14ª Prêmio ABRAFAC Melhores do Ano São Paulo - Brasil 26 de junho de 2019

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1 14ª Prêmio ABRAFAC Melhores do Ano São Paulo - Brasil 26 de junho de 2019 Eficiência Energética e Redução de Custos Proveniente do Retrofit de Sistemas de Refrigeração e Iluminação Predial Márcia Ribeiro 1, Leandro Lourenço 2, 1 Márcia Ribeiro marcia.vieiraribeiro@hotmail.com 2 Leandro Lourenço lmlourenco82@gmail.com RESUMO (ESTILO ABRAFAC ABSTRACT) Este artigo tem por objetivo pontuar as melhorias tangíveis alcançadas em 2018 e projetadas para 2019 por meio de uma reestruturação predial (retrofit). Foi realizado em um edifício comercial situado na cidade de São Paulo, e originou-se de um estudo descritivo que visava substituir o sistema de refrigeração predial, uma vez que o fluido que o abastecia seria descontinuado. Todavia estendeu-se também ao sistema de iluminação, que foi substituído por uma tecnologia padrão LED. A economia obtida está em consonância com as normas ambientais, e modernizou o edifício em questão, reduzindo custos operacionais, de manutenção, bem como consumo de energia e diminuição dos resíduos poluentes. Palavras-chave: automação, edifício, substituir, tecnologia, economia.

2 Página 1 de 9 1. INTRODUÇÃO O diálogo mundial referente à sustentabilidade vem ganhando exponencial importância à medida que as consequências dos problemas ambientais são conhecidas e estudadas. Desde a conferência de Estocolmo 1, realizada em 1972, muitas diretrizes foram criadas para que a pauta sustentável entrasse de fato em voga, a fim de retardar os efeitos causados pela poluição e conscientizar sobre o uso racional da energia. No que tange à sustentabilidade em edifícios, um dos itens levados em consideração com maior rigor tem sido a eficiência energética (BORGERT et al., 2017). Dentro deste contexto, com o objetivo de suprir necessidades operacionais causadas pela descontinuidade do fluido refrigerante R22, bem como pela obsolescência dos equipamentos de refrigeração e iluminação, o Condomínio Edifício Quadra Hungria se submeteu a um retrofi 2, resultante de um estudo descritivo realizado por sua equipe. Foram buscados meios para que os novos equipamentos pudessem associar eficiência energética, redução de custos e redução de resíduos poluentes, de forma que o padrão de qualidade fosse mantido. A descontinuidade do fluido refrigerante R22 se deu por conta da proibição mediante o Tratado de Montreau 3 (1987), que comprometeu os países signatários a substituírem substâncias nocivas à camada de ozônio até Quando o fluido é liberado à atmosfera, os raios ultravioleta causam a sua decomposição, liberando assim o hidrogênio (H), o cloro (Cl), o flúor (F) e o carbono (C). Os átomos de Cl (g) reagem com o ozônio (O 3(g) ), formando o íon hipoclorito (ClO - ) e oxigênio em sua forma O 2(g). O ClO - reage novamente com os átomos livres de oxigênio (O (g) ) formando outras moléculas de Cl + O 2. Este Cl na atmosfera reagirá com outras moléculas de O 3, causando assim um efeito em cadeia, comprometendo a existência de ozônio na estratosfera e deixando o planeta vulnerável aos raios nocivos à saúde que vêm do cosmos, em especial do Sol. (FOGAÇA. 2019). O fluido R-410A, por sua vez, não possui clorofluorcarbonetos (CFCs), o que impede que esta reação ocorra por sua liberação, sendo inofensivo à camada de ozônio. É um fluido quase azeotrópico, ou seja, os gases que o compõem têm ponto de ebulição similares, fazendo-o comportar-se como uma substância pura, ainda que sendo uma mistura dos fluidos R-32 e R-125 (FOGAÇA, 2019.). Seu nível de toxicidade e de inflamabilidade é A1 segundo a norma ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) 32-94, o que significa que não foi detectada toxicidade e não observa-se propagação de chama em ar a 18ºC e 101,325[kPa]. Consonante à troca do fluido refrigerante, a alteração da tecnologia referencial para LED permitiu um menor índice de descarte, visto o aumento na vida útil das lâmpadas, bem como uma economia substancial no consumo de energia. A iluminação utilizada como referencial era composta por lâmpadas halógenas, eletrônicas, fluorescentes e por vapor metálico, o que dificultava na manutenção dos equipamentos. A padronização, pois, economizou além dos recursos materiais e financeiros, tempo de empenho dos funcionários responsáveis. Este estudo visou identificar meios de redução de custos, tanto operacionais quanto de manutenção dos sistemas de condicionamento de ar e de iluminação, de modo que os impactos ambientais fossem diminuídos, obtendo-se o melhor custo-benefício desde a implantação. Estudo este cujo seguinte artigo objetiva pontuar as melhorias tangíveis obtidas ao longo de 2018, bem como as projetadas para Os dados fiscais e de consumo de energia foram coletados das faturas provenientes da Enel-Eletropaulo e das empresas contratadas para a realização do retrofit 2, a fim de serem comparados posteriormente, originando um resultado concreto acerca da economia gerada. Limitou-se, por conveniência, a estudar somente o caso do Condomínio 1 Evento realizado na Suécia que ratificou um Manifesto Ambiental (Nações Unidas. 2019) 2 Atualização de um espaço construido que ficou ultrapassado (GALVARRO, S. 2018) 3 Acordo global para eliminar os produtos e substâncias que destroem a Camada de Ozônio (Nações Unidas, 2018)

3 Página 2 de 9 Edifício Quadra Hungria, e utilizou-se das seguintes fontes de dados: Para a elaboração da pesquisa, foram consultados 6 prédios com tecnologias semelhantes e homologação das instaladoras, 7 empresas do ramo de condicionamento de ar e 3 empresas do ramo de iluminação no Estado de São Paulo. Levou-se em consideração os anos fiscais de 2016 e Alguns indicadores foram adotados com base em estimativas, uma vez que os equipamentos, tanto de condicionamento de ar quanto de iluminação, foram instalados de forma gradual. Os objetivos do estudo, assim que aplicados, geraram uma economia substancial e em cadeia: a economia energética implicou em menores tarifas; a modernização dos equipamentos, por sua vez, diminuiu o número de pessoal empenhado, por conta da maior facilidade de manutenção, tanto preventiva quanto corretiva. As previsões para o ano fiscal de 2019 mostram a continuidade dessa economia. A adequação às normas ambientais estar em consonância com otimização energética, redução de resíduos poluentes e redução de custos é uma resultante deste retrofit, o que mostra a relevância do estudo realizado. Visto isso, entende-se a relevância deste artigo e a importância de sua publicação, uma vez que poderá ser de grande utilidade a gestores que buscam conciliar maior rendimento e menores custos. 2. ESTUDO DESCRITIVO PARA SUBSTITUIÇÃO DAS TECNOLOGIAS 2.1 Análise de Viabilidade Na fase de análise de viabilidade, realizada no ano de 2017 com base no ano fiscal de 2016, foi avaliado o perfil de consumo de energia elétrica e seus respectivos custos do edifício, por meio da tabulação das informações presentes nas faturas mensais da concessionária de energia, conforme Tab. 1. Tab. 1: Consumo de energia elétrica no ano fiscal de 2016 e seus respectivos tributos. Mês [kwh] [R$] Abril ,13 Maio ,00 Junho ,63 Julho ,03 Agosto ,13 Setembro ,86 Outubro ,73 Novembro ,43 Dezembro ,89 Janeiro ,22 Fevereiro ,67 Março ,23 TOTAL ,95 Fonte: faturas fornecidas pela Enel Eletropaulo Esta tabulação serviu como um comparativo para as projeções de gastos após a implantação das novas tecnologias, por ora, levando em consideração apenas as tarifas. Todavia, fez-se necessário uma separação das contas referentes aos sistemas de iluminação e refrigeração das demais cobranças Análise de viabilidade Referente Ao Sistema de Refrigeração

4 Página 3 de 9 O sistema de condicionamento de ar existente foi avaliado e, com base nos dados do fabricante, perfil de uso dos sistemas e condições de desgaste dos equipamentos, foi estimado que aproximadamente 30% do consumo de energia total citado na Tab. 1 eram destinados ao condicionamento de ar do edifício. Da mesma forma, foi feita uma estimativa de qual seria o consumo de um novo sistema operando de forma modelo, caso fosse realizada a troca de todos os equipamentos. Após a realização de orçamento e escolhido o sistema, foram comparadas estimativas de consumo anual de energia, bem como a economia em reais resultante da redução, baseada no custo médio da energia durante o ano fiscal de 2016, prevista, conforme os dados apresentados na Tab. 2. Tab. 2: Estimativa do gasto anual dos sistemas de ar-condicionado de conforto SISTEMA [kwh] [R$] Vigente ,88 Novo ,19 REDUÇÃO PREVISTA ,68 Dados obtidos por especificações dos produtos Observa-se que a projeção para a redução do consumo de energia foi de aproximadamente 54%, (Eq. 1) enquanto a redução dos custos foi de aproximadamente 45,8% (Eq. 2). Ao comparar com os números absolutos (Tab. 1.), as reduções de consumo de energia e de custos foram de 16% (Eq. 3 e Eq. 4) x 100 / = (1) ,19 x 100 / ,88 = 45,87 (2) x 100 / = 16,11 (3) ,19 x 100 / ,95 = 16,25 (4) Calculados os custos para realização do retrofit, bem como os custos operacionais do novo sistema, reposição de fluido e manutenção, obteve-se um período de 5,4 anos para o retorno dos investimentos especificamente para o ar condicionado Análise de viabilidade Referente Ao Sistema de Iluminação Da mesma forma, foi previsto qual seria o impacto na economia financeira e na redução de consumo elétrico ao substituir todo o sistema de iluminação existente por lâmpadas que utilizassem a tecnologia LED. O sistema vigente era formado por lâmpadas dos tipos halógenas, eletrônicas, fluorescentes e de vapor metálico. O consumo estimado do sistema vigente foi de aproximadamente 11% do total. As estimativas de consumo anual dos sistemas vigente e novo são explicitadas na Tab. 3. Tab.3. Estimativa do consumo anual de energia do sistema de iluminação Sistema [kwh] [R$] Vigente ,04 Novo ,52 REDUÇÃO PREVISTA ,52 Dados obtidos por especificações dos produtos acerca do consume de energia

5 Página 4 de 9 Observa-se que a projeção para a redução do consumo de energia, bem como a economia financeira, foram de 50%, (Eq. 5 e Eq. 6). Ao comparar com os números absolutos (Tab. 1.), a redução do consumo de energia foi de aproximadamente 5,5% (Eq. 7) e a redução nos custos soma aproximadamente 6,5% (Eq. 8) x 100 / = 50 (5) ,52 x 100 / ,04 = 50 (6) x 100 / = 5,47 (7) x 100 / ,95 = 6,51 (8) Tal qual a análise financeira, fora levado em conta a vida útil das lâmpadas juntamente de suas potências, conforme as Tab. 4 e Tab. 5. Tab.4. Relação de potência, vida útil e as respectivas quantidades existentes no edifício Tecnologia Referencial Potência [W] Vida útil [h] Quantidade [uni] = 752 = = 372 Fonte: especificações técnicas do edifício Tab.5. Relação de potência, vida útil e as respectivas quantidades a substituírem a tecnologia referencial Projeto retrofit Potência [W] Vida útil [h] Quantidade [uni] , , , ,

6 Página 5 de , , = 259,9 = = 372 Fonte: projeto apresentado pela empresa contratada. Observa-se uma redução de ,8 W usados e um aumento médio de h na vida útil das lâmpadas, utilizando média ponderada. Após análise de viabilidade, foi aprovada a troca, tanto do sistema de condicionamento de ar quanto do sistema de iluminação. Este processo ocorreu de acordo com o seguinte cronograma: de abril de 2018 a março de 2019 houve o retrofit de arcondicionado; em agosto de 2018 houve o retrofit da iluminação. 2.2 Implementação do Sistema A comparação do consumo total de energia do edifício entre os anos de 2016, que foi utilizado de base para análise de viabilidade, e o ano de 2018, ao longo do qual os sistemas foram substituídos, é ilustrada graficamente (Fig. 1). O gráfico foi elaborado com base nas faturas da concessionária de energia. Evidencia-se uma redução total de consumo de energia de kwh. Figura 1: Consumo total de energia elétrica nos anos fiscais de 2016 e 2018 Fonte: Faturas provenientes da Enel-Eletropaulo

7 Página 6 de 9 A projeção de consumo para o ano fiscal de 2019 foi realizada com base nos resultados obtidos ao longo de 2018, evidenciados pelas faturas de energia elétrica, e no cronograma de implantação ilustrado pela Tab. 6. Tab.6. Progresso de implementação dos novos sistemas mês/ano sistema de ar condicionado [%] sistema de iluminação [%] total [%] mar/ abr/18 11,8 0 5,9 mai/18 23,5 0 11,8 jun/18 47,1 0 23,6 jul/18 70,6 0 35,3 ago/18 70,6 0 35,3 set/18 70, ,3 out/18 82, ,2 nov/18 82, ,2 dez/18 82, ,2 jan/19 82, ,2 fev/19 82, ,2 mar/19 82, ,2 a br/ Fonte: administração predial Ao longo do ano fiscal de 2018 os valores de consumo medidos através das faturas de energia tiveram impacto crescente devido ao sistema de ar condicionado, e impacto pontual com relação ao sistema de iluminação. Na comparação entre 2018 e projeção 2019 para os meses em que ainda não havia sido implantado o retrofit, foi estimada a redução com base nos resultados dos meses nos quais o retrofit já havia sido implantado. A partir dos resultados obtidos, elaborou-se uma projeção para o ano fiscal de 2019, levando-se em conta que, neste período, tanto o novo sistema de condicionamento de ar de conforto quanto o novo sistema de iluminação operarão ao longo de todo o ano. Esta comparação é ilustrada mensalmente pelo gráfico da Fig. 2., e é projetada uma redução total anual de consumo de energia de kwh. Figura 2: Projeção de consume de energia elétrica para 2019

8 Página 7 de 9 Fonte: faturas da Enel Eletropaulo. Projeção feita por meio das especificações fornecidas pelo fabricante Levando em conta as reduções de consumo de energia estimadas no ano de 2017, obtidas ao longo de 2018 e projetadas para 2019, a redução dos custos de manutenção corretiva (peças e mão-de obra), bem como de reposição de fluido refrigerante, e considerando os valores investidos para a troca dos sistemas (3.4 milhões de reais), conclui-se que o retorno do investimento no sistema de ar-condicionado ocorrerá em 5,4 anos, enquanto que, no sistema de iluminação foi previsto em aproximadamente 10 meses. Para o cálculo do retorno do investimento, foi utilizado como premissas o custo de energia elétrica em R$/kWh verificado ao longo do ano de 2018, bem como o perfil típico de uso e ocupação horária do edifício. Além do retorno financeiro acima descrito, foram obtidos importantes resultados com relação ao impacto ambiental causado por sua operação, uma vez que houve não somente a redução do consumo de energia elétrica, como também a eliminação da emissão de fluido refrigerante com potencial para degradação da camada de ozônio (R22). 3. RESULTADOS A atualização tecnológica dos sistemas por meio da automação garantiu funcionalidade, maior eficiência energética, redução de custos, qualidade no atendimento, produtividade dos condôminos, atendimento à legislação vigente aplicada aos temas abordados, valorização do condomínio, maior atratividade para locação, entre outros benefícios intangíveis. No que se refere aos resultados tangíveis, a comparação entre os anos fiscais de 2016 e 2018 (expresso graficamente pela Fig. 2) evidencia uma redução de 17,4% no consumo de energia elétrica pelo condomínio em [kwh]. O sistema de refrigeração, inicialmente correspondente a 30% do consumo de energia (2016), passou para 17% na projeção para Da mesma forma, foi de aproximadamente 35% dos gastos com consumo de energia do condomínio (2016) para 21% na projeção para O sistema de iluminação, inicialmente responsável por 11% do consumo médio de energia em 2016, caiu para 7% em Referente aos gastos passou de 13% do consumo total de energia (2016) para aproximadamente 8,7% (2018). Houve um aumento médio de horas no tempo de vida útil das lâmpadas, o que diminui o número de substituições de 674 unidades

9 Página 8 de 9 necessárias em um ano, para uma média de 0,3 unidades trocadas em um ano em condições normais, diminuindo por tabela o número de resíduos, descartados, redução mão de obra com equipe de manutenção, além da economia financeira gerada referente à compra das lâmpadas para reposição. Igualmente, a potência média utilizada caiu de 47 [W] para 16,2 [W], gerando mais economia quanto aos tributos (o que é uma variável mediante o preço médio da energia elétrica em [R$/kWh]). 4. REFERÊNCIAS BORGERT, A. SANTA, S. ENGELAGE, E. PFITSCHER, E. Avaliação de sustentabilidade: eficiência energética em edifícios de uma universidade comunitária. São Paulo: Universidade Nove de Julho, p. FOGAÇA, J. Destruição da camada de ozônio pelos CFCs [online] < GALVARRO, S. Vamos falar de retrofit? Uma das grandes tendencias da arquitetura 2018, citado em Portal 44 Arquitetura ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS. A ONU e o meio ambiente, [online] < ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS. A ONU lembra tratado para enfrentar destruição da camada de ozônio e aquecimento global [online] <