artigo de opinião escrito por Matheus Henrique Basso

Indústrias buscam minimização de custos operacionais visando maior lucro no processo produtivo. Quando se trata de energia utilizada em processos industriais estamos falando de um dos maiores componentes do custo operacional, portanto uma boa gestão deste recurso impacta positivamente no custo de produção. Para que essa gestão seja aplicada é obrigatório falar de eficiência energética, uma ideia que busca o mesmo resultado com menor consumo de energia. Na prática a eficiência pode ser atingida por diferentes meios, seja com o dimensionamento correto da quantidade de energia necessária, implementada através de práticas ou equipamentos mais eficientes ou ainda evitando a disposição prematura de recursos e materiais com alto potencial energético como efluentes ou subprodutos. Se tratando de ciências térmicas o estudo da eficiência é muito utilizado, visto que há diversos pontos de dissipação de energia nos processos de conversão, bem como equipamentos com baixa eficiência.

Quando se fala de máquinas térmicas que compõe sistemas de transformação de energia, é necessário entender a máquina de Carnot. Segundo Çengel e Boles (2013), essa é uma máquina térmica ideal, podendo ser comparada a Deus, aquilo que é perfeito e idealizado, onde toda a energia inserida no sistema é transformada em trabalho útil, no entanto essa ideia é irreal, uma vez que sistemas reais são compostos por uma equação de inúmeras variáveis que influenciam na transformação de energia em trabalho, como o material do equipamento ou capacidade de isolamento térmico. Conforme elucidado por Borgnakke e Sonntag (2013), em sistemas reais o calor inserido no sistema é dissipado de diversas maneiras, seja por radiação quando o sistema não está bem isolado, por condução ou até mesmo convecção, quando gases de combustão são liberados na atmosfera com grande quantidade de calor. Esses sistemas, portanto, se assemelham à nós humanos, compostos de diversos erros, diferente da idealização divina que é o objetivo a ser atingido. Por isso em sistemas térmicos busca-se uma maior eficiência, a fim de chegar-se cada vez, mais próximo do ciclo de Carnot.

Na fase de projeto é necessário primeiramente entender a finalidade do processo, a partir disso escolhe-se os equipamentos ideais para a execução do trabalho, levanto em conta não só aspectos meramente técnicos. A eficiência de máquinas térmicas é relativamente baixa, principalmente quando se trata de componentes antigos que fazem parte de uma operação, com máquinas que perdem grande parte da energia em suas transformações, como a conversão de energia química para térmica na dissipação de calor como tratado anteriormente. Não são todos os casos que será viável a aquisição de um equipamento com condições operacionais ótimas se seu custo de compra e operação for inviável para a finalidade da operação. Em alguns casos a ineficiência de equipamentos pode ser incorporada ao custo operacional da indústria.

É necessário também pensar em projetos onde a disposição de efluentes em sistemas de tratamento ou a liberação de gases de combustão e vapores superaquecidos na atmosfera ocorra após o máximo aproveitamento energético do material. Na termodinâmica existe um conceito chamado exergia, definido por Moran e Shapiro (2013) como o máximo de energia que pode ser convertido em trabalho mecânico, ou seja, alguns dos materiais citados anteriormente apresentam baixos níveis de exergia, mas ainda apresentam altos níveis de energia, e essa energia contida pode ser utilizada para finalidades menos nobres, como vapor a alta temperatura que pode ser usado como fluido de pré-aquecimento em um trocador de calor. Outro exemplo é o aproveitamento de resíduos para produção de biogás, onde a exergia ali é baixa, no entanto ainda existe uma alta concentração de energia.

Em sistemas industriais de larga escala a busca por economia no processo produtivo é imprescindível para a saúde financeira de uma empresa, por isso a busca por práticas que cause uma economia no custo de produção é almejada. A implementação de práticas que buscam uma maior eficiência devem levar em conta aspectos econômicos, ambientais e operacionais sendo, portanto, economicamente viável, ambientalmente justa, e tecnicamente factível. Quando colocado em prática melhoramentos na eficiência de sistemas como mostrado acima o resultado dessa implementação será um produto igual, porém com menos custo de produção. A eficiência energética de uma indústria pode ser definida, portanto, como um antibiótico, que faz com que a saúde financeira da empresa seja melhorada sem alterar a composição do produto.

A eficiência energética de uma indústria pode ser definida, portanto, como um antibiótico, que faz com que a saúde financeira da empresa seja melhorada sem alterar a composição do produto.