XVIII Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica SENDI 2008-06 a 10 de outubro Olinda - Pernambuco - Brasil Uso Eficiente de Energia no Setor Hospitalar Hospitais Públicos Rubens Leme Filho Marcio Visini Carlos Ricardo Gedra AES Eletropaulo AES Eletropaulo AES Eletropaulo rubens.leme@aes.com marcio.carlos@aes.com ricardo.gedra@aes.com Palavras-chave Eficiência Energética Hospitais Iluminação Uso Eficiente Resumo A AES Eletropaulo, por meio do Programa de Eficiência Energética - PEE tem por objetivo estreitar o relacionamento comercial com os seus clientes e consolidar um ambiente de parcerias. No plano institucional, os projetos de eficiência energética buscam promover a conscientização e a mudança de comportamento dos clientes em relação ao uso da energia elétrica, melhorar a imagem da empresa e desenvolver práticas de responsabilidade social. As melhores oportunidades de combate ao desperdício de energia elétrica foram identificadas com base em diagnósticos energéticos. Especificamente com relação ao setor hospitalar, os investimentos totalizaram mais de R$ 4,9 milhões com a implementação de projetos de eficiência energética em 11 (onze) unidades hospitalares da rede pública de saúde, o que possibilitou a redução de demanda no horário de ponta na ordem de 1.762 kw e uma economia de energia de 9.489 MWh/ano. A implementação das ações de eficiência energética apresentadas neste trabalho tem sua continuidade em outras unidades hospitalares que vem sendo modernizadas com o recurso do Programa de Eficiência Energética da AES Eletropaulo. 1. INTRODUÇÃO A AES Eletropaulo distribui energia elétrica em 24 municípios da Grande São Paulo, incluindo a Capital. Nessa área, a empresa atende a mais de 16 milhões de pessoas, concentradas em 5,2 milhões de unidades consumidoras. No principal centro econômico do Brasil, o consumo anual aproximado é de 32,7 GWh de energia. O segmento residencial participa com 34,4% do mercado global, seguido pelos segmentos comercial, industrial e demais classes com 28,9%, 26,5% e 10,2%, respectivamente. 1 / 9
Segundo dados do Ministério da Saúde, em 2003, a rede de saúde pública na Cidade de São Paulo contava com 713 unidades hospitalares, sendo que mais de 90% dessas unidades eram administradas por órgãos governamentais. No ano de 2004, ocorreram cerca de 568.000 internações e a taxa média de permanência dos pacientes nas unidades hospitalares foi de 7,4 dias. Os projetos de eficiência energética direcionados ao setor público visam atender os prédios públicos nas esferas de governo municipal, estadual e federal, prioritariamente, nos prédios onde são desenvolvidas atividades de interesse social, tais como: hospitais, bibliotecas, escolas, centros culturais e prédios históricos. As melhores oportunidades de combate ao desperdício de energia elétrica foram identificadas com base em diagnósticos energéticos e, em três ciclos de investimento, os resultados alcançaram 20.143 kw de demanda retirada no horário de ponta e 89.029 MWh/ano de energia economizada. Os montantes alocados no setor público totalizaram mais de R$ 49,6 milhões, investidos a fundo perdido, conforme discriminados na tabela 1 a seguir: TABELA 1 Energia Segmentos Economizada Demanda Evitada Investimento MWh/ano kw R$ Setor Hospitalar 9.489 1.762 4.917.792 Setor Educacional 3.193 817 2.522.668 Prédios Públicos 7.245 1.787 5.822.926 Iluminação Pública 69.102 15.777 36.101.199 Gestão Energética Municipal 245.015 TOTAL 89.029 20.143 49.609.599 2. DESENVOLVIMENTO Um programa de Uso Eficiente de Energia não deve ficar restrito apenas à eletricidade, mas a todos os insumos energéticos empregados nas diversas atividades hospitalares, tais como gás, aquecimento de água por fontes alternativas, óleo combustível, entre outros. Entretanto, podemos afirmar que a energia elétrica é o insumo mais empregado nos hospitais, portanto é no processo de gestão que podemos encontrar as maiores oportunidades de economia. Deve ser feita a identificação preliminar das oportunidades de conservação e redução de custos. Estas oportunidades serão avaliadas quanto a sua viabilidade técnica e econômica, e novas oportunidades deverão ser identificadas por meio da análise crítica de todo o conjunto de informações. Após o levantamento de informações, identificação de oportunidades e análise das mesmas, um plano de implantação das ações deverá ser elaborado. O planejamento das atividades deve ser composto por uma seqüência lógica de implantação das ações de conservação, de metas a serem atingidas e de meios de avaliação e realimentação do programa, pois durante este processo, que é contínuo, podem surgir novas oportunidades. Os edifícios hospitalares constituem um dos tipos mais complexos de edifícios, reunindo em geral os seguintes setores funcionais: 2 / 9
Administração; Ambulatório; Diagnóstico; Tratamento; Pronto atendimento; Internação; Serviços de apoio; Serviços gerais; Circulações entre setoriais. Cada setor tem uma configuração arquitetônica totalmente diferente, como também, uma estrutura de custos totalmente distinta. O estabelecimento de indicadores de consumo facilita a realização de estudos setoriais associados ao uso eficiente de energia. Os indicadores de consumo de energia em hospitais contemplam aspectos qualitativos e quantitativos correlatos a este consumo, tais como: o porte e regularidade da demanda e o tipo de serviço. A tabela abaixo resume os resultados relativos aos indicadores de consumo de energia em hospitais brasileiros. TABELA 2 INIDICADORES A B C D E Densidade de Leito (leito/m2) 0,0048 0,0143 0,0155 0,0191 0,0310 Intensidade Mensal Total (kwh/leito) 3.301 2.682 952 977 619 Energia Elétrica Participação da Eletricidade (%) 63,6 57,0 74,4 75,7 85,4 Fator de Carga Elétrico 61,9 62,0 52,3 52,0 40,0 Uso final de eletricidade (%) Iluminação 26,03 23,45 21,85 21,80 30,40 Central de ar condicionado 41,02 27,23 23,89 24,84 51,20 Aquecimento de água 4,76 8,57 12,36 13,03 15,30 Total 71,81 59,25 58,10 59,67 96,90 Indicadores Físicos Iluminação (W/m2) 5,83 11,71 5,07 9,94 11,10 Condicionamento central (TR/100 m2) 1,58 1,65 0,54 1,54 1,54 Água Quente para banho (m3/leito/mês) 2,27 2,33 2,04 2,20 1,35 Central de Ar TR instalada (%) 54,10 61,00 0,00 15,30 0,00 Hospitais de Grande Porte Compreendem hospitais com mais de 450 leitos, atendendo ou não à rede SUS e de cunho geral. Esses hospitais possuem leitos de CTI, gerador de emergência e equipamentos médicos de relativa complexidade. A participação de sistemas de condicionamento central a base de chiller centrifugo é também relativamente alta. Hospitais de Médio Porte com Elevado Nível de Conforto Hospitais com capacidade entre 150 e 450 leitos e atendimento não exclusivo à rede SUS, que possuem leitos disponíveis em CTI, gerador de emergência e condicionamento central de ar. 3 / 9
Hospitais de Médio Porte com Médio ou Reduzido Nível de Conforto Atendem não exclusivamente ao SUS, cuja capacidade varia entre 150 e 450 leitos. Os hospitais com menor nível de conforto não têm leito CTI. Hospitais de Pequeno Porte Atendem não exclusivamente ao SUS, são aqueles cuja capacidade varia entre 50 e 150 leitos. Hospitais de Capacidade Inferior a 50 Leitos. Atendem não exclusivamente ao SUS, são aqueles de menor capacidade, conforme dados do IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Para determinação condicionamento ambiental, a elevada participação no consumo de energia elétrica se deve ao uso praticamente exclusivo de aparelhos de janela. A Tabela 3 a seguir indica participação percentual dos principais usos finais em unidades hospitalares, bem como o potencial de economia associado a esses itens. TABELA 3 USOS FINAIS % Ar Condicionado 49% Iluminação 23% Aquecimento de Água 13% Outros Usos 15% POTENCIAIS DE ECONOMIA % Compra de Energia 54% Iluminação 25% Aquecimento de Água 17% Ar Condicionado 20% Correção do Fator de Potência 7% - Sistema de Ar Condicionado O sistema de ar condicionado consome a maior parcela da energia em um hospital. O primeiro passo para a conservação de energia neste sistema é o dimensionamento adequado e o emprego de sistemas de condicionamento de ar com a melhor relação entre potência consumida e produzida. Normalmente os sistemas de grande porte possuem melhor rendimento, sendo empregados conforme a configuração do prédio. É possível realizar uma série de ações para melhorar ou evitar redução no rendimento deste sistema, tais como: manutenção periódica dos equipamentos do sistema de ar condicionado, incluindo a limpeza de trocadores de calor, desobstrução das saídas de ar, inspeção e reparo de dutos e troca ou limpeza de filtros; garantir a isolação adequada dos ambientes condicionados, mantendo portas, janelas fechadas e outros meios de passagem do ar fechados, evitando a troca de calor com outras áreas; conscientização dos usuários ou instalação de sistemas de automação para o controle dos níveis adequados de temperatura para cada ambiente e desligamento do sistema quando este estiver desocupado. - Sistema de Iluminação Os sistemas de iluminação dos hospitais são responsáveis por uma parcela significativa do consumo de energia. Oportunidades de conservação neste item podem gerar valores de economia consideráveis no consumo geral. 4 / 9
Através de levantamentos específicos dos tipos, quantidades e potências de luminárias e lâmpadas instaladas em cada ambiente, juntamente com a análise dos requisitos de iluminação, é possível identificar diversas oportunidades de conservação de energia elétrica. Dentre as quais destacam o emprego de lâmpadas e luminárias mais eficientes que permitam manter ou melhorar o nível de iluminação com um consumo menor. Medidas adicionais como a divisão setorial dos circuitos, automação do sistema, adequação dos níveis de iluminação, manutenção e limpeza dos sistemas, alteração da disposição das luminárias e o melhor aproveitamento da iluminação natural, além de possibilitar uma melhor gestão do uso da energia elétrica, contribuem para a redução do consumo. Notoriamente as unidades de saúde da rede pública têm restrito acesso às tecnologias mais avançadas no segmento de iluminação, trabalhando com produtos ultrapassados tecnologicamente, e por esse motivo consumindo energia sem conseguir com isso eficiência luminosa em seus consultórios, ambulatórios, enfermarias e centros cirúrgicos. Atualmente a iluminação das instalações das unidades hospitalares contempla sistemas de iluminação predominantemente do tipo fluorescente tubulares, todas com reatores eletromagnéticos e luminárias convencionais de baixo rendimento. A iluminação artificial é responsável por aproximadamente 20% de toda energia elétrica consumida no País, por 25% do consumo no segmento residencial e por mais de 40% da energia elétrica consumida pelo segmento comercial e do poder público. Uma boa iluminação não é apenas um item de valorização da edificação, é um componente dos custos de operação, principalmente um instrumento de trabalho, assim como máquinas, ferramentas e equipamentos, contudo a iluminação excessiva é custosa e a inadequada é prejudicial. A eficiência dos sistemas de iluminação artificial está associada, basicamente, às características técnicas, à eficiência e ao rendimento de um conjunto de elementos, dentre os quais se destacam: Lâmpadas Luminárias Reatores Circuitos de distribuição Utilização da luz natural Cores das superfícies internas Mobiliário Os projetos de Uso Eficiente de Energia no Setor Hospitalar fizeram parte das ações previstas no Programa de Eficiência Energética da AES Eletropaulo, aprovado em 2004 pela Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL, cujos investimentos totalizaram mais de R$ 33,0 milhões de reais. Para o segmento hospitalar, os recursos totalizaram R$ 4.917.792,00 (Quatro milhões e novecentos e dezessete mil e setecentos e noventa e dois reais), investidos sem ônus para os clientes beneficiados. 5 / 9
No total, 11 (onze) unidades hospitalares da rede pública de saúde, localizadas na Cidade de São Paulo sofreram atualização tecnológica dos seus sistemas de iluminação, o que possibilitou a redução de demanda no horário de ponta na ordem de 1.762 kw e uma economia de energia de 9.489 MWh/ano. Com a implementação dos projetos de eficiência energética no segmento hospitalar foi possível reduzir os custos com energia elétrica na área de saúde pública. Porém, mais do isso, foi possível melhorar a qualidade de vida dos funcionários e pacientes desses hospitais, na medida em que, um sistema de iluminação eficiente gera uma sensação de bem-estar, conforto e segurança. Com o objetivo de verificar o potencial de economia foi realizado pré-diagnóstico nas unidades consumidoras hospitalares. Este levantamento possibilitou a análise da viabilidade econômica dos projetos e a indicação referencial dos custos unitários por natureza de despesa. Em seguida, foi realizado um diagnóstico energético aprofundado das condições atuais de consumo e de demanda da unidade consumidora e dos potenciais de economia possíveis de intervenção. O diagnóstico energético foi realizado em diferentes etapas: Auditoria energética da instalação levanta o histórico de consumo da instalação, detalhado pelos diferentes energéticos, num horizonte mínimo de 12 (doze) meses, para identificar a sazonalidade típica. Nesta etapa também são realizadas medições em tempo real; Levantamento das instalações identifica as condições técnicas dos equipamentos e dos sistemas energéticos; Identificação dos desperdícios e das possibilidades de intervenções técnicas define a redução do consumo de energia e o deslocamento da demanda no horário de ponta; Avaliação econômica das medidas propostas determina as economias de recursos projetadas, o investimento necessário e o tempo de retorno dos investimentos. O diagnóstico energético é o primeiro instrumento para garantir o sucesso de um Programa Uso Eficiente de Energia. Nele são consolidadas as medidas economicamente viáveis que devem ser implementadas, além de garantir o aproveitamento da sinergia entre as medidas e o alcance da máxima economia possível. Além das etapas acima descritas, outras etapas foram desenvolvidas durante a execução dos projetos: Projeto Executivo: Elaborado com base nos dados consolidados no diagnóstico energético, apresenta a descrição das ações de eficiência energética a serem implementadas, a especificação dos equipamentos a serem substituídos, o cronograma de físico-financeiro, a memória de cálculo dos custos unitários dos equipamentos e materiais, o custo da mão de obra e os potenciais de economia de energia. Implementação das Ações: Execução das obras e ações complementares, bem como a instalação e comissionamento dos equipamentos, conforme descrito nos cronogramas físicofinanceiros. Avaliação dos Resultados: Realização de cálculos, medições e avaliação dos resultados, quantificando-se a economia obtida. Acompanhamento: Acompanhamento do programa, dados de contrato, realização física da obra e avaliação dos resultados finais, incluindo o período de monitoramento e verificação. Promoção: Desenvolvimento de diversas ações visando a promoção e divulgação dos conceitos de uso eficiente e seguro da energia elétrica e dos resultados obtidos pelo Programa. 6 / 9
O programa contou com a implementação de ações de modernização e eficiência energética dos sistemas de iluminação das instalações dos prédios dos hospitais da rede pública de saúde, para combater o desperdício de energia elétrica através de atualização tecnológica. Os sistemas de iluminação das instalações dos prédios dos hospitais municipais e estaduais e do Hospital das Clinicas contemplavam iluminação do tipo fluorescente compostos de luminárias convencionais 1 x 20W, 2 x 20W e 1 x 40W, 2 x 40W, 3 x 40 W e 4 x 40W, todas com reatores eletromagnéticos e lâmpadas convencionais. A atualização tecnológica se resumiu em substituir ou adequar os sistemas existentes, por novos compostos de 1 x 16W, 2 x 16W, 1 x 32W, 2 x 32W, além da instalação de lâmpadas fluorescentes compactas. Os reatores eletromagnéticos foram substituídos por reatores eletrônicos de alta eficiência e as luminárias foram dotadas de refletores espelhados ou substituídas por luminárias espelhadas de alto rendimento. As campanhas de medições e avaliação de resultados em Uso Eficiente de Energia têm como objetivo primordial verificar as reais economias conseguidas, servindo como parâmetro base para todos os agentes envolvidos, garantindo o melhor desempenho energético e financeiro das ações de eficiência energética. O Plano de Monitoramento e Verificação PMV deve conter em seu escopo as seguintes informações: Descrição das ações de eficiência energética e o resultado esperado. Identificação dos limites da determinação das economias. Eles podem ser tão restritos quanto o fluxo da energia através de uma única carga ou tão abrangentes quanto a utilização total de energia de um ou vários sistemas. Documentação das condições da operação da instalação e os dados de energia do consumobase. Reunir informações do consumo base e dados de operação do sistema, que sejam relevantes para a medição e verificação, tais como: a) Perfis de consumo de energia e demanda; b) Tipo de ocupação, densidade e períodos; c) Condições parciais ou de toda a área da instalação em cada período de operação e estação do ano; d) Práticas de operação do equipamento; e) Problemas significativos do equipamento ou perdas; f) Inventário dos equipamentos: dados de placa, localização, registros das condições, fotografias ou vídeos. Tendo como base a metodologia descrita acima, a avaliação do programa foi realizada através da elaboração de um Plano de Monitoração e Verificação PMV, que comparou as situações dos sistemas de iluminação existentes antes e após as implementações das ações. 7 / 9
Foram realizadas medições do nível de iluminação por amostragem em ambientes típicos dos hospitais beneficiados pelos projetos de eficiência energética, no período anterior e posterior a implementação das ações de eficiência energética no sistema de iluminação. O programa de Uso Eficiente de Energia beneficiou 11 (onze) hospitais da rede pública de saúde, localizados na Cidade de São Paulo, sendo 04 (quatro) municipais e 05 (cinco) estaduais, além do Hospital das Clínicas de São Paulo e do Hospital Universitário da Universidade de São Paulo, conforme tabela 4 a seguir. TABELA 4 NOME DOS HOSPITAIS / INSTITUTOS Hospital Municipal Dr. Jose Soares Hungria Hospital Municipal Professor Mario Degni Hospital Municipal Tatuapé Hospital Municipal Campo Limpo Hospital Estadual Vila Nova Cachoeirinha Hospital Estadual Ipiranga Hospital Estadual São Mateus Instituto Emílio Ribas Instituto Butantã Hospital Universitário USP Hospital das Clinicas de São Paulo LOCAL 3. CONCLUSÕES Com o Programa de Gestão Energética e Uso Eficiente no Setor Hospitalar foi possível a redução de 9.489 MWh/ano de energia e a retirada de 1.762 kw demanda no horário de ponta do sistema elétrico e, principalmente, o estimulo às ações de uso racional e eficiente de energia elétrica na área de saúde, possibilitando uma gestão mais eficaz dos recursos públicos. Em média, a Relação Custo/Benefício RCB dos projetos ficou em 0,60, utilizando como base de cálculo a metodologia de viabilidade econômica definida para os projetos de eficiência energética regulamentados pela Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL, onde foram considerados os custos evitados de energia e potencia e a taxa de desconto de 12% ao ano. A experiência adquirida pela AES Eletropaulo na realização dos projetos apresentados neste trabalho, proporcionou a continuidade de aplicação de recursos no setor hospitalar nos Programas de Eficiência Energética em andamento, realizados no decorrer dos de 2007 e 2008, com a participação de 17 Hospitais públicos e 9 Hospitais privados no valor total aproximado de R$17 milhões de reais. Mais que um número, isso representa uma mudança de comportamento que contribui para o desenvolvimento da economia, da sociedade e preservação do meio-ambiente. Para o poder público a melhor relação custo/benefício na utilização da energia elétrica potencialmente se reverte em beneficio para o contribuinte e melhoria da qualidade de vida. 8 / 9
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS E/OU BIBLIOGRAFIA Anais do X Congresso Brasileiro de Energia CBE - A Universalização do Acesso à Energia Volume V Indicadores de Consumo de Energia no Setor Hospitalar Brasileiro Rio de Janeiro 2004. Gerenciamento de Energia Elétrica no Ambiente Hospitalar José Eduardo Zagato Rosa e Sérgio Santos Mühlen Departamento de Engenharia Biomédica (DEB), Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) e Centro de Engenharia Biomédica (CEB) Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Ministério da Saúde. Secretaria de Assistência à Saúde Série Saúde & Tecnologia - Textos de Apoio à Programação Física dos Estabelecimentos Assistenciais de Saúde - O Custo das Decisões Arquitetônicas no Projeto de Hospitais Brasília 1995. 9 / 9