energética - determinação do desempenho energético da organização com base em dados e em outras informações, conduzindo à identificação dos USEs e das oportunidades de melhoria do desempenho energético; • SGE - Sistema de Gestão da Energia – diretrizes com foco na melhoria contínua em fluxo de energia; • USE - Uso Significativo de Energia - uso de energia responsável por substancial consumo de energia e/ou que ofereça considerável potencial para melhoria do desempenho energético. Outros termos comumente utilizados em estudo energéticos são explicados na sequência. Assim, pretende-se uma transferência de conhecimento mais assertiva. O consumo de energia elétrica é a medida total da eletricidade utilizada por uma instalação ao longo de um período específico, geralmente expresso em quilowatt-hora (kWh). Este indicador essencial é central para avaliar a eficiência no uso de energia em diferentes setores. A demanda elétrica, por outro lado, representa a taxa máxima na qual a energia está sendo consumida em um momento específico. Medida em kilowatt (kW), a demanda é crucial para dimensionar a capacidade de sistemas elétricos. O fator de carga entra em cena como a relação entre o consumo real de energia e a demanda máxima possível. Um fator de carga elevado indica uma utilização eficiente da capacidade instalada, sendo um parâmetro de relevância na gestão energética. Explorando além, a modulação refere-se à variação controlada da potência, permitindo redução e economia de energia em sistemas elétricos. Essa prática é comumente aplicada sistema de climatização e processos industriais. No que tange às penalidades, estas estão associadas ao não cumprimento de normas ou condições estabelecidas, podendo envolver multas ou encargos adicionais, proporcionando um incentivo ao cumprimento de regulamentos. 45 Por fim, a diferenciação entre os períodos de ponta e fora de ponta destaca a variação da demanda ao longo do dia. Tarifas diferenciadas visam incentivar o consumo fora do horário de pico, alinhando-se com estratégias de gestão de carga e distribuição equitativa na rede elétrica. 4.2. REVISÃO ENERGÉTICA NA INDUSTRIA DE AUTOPEÇAS Como preconiza a ISO 50006, a revisão energética permite analisar o uso, eficiência e consumo de energia elétrica com base em medições, sendo avaliado o uso e consumo da energia passado e atual. Estas providências têm por objetivo identificar as áreas de USE e avaliar as oportunidades de melhoria. O processo de revisão energética nas organizações permite sistemas e processos buscarem a melhoria contínua no desempenho energético, as normas ISO 50001, 50004 e 50006, apresentam requisitos para um processo sistêmico e uso de ferramentas como linhas de base de energia, linhas de metas e indicadores de desempenho energético. Por meio da Figura 12 são listadas as atividades de revisão energética a serem desenvolvidas com base nas diretrizes da ISO 50006 que servirá de orientação inicial e planejamento do projeto. A revisão energética constitui a determinação do desempenho energético da organização com em dados ou outras informações que conduzam a identificação de oportunidades de melhoria (GEDRA et al., 2015) Seguindo o princípio da norma ISO 50001, sobre como realizar uma revisão energética, a sequência abaixo complementará o modelo da Figura 12, devendo ser explorada com intuito de geração de dados para análises de causas e efeitos. • Determinação de parâmetros do consumo, demanda de ponta e fora de ponta, Fator de Carga (FC), modulação, penalidades; • Segmentação do consumo por períodos ativos e inativos da produção e obtenção da curva de carga característica; • Estudo do uso passado e atual da energia; • Determinação de critérios na priorização na escolha das áreas a serem observadas. Como parte do planejamento estratégico e complemento as tarefas da Figura 12, foram desenvolvidas três etapas que auxiliaram no desenvolvimento da revisão energética, vide Figura 13. 46 Figura 12 - Requisitos da revisão energética REVISÃO ENERGÉTICA TAREFAS REQUISITOS a) Analisar o uso, eficiência e consumo de energia com base em medições e outros dados. a1) avaliar o uso e consumo de energia passados e presente b) Com base na análise do uso, eficiência e consumo de energia, identificar as áreas do USE. b1) identificar as instalações, equipamentos, sistema, processos e pessoal que trabalham para a organização, ou em nome dela, que afetam significativamente o uso e consumo de energia. b2) identificar outras variáveis relevantes que afetam os USE. b3) determinar o desempenho energético atual de instalações, equipamentos, sistemas e processos relacionados aos USE identificados. b4) estimar o uso e consumo de energia futuro. Fonte: Adaptada de ISO 50006 (2016) Figura 13 - Atividades da revisão energética Fonte: Adaptada de ISO 50006 (2016) O método é estruturado em 03 três etapas iniciais. Para cada etapa há um conjunto de fases sequenciadas e para cada fase há uma sequência de atividades, cujo objetivo é explorar ao máximo os dados a serem coletados. A etapa 01 retrata o perfil energético da empresa com base no consumo de energia passado e atual, tendo como principal fronteira toda a unidade industrial, para isso é preciso 47 que se tenha um histórico de medições. Os anos que foram avaliados são apresentados na Figura 13 e são tratados em base mensal. Ainda na etapa 01, foi feita uma análise nos termos de conexão e uso do sistema de distribuição de energia, segundo a resolução da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) n° 1000/2021. Em seguida, na etapa 02, foram definidas fronteiras internas como processos, equipamentos, sistemas e até mesmo edificações, com o objetivo principal de identificar USE. Nessa fase também foram gerados dados que advêm de um histórico de medições, que somados aos dados coletados na etapa 01 foram processados de forma analítica e estatística com objetivo de estabelecer IDE. Na etapa 3, fazendo uma analogia a estrutura de trabalho da revisão energética, se tem as saídas, onde foi analisado o desempenho energético da unidade industrial como um todo e dos USE. As análises tiveram como sustentação os IDE e suas respectivas LBE. Foram dessas análises que hipóteses de trabalhos futuros para a melhoria do desempenho energético saíram, bem como a identificação de variáveis relevantes que afetam o uso e consumo da energia elétrica. A definição de Uso Significativo de Energia é uma parte essencial da etapa de revisão energética. Utilização de energia que representa uma parte significativa do consumo de energia e/ou oferece um potencial considerável para melhoria do desempenho energético (EL MAJATY et al., 2023). Trata-se de um uso final responsável por substancial consumo de energia e/ou que apresente considerável potencial para melhoria de desempenho energético. Para a identificação dos USE foram estabelecidas fronteiras funcionais, para fins de avaliação do USO e CONSUMO de energia. O fluxo de energia pelas fronteiras irá exigir medição direta (contínua ou temporária), através de medidores de energia elétrica. As fronteiras fixas podem ser das seguintes naturezas: sistemas / utilidades (produção de ar comprimido, água gelada, vapor, ar-condicionado, vapor etc.), equipamentos (motor elétrico, compressor, caldeira etc.) ou processos. Também podendo ter a planta industrial inteira como uma única fronteira. Fernandes Filho (2018), afirma que o consumo de energia é influenciado por diversas variáveis, sendo necessário identificá-las e realizar um tratamento estatístico. Integrando as etapas prescritas, os resultados expostos na próxima seção foram alinhados com o referencial energético, sendo impulsionados conforme a sequência estabelecida: • Trienal com discretização mensal; • Mensal com discretização diária; • Diária com discretização horária. 48 A análise anual com discretizações mensais têm como objetivo observar a presença do componente sazonal nos dados observados. Já as análises as mensais em base diária possuem a característica de identificar o padrão do uso da energia elétrica, sendo relevantes para algumas finalidades, tais como: gestão de custos, planejamento de recursos, eficiência energética e previsão de demanda. Por último, uma análise com a discretização horária permite observar a modulação das cargas elétricas pertencentes a uma instalação, isso permite um nível de granularidade ainda mais detalhado, contribuindo para uma melhor gestão de picos de demanda, gestão da energia em tempo real, previsão de demanda a curto prazo e o monitoramento de eventos anômalos. O estudo das discretizações são dados importantes que auxiliam no planejamento energético para fazer com que a sazonalização funcione dentro da empresa. O entendimento da sazonalização tem função importante dentro do contexto energético, possibilitando a alocação de energia em pontos e períodos estratégicos ao longo do ano, fazendo com que períodos do ano com maior consumo de energia recebe o maior volume e, em contrapartida, onde há baixa consumação, funcionará com menos energia. O resultado desta análise evita com que a companhia tenha que lidar com faltas ou desperdícios de energia elétrica. O objetivo principal do referencial energético é apresentar uma base de comparação e/ou um padrão para medir e avaliar características relacionadas a energia elétrica, fornecendo um ponto de referência para análise e tomada de decisão. Portanto, essa visão extremamente detalhada é valiosa para o sistema de gestão de energia. O referencial energético foi aplicado na apuração do IDE, que de modo geral, podem ser utilizados em intervalos de tempo do interesse do gestor energético. Fillipo, Filho (2018) afirma que para alta direção da organização os dados sejam organizados de forma mensal e de forma horária ou diária para o pessoal da operação. O modelo proposto pretende fornecer, de forma clara e eficiente, a aplicação do método de revisão energética integrando recursos técnicos e análises de engenharia, permitindo em longo prazo a melhoria contínua de eficiência energética, merecendo mais pesquisas e discussões em trabalhos futuros. Para auxiliar no planejamento e parte integrante da revisão energética, foi realizado um diagnóstico preliminar no departamento de Instalações de uma empresa do setor metal mecânico, onde as perguntas foram elaboradas com base na ISO 50001 e disponibilizadas no Quadro 6. Foi realizado com um total de quatro participantes de cargos de liderança, um gerente de manutenção e três supervisores de manutenção. 49 Foi verificado que embora a gestão esteja comprometida com a redução do custo de energia, não há abordagens suficientes da importância do tema que contribuam para a disseminação interna do assunto. Quadro 6 - Questionário energético ITEM PERGUNTAS STATUS I A alta direção/administração está comprometida com a redução de custos de energia Sim II Existe uma política energética aprovada em vigor? Não III As funções, responsabilidades e autoridades foram identificadas para todas as pessoas que influenciam o uso significativo de energia e isso está documentado? Não IV Os usos significativos de energia foram quantificados e documentados? Não V Foi estabelecida uma linha de base de desempenho energético em relação à qual o progresso pode ser medido? Não VI Os indicadores ou métricas foram identificados para usar na medição do progresso em relação à sua linha de base? Não VII Os objetivos e metas de energia da organização foram identificados e documentados? Não VIII Planos de ação de energia foram estabelecidos? Não IX Existem planos de ação para implementação de uma revisão energética? Não Fonte: Adaptado de ISO 50001 (2018) Com base no resultado obtido na autoavaliação, ficou entendida a necessidade de fomentar uma revisão energética, sendo considerada a fonte de energia elétrica como base deste estudo e a mais significativa. Assim, foram considerados os meses dos anos 2019 a 2022 como os períodos a serem observados, tendo como exclusão o ano de 2020 devido a pandemia do COVID-19. Enfatiza-se que, como proposta de melhoria do uso e consumo da energia elétrica, a utilização do conceito revisão energética também pode ser aplicada a outras fontes de energia, como por exemplo o gás natural, pois leva em consideração a economia direta, a eficácia da conversão de energia e os critérios de custo-benefício. 4.3. COLETA DE DADOS O consumo de energia elétrica normalmente é feito por medidores instalados de forma permanente ou temporária. Nessa dissertação foram utilizados os medidores como fonte de 50 dados para observar a grandezas investigadas pertencentes as instalações que serão apresentadas no capítulo seguinte. Foram coletados dados em dois perfis diferentes de medidores e método de instalação. Para a obtenção dos dados do consumo de energia elétrica geral da unidade industrial foram coletadas grandezas de três medidores, ambos instalados nos alimentadores principais da fábrica e em 13,2kV, média tensão. Para a coleta de dados no âmbito setorial foram utilizados medidores de energia instalados nas subestações internas conectados em baixa tensão, que quando associados devem medir uma grandeza de consumo com uma precisão de até 95% em comparação aos medidores dos alimentadores principais. A razão principal são as perdas nos transformadores de média e baixa tensão, além das perdas nos circuitos de distribuição e medidores de diferentes fabricantes. Todas as subestações são equipadas com medidores, responsáveis por monitorar diversas grandezas elétricas que contribuem para um sistema de gerenciamento de energia, são instalados por transformador e por equipamentos com o consumo de energia expressivo, como por exemplo, os compressores de ar. Os medidores utilizados são do modelo Konect, do fabricante Kron. Existem 63 parâmetros programáveis para realização de leitura, incluindo corrente, tensão, frequência, consumo, potência e outros. Todas as medições são True RMS, que significa valor eficaz verdadeiro. A fim de obter os dados para essa dissertação foi realizada a configuração dos parâmetros para esses medidores conforme segue Quadro 07. Ainda sobre o medidor de energia escolhido, ele pode ser aplicado em baixa, média ou alta tensão, mediante a programação de esquemas de ligação e das relações dos transformadores de potencial e de corrente, nessa pesquisa os medidores são instalados em baixa e média tensão. Como parte para o levantamento de dados para a dissertação, as grandezas elétricas foram coletadas e avaliadas, tendo seus registros a cada 15 minutos igualmente a base de medição da concessionária de energia aplicada em seu medidor principal. O intervalo de integração do medidor pode ser alterado conforme necessidade do pesquisador, pois a ferramenta de coleta permite está modulação. Os medidores operam em conjunto com um software de gestão de energia, onde as informações são coletadas em tempo real possibilitando a criação de diversos dashboard interativos e ainda são armazenadas através do recurso de memória de massa, permitindo o observador realizar a coleta de um banco de dados em formato XLSX e TXT. 51 Quadro 7 - Parâmetros programados Grandeza Unidade Tipo de Medição Tensão Vc.a. Trifásica/Bifásico Corrente Ac.a. Trifásica ou Bifásico Potência Aparente VA Trifásica ou Bifásico Potência Ativa W Trifásica ou Bifásico Potência Reativa VAr Trifásica ou Bifásico Fator de Potência - Trifásica ou Bifásico Energia Ativa kWh Trifásica ou Bifásico Demanda Média Ativa kW Trifásica ou Bifásico Demanda Média Aparente kVA Trifásica ou Bifásico Fonte: Elaborado pelo autor (2023) As informações são extraídas através de duas plataformas, sendo a primeira o software RedembTCPIP utilizado de forma pontual em possíveis falhas e tornando-se um meio redundante da principal plataforma e sempre que necessário o gestor consegue realizar as leituras das grandezas elétricas através deste software. A plataforma DemandaWEB é a responsável por concatenar todas as informações de forma a gerar relatórios interativos de fácil interpretação, além de possuir recursos de geração de alertas e o indicador de 𝐶𝑂2, com base no consumo de energia. A interface de comunicação utilizada é a Ethernet, com protocolo de comunicação Modbus TCP/IP. Todos os medidores se comunicam com uma porta exclusiva de um Switch, configurada em VLAN (Virtual Local Area Network) que possibilita a segmentação em uma rede física em redes lógicas separadas, proporcionando benefícios em termos de segurança, gerenciamento e eficiência da rede. Como proposta de melhoria que foi explorado em virtude dessa pesquisa, o protocolo de comunicação Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) passou a ser uma opção, em vistas de ser frequentemente usado em cenários de comunicação em tempo real, garantido uma melhor performance para sistema de monitoramento e controle. Em sequência será retratado as características do sistema de medição utilizado nessa unidade industrial, assim apresentada na Figura 14. Nesse sistema estão presentes componentes com capacidade de comunicação bidirecional, garantindo obtenção de dados em tempo real e a realizar ajustes instantâneos. 52 Foram observados 73 medidores de energia elétrica instalados nas subestações de distribuição de energia interna e 03 medidores principais locados dentro da subestação de entrada. Como informado anteriormente, os medidores de energia utilizados possuem a função memória de massa, a qual é responsável por salvar as leituras parametrizadas. A Figura 14 à título de exemplo, transmite o diagrama funcional de como o medidor é instalado. Figura 14 - Configuração do sistema de aquisição de dados Fonte: Elaborada pelo Autor (2023) Assim, os dados coletados passam por filtragem e preparação antes d