Titulo Plano sectorial de melhoria da eficiência energética em PME - Sector da cerâmica e do vidro

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2 Ficha técnica Titulo Plano sectorial de melhoria da eficiência energética em PME - Sector da cerâmica e do vidro Autor CTCV Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro Coordenação IAPMEI Instituto de Apoio às Pequenas e Médias Empresas e à Inovação LNEG - Laboratório Nacional de Energia e Geologia Edição IAPMEI Instituto de Apoio às Pequenas e Médias Empresas e à Inovação ISBN: Novembro 2012 Apoio 1

3 ÍNDICE 1. Enquadramento As cadeias de valor e os stakeholders no sector Caracterização energética do sector Número de empresas e distribuição geográfica Dimensão das empresas do sector Produtos lançados no mercado Mercado nacional/exportações Processos produtivos e operações unitárias Tipos de energia utilizada Identificação de boas práticas e tecnologias de eficiência energética Casos de sucesso Breves considerações do cele Síntese da informação recolhida nos inquéritos e nos relatórios de empresa Indústria de extracção de inertes Indústria de cerâmicos de construção estrutural Indústria de pavimentos e revestimentos cerâmicos Indústria de louça utilitária e decorativa Indústria de vidros e fritas Outras indústrias Análise global das indústrias Indicadores energéticos Linhas para a implementação de medidas de melhoria de eficiência energética nas pme Conclusões Bibliografia

4 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 Indicadores económicos da indústria cerâmica no período de 2004 a 2010 (Fonte: APICER) Tabela 2 Número de empresas na indústria transformadora e na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER, INE) Tabela 3 Número de empresas na indústria cerâmica em 2010 (Fonte: APICER) Tabela 4 Número de trabalhadores na indústria transformadora e na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER, INE) Tabela 5 Dimensão das empresas na indústria transformadora, na CAE 23 e na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER, INE) Tabela 6 Número de trabalhadores na indústria cerâmica em 2010 (Fonte: APICER) Tabela 7 Dados do subsector da cerâmica estrutural no ano de 2009 e Tabela 8 Dados da indústria do tijolo e abobadilha no ano de 2009 e Tabela 9 Dados da indústria das telhas e acessórios no ano de 2009 e Tabela 10 Dados do subsector da cerâmica de construção de acabamentos no ano de 2009 e Tabela 11 Dados da indústria do pavimento e revestimento cerâmico no ano de 2009 e Tabela 12 Dados da indústria da louça sanitária no ano de 2009 e Tabela 13 Dados da indústria da louça utilitária e decorativa no ano de 2009 e Tabela 14 Dados da louça de faiança no ano de 2009 e Tabela 15 Dados da louça de porcelana no ano de 2009 e Tabela 16 Dados da louça de grés no ano de 2009 e Tabela 17- Produção de cerâmica na União Europeia no ano de 2010 (Fonte: Eurostat e Cerame-Unie) Tabela 18 Equipamentos consumidores intensivos de energia térmica e respectivos combustíveis utilizados na indústria cerâmica Tabela 19 - Equipamentos consumidores intensivos de energia eléctrica na indústria da cerâmica e do vidro Tabela 20 Número de empresas da indústria cerâmica abrangidas pelo CELE e SGCIE no ano de

5 Tabela 21 Medidas típicas de eficiência energética para o sector da Cerâmica. (Fonte: ADENE) Tabela 22 Exemplo de um conjunto de medidas de racionalização energética propostas a uma empresa Tabela 23 Exemplo de sistemas de iluminação pouco eficientes existentes numa empresa industrial Tabela 24 Proposta de substituição do sistema de iluminação actual por um sistema de baixo investimento inicial Tabela 25 Proposta de substituição do sistema de iluminação actual por um sistema de alta eficiência energética Tabela 26 Estudo técnico-económico da instalação de um VEV num compressor Tabela 27 Estudo técnico-económico da instalação de uma bateria de condensadores Tabela 28 - Estudo técnico-económico da recuperação de calor dos gases de exaustão Tabela 29 Estudo técnico-económico da aplicação de isolamento a uma caldeira Tabela 30 Número das instalações de cogeração por tipo de tecnologia no ano de (Fonte: Cogen Portugal) Tabela 31 Número das instalações de cogeração por tipo de tecnologia no ano de Tabela 32 Número das instalações de cogeração por subsector da indústria cerâmica no ano de Tabela 33 Estudo técnico-económico da instalação de painéis fotovoltaicos Tabela 34 Estudo técnico-económico da instalação de colectores solares térmicos

6 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 Cadeia de valor da indústria cerâmica Figura 2 Indicadores económicos da indústria cerâmica no período de 2004 a 2010 (Fonte: APICER) Figura 3 Volume de negócios por localização geográfica 2010 (Fonte APICER) Figura 4 Número de empresas activas por dimensão 2010 (Fonte APICER) Figura 5 Distribuição dos trabalhadores da indústria cerâmica, por distritos, no ano de 2009 (Fonte: Quadros de Pessoal, GEP, MTSS) Figura 6 Dimensão das empresas situadas na CAE 23 e na indústria cerâmica (CAE 232 a 234) em 2009 (Fonte: APICER, INE) Figura 7 Desagregação da dimensão das empresas na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER) Figura 8 Classificação do sector cerâmico Figura 9 Exemplo de elementos produzidos no subsector da cerâmica de construção estrutural Figura 10 Desagregação da produção dos elementos produzidos no subsector da cerâmica estrutural no ano de (Fonte: APICER) Figura 11 - Exemplo de elementos produzidos no subsector da cerâmica de construção de acabamentos Figura 12 Desagregação da produção dos elementos produzidos no subsector da cerâmica de construção de acabamentos no ano de (Fonte: APICER) Figura 13 - Exemplo de elementos produzidos no subsector da louça utilitária e decorativa Figura 14 Desagregação da produção de louça utilitária e decorativa no ano de Figura 15 - Exemplo de elementos produzidos no subsector da Cerâmica Técnica Figura 16 Distribuição do volume de negócios dos subsectores da indústria cerâmica no ano de 2010 (Fonte: Declarações anuais, IES) Figura 17 Produção em toneladas de produto final dos vários subsectores da indústria cerâmica no ano de (Fonte: APICER) Figura 18 Evolução da taxa de cobertura do sector da cerâmica, no período de 2008 a 2010 (Fonte: INE)

7 Figura 19 Principais mercados de exportação de produtos cerâmicos no ano de 2010 (Fonte: INE) Figura 20 Áreas geográficas de exportação de produtos cerâmicos no ano de 2010 (Fonte: INE) Figura 21 - Diagrama esquemático do processo de produção de tijolo e de abobadilha Figura 22 - Diagrama esquemático do processo de produção de telha e acessórios de telhado 42 Figura 23 Diagrama esquemático do processo de produção de pavimento e revestimento Figura 24 Exemplo de diagrama esquemático do processo de produção de louça sanitária Figura 25 Diagrama esquemático do processo de produção de louça utilitária e decorativa.. 51 Figura 26 Diagrama esquemático do processo de produção de isoladores térmicos de média e alta tensão Figura 27 (a) Atomizador. (b) Processo de secagem por atomização (Fonte: Spray Process).. 56 Figura 28 Secador intermitente ou de câmara (estufa) Figura 29 Forno túnel (Fonte: Xtherm) Figura 30 Funcionamento da norma NP EN Figura 31 Custos associados a motores eléctricos Figura 32 Perdas de energia nos motores eléctricos Figura 33 Exemplo de motores eléctricos de elevada eficiência EFF Figura 34 Compressor de parafuso com velocidade variável. [ 72 Figura 35 Caldeira de produção de vapor Figura 36 Forno intermitente Figura 37 Sistema de condutas de recuperação de ar quente de um forno para secadores Figura 38 Sistema de condutas de recuperação de ar quente de um forno Figura 39 Conduta de recuperação de calor sem isolamento ligada a uma conduta com isolamento Figura 41 Redução necessária da concentração de CO 2 na atmosfera para o valor mínimo de segurança ambiental. (Fonte: The Sustainability Funders) Figura 42 Distribuição geográfica das empresas diagnosticadas Figura 43 Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria de extracção de inertes

8 Figura 44 Evolução do consumo energético das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (tep/ano) Figura 45 Evolução do consumo específico das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (kgep/t) Figura 46 Evolução da emissão específica das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Figura 47 Evolução da intensidade energética das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 48 Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 ( /t) Figura 49 - Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria de cerâmicos de construção estrutural Figura 50 - Evolução do consumo energético de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (tep/ano) Figura 51 Evolução do consumo específico de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (kgep/t) Figura 52 Evolução da emissão específica de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Figura 53 Evolução da intensidade energética de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 54 Evolução do custo específico do produto de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 ( /t) Figura 55 Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria de pavimentos e revestimentos cerâmicos Figura 56 Evolução do consumo energético das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (tep/ano) Figura 57 - Evolução do consumo específico das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (kgep/t) Figura 58 - Evolução da emissão específica das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Figura 59 - Evolução da intensidade energética das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 60 - Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 ( /t)

9 Figura 61 Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria da louça utilitária e decorativa Figura 62 Evolução do consumo energético das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (tep/ano) Figura 63 Evolução do consumo específico das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (kgep/t) Figura 64 Evolução da emissão específica das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Figura 65 Evolução da intensidade energética das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 66 Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 ( /t) Figura 67 Exemplo de produtos fabricados com a matéria-prima fornecida pelas empresas diagnosticadas da indústria de vidros e fritas Figura 68 Evolução do consumo energético das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (tep/ano) Figura 69 Evolução do consumo específico das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (kgep/t) Figura 70 Evolução da emissão específica das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Figura 71 Evolução da intensidade energética das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 72 Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 ( /t) Figura 73 - Exemplo dos produtos fabricados Figura 74 - Evolução do consumo energético no período de 2008 a 2010 (tep/ano) Figura 75 Evolução do consumo específico das empresas no período de 2008 a 2010 (kgep/t) Figura 76 - Evolução da emissão específica das empresas no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Figura 77 - Evolução da intensidade energética das empresas no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 78 Evolução do custo específico do produto das empresas no período de 2008 a 2010 ( /t)

10 Figura 79 Número médio de trabalhadores por empresa do subsector no ano de Figura 80 Número médio de dias laborais das indústrias de cada subsector no ano de Figura 81 Valor Acrescentado Bruto médio por empresa de cada subsector no ano de Figura 82 Evolução do consumo anual de energia em toneladas equivalentes de petróleo (tep/ano) Figura 83 Consumo específico médio de energia eléctrica por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (kwh/t) Figura 84 Evolução da emissão média de gases de efeito estufa (GEE), derivado do consumo de energia eléctrica, por empresa do subsector, no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/ano) Figura 85 Consumo específico médio de gás natural por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (kwh/t) Figura 86 Evolução da emissão média de gases de efeito estufa (GEE), derivado do consumo de gás natural, por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/ano) Figura 87 Evolução da emissão específica média, por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Figura 88 Evolução do custo específico médio do produto, por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 ( /t) Figura 89 Evolução do consumo específico das empresas diagnosticadas por sector (kgep/t) Figura 90 Evolução da intensidade energética das empresas diagnosticadas por sector (kgep/ ) Figura 91 Evolução da intensidade carbónica das empresas diagnosticadas por sector (tco 2 e/tep) Figura 92 Potencial de economia de energia dos vários subsectores (kgep/ano) Figura 93 Desagregação do potencial de economia de energia por áreas de implementação Figura 94 Exemplo de soluções tecnológicas mais eficientes para a substituição de fluorescentes T Figura 95 Payback da substituição dos sistemas de iluminação por lâmpadas de descarga ou por lâmpadas LED Figura 96 Diagrama de carga de um compressor sem VEV instalado Figura 97 Payback da instalação de um variador electrónico de velocidade num compressor

11 Figura 98 - Payback da instalação de uma bateria de condensadores Figura 99 Sistema de recuperação de calor dos gases de combustão de um forno para os secadores Figura 100 Payback da instalação de um sistema de recuperação de calor dos gases de exaustão de 3 fornos Figura 101 Payback da aplicação de isolamento a uma caldeira de fuelóleo Figura 102 Comparação entre um sistema convencional de produção e um sistema de cogeração. (Fonte: Eficiência Energética) Figura Distribuição da potência total instalada por tecnologia de cogeração no ano de Figura Desagregação da potência total instalada na indústria cerâmica por tecnologia de cogeração no ano de Figura 105 Número de instalações na indústria cerâmica por tecnologia de cogeração no ano de Figura 106 Desagregação da potência instalada de cogeração na indústria cerâmica no ano de Figura 107 Esquema de funcionamento de uma unidade de microgeração fotovoltaica. (Fonte: Amaral, 2011) Figura 108 Exemplo de módulos de painéis fotovoltaicos policristalinos (esquerda) e amorfos (direita) Figura 109 Payback da instalação de painéis fotovoltaicos segundo o regime de subvenção e de autoconsumo Figura 110 Exemplo de colectores solares térmicos Figura 111 Payback da instalação de colectores solares térmicos

12 1. ENQUADRAMENTO Apesar de Portugal estar na liderança europeia no que à legislação na área de energia diz respeito, os resultados concretos da implementação de medidas de eficiência energética, nomeadamente da aplicação do PNAEE, estão ainda longe dos objectivos fixados. O balanço completo e actualizado da implementação do SGCIE não está ainda disponível para consulta. Muitos dos projectos implementados em Portugal são segmentados, não integrados em estratégias focalizadas, orientados quase sempre para o apoio à realização de auditorias e diagnósticos. Estes estudos, não só não têm o devido seguimento, como não resultam na implementação de medidas concretas, dando de alguma forma razão aos que defendem que a Eficiência Energética se transformou num slogan. Outra constatação preocupante prende-se com a fraca procura por parte da indústria nacional dos instrumentos económicos disponibilizados pelas entidades competentes (ex.: DGEG, ADENE, IAPMEI). O projecto EFINERG visa, através de novas abordagens integradas: Apoiar a concretização dos objectivos fixados no PNAEE e alertar as empresas para a eventualidade de virem a ser abrangidas pelo SGCIE, através de uma contribuição significativa do segmento representado pelas PME; Proporcionar às PME um enquadramento coerente e integrado no QREN, orientado especificamente para a eficiência e diversificação energéticas, através da identificação de cenários de apoio à implementação de projectos de investimento convergentes com as oportunidades de melhoria detectadas; A criação de condições favoráveis ao alavancamento do desempenho energético nas empresas com consumos anuais significativos, especialmente aquelas que apresentam consumos equivalentes localizados entre 250 e os 500 tep, actuando em sectores em que o factor energia assume um peso significativo na sua capacidade competitiva; Estruturação de um plano de pormenor que facilite a implementação do PNAEE junto das pequenas e médias empresas, constituindo-se como estratégia colectiva. 11

13 Público-alvo: Este projecto considera um estudo sobre uma amostra de 125 empresas, como um dos instrumentos de suporte à definição de uma estratégia de implementação de medidas de melhoria da eficiência energética nas PME. O estudo focaliza-se no número de empresas mencionado (125 empresas) e nos sectores Têxtil e Vestuário; Metalomecânica; Madeira, Mobiliário e Cortiça; Vidro e Cerâmica e Agro-alimentar. Objectivos Estratégicos: Contribuir para que sejam atingidos os objectivos fixados no PNAEE; Reduzir a Intensidade Energética e Carbónica das actividades empresariais; Aumentar a sustentabilidade e a competitividade do tecido empresarial, especificamente das PME. Objectivos Operacionais: Promover um enquadramento mais favorável à actividade das PME no domínio da utilização da energia; Definir e propor a implementação de estratégias sectoriais de eficiência energética; Reforçar a capacitação das empresas para a implementação de directivas e de regulamentos relativos à energia, sua produção e utilização; Induzir a adopção de melhores práticas de eficiência energética e a eventual realização de projectos de I&D, tendo em vista ganhos de competitividade; Identificar as formas e meios de comunicação que possam maximizar o sucesso na difusão da mensagem da Eficiência Energética, nomeadamente da estratégia a propor para as PME's; Disseminar e partilhar resultados, de modo a gerar um movimento prolongado de actuação nesta temática e, por outro lado, a apropriação dos resultados alcançados no projecto por um número alargado de interessados. 12

14 Neste projecto analisaram-se empresas cuja sua actividade está directa ou indirectamente ligada à indústria da cerâmica e do vidro. Segundo a Classificação de Actividades Económicas (CAE), as empresas diagnosticadas neste projecto pertencem aos seguintes Grupos: 081 Extracção de pedra, areia e argila (3 empresas); 203 Fabricação de tintas, vernizes e produtos similares (1 empresa); 231 Fabricação de vidro e artigos de vidro (2 empresas); 233 Fabricação de produtos cerâmicos para a construção (2 empresas); 234 Fabricação de outros produtos de porcelana e cerâmicos não refractários (5 empresas); 236 Fabricação de produtos de betão, gesso e cimento (1 empresa); 256 Tratamento e revestimento de metais; actividades de mecânica geral (1 empresa); 259 Fabricação de outros produtos metálicos (1 empresa); 274 Fabricação de lâmpadas eléctricas e de outro equipamento de iluminação (1 empresa); As empresas de extracção de argila e de fabricação de tintas são fornecedoras de matéria-prima para a indústria da cerâmica e do vidro. O grupo 236 engloba uma empresa que produz pavimentos e revestimentos cerâmicos para exteriores, o grupo 256 reúne uma empresa que reveste peças metálicas com pó cerâmico (projectado a altas temperaturas com tecnologia específica jacto de plasma concedendo uma resistência ao desgaste mais elevada), enquanto o grupo 274 abrange uma empresa que se dedica ao fabrico de candeeiros e de abajures em material cerâmico. Por fim, o grupo 259 engloba uma empresa que fabrica louça metálica e artigos de uso doméstico, cujo projecto foi elaborado em parceria com o CATIM Centro de Apoio Tecnológico à Indústria Metalomecânica. 13

15 2. AS CADEIAS DE VALOR E OS STAKEHOLDERS NO SECTOR A fileira da indústria cerâmica integra um conjunto de empresas com actividades muito distintas e funções bem diversas associadas às variadas fases de fabrico, desde a concepção do produto até à sua utilização final. Os principais agentes económicos que são clientes da indústria cerâmica são o sector da construção civil e o sector do turismo e hotelaria. Indústria de Extracção de Inertes Extracção de areias Cerâmica Técnica Material eléctrico e electrónico Aplicações especiais INDÚSTRIA CERÂMICA Cerâmica de Construção Sector da Construção Estrutural: Tijolos Abobadilha Telhas Acabamentos: Pavimentos Revestimentos Extracção de argilas Pasta Preparada Material seco Material cozido Produto final Indústria Química Corantes e outros aditivos químicos Indústria Metalomecânica Moldes Cerâmica Decorativa e Utilitária Sector do Turismo e Hotelaria Sector Privado Fornecedores dos subsectores da indústria cerâmica Clientes dos subsectores da indústria cerâmica Figura 1 Cadeia de valor da indústria cerâmica Estando a indústria cerâmica fortemente dependente destes dois sectores, como principais clientes, a crise reflecte-se mais no subsector da cerâmica de construção que engloba o fabrico de tijolos de abobadilha e de telhas pelo facto de o ritmo de construção estar parado. Esta recessão é menos acentuada no sector das telhas, pelo facto de estas empresas apresentarem alguma capacidade de exportação. Relativamente aos sectores do pavimento e revestimento, louça sanitária, louça utilitária e decorativa, esta recessão não é tão acentuada porque estes subsectores comercializam 14

16 Milhões de euros Emprego produtos que não dependem tanto do mercado interno, o que lhes permite basear-se na sua capacidade de exportação para se manterem activas no mercado. Em 2010, a indústria cerâmica registou um total de vendas e prestação de serviços de cerca de 952 milhões de euros, dos quais 536 milhões de euros (56,2%) constituíram exportações. Para além disso, o n.º de trabalhadores ao serviço foi de , conforme se apresenta na Tabela 1. Tabela 1 Indicadores económicos da indústria cerâmica no período de 2004 a 2010 (Fonte: APICER) Indústria Cerâmica Volume de Negócios (milhões ) Exportações (milhões ) Importações (milhões ) Emprego Volume de Negócios (milhões ) Exportações (milhões ) Importações (milhões ) Emprego Figura 2 Indicadores económicos da indústria cerâmica no período de 2004 a 2010 (Fonte: APICER) 15

17 O valor acrescentado bruto (VAB) da indústria de cerâmica foi de 343 milhões de euros. A análise do volume de negócios por localização geográfica mostra que a indústria de cerâmica está presente em 17 distritos, mas com forte concentração em Aveiro (59%), seguido de Leiria (19%). Figura 3 Volume de negócios por localização geográfica 2010 (Fonte APICER) Relativamente à dimensão das empresas activas do sector cerâmico, 162 empresas têm menos de 10 trabalhadores, 118 empresas têm entre 10 e 49 trabalhadores, 50 empresas têm entre 50 e 249 trabalhadores e apenas 13 empresas têm ao seu serviço mais de 250 trabalhadores. Figura 4 Número de empresas activas por dimensão 2010 (Fonte APICER) 16

18 As principais entidades que trabalham na área de energia, ligadas à indústria cerâmica são as seguintes: ADENE Agência para a Energia APICER - Associação Portuguesa da Indústria de Cerâmica CTCV Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro DGEG Direcção Geral de Energia e Geologia IAPMEI Instituto de Apoio às Pequenas e Médias Empresas e à Inovação LNEG Laboratório Nacional de Energia e Geologia RECET Rede de Centros Tecnológicos de Portugal 17

19 3. CARACTERIZAÇÃO ENERGÉTICA DO SECTOR 3.1. Número de empresas e distribuição geográfica A Indústria da Cerâmica e do Vidro corresponde aos Grupos 232 a 234 da CAE (Classificação Portuguesa das Actividades Económicas) e está maioritariamente localizada na Região Centro de Portugal, conforme se apresenta na Figura 5. Figura 5 Distribuição dos trabalhadores da indústria cerâmica, por distritos, no ano de 2009 (Fonte: Quadros de Pessoal, GEP, MTSS) Tabela 2 Número de empresas na indústria transformadora e na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER, INE) 2009 Indústria Transformadora CAE 23 Indústria Cerâmica Estrutural Pavimento e revestimento Louça sanitária Utilitária e decorativa Técnica Portugal Continente Norte Centro Lisboa Alentejo Algarve R. A. Açores R. A. Madeira

20 O número de empresas (Tabela 3) da indústria cerâmica diminuiu no ano de 2010, face ao ano anterior. Estes valores revelam que algumas empresas da indústria cerâmica fecharam e outras tiveram a necessidade de reajustar as contas, diminuindo as despesas com o pessoal. Tabela 3 Número de empresas na indústria cerâmica em 2010 (Fonte: APICER) 2010 Indústria Cerâmica Estrutural Pavimento e revestimento Louça sanitária Utilitária e decorativa Técnica Portugal Continente Norte Centro Lisboa Alentejo Algarve R. A. Açores R. A. Madeira Este facto deve-se, principalmente, à crise que o país atravessa, nomeadamente a perda de poder de compra dos consumidores, no qual o sector da Cerâmica não é indiferente, visto que depende fortemente do mercado interno. 19

21 3.2. Dimensão das empresas do sector Em 2009, a indústria cerâmica representou cerca de 7.8 % das empresas registadas na CAE 23, no qual cerca de metade dessas empresas (49.1 %) são PME com um número de trabalhadores inferior a 10 (Tabela 27). Tabela 4 Número de trabalhadores na indústria transformadora e na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER, INE) 2009 Indústria Transformadora CAE 23 Indústria Cerâmica Estrutural Pavimento e revestimento Louça sanitária Utilitária e decorativa Técnica Portugal Continente Norte Centro Lisboa Alentejo Algarve R. A. Açores R. A. Madeira cerâmica. As Grandes Empresas (GE) representaram cerca de 3.5 % das empresas da indústria Tabela 5 Dimensão das empresas na indústria transformadora, na CAE 23 e na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER, INE) 2009 PME Nº trabalhadores Indústria Transformadora CAE 23 Indústria Cerâmica Peso de cada classe na Cerâmica < % % % GE 250 ou mais % Total % 20

22 Indústria Cerâmica CAE < ou mais 25 CAE 23 Indústria Cerâmica Figura 6 Dimensão das empresas situadas na CAE 23 e na indústria cerâmica (CAE 232 a 234) em 2009 (Fonte: APICER, INE) < ou mais Figura 7 Desagregação da dimensão das empresas na indústria cerâmica em 2009 (Fonte: APICER) Tabela 6 Número de trabalhadores na indústria cerâmica em 2010 (Fonte: APICER) 2010 Indústria Cerâmica Estrutural Pavimento e revestimento Louça sanitária Utilitária e decorativa Técnica Portugal Continente Norte Centro Lisboa Alentejo Algarve R. A. Açores R. A. Madeira

23 3.4. Produtos lançados no mercado A indústria cerâmica engloba uma grande variedade de produtos e de processos produtivos. Como consequência, os subsectores apresentam diferenças, tanto a nível tecnológico como de necessidades energéticas. A sua classificação, quanto ao tipo de produto final, é tradicionalmente dividida em quatro subsectores. Sector Cerâmico Cerâmica de Construção Cerâmica Utilitária e Decorativa Porcelana Faiança Grés Cerâmica Técnica Refractário Electrotécnico Estrutural Telha Tijolo Abobadilha Acabamento Pavimento Revestimento Sanitário Figura 8 Classificação do sector cerâmico 22

24 Cerâmica de Construção Estrutural Neste subsector englobam-se todos os elementos cerâmicos utilizados na construção de estruturas de edifícios, nomeadamente o tijolo, a abobadilha e a telha. Tijolo Abobadilha Telha Figura 9 Exemplo de elementos produzidos no subsector da cerâmica de construção estrutural Apresenta-se a seguir a evolução da produção do subsector da cerâmica de construção estrutural nos anos de 2009 e Tabela 7 Dados do subsector da cerâmica estrutural no ano de 2009 e 2010 Ano Produção anual CERÂMICA DE CONSTRUÇÃO ESTRUTURAL Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

25 Figura 10 Desagregação da produção dos elementos produzidos no subsector da cerâmica estrutural no ano de (Fonte: APICER) Apresenta-se na Tabela 8 a evolução da produção e do consumo de energia da indústria do tijolo e da abobadilha nos anos de 2009 e de Tabela 8 Dados da indústria do tijolo e abobadilha no ano de 2009 e 2010 Ano Produção anual TIJOLO E ABOBADILHA Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

26 Na Tabela 9 apresenta-se a evolução da produção e do consumo de energia da indústria das telhas e acessórios nos anos de 2009 e de Tabela 9 Dados da indústria das telhas e acessórios no ano de 2009 e 2010 Ano Produção anual TELHAS E ACESSÓRIOS Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

27 Cerâmica de Construção de Acabamentos Neste subsector englobam-se todos os elementos cerâmicos utilizados em construção, na área dos acabamentos. Louça sanitária Revestimento Pavimento Figura 11 - Exemplo de elementos produzidos no subsector da cerâmica de construção de acabamentos Apresenta-se a seguir a evolução da produção do subsector da cerâmica de construção de acabamentos nos anos de 2009 e Tabela 10 Dados do subsector da cerâmica de construção de acabamentos no ano de 2009 e 2010 Ano CERÂMICA DE CONSTRUÇÃO DE ACABAMENTOS Produção anual Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

28 Figura 12 Desagregação da produção dos elementos produzidos no subsector da cerâmica de construção de acabamentos no ano de (Fonte: APICER) Apresenta-se na Tabela 11 a evolução da produção e do consumo de energia da indústria do pavimento e revestimento cerâmico nos anos de 2009 e de Tabela 11 Dados da indústria do pavimento e revestimento cerâmico no ano de 2009 e 2010 Ano Produção anual PAVIMENTO E REVESTIMENTO Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

29 Na Tabela 12 apresenta-se a evolução da produção e do consumo de energia da indústria da louça sanitária nos anos de 2009 e de Tabela 12 Dados da indústria da louça sanitária no ano de 2009 e 2010 Ano Produção anual LOUÇA SANITÁRIA Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

30 Louça Utilitária e Decorativa A louça cerâmica utilitária e decorativa pode dividir-se em três áreas, a louça de porcelana, de grés e de faiança. Porcelana Grés Faiança Figura 13 - Exemplo de elementos produzidos no subsector da louça utilitária e decorativa Apresenta-se a seguir a evolução da produção do subsector da louça utilitária e decorativa nos anos de 2009 e Tabela 13 Dados da indústria da louça utilitária e decorativa no ano de 2009 e 2010 Ano Produção anual LOUÇA UTILITÁRIA E DECORATIVA Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

31 No ano de 2010, a faiança foi a louça que registou o maior volume de produção, representando cerca de 46 % da produção total do subsector da louça utilitária e decorativa. Figura 14 Desagregação da produção de louça utilitária e decorativa no ano de Estas três áreas de louça seguem processos produtivos bastante semelhantes, diferindo essencialmente nas matérias-primas usadas e na temperatura de cozedura usada, sendo a porcelana cozida a temperaturas mais elevadas e a faiança a temperaturas mais baixas. Ano Tabela 14 Dados da louça de faiança no ano de 2009 e 2010 Produção anual LOUÇA DE FAIANÇA Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

32 Ano Tabela 15 Dados da louça de porcelana no ano de 2009 e 2010 Produção anual LOUÇA DE PORCELANA Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t % Ano Tabela 16 Dados da louça de grés no ano de 2009 e 2010 Produção anual LOUÇA DE GRÉS Energia eléctrica Gás natural Outras formas Total t tep tep tep tep Variação kgep/t kgep/t kgep/t kgep/t %

33 Cerâmica Técnica Os processos produtivos da cerâmica técnica podem ser muito diferentes, pois este subsector elabora produtos muito distintos. Os produtos podem ser desde minúsculos condensadores cerâmicos, até isoladores de alta tensão de grandes dimensões. Desta forma o layout do processo fabril pode ser bastante diverso dentro deste grupo. Condensador cerâmico Isoladores de alta tensão Figura 15 - Exemplo de elementos produzidos no subsector da Cerâmica Técnica 32

34 Mercado nacional/exportações Conforme se apresenta na Figura 16, a indústria dos pavimentos e revestimentos cerâmicos foi o subsector que maior volume de negócios facturou no ano de 2010, representando cerca de 42 % do valor global da indústria cerâmica. Figura 16 Distribuição do volume de negócios dos subsectores da indústria cerâmica no ano de 2010 (Fonte: Declarações anuais, IES) A actividade da indústria cerâmica que mais produziu no ano de 2010 foi a indústria do tijolo e abobadilha, fabricando cerca de toneladas de produto final. Figura 17 Produção em toneladas de produto final dos vários subsectores da indústria cerâmica no ano de (Fonte: APICER) 33

35 Em 2010, a actividade da cerâmica que registou o maior volume de facturação na União Europeia foi a indústria dos pavimentos e revestimentos cerâmicos, gerando milhões de euros (cerca de 31 % do volume total). Tabela 17- Produção de cerâmica na União Europeia no ano de 2010 (Fonte: Eurostat e Cerame-Unie) Produtos cerâmicos 2010 [milhões de euros] Fracção Pavimentos e Revestimentos % Telhas e Tijolos % Cerâmica Técnica % Refractários % Cerâmica Utilitária e Decorativa % Louça Sanitária % Total % Para além disto, em 2010, a cerâmica foi o 3 º sector que auferiu a maior taxa de cobertura 1, TC = 3.953, atingindo um saldo positivo na balança portuguesa de cerca de 400 milhões de euros, logo a seguir ao sector das pastas de madeira (2 º) e da cortiça (1 º). Figura 18 Evolução da taxa de cobertura do sector da cerâmica, no período de 2008 a 2010 (Fonte: INE) Em 2010, a França liderou o ranking dos principais mercados de exportações de produtos cerâmicos, registando um valor de milhões de euros. 1 Rácio entre o valor das exportações de um bem e importações do mesmo. 34

36 Figura 19 Principais mercados de exportação de produtos cerâmicos no ano de 2010 (Fonte: INE) Na Figura 20, apresentam-se os principais mercados de exportação de produtos cerâmicos por área geográfica, onde se verifica o domínio claro do destino das exportações para a União Europeia (cerca de 75 %). Figura 20 Áreas geográficas de exportação de produtos cerâmicos no ano de 2010 (Fonte: INE) Comparando o ano de 2010 com o anterior, os aumentos mais significativos do volume de exportações ocorreram nos países de Espanha (14 %), de Angola (8 %) e dos Estados Unidos da América (11 %). Em contrapartida, houve uma diminuição do volume de exportações nos países do Reino Unido (7 %), da Itália (6 %) e da Suíça (8 %). O balanço final foi um aumento nas 35

37 exportações de 2.8 %, passando dos milhões de euros facturados em 2009 para milhões de euros 36

38 3.5. Processos produtivos e operações unitárias Tijolo e Abobadilha Apesar de o tijolo e a abobadilha terem fins bastante distintos, os seus processos de fabrico são muito semelhantes. A sequência de fabrico é a seguinte: 1) Extracção de argilas As argilas são extraídas de barreiros, normalmente situados nas imediações das fábricas, por máquinas escavadoras e formados lotes com composição adequada. Durante a fase de armazenamento estão sujeitas a um "apodrecimento", por exposição ao tempo, durante um período aproximado de seis meses a um ano. 2) Pré-preparação da pasta A matéria-prima utilizada é introduzida na pré-preparação, por meio de uma pá carregadora, sendo depois destorroada, doseada, laminada e misturada. Posteriormente é colocada em stock, durante um período longo e humedecidas, se necessário, para estabilização. fieira. 3) Preparação da pasta Nesta fase, o barro é novamente misturado e laminado seguindo para o alimentador da 4) Moldagem Na fase de moldagem o barro é amassado, com adição de água. A moldagem dos produtos efectua-se por extrusão a vácuo, numa fieira. Nalguns casos adiciona-se vapor para facilitar a extrusão. 5) Secagem A secagem dos produtos verdes, efectua-se em secadores do tipo contínuo, semi-contínuo ou de câmaras estáticas. Normalmente os secadores são alimentados com ar quente recuperado do forno. Alternativamente são alimentados com gases quentes produzidos num gerador de ar quente, ou numa fornalha. 37

39 6) Cozedura Os produtos secos são então cozidos em fornos contínuos que são do tipo túnel com vagões. Esta é a fase de maior consumo de energia, pois os produtos necessitam de atingir temperaturas da ordem dos 800 a 900 C, segundo uma curva de temperaturas estabelecida, desde o aquecimento, patamar de cozedura e arrefecimento lento. 7) Escolha, embalagem e armazenagem Por fim procede-se à armazenagem do material a escolher. Alternativamente pode não haver armazenagem e o material sai do forno sendo directamente encaminhado para a linha de escolha e embalagem. 38

40 Na Figura 21 é apresentado um diagrama esquemático com um exemplo do processo produtivo de tijolo e abobadilha. Doseador Linear Misturador Fieira PREPARAÇÃO MOLDAGEM Descarga semi-automática Paletização e embalagem manual Doseador Misturador Empacotamento automático Destorroador COZEDURA Forno Túnel Laminador PRÉ-PREPARAÇÃO Mesa de Corte Laminador Carga automática SECAGEM Secador semi-contínuo ESCOLHA E PALETIZAÇÃO E EMBALAGEM Stock de matérias-primas Descarga automática Figura 21 - Diagrama esquemático do processo de produção de tijolo e de abobadilha 39

41 Telha e Acessórios de Telhado A produção de telha e de acessórios de telhado é em tudo semelhante, diferindo apenas no processo de conformação dos produtos. A telha é a peça básica que é montada na construção do telhado e os acessórios são as peças que o complementam (ex.: cantos, cumes, cruzetas, babadouros, beirados, passadeiras, ventiladores, etc.). A sequência de fabrico é a seguinte: 1) Extracção de argilas As argilas são extraídas de barreiros, normalmente situados nas imediações das fábricas, por máquinas escavadoras e formados lotes com composição adequada. Durante a fase de armazenamento estão sujeitas a um "apodrecimento", por exposição ao tempo, durante um período aproximado de seis meses a um ano. 2) Pré-preparação da pasta A matéria-prima utilizada é introduzida na pré-preparação, por meio de uma pá carregadora, sendo depois destorroada, doseada, laminada e misturada. Posteriormente é colocada em stock durante um período longo e humedecidas, se necessário, para estabilização. 3) Preparação da pasta Nesta fase, o barro é novamente misturado e laminado. 4) Moldagem A moldagem dos produtos efectua-se por extrusão a vácuo, numa fieira de onde se obtém a lastra, que constitui uma pré-forma do produto final. Na extrusão é normalmente adicionado vapor para facilitar o processo de conformação. As telhas e os acessórios de telhado são moldados por prensagem em prensas automáticas. Normalmente são usados moldes metálicos revestidos a borracha. Noutros casos são usados moldes de gesso para dar melhor acabamento superficial aos produtos. Este processo exige uma linha paralela de fabricação de moldes de gesso. 5) Secagem A secagem dos produtos verdes, efectua-se em secadores do tipo contínuo, semicontínuo ou de câmaras estáticas. Normalmente os secadores são alimentados com ar quente recuperado do forno. Alternativamente são alimentados com gases quentes produzidos num gerador de ar quente, ou numa fornalha. 40

42 6) Engobagem Depois de seca, a telha pode ou não passar por uma linha de engobagem, onde são aplicados diversos tipos de vidro para obter efeitos decorativos no produto final. 7) Cozedura Os produtos são então cozidos em fornos que podem ser do tipo contínuo em túnel com vagões, ou intermitentes (normalmente usados para os acessórios). Esta é a fase de maior consumo de energia, pois os produtos necessitam de atingir temperaturas da ordem dos C, segundo uma curva de temperaturas estabelecida, desde o aquecimento, patamar de cozedura e arrefecimento lento. Nalgumas empresas é usado um sistema de suportes refractários em que as telhas são colocadas para evitar empenos. 8) Escolha, embalagem e armazenagem Por fim procede-se à armazenagem do material a escolher. Alternativamente pode não haver armazenagem e o material sai do forno sendo directamente encaminhado para a linha de escolha e embalagem. 41

43 Pá Carregadora EXTRUSÃO E PRENSAGEM PREPARAÇÃO Doseador Material Reciclado Laminador Fieira Prensa Carga do secador Moinho de Galgas SECAGEM Doseador Secador semi-contínuo COZEDURA ESCOLHA, PALETIZAÇÃO E ARMAZENAGEM Forno Túnel Escolha Paletização e Armazenagem Na Figura 22 é apresentado um diagrama esquemático com um exemplo do processo produtivo de telha e acessórios de telhado. Figura 22 - Diagrama esquemático do processo de produção de telha e acessórios de telhado 42

44 Pavimento e Revestimento Cerâmico Os processos produtivos de pavimento e revestimento cerâmico são muito semelhantes entre si. Os pavimentos são normalmente menos porosos e mais resistentes, para revestir pavimentos e os revestimentos mais porosos e menos resistentes mas adequados para o revestimento de paredes. Muitas empresas subcontratam parte da produção como a preparação de pastas ou de vidros. A sequência de produção é a seguinte: 1) Preparação da pasta Normalmente, as matérias-primas são transferidas de tulhas para doseadores, por meio de uma pá carregadora, sendo seguidamente distribuídas separadamente por silos de armazenagem com sistema de pesagem incorporado. Depois de efectuada a pesagem automática das matérias-primas, a mistura é introduzida em tremonhas de pré-carga, uma por cada um dos moinhos. Nos moinhos procede-se, à moagem dos duros por via húmida, em moinhos cilíndricos com carga moente de bolas de alumina. As argilas são distribuídas por turbodiluidores. Após a moagem da pasta líquida e a diluição das argilas, é feita a mistura, sendo a pasta obtida descarregada em tanques de barbotina, de modo a sofrer a primeira peneira e filtragem. É então submetida à acção de agitadores de forma a ser mantida em suspensão. Seguidamente a barbotina é trasfegada para o tanque de alimentação do atomizador, sendo novamente peneirada, agora em malha mais fina. 2) Atomização O fabrico do pó para a prensagem processa-se num atomizador alimentado por bombas hidráulicas de alta pressão. O gerador de gases quentes para a secagem é normalmente alimentado a gás natural. O pó atomizado retém cerca de 5 a 6 % de humidade e é armazenado em silos, que posteriormente alimentarão as linhas de produção. 3) Prensagem/secagem Na prensagem utilizam-se prensas automáticas de alta pressão e controlo de velocidade variável. As peças são carregadas automaticamente nos secadores, associados a cada uma das prensas. Normalmente estes secadores são alimentados a gás natural. 43

45 4) Vidragem Após a secagem as peças são encaminhadas para as linhas de vidragem por meio correias transportadoras. As peças vidradas são posteriormente carregadas, sendo actualmente geridas por sistema logístico automatizado do tipo LGV (laser guided vehicle) ou AGV (automated guided vehicle). 5) Cozedura A cozedura processa-se em fornos de rolos que apresentam baixa inércia térmica relativamente aos fornos túnel com vagões. O ciclo de cozedura é bastante variável e pode oscilar entre os 30 e os 60 minutos, em função do tipo de material a cozer e do formato. Podem estar instalados pré-fornos onde o material é pré-aquecido com ar recuperado da zona de arrefecimento do forno. Este é o processo que consome mais energia, podendo atingir os a C. 6) Corte/Rectificação Nas linhas rectificação efectuam-se operações de ajuste, corte e secagem. 7) Escolha, embalagem e armazenagem A descarga do produto cozido é, normalmente, feita também com recurso aos sistemas logísticos automatizados LGV ou AGV. Estes sistemas integram diversos veículos de transporte, responsáveis pela gestão de todo o parque de material seco e cozido de forma a optimizar o espaço disponível. A escolha é manual e a embalagem é automática, feita por paletizadores. 44

46 Na Figura 23 é apresentado um diagrama esquemático com um exemplo do processo produtivo de pavimento e revestimento. PREPARAÇÃO DE PÓ ATOMIZADO CONFORMAÇÀO SECAGEM Forno de rolos 1 Armazém Fornos de rolos 2 Armazém Poceram - Revestimento / Maio 2000 Atomizador Matérias Primas Doseadores Balanças Preparação Vidros Moinhos Silos de Pó Prensas VIDRAGEM COZEDURA Diluidores Agitadores Linhas de Vidragem Linhas de Vidragem Fornos de rolos 5 Balança PREPARAÇÃO DE PASTA Moinhos Diluidores Parque de produtos verdes e cozidos DECORAÇÃO DE PEÇAS ESPECIAIS, TERCEIRO FOGO Tanques de agitação Secadores Horizontais Tanque de atomização PALETIZAÇÃO E ARMAZENAGEM Fornos de rolos "3ºfogo" Armazém Figura 23 Diagrama esquemático do processo de produção de pavimento e revestimento 45

47 Louça Sanitária A produção de louça sanitária segue os seguintes passos: 1) Preparação da pasta As diversas matérias-primas utilizadas no processo produtivo são recepcionadas, inspeccionadas, classificadas e armazenadas em tulhas. Posteriormente, estas matérias-primas são transferidas para tremonhas (silos) com o auxílio de uma máquina carregadora, a partir das quais se procede ao seu doseamento por pesagem. A preparação dos "inertes" é feita em moinhos cilíndricos rotativos com carga moente de bolas de alumina enquanto, paralelamente, as matérias-primas plásticas são preparadas em turbodiluidores. A dosagem das diversas matérias-primas é efectuada em contínuo e com pesagem automática. Após a sua preparação, os "inertes" e "plásticos" introduzem-se em tanques distintos. Posteriormente estes dois componentes são conduzidos a dois tanques doseadores (elevados), a partir dos quais se obtém a mistura final de trabalho. Antes de ser enviada para a moldagem, a barbotina para enchimento é mantida em tanques de agitação lenta. 2) Moldagem A moldagem das peças pode ser efectuada por enchimento manual clássico, enchimento de baixa, média e alta pressão, distinguindo-se as últimas pelo seu elevado ritmo de produção. Após a abertura dos moldes, as peças são retiradas, permanecendo ainda na olaria em condições de temperatura e humidade controladas, antes de serem enviadas para a secagem. Este período permite uma primeira secagem das peças, conferindo-lhes a resistência mecânica necessária para o seu manuseamento na fase de acabamento. As condições de temperatura e humidade ambiente da olaria são permanentemente controladas e mantidas dentro de parâmetros limite. Para o efeito são utilizadas unidades de climatização, alimentadas a gás natural com ou sem permutador e com recirculação de ar de admissão. 3) Secagem A secagem dos produtos processa-se normalmente em secadores de câmaras estáticas, com carga e descarga manual, os secadores utilizam frequentemente ar quente recuperado do arrefecimento dos produtos dos fornos sendo a regulação mais fina de temperatura efectuada por um queimador de gás. 46

48 Após um ciclo de secagem que pode variar entre 7 e 16h, as peças são retiradas do secador para lhes ser aplicada uma camada de vidro. A vidragem efectua-se em cabines, que podem ser automatizadas. 4) Cozedura Os produtos vidrados são carregados em vagonas, que são introduzidas num forno de túnel com impulsos que podem oscilar entre 20 e 50 minutos. Esta é a fase do processo com maior consumo de energia, cuja temperatura pode oscilar entre os e os C. 5) Escolha, embalagem e armazenagem Após a cozedura, efectua-se a descarga, escolha e embalagem. Para a recuperação de peças que necessitem de ser retocadas, normalmente as empresas dispõem de fornos intermitentes. Neste fornos são cozidas as peças retocadas e/ou com efeitos de decoração especiais num ciclo que pode oscilar entre 18 e 20 horas. 47

49 Na Figura 24 é apresentado um diagrama esquemático com um exemplo do processo produtivo de louça sanitária. PREPARAÇÃO DE PASTA Sanindusa-/ Março 2005 (Artur Serrano) Turbodiluidores ("Plásticos") Inertes Inertes Inertes Matérias Primas Quartzo,Caco crú, Caulinos,Argilas,Felquartzo Doseador Balanças Moinhos "ALSING" ("Duros") Tanques de Homogeneização ENCHIMENTO TRADICIONAL ENCHIMENTO DE MÉDIA E ALTA PRESSÃO SECAGEM Enchimento VIDRAGEM Desmoldagem Baterias de enchimento Netzcsh, NIV, SHANK,KERAMAG MONOCOZEDURA Secador de câmaras estáticas ARMAZENAGEM Preparação Vidros Moinhos Diluidores Agitadores Balança Forno de túnel Cabines de Vidragem Forno de túnel 2 RECOZEDURA E DECORAÇÃO ESCOLHA EMBALAGEM E ARMAZENAGEM (do produto final) Forno intermitente SACMI DECORAÇÃO DE PEÇAS ESPECIAIS, TERCEIRO FOGO Forno intermitente OFENBAU Forno intermitente HEIMSOTH Escolha do material cozido Figura 24 Exemplo de diagrama esquemático do processo de produção de louça sanitária 48

50 Louça Utilitária e Decorativa Estas três áreas de louça seguem processos produtivos bastante semelhantes, diferindo essencialmente nas matérias-primas usadas e na temperatura de cozedura usada, sendo a porcelana cozida a temperaturas mais elevadas e a faiança a temperaturas mais baixas. As variações no processo ocorrem na fase de conformação das peças, sendo que as formas mais simples são feitas com recurso a moldagem e as mais complexas com recurso a enchimento. A sequência de fabrico é a seguinte: 1) Preparação de pasta Depois de doseados por pesagem, os duros e plásticos são introduzidos e processados em moinhos alsing. O material argiloso é introduzido em turbodiluidores, juntamente com a quantidade de água necessária para se obter uma pasta com densidade e viscosidade adequadas. Uma parte das matérias-primas é moída e armazenada em tanques de diluição com agitação permanente. A partir destes tanques a suspensão é injectada em filtrosprensa de onde a pasta crua é retirada sob forma de rodelas, ou lapas. Estas serão posteriormente utilizadas no fabrico de peças por contramoldagem, ou por enchimento. 2) Atomização A secagem da pasta é efectuada num atomizador alimentado por bombas hidráulicas de pistão de porcelana, colocadas em paralelo e debitando a barbotina a alta pressão. Normalmente, o atomizador é alimentado a gás natural. 3) Prensagem O pó atomizado é armazenado em big-bags que vão alimentar as linhas de produção, constituídas por prensas. 4) Contramoldagem/Secagem Depois de amassadas as lapas são extrudidas em fieiras. A pasta é retirada das fieiras sob a forma de cilindros, de onde segue para o fabrico, que se processa em máquinas automáticas, Rollers e/ou Jaules. Depois de moldadas contra um molde de gesso, as peças passam por um processo inicial de secagem, que se destina a secar o molde de gesso de modo a facilitar a desmoldagem da peça (secadores de couro). A peça desmoldada segue então para a fase final da secagem (secadores de branco). Seguidamente a louça segue para a 1ª cozedura ou chacotagem. 49

51 5) Enchimento As peças com formas complexas normalmente são fabricadas por enchimento. A barbotina é vazada no interior de formas de gesso com a forma da peça a obter. 6) 1ª Cozedura: Chacotagem e Vidragem As peças são cozidas a cerca de C para que ganhem resistência mecânica, sem perder a porosidade, e de modo a facilitar a operação de vidragem. Após a cozedura o material limpo é submetido à operação de vidragem (aplicação do vidro). 7) 2ª Cozedura: Cozedura do Material Vidrado Nesta operação as peças já vidradas são cozidas a temperaturas da ordem dos C. Para obter as qualidades requeridas para os objectos de porcelana, a cozedura efectua-se entre determinados limites de temperatura, em atmosfera redutora. 8) Decoração Após a cozedura do material vidrado, a louça é escolhida, podendo ainda proceder-se à decoração mais elaborada das peças. Os efeitos de decoração podem ser aplicados por decalque, filagem, enchimento, pintura à pistola, ou à mão. Após a pintura das peças segue-se nova cozedura: se o motivo decorativo pretendido for On-Glaze esta efectua-se a cerca de 925 C; no caso de ser usada a decoração In-Glaze a cozedura efectua-se a cerca de C. A louça é então escolhida embalada e armazenada. 50

52 Na Figura 25 é apresentado um diagrama esquemático com um exemplo do processo produtivo de louça utilitária e decorativa. Filtros prensa Fieiras Rollers, jaules Balança Prensas Misturadores Agitadores Atomizador "BIG-BAGS" 1ª COZEDURA (CHACOTAGEM) COZEDURA Transportador aéreo Mesas de acabamento Forno túnel "RIEDHAMMER" Matérias Primas SECAGEM 7 PREPARAÇÃO DE PASTA / ATOMIZAÇÃO / ENCHIMENTO / CONTRAMOLDAGEM / PRENSAGEM Moinhos ACABAMENTO 7 7 Diluidores Peneiro Peneiro Bomba de Alta Pressão (Pó atomizado) VIDRAGEM Preparaçäo Vidros Moinhos Bancas de enchimento Diluidores Agitadores 2ª COZEDURA (GRANDE FOGO) COZEDURA DA DECORAÇÃO (3º FOGO) ESCOLHA, EMBALAGEM E ARMAZENAGEM Fornos intermitentes Forno túnel "RIEDHAMMER" Forno túnel "RIEDHAMMER" Balança Figura 25 Diagrama esquemático do processo de produção de louça utilitária e decorativa 51

53 Cerâmica Técnica No final desta secção apresenta-se um fluxograma típico associado ao fabrico de isoladores cerâmicos de média e alta tensão. 1) Preparação/Moagem As matérias-primas utilizadas são destorroadas e, depois de devidamente doseadas são introduzidas em moinhos alsing, onde se procede à primeira fase da moagem. Na segunda fase da moagem efectua-se a diluição da carga dos moinhos com a argila que lhe é adicionada. 2) Filtro-prensagem A pasta, que está distribuída pelos tanques de homogeneização, é então encaminhada para filtros-prensa de onde se extraem as lapas, discos de pasta muito plástica que se destinam a ser utilizados na fase seguinte do processo. 3) Moldagem Uma vez retiradas as lapas dos filtros-prensa são introduzidas em extrusoras ou fieiras a vácuo. Nesta fase a pasta é moldada para obter peças de formato cilíndrico de diversas dimensões: os charutos. 4) Pré-secagem Os charutos retirados das extrusoras ou fieiras e são cortados à medida adequada, de modo à peça poder ser trabalhada num torno. Entre o torno e a extrusora ou fieira procede-se a uma secagem feita por efeito de joule, pela aplicação de tensão nos topos de cada peça, de cerca de 1 Volt por cada centímetro de comprimento. 5) Torneamento As peças são moldadas manualmente por meio de tornos verticais com comando numérico ou tornos replicadores manuais de padrões, conferindo-lhes a forma final característica dos isoladores cerâmicos. 6) Secagem Após a conformação segue-se uma operação de secagem, normalmente em secadores de câmaras estáticas. 7) Acabamento Os isoladores são então submetidos a operações de esponjagem, limpeza e vidragem, podendo ser ou não granitados os extremos da peça, de modo a conferir melhor aderência às ferragens que serão posteriormente aplicadas. 52

54 O vidro que se aplica na peça é também preparado em moinhos alsing de menores dimensões e armazenado em tanques de homogeneização com agitadores. 8) Cozedura As peças são cozidas em fornos intermitentes de grandes dimensões com controlo da atmosfera de cozedura. A temperatura de cozedura atinge normalmente os C. 9) Escolha, embalagem e armazenagem Na fase final o material é sujeito a operações de rectificação, verificação de tolerâncias e ajustamentos. Seguidamente é submetido a diversos ensaios de resistência mecânica, resistência ao choque térmico e ensaios eléctricos diversos. Finalmente podem ainda aplicar-se ferragens, dependendo do tipo de produto. 53

55 Na Figura 26 é apresentado um diagrama esquemático com um exemplo do processo produtivo de louça utilitária e decorativa. Figura 26 Diagrama esquemático do processo de produção de isoladores térmicos de média e alta tensão 54

56 Principais Operações de Processo Embora a Cerâmica apresente processos produtivos diferentes por subsector, os equipamentos de produção que caracterizam este subsector são os atomizadores, os secadores e os fornos. Atomização De forma muito sintética, a secagem por atomização é usada na produção de pó para fabricação de pavimento, revestimento e louça. Baseia-se, essencialmente, num sistema de evaporação de água, em que uma corrente de ar quente seca a barbotina quase instantaneamente. O pó atomizado é colectado no fundo do atomizador e o pó mais fino, arrastado pelo ar de exaustão, é recuperado num sistema de separação por ciclones. O ar de secagem é geralmente produzido por geradores de ar quente com queima directa de fuelóleo, ou gás podendo ser utilizado também o ar quente recuperado de fornos. Na Figura 27 apresenta-se um aspecto geral de um atomizador utilizado na produção de pó para fabricação de pavimento no subsector Cerâmica Estrutural de Acabamento. No atomizador procede-se à evaporação da água contida na barbotina a fim de se obter o pó destinado à prensagem na secção de conformação das peças. 55

57 (a) (b) Figura 27 (a) Atomizador. (b) Processo de secagem por atomização (Fonte: Spray Process) 56

58 Secagem Após a operação unitária de conformação, a água contida na pasta deixa de ter utilidade e é necessário eliminá-la na maior quantidade possível para se efectuar a cozedura dos produtos. Normalmente os produtos circulam em contracorrente com o ar de secagem e à entrada do secador o ar utilizado é mais saturado e a sua temperatura mais baixa e no final a temperatura tem de ser mais elevada para promover a transferência de calor e evaporar a água mais facilmente. Na indústria cerâmica pode encontrar-se uma variedade grande de secadores com tipologias diferentes e incorporando tecnologias bastante diversas, adaptados à produção de cada tipo específico de produto a secar. Por isso não é de admirar que alguns secadores apresentem eficiências energéticas de kcal/kg e outros apresentem eficiências piores, da ordem das kcal/kg. Tudo depende da massa de produto, velocidade, temperatura de secagem e quantidade de água a retirar. Existem diversos tipos de secadores como podemos observar a seguir: Figura 28 Secador intermitente ou de câmara (estufa) 57

59 Cozedura A função dos fornos é efectuar a cozedura do material seco, já vidrado ou de peças decoradas. Durante a cozedura o material sofre transformações físicas e químicas que lhe conferem as propriedades requeridas para o produto final. De acordo com o sistema de queima usado, os fornos túnel podem ser, fornos muflados, onde os gases de combustão estão confinados a câmaras laterais, sem entrarem em contacto directo com os produtos ou fornos de queima directa ou chama livre, em que os produtos são aquecidos por exposição directa à chama Os fornos de rolos estão normalmente equipados com queimadores de alta velocidade confinados às diversas zonas ou módulos de controlo de temperatura. E os fornos intermitentes são normalmente aquecidos por queima directa de propano ou gás natural, tendo revestimento em tijolo refractário e, mais recentemente, em fibra cerâmica. Existem diversos tipos de fornos com funcionamento contínuo e intermitente. Figura 29 Forno túnel (Fonte: Xtherm) 58

60 Tipos de energia utilizada A indústria cerâmica é um consumidor intensivo de energia, especialmente nas fases de atomização, secagem e cozedura. Na Cerâmica, verifica-se em todos os sectores que a maior quantidade de energia consumida é a energia térmica. Apresentam-se na Tabela 18 os principais tipos de combustíveis utilizados na indústria cerâmica. Tabela 18 Equipamentos consumidores intensivos de energia térmica e respectivos combustíveis utilizados na indústria cerâmica * central de cogeração; ** praticamente inexistente; GN - gás natural; GPL - gás propano liquefeito A utilização de combustíveis fósseis, como o fuel, o coque de petróleo e os óleos reciclados têm um impacte elevado no meio atmosférico. Por serem combustíveis menos tratados ocorre uma libertação de óxidos de enxofre, partículas e metais pesados superior ao uso equivalente do gás natural, devendo por isso mesmo serem substituídos por este combustível. 59

61 A energia eléctrica é utilizada sobretudo na força motriz das máquinas, no ar comprimido, na iluminação, no ar condicionado e nos sistemas de despoeiramento. Tabela 19 - Equipamentos consumidores intensivos de energia eléctrica na indústria da cerâmica e do vidro Subsector Secção homogénea Cerâmica Estrutural Cerâmica Utilitária e Decorativa Pavimento e Revestimento Sanitário Equipamentos auxiliares Sistemas de despoeiramento; Compressores de ar comprimido Preparação Moinhos Moinhos; Turbodiluídores Moinhos; Turbodiluídores Moinhos; Diluidores Moldagem Prensas; Extrusoras (Fieiras) Prensas; Extrusoras (Fieiras) Prensas; Extrusoras (Fieiras) Baterias de alta pressão Secagem Cozedura Secador: Semicontínuo; Contínuo; Câmara estática; Sistemas de ventilação de fornos Atomizador; Secador: Contínuo; Câmara estática; Atomizador; Secador: Contínuo; Câmara estática; Sistemas de ventilação de olarias Fornos Fornos Fornos 60

62 3.6. Identificação de boas práticas e tecnologias de eficiência energética Contabilização Energética e Boas Práticas na Utilização de Energia Esta área de actuação pode dividir-se em três pontos principais: Gestão energética eficaz Implementação de um sistema de monitorização de energia Os Sistemas de Monitorização de Energia são uma ferramenta fundamental para a redução dos consumos. Tal é conseguido através dos princípios do ciclo de gestão: definição de objectivos, implementação de acções, medição, correcção. Sem medir não é possível melhorar. Assim a medição é fundamental para: Compreender os consumos eléctricos e não eléctricos; Conhecer a qualidade da energia e ineficiência dos equipamentos, permitindo acção imediata sobre os problemas da rede; Conhecer o perfil da carga aumentando a eficiência energética; Promover o uso da electricidade em horários mais vantajosos; Comparar a facturação do fornecedor de energia; Reduzir os consumos de stand-by; Contribuir na redução de impacto no clima, através das emissões de CO2; Certificação ambiental; Baixar a factura energética. 61

63 Um Sistema de Monitorização de Energia (SME) permite medir através de qualquer contador que esteja integrado no circuito e que emita impulsos eléctricos. Contadores Gás Contadores Eléctricos Analisadores de energia Contadores de Água O que medir? Energia eléctrica. Água. Fuel. Gás. Produção. Outros contadores É possível medir energia eléctrica, gás, água, fuel, ou qualquer outra grandeza com interesse para a análise, como por exemplo a produção. Gestão energética eficaz Implementação de um sistema de gestão de energia segundo a norma NP EN Esta norma segue o ciclo da Gestão de Deming PDCA: Plan Estabelecer os objectivos e processos necessários para obter resultados, de acordo com a política energética da organização; Do Implementar os processos; Check Monitorizar e medir os processos em relação à política energética objectivos, metas, obrigações legais e outros requisitos que a organização deve cumprir e relatar os resultados; Act Empreender acções para melhorar, continuamente, o desempenho do sistema de gestão de energia. 62

64 Monitorização Contínua Política Energética Planeamento Revisão pela Gestão Implementação e Funcionamento Auditoria Interna Verificação Monitorização e medição Acções Correctivas e Preventivas Figura 30 Funcionamento da norma NP EN Por outras palavras, um SGE é um modelo que ajuda a sistematizar na definição das responsabilidades, a planear, a definir indicadores e objectivos, a monitorizar os consumos, a auditar os processos e a implementar medidas no sentido de corrigir situações que possam levar à redução dos consumos energéticos, numa espiral de melhoria contínua. Este Sistema pode ser integrado com outros Sistemas de Gestão, nomeadamente da Qualidade, Ambiente, Segurança, entre outros. 63

65 Elaboração de índices e custos energéticos - De forma complementar, é necessário elaborar índices de eficiência energética e calcular indicadores económicos, dispondo desta forma das ferramentas adequadas para poder conhecer com pormenor o estado de cada processo e comparar com processos semelhantes em empresas análogas, e caso necessário adoptar medidas rectificadoras oportunas. - Dentro dos indicadores energéticos é possível fazer-se uma classificação entre indicadores absolutos e relativos: Indicadores absolutos o Potências totais instaladas em cada sistema. o Horas de funcionamento por ano. Indicadores relativos o Potências instaladas em cada sistema por unidade de superfície ou de produção. o Consumo de cada uma das energias por unidade de superfície ou de produção. o Consumo em cada ciclo de operação para cada actividade. Contratação e facturação energética - Na escolha do tipo de energias que se vão consumir, é necessário determinar quais são os mais adequados para o processo produtivo, não só do ponto de vista técnico, mas também dos pontos de vista económico e ambiental. - Escolhidos os tipos de energia que se vão consumir e a quantidade necessária de cada, é preciso estudar a modalidade de contratação, analisando a possibilidade de as obter considerando as tarifas reguladas ou as do mercado liberalizado. É conveniente ter um conhecimento suficientemente amplo das características técnicas, económicas, comerciais e legais do mercado energético, sendo recomendável dispor na empresa de um responsável para esta área ou recorrer a um especialista externo. Juntamente com esta escolha, deve realizar-se de forma periódica uma análise da facturação respeitante à energia consumida, comprovando se é a mais adequada em função das diferentes modalidades de preços. 64

66 Contratação de Gás Natural - Ajustar de forma adequada a tarifa ao consumo diário de gás. - Para as empresas com consumos inferiores a m 3 (n), o termo fixo da factura está directamente relacionado com o caudal máximo de gás e o tipo de contador instalado. Deste modo recomenda-se que a escolha do escalão de pressão seja a mais ajustada possível às condições reais de laboração. - No caso dos consumidores com consumos superiores a m 3 (n)/ano, a potência máxima diária contratada é ajustada por um valor entre os 80% e 105% do consumo de gás diário. Contratação Eléctrica - Analisar a possibilidade de alterar os consumos das horas de ponta para horas de baixo consumo, permitindo escolher assim um tarifário que premeie os consumos neste tipo de horas. - Analisar se a tarifa eléctrica contratada é a mais adequada ao perfil de consumo, seleccionando o maior nível de tensão de entrega possível, já que, neste caso os termos de potência e de energia são menores que em BT. Em Portugal, dependendo do n.º de horas de utilização anual das instalações eléctricas pode interessar optar por tarifas com custos unitários de energia e potência mais adequados sendo necessário efectuar uma simulação com base em consumos registados num período alargado (12 meses de preferência), para se verificar qual a alternativa mais económica. - Corrigir o factor de potência e ajustá-lo para o valor mais elevado possível, mantendo-o sempre acima de 0,96. 65

67 Energia Reactiva O factor da potência é um dado crucial na altura de estudar a eficiência energética de uma instalação eléctrica de corrente alternada. Todos os receptores de energia eléctrica cujo princípio de funcionamento se baseie nos efeitos dos campos electromagnéticos, para além de requererem potência activa, requerem energia reactiva para o seu funcionamento. A potência reactiva (Q) constitui energia não útil e a sua presença deve ser limitada, dado que gera maiores perdas energéticas na forma de calor por efeito de Joule e obriga a sobredimensionar de modo desnecessário a rede eléctrica. Por este motivo, as companhias eléctricas (de acordo com a legislação vigente), penalizam o excessivo consumo de energia reactiva, dando lugar na facturação eléctrica a uma taxa ou complemento. Pretende-se evitar uma sobrevalorização na factura, provocado por um baixo factor de potência. 2 Em Portugal, se o factor de potência for inferior a 0,96 a factura eléctrica sofre um agravamento do preço. Para corrigir (aumentar) um factor de potência demasiado reduzido, utilizam-se equipamentos de compensação de energia reactiva, normalmente baterias de condensadores. A colocação de baterias de condensadores deve ser precedida de um estudo de rentabilidade económica, ainda que se possa assegurar que a colocação de baterias de condensadores em locais onde o factor de potência é baixo (menor 0,96), originará períodos de recuperação do investimento muito baixos, isto é, a rentabilidade está assegurada. De forma geral, a compensação de Energia Reactiva tem os seguintes benefícios: Elimina a facturação de energia reactiva. Reduz as quedas de tensão. Reduz as perdas por efeito de Joule. Protege a vida útil das instalações. Aumenta a capacidade das linhas de transporte 2 O factor de potência (cos φ) é o parâmetro que permite determinar a fracção de energia activa na instalação eléctrica. Tecnicamente, representa o quociente entre a potência activa (P) e a aparente (S), sendo φ o ângulo de desfasamento da intensidade relativamente à voltagem da corrente alternada utilizada. Quanto maior for o factor de potência (cos φ), maior é a fracção de potência activa da instalação. 66

68 Motores Eléctricos Os motores eléctricos abastecem, na maioria dos casos, os equipamentos industriais, pelo que a sua operação e conservação representa um campo importante de oportunidades para a poupança de energia, que se traduz numa redução dos custos de produção e numa maior competitividade. Estes equipamentos são uma das principais fontes de consumo de energia na Europa, sendo os responsáveis por 70% do consumo de electricidade na indústria europeia. O custo da utilização de um motor eléctrico é de 95% em energia durante o seu funcionamento, 3% no investimento inicial e 2% em manutenção. Custo de utilização Investimento Manutenção Figura 31 Custos associados a motores eléctricos A eficiência ou rendimento de um motor eléctrico é uma medida da sua capacidade para converter a potência eléctrica em potência mecânica útil: Eficiência Potência mecânica x100 Potência eléctrica Nem toda a energia eléctrica que um motor recebe, se converte em energia mecânica. No processo de conversão, dão-se perdas, pelo que a eficiência nunca será de 100%. Se as condições de operação de um motor estiverem incorrectas ou se este tiver alguma imperfeição, a magnitude das perdas pode superar em muito as especificações previstas em projecto, com a consequente diminuição da eficiência. De forma geral, um motor converte 85% da sua energia eléctrica em energia 67

69 mecânica, perdendo 15% no processo de conversão. Na prática, consome-se (e pagase) inutilmente a energia utilizada para fazer funcionar o motor. Energia - 85% Perdas - 15% Figura 32 Perdas de energia nos motores eléctricos É especialmente interessante introduzir critérios de eficiência no momento de adquirir motores novos ou de substituir algum dos existentes. Utilizar motores com mais eficiência, que actualmente podem apresentar rendimentos na ordem dos 96%, reduz as perdas e os custos de operação. Os motores eficazes, ainda que inicialmente pressuponham um maior investimento, permitem recuperá-la em pouco tempo, reduzindo de forma global os custos de operação, e apresentando como vantagens adicionais: Menor consumo com a mesma carga. Mais fiabilidade e menores perdas. Rendimento consideravelmente maior. Amortização em 2,5 anos aproximadamente. Operação a menor temperatura. Suportam melhor as variações de tensão e as harmónicas. Factor de potência sensivelmente maior. Operação mais silenciosa. Na altura de adquirir um motor eléctrico, deve ter-se em conta que, ao comprar um motor de elevada eficiência, o investimento inicial pode tornar-se mais alto, mas os custos podem recuperar-se rapidamente em termos de poupança do consumo energético. Segundo a eficiência energética dos motores eléctricos, estes classificamse em: 68

70 EFF1: Motores de elevada eficiência. EFF2: Motores de eficiência normal. EFF3: Motores de eficiência reduzida. Figura 33 Exemplo de motores eléctricos de elevada eficiência EFF1 Em seguida apresentam-se algumas indicações práticas para conseguir uma diminuição dos custos e poupança energética: - Verificar o modo de arranque dos motores e se se realiza de forma sequencial e planificada. - Utilizar arrancadores estrela-triângulo ou de arranque suave como alternativa aos arrancadores convencionais, quando a carga não necessitar de um elevado binário de arranque. São mais económicos e eficazes em termos energéticos, mas apresentam o inconveniente do binário se reduzir no arranque. - Registar se os motores de indução utilizam variadores de velocidade. A variação de velocidade tem múltiplas vantagens: Poupança energética como consequência de um consumo mais adequado à carga exigida. Diminuição dos picos de potência nos arranques. 69

71 Iluminação - Verificar o tipo de lâmpadas e a sua eficiência adoptando como critérios: Existência de pré-aquecimento nas lâmpadas fluorescentes, pois aumenta a sua vida e diminui a deficiência de luz. Instalação de lâmpadas fluorescentes de 26 mm ou inclusivamente de 16 mm de diâmetro, em vez das de 38 mm. Estima-se uma poupança de energia de 10%. Substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes compactas (LFC) de baixo consumo, que possuem uma maior duração e um menor consumo energético naquelas zonas que requerem um maior nível de iluminação ou onde os períodos de iluminação são longos. Este tipo de lâmpadas consome 80% menos que as incandescentes. Utilização de balastros electrónicos associados às lâmpadas fluorescentes de alta-frequência, em comparação aos sistemas de iluminação fluorescentes com balastros convencionais, uma poupança de consumo energético (até 25%), um arranque mais suave, eliminação do ruído e incandescência e uma maior duração (até 50% mais). Esta medida costuma ser recomendada quando o sistema funciona mais de 1500 h/ano. Nos armazéns, ou de forma geral em zonas de tectos altos, instalar lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão, de maior eficiência que as fluorescentes, e que produzem uma maior iluminação com menores custos de manutenção. Considerar a utilização da tecnologia LED (light emission diode) para iluminação de interiores e fachadas, como substituição das lâmpadas incandescentes. A lâmpada de LED consume cerca de 15 vezes menos energia, dura 30 vezes mais e custa cerca de 2,5 menos do que uma lâmpada de halogéneo. Substituição directa de lâmpadas de vapor de mercúrio por lâmpadas de iodetos metálicos. Esta substituição pode significar uma poupança de até 50%. - Verificar os níveis de iluminação nas diferentes zonas de trabalho, reduzindo a iluminação naquelas zonas que não são realmente críticas e portanto que não necessitam de uma iluminação relevante, como os corredores. Como medidas, pode optar-se por suprimir nestas zonas alguns pontos de luz. Em algumas situações, caso 70

72 estas medidas não possam ser aplicadas, pode equacionar-se a substituição do sistema por outro mais adequado. - No caso de não se dispor de dispositivos de controlo do sistema, analisar a possibilidade de os instalar, em função da zona: Zonas de utilização pouco frequente (casas de banho, vestiários): detectores por infra-vermelhos que permitam a ligação automática da iluminação. Zonas de utilização presencial (armazéns e refeitórios): interruptores temporizados. Zonas exteriores de utilização obrigatória (parque de estacionamento, iluminação periférica): controlos automáticos programados à hora ou através de células sensíveis ao movimento e fotocélulas. Considerar a utilização de dimmers. Os dimmers são dispositivos que regulam a intensidade luminosa de uma lâmpada, podendo assim adaptar-se a luminosidade de uma sala em função das necessidades. 71

73 Ar Comprimido Sendo o ar comprimido a segunda forma de energia mais utilizada na indústria transformadora, é a mais cara de todas e normalmente a mais deficientemente tratada. Figura 34 Compressor de parafuso com velocidade variável. [ Em seguida apresentam-se algumas indicações práticas para conseguir uma diminuição dos custos e poupança energética: - Assegurar-se de que o ar admitido no compressor vem do exterior ou em geral do foco mais frio possível. Por cada 4ºC de redução da temperatura do ar admitido no compressor, este reduz o seu consumo em 1%. - A verificação periódica das perdas de ar comprimido em todo o sistema, deverá ser feita com a fábrica parada, quer dizer, sem consumo de ar comprimido. As perdas podem ser da ordem dos 30 a 40% do ar produzido; dever-se-á ter em atenção que para um caudal de ar a 7 bar, a potência requerida pelo compressor em função de vários tamanhos de fugas de ar, está representada no quadro seguinte. - Estudar a possibilidade de recuperar o calor residual do compressor (o calor do refrigerante água, ar, óleo) e utilizá-lo para aquecer ar ou água, ou para o aquecimento de naves industriais, mediante um permutador de calor. A recuperação do calor residual pode chegar a representar uma poupança anual de energia até 20% do consumo eléctrico do equipamento. 72

74 Caldeiras Em seguida apresentam-se algumas indicações práticas para conseguir uma diminuição dos custos e poupança energética: Figura 35 Caldeira de produção de vapor - Verificar se o tamanho da caldeira é adequado para satisfazer as necessidades actuais da empresa, considerando trocá-la por uma mais pequena se for demasiado grande ou instalar uma suplementar mais pequena para os momentos de menor exigência. - Ponderar a possibilidade, segundo o tipo de processo, de dispor de duas caldeiras diferentes, uma para o processo e outra para climatização, podendo desta forma reduzir consumos, desligando-se a caldeira de climatização nos períodos em que não se justifique. - Rectificar o correcto isolamento da caldeira e de todas as tubagens de distribuição, válvulas e acoplamentos, evitando perdas desnecessárias de calor. - Analisar a correcta escolha do combustível usado e, caso necessário, estudar a possibilidade de substituir o tipo de combustível usado em função das características do processo e dos equipamentos disponíveis. De forma geral, a escolha de gás natural como o combustível a utilizar é a opção mais eficiente. O rendimento de uma caldeira 73

75 de gás natural é superior ao de outras com as mesmas características mas diferentes combustíveis, reduzindo as emissões de CO 2 e de contaminantes como o SO 2. Fornos de cozedura, fornos de secagem e fornos cerâmicos Fornos intermitentes - Evitar que os fornos estejam a funcionar mais tempo do que o necessário, razão porque é preciso conhecer os tempos de aquecimento e cozedura. Reduzir os períodos de pré-aquecimento e os tempos nos quais permanecem sem carga. Figura 36 Forno intermitente - Nos tempos de espera entre as cargas do forno superiores a meia hora desligar o equipamento, pois se este estiver bem isolado conservar-se-á o calor, e quando for necessária a sua utilização conseguir-se-á novamente a temperatura desejada com menor esforço de energia. - Aproveitar o calor dos gases de exaustão dos fornos e o calor residual do ar dos processos de secagem para diversos fins, como o aquecimento de água para processos industriais de secagem, pré-aquecimento de ar de combustão, ou águas quentes sanitárias. 74

76 Recuperação de calor Em seguida apresentam-se algumas indicações práticas para conseguir uma diminuição dos custos e poupança energética: Figura 37 Sistema de condutas de recuperação de ar quente de um forno para secadores - Se for necessária água quente ou vapor, para o processo, analisar a possibilidade de produzir mediante a utilização de caldeiras de recuperação aquecidas a partir do calor dos gases de combustão de alta e média temperatura de fornos, outras caldeiras de vapor ou motores de cogeração. - A água das caldeiras pode ser pré-aquecida através da instalação de permutadores, que permitem aquecer a água recuperando o calor dos gases de combustão. Para isto deve garantir-se que se trata de uma caldeira de condensação, pois disso dependerá a temperatura mínima admissível dos gases de combustão para garantir que não ocorra corrosão nas condutas de exaustão da caldeira. 75

77 De um modo geral, por cada 1ºC de aumento da temperatura da água de alimentação obtém-se uma diminuição de 4ºC da temperatura dos gases de combustão, desde que se mantenham os caudais de massa de ambas as correntes água e ar constantes. - Caso seja necessário aquecer água, analisar a possibilidade de instalar condensadores de vapores residuais. - O aquecimento do ar de combustão aumenta a temperatura da câmara de combustão e diminui o excesso de ar. Este processo pode fazer-se aproveitando o calor dos gases de combustão, instalando permutadores ar-ar na conduta de exaustão dos gases de fornos, secadores ou caldeiras. - Analisar a formação de fuligens ou incrustações, as quais actuam como isolantes, reduzindo a eficiência do equipamento. Para as evitar, estudar a possibilidade de instalar sopradores para as limpezas das superfícies de permuta. Acompanhar esta medida com aditivos ao combustível para reduzir os problemas de sujidade e corrosão nos equipamentos de recuperação. Figura 38 Sistema de condutas de recuperação de ar quente de um forno Figura 39 Conduta de recuperação de calor sem isolamento ligada a uma conduta com isolamento 76

78 - Avaliar a possibilidade de aproveitar o calor do circuito de refrigeração tendo em conta a sua temperatura e nível de contaminação. Pode recuperar-se o calor das águas de refrigeração, injectando-o directamente na caldeira ou misturando-o com a água de compensação no depósito de alimentação, no caso de águas não contaminadas, ou após tratamento adequado no caso de estarem contaminadas. No caso de águas contaminadas também se pode dimensionar o seu aproveitamento com recurso a permutadores. Pode recuperar-se o calor da água do circuito de refrigeração através de bombas de calor. - Analisar a possibilidade de instalar secadores recuperativos que permitam recuperar calor aproveitando-o para processos de secagem de produtos. - Avaliar a possibilidade de substituir as torres de refrigeração por circuitos fechados e aproveitar, através deles, a energia térmica dissipada, por exemplo, em sistemas de aquecimento. - Outra medida para que o aproveitamento de calor seja maximizado consiste em evitar perdas de calor, assegurando para isso que o isolamento das tubagens é o correcto e que não existem fugas em tubagens, válvulas e acessórios. 77

79 3.7. Casos de Sucesso Neste subcapítulo apresentam-se alguns casos de sucesso decorrentes do projecto Efinerg, no qual as empresas do sector cerâmico adoptaram variadas medidas de eficiência energética propostas pelo CTCV, reduzindo assim o consumo energético da fábrica e a libertação de gases de efeito estufa para o ambiente. Porcel Indústria Portuguesa de Porcelanas, SA A empresa Porcel foi fundada em 1988 e dedica-se à concepção e produção de porcelana de uso doméstico e decorativo. O processo de fabrico da empresa pode ser distribuído pelas seguintes etapas: 1- PREPARAÇÃO DE PASTAS A Porcel recebe a pasta directamente de Limoges, no qual existem dois tipos de pasta: - plástica - pasta que é tratada passando pela extrusora, para homogeneização, desarejamento e obtenção de "chouriços" com o diâmetro ajustado à produção da peça subsequente; - barbotina - pasta que é preparada num agitador de alta rotação, onde se adiciona à pasta recebida, água e desfloculante, procedendo-se ao acerto da densidade e viscosidade. 2- CONFORMAÇÃO Usam-se duas vias de conformação: - pasta plástica - para produzir peças de revolução, como por exemplo pratos e pires, os quais são conformados em máquina roller; - barbotina - para produzir peças de formatos variados e/ou complexos, como por exemplo talhas, terrinas ovais e cafeteiras, as quais são conformadas por enchimento tradicional, utilizando moldes de gesso. Outras peças podem ser produzidas por enchimento sob-pressão, como por exemplo travessas e azeitoneiras (peças entregessos). 78

80 3- SECAGEM E ACABAMENTO Após a conformação, as peças são secas a cerca de 100ºC, para poderem ser facilmente manuseadas. Posteriormente são acabadas para eliminar as imperfeições. 4- PRIMEIRA COZEDURA De seguida, as peças vão cozer a cerca de 1000ºC, obtendo-se as peças chacotadas. Esta cozedura confere às peças as características essenciais para a operação seguinte, principalmente a resistência mecânica e a porosidade. 5- VIDRAGEM Nesta fase as peças são escolhidas e desempoeiradas, de modo a estarem conformes para a vidragem, operação realizada por imersão das peças chacotadas em suspensão de vidrado. 6- SEGUNDA COZEDURA Após vidradas, as peças vão novamente cozer a cerca de 1400ºC, obtendo-se as peças em porcelana. 7- ESCOLHA DO BRANCO A porcelana é então seleccionada e devidamente acondicionada no armazém de branco. 8- DECORAÇÃO Pode ser realizada por estampagem manual através de aplicação de decalque, e/ou pode ser filada, com aplicação de ouro, platina ou tintas, aplicadas manualmente ou por máquina. 9- COZEDURA DO DECORADO Nova "operação de queima" especificamente para a cozedura do decorado, podendo ser realizada a diferentes temperaturas consoante o tipo de produtos que constituem o respectivo decalque/filagem e/ou tipo de características pretendidas: - 900ºC - onglaze, 1250ºC - inglaze, 1400ºC - alto-fogo. 10- ESCOLHA FINAL As peças são escolhidas a 100% e o produto conforme é embalado em caixas de cartão craft ou gift (consoante as peças). 79

81 11- EMBALAGEM É enviado para o armazém comercial. 12- ARMAZÉM COMERCIAL São elaborados os conjuntos, aviadas as encomendas e preparada a expedição. 13- EXPEDIÇÃO Os produtos seguem para os clientes por transportador. O Ouro / Platina das decorações Porcel podem ser usados na máquina de lavar de acordo com a norma ASTM A Porcel está localizada em Oliveira do Bairro e no período de 2008 a 2010 o número de trabalhadores tem vindo a aumentar (67 trabalhadores em 2008, 77 trabalhadores em 2009 e 80 trabalhadores em 2010). A empresa dedica se essencialmente ao mercado internacional (principalmente Itália, Noruega, USA e o Médio Oriente), direccionando apenas cerca de 30% da sua produção para o mercado nacional (retalhista e armazenista). A participação em diversas feiras e eventos, como a Maison & Objet em Paris e a Table Top em Nova Iorque, entre outras, são uma das componentes de estratégia de internacionalização da Porcel, apontando novos mercados e novas oportunidades de expansão. Actualmente a Porcel encontra-se certificada pelas normas NP EN ISO 9001:2008 e NP EN ISO 14001:2004 que visa assegurar a manutenção do sistema de gestão da Qualidade e do Ambiente da empresa. Actualmente a empresa já implementou algumas medidas de eficiência energética no âmbito do projecto Efinerg sugeridas pelo CTCV, nomeadamente: - Foi substituído o compressor antigo por um compressor mais eficiente e melhor adaptado às solicitações da rede de ar comprimido da Porcel. A instalação deste compressor em 2011 permitirá que a empresa obtenha uma economia de energia de kwh por ano, o que corresponde a uma poupança de Foi substituído em 2011 o queimador existente (rendimento de 82 %) no secador Ceric por um de melhor rendimento (90 %) e com melhor adaptação à carga térmica do secador. 80

82 Esta medida, resultará numa economia de m 3 (n) por ano, o que corresponde a uma poupança de cerca de 680. A aplicação destas medidas poderá gerar um impacto de menos 5.7 % no consumo global de energia, cerca de menos kgep por ano. 81

83 Jomazé Louças Artísticas e Decorativas, Lda A empresa Jomazé foi fundada em 1979 e dedica-se ao fabrico de faiança decorativa. O processo de fabrico da empresa pode ser distribuído pelas seguintes etapas: 1- RECEPÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS 2- PREPARAÇÃO DE PASTAS 3- CONFORMAÇÃO 4- ACABAMENTO 5- SECAGEM 6-1ª COZEDURA 7- SELECÇÃO 8- DECORAÇÃO 9- VIDRAGEM 10-2ª COZEDURA 11- ACABAMENTO 12- SELECÇÃO 13- EMBALAMENTO 14- EXPEDIÇÃO A Jomazé, localizada em Alcobaça, dedica se essencialmente ao mercado internacional (França, Inglaterra, Alemanha e USA), e apenas cerca de 15% da sua produção é direccionada para o mercado nacional. A empresa acompanha o desenvolvimento tecnológico, associado à sua actividade, através de feiras internacionais (Paris, Milão, Frankfurt), de centros tecnológicos (CTCV), NERLEI, APICER, CENCAL, desenvolvendo quase sempre actividades de melhoria de produto ou de processo decorrentes deste tipo de conhecimentos. 82

84 A Jomazé implementou já algumas medidas de eficiência energética no âmbito do projecto Efinerg sugeridas pelo CTCV, nomeadamente: - Substituiu um compressor de controle carga/vazio por um de velocidade variável, melhor adaptado às solicitações da rede de ar comprimido. Este compressor foi instalado em finais de Esta medida, poderá resultar numa economia de m 3 (n) por ano, o que corresponde a uma poupança de Foi instalado, no final de 2011, isolamento na tubagem da caldeira, a fim de reduzir as perdas térmicas no troço de tubagem desde a caldeira até às bancas de louça que permitiu baixar o setpoint da temperatura da água da caldeira e aumentar o calor disponível para a secagem das bancas. Esta medida, poderá resultar numa economia de kwh por ano, o que corresponde a uma poupança de A aplicação de ambas as medidas irá gerar um impacto de menos 3.2 % no consumo global de energia, cerca de menos kgep por ano. 83

85 3.8. Breves considerações do CELE Com o Protocolo de Quioto foi dado um importante passo no combate às alterações climáticas resultantes do aquecimento global do planeta. Este fenómeno climático tem o grande potencial de agravar certas circunstâncias na sociedade actual, nomeadamente a perda de espécies, o acesso à água, a produção de alimentos e o aumento da frequência e da intensidade de desastres climáticos. O principal activador do aquecimento global é a emissão excessiva de gases com efeito de estufa para a atmosfera, destacando-se o dióxido de carbono (CO 2 ). Antes da Revolução Industrial, no final do séc. XIX, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera terrestre era de apenas 280 ppm. Actualmente a concentração de CO 2 é de cerca de 390 ppm. Estudos concluem que para se prevenir um desastre climático é necessário reduzir a concentração de CO 2 para pelo menos 350 ppm até 2050, conforme se apresenta na Figura 40. Figura 40 Redução necessária da concentração de CO 2 na atmosfera para o valor mínimo de segurança ambiental. (Fonte: The Sustainability Funders) 84

86 Uma das medidas adoptadas pela União Europeia (UE) para o cumprimento do Protocolo de Quioto, consiste na adopção de um instrumento de cariz obrigatório para determinadas instalações designadamente a Directiva 2003/87/CE, de 13 de Outubro, alterada pela Directiva n.º 2004/101/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho, de 27 de Outubro, que cria o mecanismo de Comércio Europeu de Licenças de Emissão (CELE), entretanto transposta para a ordem jurídica interna pelo Decreto-Lei n.º 233/2004, de 14 de Dezembro, com a última redacção que lhe foi dada pelo Decreto-Lei n.º 154/2009, 6 de Julho, habitualmente designado por Diploma CELE. A finalidade desta directiva é ajudar os Estados Membros da União Europeia (UE) a cumprir com os compromissos de limitação ou redução das emissões de gases de efeito de estufa de uma forma sustentável. O facto das empresas que participam no comércio de emissões poderem comprar e/ou vender licenças de emissão permite reduzir emissões ao mínimo custo. Este instrumento aplica-se ao sector energético e a sectores energeticamente intensivos, que representam sensivelmente quase metade das emissões de gases com efeito de estufa ao nível europeu, designadamente produção e transformação de metais ferrosos, cimento, cal, indústria vidreira, cerâmica e produção de pasta de papel, papel e cartão. Cada Estado Membro elaborou, em relação a cada período do comércio de emissões, Planos Nacionais de Atribuição de Licenças de Emissão (PNALE), onde se fixam os níveis totais de emissões no comércio de licenças de emissão e o número de licenças de emissão atribuído a cada instalação dentro do seu território. No final de cada ano, as instalações têm a obrigação de entregar uma quantidade de licenças equivalente as suas emissões. As empresas cujas emissões se situam abaixo da quantidade atribuída podem vender as licenças que lhes sobram. As empresas com dificuldades para manter as suas emissões dentro das licenças que lhe foram atribuídas podem optar por tomar medidas para reduzir as suas próprias emissões (como por exemplo, investir numa tecnologia mais eficiente ou utilizar fontes de energia com menos emissões de carbono), comprar no mercado de licenças a quantidade em falta ou então optar por uma combinação de ambas as opções, que pode depender dos seus custos relativos. Deste modo, as emissões são reduzidas da forma que for mais rentável para o operador. Transaccionaram-se, em média, 350 mil licenças por dia em 2010, tendo sido a Bluenext a principal bolsa europeia do mercado de carbono. O Comércio Europeu de Licenças de Emissão (CELE) abrange 46 % do total das emissões de dióxido de carbono na União Europeia e cerca de 10 mil instalações dos seguintes sectores: o o Centrais termoeléctricas Refinarias 85

87 o o o o o Cogeração Pasta e papel Metalurgia Cimento e cal Cerâmica o Vidro Em Portugal, foi de carácter obrigatório para 244 instalações no período (Despacho Conjunto nº 686-E/2005) e de 212 no período (Despacho 2836/2008). No geral, as empresas destes sectores (nomeadamente a indústria da cerâmica e do vidro) podem ser indirectamente abrangidas pelo CELE, caso respeitem o seguinte critério: Combustão de combustíveis em instalações com uma potência térmica nominal total superior a 20 MW (excepto em instalações de incineração de resíduos perigosos ou resíduos urbanos). No caso específico da indústria do vidro, o critério utilizado para a inclusão de instalações no 1º (2005/7) e 2º (2008/12) período de aplicação é: Produção de vidro, incluindo fibras de vidro, com uma capacidade de fusão superior a 20 toneladas por dia. E para a indústria da cerâmica: "Instalações para o fabrico de produtos cerâmicos por cozedura, nomeadamente telhas, tijolos, tijolos refractários, ladrilhos, produtos de grés ou porcelanas com uma capacidade de produção superior a 75 toneladas por dia e/ou uma capacidade de forno superior a 4 m 3 e uma densidade de carga enfornada por forno superior a 300 kg/m 3." Com base neste critério, apresenta-se na Tabela 20 o número de empresas da indústria cerâmica abrangidas pelo Decreto-Lei n.º 233/2004 na actual redacção (CELE) e pelo Decreto- Lei n.º 71/2008 (SGCIE). 86

88 Tabela 20 Número de empresas da indústria cerâmica abrangidas pelo CELE e SGCIE no ano de 2011 Produtos cerâmicos CELE SGCIE Total Argila expandida Extracção de matérias-primas Tijolo e abobadilha Telha e acessórios de telhado Pavimento e revestimento Louça sanitária Cerâmica utilitária e decorativa Total Atendendo aos novos limiares de abrangência e inclusão de novas actividades e novos gases com efeito de estufa (GEE) designadamente os perfluorcarbonetos (PFC s) e o óxido nitroso (N 2 O), que constam do anexo I da Directiva 2009/29/CE, transposta para o Decreto-Lei nº 30/2010 existirá um novo universo de instalações abrangidas pelo regime CELE no período pós A quantidade total de licenças de emissão é determinada a nível comunitário e a regra principal para atribuição de licenças de emissão é o leilão, mantendo-se (em menor escala) a atribuição gratuita, feita por aplicação de benchmarks (produto, combustível) e fall back definidos a nível comunitário. A partir de 2013, o critério de aplicação do CELE para a indústria cerâmica altera, baseando-se apenas em um factor: Fabrico de produtos cerâmicos por cozedura, nomeadamente telhas, tijolos refractários, ladrilhos, produtos de grés ou porcelanas, com uma capacidade de produção superior a 75 toneladas por dia. Este critério é válido para o período de 2013 a 2020 e irá abranger um maior número de empresas. Assim prevê-se que as 2 empresas de argila expandida, a empresa extractora de matérias-primas, as 2 empresas de tijolo, as 4 empresas de telha, as 26 empresas de pavimento e revestimento e as 8 empresas de louça sanitária indicadas na Tabela 20 venham a estar abrangidas pelo CELE. 87

89 4. Síntese da informação recolhida nos inquéritos e nos relatórios de empresa Com a execução de visitas-diagnóstico às empresas e realização do tratamento de dados, segue-se a discussão de resultados que, neste Capítulo, foi efectuada com base nos seguintes indicadores: Consumo global de energia [tep/ano] Consumo específico [kgep/t] Emissão específica [tco 2 e/t] Intensidade energética *kgep/ + Custo específico * /t+ A avaliação destes indicadores é acompanhada pela sua evolução no período de 2008 a A agregação das 19 empresas foi efectuada segundo o tipo de actividade. Os grupos, segundo a Classificação Portuguesa das Actividades Económicas (CAE), foram agregados da seguinte forma: I. 081 Extracção de inertes (3 empresas); II. 203 a 231 Vidros e fritas (3 empresas); III. 233 Cerâmicos de construção estrutural (1 empresa); IV. 234 Louça utilitária e decorativa (5 empresas); V. 236 Pavimentos e revestimentos cerâmicos (3 empresas); VI. 256 a 274 Outros (3 empresas); Estas empresas estão todas sediadas na região Centro do país, conforme se ilustra na Figura 41. O rigor da localização geográfica das fábricas só é válido até ao distrito. 88

90 Aveiro Viseu Coimbra Leiria Extracção de inertes Cerâmicos de construção estrutural Pavimentos e revestimentos cerâmicos Louça utilitária e decorativa Vidros e fritas Outros Figura 41 Distribuição geográfica das empresas diagnosticadas 89

91 4.1. Indústria de Extracção de Inertes Figura 42 Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria de extracção de inertes Nenhuma das empresas fornecedoras de matéria-prima para a indústria da cerâmica e do vidro tem conhecimento das directivas europeias 92/75/CEE sobre a rotulagem energética e 2009/125/CE sobre o ecodesign. As empresas deste sector dedicam-se principalmente ao mercado nacional, exportando apenas 8.4 % da sua produção. O intervalo de consumo global de energia destas empresas variou entre 200 a 900 tep no ano de De realçar que este estudo está orientado para as PME com consumos anuais de energia superiores a 250 e inferiores a 500 tep. Figura 43 Evolução do consumo energético das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (tep/ano) 90

92 O consumo específico manteve-se praticamente constante, o que indica que o acréscimo do consumo global de energia na empresa 2 se deveu ao aumento gradual da sua produção. Figura 44 Evolução do consumo específico das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (kgep/t). Base: t = toneladas de produto final Da mesma forma que o consumo específico se manteve constante no período trienal, a emissão específica também acompanhou igual evolução. Isto deve-se ao facto das fontes de energia utilizadas no processo produtivo não terem sido alteradas ao longo destes três anos. Figura 45 Evolução da emissão específica das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Base: t = toneladas de produto final 91

93 Por outro lado, a intensidade energética tem evoluído de forma crescente. Uma parte é devido ao aumento do custo de energia eléctrica e de gasóleo que são os principais consumidores das empresas pertencentes a este subsector. Figura 46 Evolução da intensidade energética das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Na Figura 47 apresenta-se o custo específico das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a Figura 47 Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria de extracção de inertes no período de 2008 a 2010 ( /t). Base: t = toneladas de produto final 92

94 4.2. Indústria de Cerâmicos de Construção Estrutural Figura 48 - Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria de cerâmicos de construção estrutural Este subsector é um grande consumidor de energia, situando-se a maior parte das empresas no escalão acima das 500 tep. Por esse motivo apenas se conseguiu uma empresa para a realização do estudo. Esta empresa fabrica tijolos e outros produtos cerâmicos para construção e não tem conhecimento nem da directiva europeia 92/75/CEE (rotulagem energética), nem da directiva 2009/125/CE (ecodesign). Esta empresa dedica-se maioritariamente ao mercado internacional, exportando cerca de 99.2 % da sua produção em Na Figura 49 apresenta-se o consumo global energético da empresa desde 2008 até Figura 49 - Evolução do consumo energético de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (tep/ano) 93

95 Na Figura 50 apresenta-se o consumo específico da empresa no período trienal. Figura 50 Evolução do consumo específico de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (kgep/t). Base: t = toneladas de produto final Conforme se apresenta na Figura 51, a empresa emite tipicamente cerca de 360 kg de CO 2 e por tonelada de produto final fabricado. Figura 51 Evolução da emissão específica de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Base: t = toneladas de produto final 94

96 Em 2009 a empresa apresentou um acréscimo de intensidade energética de cerca de 0.2 kgep/ relativamente ao ano anterior. Este facto deveu-se, principalmente, à redução do valor de venda do seu produto, face à crise que o sector atravessa. Figura 52 Evolução da intensidade energética de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 53 Evolução do custo específico do produto de uma empresa produtora de tijolos no período de 2008 a 2010 ( /t). Base: t = toneladas de produto final 95

97 4.3. Indústria de Pavimentos e Revestimentos Cerâmicos Figura 54 Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria de pavimentos e revestimentos cerâmicos Das três empresas que representam o subsector de pavimento e revestimento cerâmico, duas não têm conhecimento das directivas europeias 92/75/CEE e 2009/125/CE, ao invés da empresa 3 que conhece ambas as directivas. Para além disso, a empresa 3 exporta cerca de 95 % da sua produção, ao contrário das empresas 1 e 2 que se dedicam quase inteiramente ao mercado nacional (cerca de 96 % da sua produção). Com base na Figura 55 verifica-se que as empresas têm capacidades de produção muito díspares, tendo sido a produção no ano de 2010 da empresa 1 de t, da empresa 2 de 244 t e da empresa 3 de toneladas de produto final. Todavia, a empresa 1 é a única abrangida pelo SGCIE, apresentando um consumo médio anual de cerca de 830 tep. Figura 55 Evolução do consumo energético das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (tep/ano) 96

98 O consumo específico das empresas não é comparável, pois a tecnologia utilizada nos processos de fabrico de cada empresa é diferente, assim como o produto final. A empresa 1 fabrica azulejo por monocozedura e apresenta uma produção de ciclo parcial, isto é, não tem atomização ou preparação de pasta. Compra o pó atomizado e inicia a produção a partir da prensagem. A empresa 2 dedica a sua actividade à decoração de mosaicos, sendo o processo de fabrico completamente distinto, bem como as operações unitárias desenvolvidas. Além disso, é uma empresa de cariz familiar (pouco automatizada) que possui uma produção muito inferior. A empresa 3 apresenta o consumo específico mais baixo, por não ter envolvido operações de cozedura, mas apenas de mistura, prensagem e secagem. Figura 56 - Evolução do consumo específico das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (kgep/t). Base: t = toneladas de produto final 97

99 Pela Figura 57, verifica-se que as formas de energia utilizadas para o processo produtivo das empresas manteve-se constante ao longo do período trienal (energia eléctrica, gás natural e gasóleo), dado que a evolução da emissão específica é em tudo semelhante à do consumo específico. Figura 57 - Evolução da emissão específica das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Base: t = toneladas de produto final A intensidade específica das empresas manteve-se constante no período de 2008 a 2010, com excepção da empresa 1 cujo valor foi diminuindo ao longo dos anos. Figura 58 - Evolução da intensidade energética das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) 98

100 Como as empresas 1 e 3 apresentam grandes níveis de produção em relação à empresa 2, o custo do produto final decresce, para além de que os contratos de energia apresentam custos unitários menos onerosos. Figura 59 - Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria de pavimento e revestimento cerâmico no período de 2008 a 2010 ( /t). Base: t = toneladas de produto final 99

101 4.4. Indústria de Louça Utilitária e Decorativa Figura 60 Exemplo de produtos fabricados pelas empresas diagnosticadas da indústria da louça utilitária e decorativa Nenhuma das empresas diagnosticadas, pertencentes a este subsector, tem conhecimento das directivas europeias 92/75/CEE e 2009/125/CE, com excepção da empresa 4 que se encontra informada da directiva correspondente à rotulagem energética do produto. No geral, as empresas deste subsector exportaram cerca de 84 % da sua produção no ano de De salientar que para as empresas 3 e 5, apenas existem dados do ano de Figura 61 Evolução do consumo energético das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (tep/ano) 100

102 Apresenta-se na Figura 62 a energia que as empresas consumiram para produzir uma tonelada de produto final. Visto que a empresa 2 apresenta o consumo específico mais elevado, à partida, é a empresa que tem o maior potencial de melhoria de performance energética, caso sejam aplicadas medidas de racionalização de energia. Figura 62 Evolução do consumo específico das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (kgep/t). Base: t = toneladas de produto final 101

103 No período de 2008 a 2010, as empresas deste subsector continuam a utilizar as mesmas fontes de energia para consumo, dado que a evolução da emissão específica é proporcional à do consumo específico. Figura 63 Evolução da emissão específica das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Base: t = toneladas de produto final A empresa 1 apresenta uma intensidade energética mais elevada que as empresas homólogas, por possuir um processo produtivo mais artesanal. Figura 64 Evolução da intensidade energética das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) 102

104 O custo específico da empresa 1 diminuiu em 2009, devido à actualização do contrato energético nesse ano. Figura 65 Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria da louça utilitária e decorativa no período de 2008 a 2010 ( /t). Base: t = toneladas de produto final 103

105 4.5. Indústria de Vidros e Fritas Figura 66 Exemplo de produtos fabricados com a matéria-prima fornecida pelas empresas diagnosticadas da indústria de vidros e fritas Nenhuma das empresas deste subsector tem conhecimento das directivas europeias 92/75/CEE e 2009/125/CE, com excepção da empresa 2 que está informada da directiva sobre o ecodesign. A empresa 3 fabrica vidros científicos (tubos de ensaio, seringas, lamelas, etc.), enquanto as restantes empresas fornecem matéria-prima para a indústria da cerâmica e do vidro, ou seja, não transformam o vidro em produto final. Das quatro empresas que representam este subsector, as duas empresas sediadas em Aveiro dedicam-se unicamente ao mercado nacional, ao contrário das duas empresas sediadas em Leiria que exportam 70 % dos produtos que fabricam. 104

106 Apresenta-se na Figura 67 o consumo global de energia das empresas deste subsector. Figura 67 Evolução do consumo energético das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (tep/ano) A redução do consumo específico na empresa 2 é resultado de melhorias contínuas devidas ao up-grade tecnológico, à afinação de equipamentos e melhorias na gestão do uso de energia. Figura 68 Evolução do consumo específico das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (kgep/t). Base: t = toneladas de produto final Conforme se apresenta na Figura 69, a emissão de CO 2 e por tonelada de produto final é diminuta nas empresas 1 e 4, visto que o consumo global de energia nestas empresas também 105

107 é muito pequeno, comparativamente às empresas 2 e 3. A emissão específica de uma empresa é definida pela razão entre o valor da emissão de GEE em toneladas de CO 2 equivalente pelas toneladas de produto final. Figura 69 Evolução da emissão específica das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Base: t = toneladas de produto final 106

108 Observa-se na Figura 70 a evolução decrescente da intensidade energética da empresa 2. Isto deve-se à optimização do processo fabril. Figura 70 Evolução da intensidade energética das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 71 Evolução do custo específico do produto das empresas da indústria de vidros e fritas no período de 2008 a 2010 ( /t). Base: t = toneladas de produto final 107

109 4.6. Outras indústrias Figura 72 - Exemplo dos produtos fabricados A título ilustrativo apresentam-se a seguir, os gráficos das empresas que não fazem parte dos subsectores anteriores. Dada a dispersão da tipologia das empresas deste grupo, não faz sentido estabelecer qualquer tipo de comparação. Uma empresa fabrica louça metálica e artigos de uso doméstico, outra fabrica equipamentos de iluminação, entre eles os candeeiros e abajures em material cerâmico e outra reveste peças metálicas com pó cerâmico. Figura 73 - Evolução do consumo energético no período de 2008 a 2010 (tep/ano) 108

110 Figura 74 Evolução do consumo específico das empresas no período de 2008 a 2010 (kgep/t). Base: t = toneladas de produto final Figura 75 - Evolução da emissão específica das empresas no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Base: t = toneladas de produto final 109

111 Figura 76 - Evolução da intensidade energética das empresas no período de 2008 a 2010 (kgep/ ) Figura 77 Evolução do custo específico do produto das empresas no período de 2008 a 2010 ( /t). Base: t = toneladas de produto final 110

112 4.7. Análise global das indústrias O processo de fabrico da louça tem grande percentagem de mão-de-obra manual, ao contrário das empresas de extracção de inertes cujo processo de manuseamento de matérias-primas se encontra mais automatizado. Figura 78 Número médio de trabalhadores por empresa do subsector no ano de

113 A quantidade de produto fabricado ou de dias laborais numa fábrica depende directamente da procura no mercado. Neste sentido, verifica-se que a indústria de pavimentos e revestimentos cerâmicos é a que melhor tem resistido à recessão que atravessa, actualmente, o mercado dos produtos cerâmicos. Isto também se deve ao facto de grande parte da sua produção ser exportada para o mercado internacional, cerca de 70 %. Figura 79 Número médio de dias laborais das indústrias de cada subsector no ano de

114 Das empresas diagnosticadas no âmbito deste projecto, a indústria de extracção de inertes produz quase metade do valor acrescentado bruto médio por empresa do sector. Figura 80 Valor Acrescentado Bruto médio por empresa de cada subsector no ano de 2010 Na Figura 81, apresenta-se a evolução do consumo global anual do sector da cerâmica e do vidro, em toneladas equivalentes de petróleo (tep), no período de 2008 a Visto que a amostra do subsector dos cerâmicos de construção estrutural é muito pequena, isto é, apenas apresenta uma empresa que para além disso faz um produto muito específico, não se deve considerar os valores desta empresa como representativos do subsector. Figura 81 Evolução do consumo anual de energia em toneladas equivalentes de petróleo (tep/ano) 113

115 Para além dos consumos de energia eléctrica e de gás natural, algumas empresas também apresentam consumos de gasóleo, de gasolina e de gás propano liquefeito (GPL), utilizados na sua maioria para a frota das empresas ou para máquinas específicas. Estes consumos são desprezáveis face ao consumo global de energia. Figura 82 Consumo específico médio de energia eléctrica por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (kwh/t) Figura 83 Evolução da emissão média de gases de efeito estufa (GEE), derivado do consumo de energia eléctrica, por empresa do subsector, no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/ano) 114

116 As empresas da cerâmica de construção estrutural (telhas, tijolos e abobadilhas) não utilizam gás natural, devido ao facto do VAB não permitir a incorporação de formas de energia mais onerosas no processo de fabrico, sendo necessário a adopção de outros combustíveis mais baratos, nomeadamente a biomassa, o fuel óleo e o coque de petróleo. As empresas fabricantes de louça utilitária e decorativa gastam mais energia que a indústria dos pavimentos cerâmicos, porque o produto final passa por duas cozeduras (bicozedura) com temperaturas entre a C. Enquanto o fabrico de pavimento ou revestimentos é de apenas uma cozedura (monocozedura), atingindo temperaturas entre a C. Figura 84 Consumo específico médio de gás natural por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (kwh/t) Figura 85 Evolução da emissão média de gases de efeito estufa (GEE), derivado do consumo de gás natural, por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/ano) 115

117 As empresas da indústria do vidro emitiram, no ano de 2010, cerca de 2.66 tco 2 e por tonelada de produto final fabricado. A emissão específica deste subsector é elevada por ser uma característica intrínseca do processo de fabrico. Isto é, são necessários consumos intensivos de gás natural (energia térmica) para a moldagem de peças de vidro, de forma a se atingir as temperaturas de C. Figura 86 Evolução da emissão específica média, por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 (tco 2 e/t) Base: t = toneladas de produto final Figura 87 Evolução do custo específico médio do produto, por empresa do subsector no período de 2008 a 2010 ( /t) Base: t = toneladas de produto final 116

118 Indicadores Energéticos Para se conhecer a performance energética de uma empresa industrial é necessário determinar alguns indicadores de eficiência energética. Os indicadores energéticos indicados no SGCIE (Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia) são o consumo específico (CE), a intensidade energética (IE) e a intensidade carbónica (IC). O consumo específico define-se como a razão entre o consumo total anual de energia, (em forma de energia primária kilograma equivalente de petróleo) pelo volume de produção anual em toneladas. C Consumo total de energia (kgep/ano) P Volume de produção (t/ano) Na Figura 88, apresenta-se a evolução do consumo específico das indústrias diagnosticadas no período de 2008 a O consumo específico indica o que a empresa gasta de energia para produzir uma tonelada de produto final. Figura 88 Evolução do consumo específico das empresas diagnosticadas por sector (kgep/t) Base: t = toneladas de produto final 117

119 A intensidade energética calcula-se com base na divisão do consumo total anual de energia pelo Valor Acrescentado Bruto (VAB) das actividades da empresa. C Consumo total de energia (kgep/ano) VAB Valor acrescentado bruto das actividades da empresa ligadas a essa unidade industrial ( /ano) Na Figura 89, apresenta-se a evolução da intensidade energética das indústrias diagnosticadas no período de 2008 a A intensidade energética representa a rentabilidade económica de um determinado produto face ao consumo de energia associado ao seu processo de fabrico. Quanto mais baixo for a intensidade energética mais rentável é o fabrico do produto. Figura 89 Evolução da intensidade energética das empresas diagnosticadas por sector (kgep/ ) Nas auditorias industriais, é realizado um Plano de Racionalização do Consumo de Energia (PREn) que estabelece metas relativas ao consumo específico e à intensidade energética e carbónica das empresas com base nas medidas de racionalização energética. As metas exigem uma melhoria do consumo energético e da intensidade energética de pelo menos 6 % em 6 anos, para as instalações com consumos intensivos de energia igual ou superior a 1000 tep/ano, ou melhoria de 4 % em oito anos para as restantes instalações. 118

120 A Intensidade Carbónica calcula-se com base no consumo total anual de energia e a quantidade de emissão anual de gases de efeito de estufa (GEE), em unidades de toneladas de CO 2 equivalente, tal como se ilustra na figura: C Consumo total de energia (kgep/ano) tco 2 e Emissão anual de GEE (KgCO 2 e /ano) Na Figura 90, apresenta-se a evolução da intensidade carbónica das indústrias diagnosticadas no período de 2008 a A intensidade carbónica é um parâmetro que permite aferir se o mix de formas de energia utilizadas no processo de fabrico é mais ou menos poluente. Figura 90 Evolução da intensidade carbónica das empresas diagnosticadas por sector (tco 2 e/tep) De acordo com o Decreto-Lei n.º 71/2008, as empresas deverão, no mínimo, manter os níveis históricos de intensidade carbónica. Isto faz com que as empresas se comprometam a, pelo menos, não aumentar os níveis de emissão GEE para o ambiente. Caso as empresas implementem todas as medidas de racionalização energética propostas pelo CTCV, estas irão consumir no total menos kgep por ano. De referir que todas as medidas de eficiência energética sugeridas pelo CTCV apresentam paybacks inferiores a oito anos, conforme é dito no artigo n.º 32 do RSECE. 119

121 5. LINHAS PARA A IMPLEMENTAÇÃO DE MEDIDAS DE MELHORIA DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NAS PME Na realização de visitas-diagnóstico às empresas, detectaram-se algumas oportunidades de racionalização energética. O subsector de extracção de inertes é o que apresenta maior impacto de poupança energética (Figura 91), devido principalmente à implementação de um número significativo de variadores de velocidade em motores e ventiladores cujas potências são elevadas. Figura 91 Potencial de economia de energia dos vários subsectores (kgep/ano) Estima-se que após a aplicação das medidas, o consumo total das 19 empresas é reduzido em cerca de 4.2 % do consumo global actual, passando a consumir menos tep por ano. A medida que neste conjunto de empresas apresentou maior potencial de economia energética foi a implementação de variadores electrónicos de velocidade (VEV) nos motores, bombas, compressores e ventiladores instalados nas unidades fabris. 120

122 No global, a implementação de VEV s produz uma poupança energética de cerca de kgep por ano o que corresponde a 73 % da economia total, conforme se apresenta na Figura 92. Contudo esta percentagem é relativa a esta amostra. Economia de Energia Figura 92 Desagregação do potencial de economia de energia por áreas de implementação Em média, a colocação de isolamento na tubagem ou nos equipamentos produtores de calor (ex.: caldeiras) reduz o consumo destes equipamentos em cerca de 2 a 6 %. Por outro lado, a substituição de um sistema de iluminação por outro mais eficiente leva a níveis de economia de energia eléctrica significativos, podendo atingir os % de poupança. Todavia, apesar da poupança com a iluminação ser significativa, quando comparado com o consumo global de uma fábrica o impacto de poupança torna-se diminuto. 121

123 Não foi considerada, como medida de eficiência energética, a recuperação de calor nos equipamentos característicos deste sector (fornos e secadores), dado que este tipo de medidas porque exige o envolvimento de meios técnicos e humanos para efectuar uma análise mais elaborada com a realização de balanços mássicos e energéticos, medições e comparação do histórico de consumos e de produções destes equipamentos. Apresentam-se na tabela seguinte, as medidas típicas de eficiência energética, efectuadas no âmbito do PNAEE, apresentadas pela ADENE. Tabela 21 Medidas típicas de eficiência energética para o sector da Cerâmica. (Fonte: ADENE) Medidas/ Tecnologia Poupança [tep/ano] Percentagem Optimização de fornos % Melhoria de secadores % Extrusão com vapor % Extrusão dura % Optimização de produção de pó para prensagem % Utilização de combustíveis alternativos - - Total % 122

124 A título ilustrativo, apresenta-se na Tabela 22 um conjunto de medidas de eficiência energética propostas a uma empresa (que não está incluída na amostra, mas que apresenta uma medida de recuperação de calor) e o cálculo das economias resultantes da sua implementação. Tabela 22 Exemplo de um conjunto de medidas de racionalização energética propostas a uma empresa Nº 1 Medida Recuperação de calor do forno para o secador ECONOMIA ANUAL DE ENERGIA Tipo de Economia Economia Economia Economia Economia Investimento Payback Energia Unidades (kgep/ano) tco2/ano (GJ/ano) ( ) ( ) (Anos) GN m3(n) , , ,57 2 Substituição da iluminação por uma mais eficiente EE kwh ,68 74, , ,34 3 Instalação de variador de velocidade no compressor EE kwh ,05 38,68 979, ,03 4 Instalação de variador de velocidade no ventilador de extracção do forno EE kwh ,17 85, , ,56 Total A indústria cerâmica caracteriza-se por apresentar equipamentos grandes consumidores de energia térmica, como são os fornos e os secadores. Por esta razão, são muito poucas as empresas deste sector que se situam no intervalo de 250 a 500 tep. Sendo que neste intervalo apenas se situam algumas fábricas do subsector da cerâmica de pavimentos e revestimentos e da cerâmica utilitária e decorativa. De facto, na selecção de empresas candidatas ao Efinerg verificou-se que apenas 2 empresas que se dedicam exclusivamente ao fabrico de produtos cerâmicos se situam realmente neste intervalo (são elas a Porcel e a Alcupel) e outras 2 empresas apresentam consumos inferiores a 250 tep, como é o caso das empresas Jomazé e Cerâmicas de Coimbra. 123

125 A seguir, apresentam-se alguns exemplos de medidas de utilização racional de energia (URE) propostas pelo CTCV às empresas industriais. a) Iluminação A título de exemplo, apresenta-se um estudo da viabilidade económica de substituição de dois sistemas de iluminação existentes numa empresa fabril por outros energeticamente mais eficientes. Situação actual: Tabela 23 Exemplo de sistemas de iluminação pouco eficientes existentes numa empresa industrial Espaço Tipo de Lâmpada Luminárias N.º de Lâmpadas/ Luminária Potência da lâmpada [W] Potência Total [kw] Edifício administrativo Fluorescentes T Pavilhão industrial Vapor Mercúrio TOTAL O edifício administrativo tem na sua maioria luminárias com lâmpadas fluorescentes tubulares de oito polegadas (T8) de 58 W com balastro ferro-magnético de classe C (12 W). Estas lâmpadas podem ser substituídas por fluorescentes tubulares de cinco polegadas (T5) de 51 W com balastro electrónico (1 W) ou por lâmpadas LED de 30 W, sem ser necessário em ambos os casos a substituição das luminárias existentes. Balastro electrónico T5 Fluorescentes T5 (Ø = 16 mm) e T8 (Ø = 26 mm) Aplicação de uma fluorescente T5 LED tubular Figura 93 Exemplo de soluções tecnológicas mais eficientes para a substituição de fluorescentes T8 O pavilhão industrial, por ser um espaço com pé-direito alto, tem instalado lâmpadas de vapor de mercúrio de descarga eléctrica a alta pressão, por produzirem elevada intensidade 124

126 luminosa. As soluções propostas para a substituição destas lâmpadas são as lâmpadas de iodetos metálicos e as lâmpadas LED de alto fluxo. Na Tabela 24 apresenta-se um investimento de baixo custo inicial que gera uma economia de cerca de 31 % e se baseia na implementação de lâmpadas de descarga mais eficientes que as actuais, enquanto na Tabela 25 é apresentado uma alternativa de alta eficiência energética que reduz a potência instalada em cerca de 64 % (tecnologia LED). Situação futura: Tabela 24 Proposta de substituição do sistema de iluminação actual por um sistema de baixo investimento inicial Espaço Tipo de Lâmpada Luminárias N.º de Lâmpadas/ Luminária Potência da lâmpada [W] Potência Total [kw] Edifício administrativo Fluorescentes T Pavilhão industrial Iodetos metálicos Economia: /ano Investimento: Payback: 2.7 anos TOTAL 9.97 Tabela 25 Proposta de substituição do sistema de iluminação actual por um sistema de alta eficiência energética Espaço Tipo de Lâmpada Luminárias N.º de Lâmpadas/ Luminária Potência da lâmpada [W] Potência Total [kw] Edifício administrativo LED tubular Pavilhão industrial LED de alto fluxo Economia: /ano Investimento: Payback: 8.0 anos TOTAL

127 Figura 94 Payback da substituição dos sistemas de iluminação por lâmpadas de descarga ou por lâmpadas LED As lâmpadas LED são sistemas de alta eficiência energética que requerem um investimento elevado. Porém, têm a vantagem de apresentar uma vida útil muito longa, cerca de horas, enquanto os iodetos metálicos apresentam uma vida útil de horas e as de vapor de mercúrio de horas. Isto leva a que o custo de manutenção dos LED s, face às outras tecnologias de iluminação, seja menos dispendioso, pois eliminam o custo de reposição da lâmpada. 126

128 b) Variadores Electrónicos de Velocidade Os variadores electrónicos de velocidade são indicados para os equipamentos que produzem força motriz, através da conversão de energia eléctrica em energia mecânica. Estes equipamentos podem ser motores eléctricos, compressores, ventiladores ou bombas. A título de exemplo apresenta-se na Figura 95 o diagrama de carga de um compressor sem variador electrónico de velocidade. Figura 95 Diagrama de carga de um compressor sem VEV instalado Como se pode analisar pela figura, o compressor trabalha em dois regimes de funcionamento distintos: em regime de carga (30 kw), no qual o compressor está a debitar ar comprimido para o depósito e em regime de vazio (10 kw), no qual o compressor liberta o ar comprimido para o exterior. Isto não só resulta num desperdício de energia eléctrica, como também diminui a vida útil do compressor, devido à grande variação de carga durante o seu funcionamento. Os variadores electrónicos de velocidade (VEV) adaptam o regime de trabalho às flutuações de carga, deixando o compressor de desperdiçar ou libertar o ar comprimido para o exterior. Normalmente, a instalação de VEV contribuem em média para uma redução no consumo de energia de cerca de 5 % a 35 % e aumentam substancialmente a vida útil dos equipamentos. 127

129 Tabela 26 Estudo técnico-económico da instalação de um VEV num compressor Consumo actual do compressor sem VEV [kwh/ano] Consumo estimado do compressor com VEV [kwh/ano] Economia de energia [kwh/ano] Economia de emissões de GEE [kgco 2 e/ano] Economia monetária * /ano Para efeitos de cálculo, considerou-se que o custo do VEV foi de , obtendo-se desta forma um payback de 1.8 anos. Figura 96 Payback da instalação de um variador electrónico de velocidade num compressor 128

130 c) Bateria de condensadores Na indústria existem equipamentos que consomem quantidades significativas de energia reactiva indutiva, nomeadamente os motores eléctricos. Para eliminar este custo de energia propõe-se a instalação de baterias de condensadores nos postos de transformação. As baterias de condensadores fornecem energia reactiva à rede quando esta é solicitada, corrigindo desta forma o factor de potência. Assim, as empresas ficam isentas do pagamento de energia reactiva. Tabela 27 Estudo técnico-económico da instalação de uma bateria de condensadores Consumo de energia reactiva [kvarh/ano] Custo de energia reactiva * /ano+ Economia * /ano+ Investimento * + Payback [anos] Figura 97 - Payback da instalação de uma bateria de condensadores 129

131 d) Recuperação de calor Na indústria cerâmica o processo de cozedura requer consumos intensivos de energia térmica, pois são necessárias temperaturas no processo de a C. Porém, os gases de combustão são libertados para o ambiente a temperaturas entre os 100 a 400 C. Figura 98 Sistema de recuperação de calor dos gases de combustão de um forno para os secadores Ora este calor pode ser reaproveitado se for conduzido para os secadores, cuja função é reduzir o conteúdo de água contido na matéria-prima ou nos produtos verdes. Esta medida permite reduzir o consumo de gás natural produzido pelos geradores de ar quente para a secagem em cerca de 7.6 %. Energia térmica recuperável [GJ/ano] Tabela 28 - Estudo técnico-económico da recuperação de calor dos gases de exaustão Economia de gás natural [m 3 (n)/ano] Economia de emissões de GEE [tco 2 e/ano] Economia * /ano+ Investimento * + Payback [anos]

132 Figura 99 Payback da instalação de um sistema de recuperação de calor dos gases de exaustão de 3 fornos 131

133 e) Isolamento de caldeiras É muito usual realizar estudos técnico-económicos nas unidades fabris que tenham sistemas de transporte de energia térmica (tubagens ou condutas) ou equipamentos produtores/consumidores de calor. A título de exemplo, apresenta-se um caso prático. Para determinar as perdas de calor por convecção e por radiação nos tampos de uma caldeira a thick fuelóleo, foi necessário efectuar medições termográficas a estes elementos, cujas imagens se apresentam a seguir: Figura 1. Termografia da flange do queimador da caldeira Figura 2. Termografia do visor de inspecção da caldeira 132

134 Investimento [ ] Com base nos cálculos efectuados, conclui-se que é economicamente viável colocar isolamento na chapeleta da caldeira, conforme se apresenta na Tabela 29. A aplicação de isolamento na flange do visor de inspecção da caldeira faz com que as perdas de calor por radiação e convecção diminuam cerca de 87 % neste elemento. Tabela 29 Estudo técnico-económico da aplicação de isolamento a uma caldeira Elementos Visor de inspecção Perdas energia Economia energia Economia fuelóleo Economia monetária Investimento Payback [GJ/ano] [GJ/ano] [kg/ano] * /ano+ * + [anos] Flange do queimador Muito Atractivo Economia de 87 % Mediamente Atractivo Pouco Atractivo Economia de 33 % Payback [anos] Visor de inspecção Flange do queimador Figura 100 Payback da aplicação de isolamento a uma caldeira de fuelóleo 133

135 f) Cogeração Cogeração é, por definição, a produção combinada de energia térmica útil e energia mecânica ou eléctrica, destinadas a consumo próprio ou de terceiros. Sistema convencional de produção de energia eléctrica Sistema de cogeração Figura 101 Comparação entre um sistema convencional de produção e um sistema de cogeração. (Fonte: Eficiência Energética) A cogeração representa uma alternativa de elevada eficiência energética que permite reduzir a factura energética dos utilizadores com necessidades simultâneas de calor (água quente ou vapor) e de energia eléctrica ou mecânica. A produção de energia eléctrica pode representar cerca de 25 % a 40 % da energia contida no combustível e a energia térmica cerca de 30 % a 50 % da energia contida no combustível. Como as perdas de calor devidas à produção de energia eléctrica são reaproveitadas para o processo de fabrico das indústrias, a cogeração permite poupar cerca de 15 a 30 % da energia primária necessária para produzir, separadamente, energia eléctrica e energia térmica. A cogeração permite ainda reduzir os custos de distribuição de energia eléctrica, nomeadamente os custos de transporte e de transformação. As aplicações da cogeração abrangem a indústria (instalações de grande escala), os serviços (instalações de média e pequena escala em edifícios) e o sector residencial (instalações de pequena escala e redes de calor). As tecnologias mais utilizadas englobam turbinas a vapor (contra-pressão), motores diesel (fuelóleo), motores a gás e turbinas a gás. 134

136 Potência total instalada em Portugal (Total = MWe) Figura Distribuição da potência total instalada por tecnologia de cogeração no ano de 2011 Tabela 30 Número das instalações de cogeração por tipo de tecnologia no ano de (Fonte: Cogen Portugal) Tecnologia de cogeração Nº Instalações Nº Unidades Potência Eléctrica [MWe] Turbinas Gás natural Motores Gás natural Motores Fuelóleo Turbinas contra-pressão (vapor) Motores Propano Motores Biogás Micro-Turbinas Total De acordo com a estimativa da Associação Portuguesa para a Eficiência Energética e Promoção da Cogeração, prevê-se que cerca de 14 % da produção de energia eléctrica em Portugal, para o ano de 2012, seja oriunda da cogeração. 135

137 Na indústria cerâmica existem 20 instalações de cogeração cuja potência total instalada é de MWe. Este valor representa cerca de 5.8 % da potência total instalada a nível nacional. Figura Desagregação da potência total instalada na indústria cerâmica por tecnologia de cogeração no ano de 2011 Apresenta-se na Figura 104, o número de centrais de cogeração na indústria cerâmica. Das 20 centrais de cogeração, 16 utilizam motores a gás natural, 3 têm turbinas a gás natural e 1 utiliza um motor a fuelóleo. Figura 104 Número de instalações na indústria cerâmica por tecnologia de cogeração no ano de

138 Conforme se pode verificar na figura anterior e na tabela a seguir, os motores de gás natural são os equipamentos mais utilizados no caso da indústria cerâmica. A maioria das turbinas a gás natural encontra-se instalada nas empresas produtoras de pasta cerâmica. Tabela 31 Número das instalações de cogeração por tipo de tecnologia no ano de 2011 Tecnologia de cogeração Nº Instalações Nº Unidades Potência Eléctrica [MWe] Turbinas Gás natural Motores Gás natural Motores Fuelóleo Total Como podemos constatar pela Tabela 32 há instalações que têm mais de uma unidade cogeradora a funcionar em simultâneo. Constata-se também que a indústria do tijolo é a que possui o maior número de unidades. No entanto, é nas empresas produtoras de pasta que se verifica a maior potência instalada. Tabela 32 Número das instalações de cogeração por subsector da indústria cerâmica no ano de 2011 Indústria Cerâmica Nº Instalações Nº Unidades Potência Eléctrica [MWe] Produtores de pasta Tijolo e abobadilha Telhas e acessórios de telhado Pavimento e revestimento Louça sanitária Total

139 Instalações de cogeração em Portugal Indústria Cerâmica MWe 94.2 % 5 instalações MWe; 2.3 % MWe 5.8 % 8 instalações MWe; 1.7 % 2 instalações 9.46 MWe; 0.9 % 4 instalações 1 instalação 8.40 MWe; 0.8 % 1.00 MWe; 0.1 % Outros Produtores de pasta Tijolo e abobadilha Pavimento e revestimento Telhas Louça sanitária Figura 105 Desagregação da potência instalada de cogeração na indústria cerâmica no ano de

140 g) Energias renováveis Portugal tem excelentes condições para o aproveitamento de radiação solar para fins energéticos, possuindo em média cerca de a horas de sol por ano. Além disso tem dos mais favoráveis índices de transparência ou claridade da atmosfera na Europa. Como consequência destes dois factores, Portugal é dos países da União Europeia que mais energia solar recebe na sua superfície por metro quadrado. A título de exemplo, a cidade de Lisboa recebe em média cerca de MJ/m 2 (4.52 kwh/m 2 ). 139

141 Painéis fotovoltaicos Denomina-se por conversão fotovoltaica um sistema que aproveita a energia do sol para produzir energia eléctrica. A luz solar ao incidir sobre um material cristalino semicondutor (como o silício) cria um fluxo de electrões que, por sua vez, gera uma tensão eléctrica. Figura 106 Esquema de funcionamento de uma unidade de microgeração fotovoltaica. (Fonte: Amaral, 2011) Com base nas características do regime de carga e da potência instalada, verificou-se que as necessidades energéticas de iluminação de uma empresa industrial podem ser supridas por painéis fotovoltaicos. Figura 107 Exemplo de módulos de painéis fotovoltaicos policristalinos (esquerda) e amorfos (direita) 140

142 Tabela 33 Estudo técnico-económico da instalação de painéis fotovoltaicos Regime Área total de painéis [m 2 ] Potência instalada [kw] Produção anual de energia eléctrica [kwh/ano] Investimento * + Payback [anos] Subvenção Autoconsumo 20.0 Se for aplicado o regime subvencionado, a energia eléctrica produzida pelos painéis é totalmente vendida à rede a 0.21 /kwh (legislação em vigor - ano de 2012), resultando numa economia de por ano. Se for aplicado o regime de autoconsumo, a empresa diminui os encargos com a factura energética (custo médio anual do kwh = ), economizando cerca de por ano. Figura 108 Payback da instalação de painéis fotovoltaicos segundo o regime de subvenção e de autoconsumo 141