As baterias estacionárias aplicadas em energia fotovoltaica

Deve-se conhecer os requisitos técnicos e métodos de ensaios aplicados às baterias estacionárias aplicadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) não conectadas à rede de energia elétrica (off-grid).

Pode-se definir o estado de carga (state of charge – SoC) como a quantidade de carga existente na bateria em um de dado instante, em função da capacidade total, a perda de água (dry-out) como a perda excessiva de água do eletrólito na bateria chumbo-ácida regulada por válvula e na bateria alcalina com recombinação parcial de gases e o SEFV é o sistema de energia fotovoltaica. A NBR 16767 de 09/2019 – Elementos e baterias estacionárias para aplicação em sistemas fotovoltaicos não conectados à rede elétrica de energia (off-grid) – Requisitos gerais e métodos de ensaio especifica os requisitos técnicos e métodos de ensaios aplicados às baterias estacionárias aplicadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) não conectadas à rede de energia elétrica (off-grid). Não inclui informações específicas relativas ao dimensionamento da bateria, ao método de carga ou ao projeto do SEFV.

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Por que deve ser prevista uma proteção física da bateria?

Quais são as características técnicas funcionais da bateria?

Quais são os valores típicos de utilização de baterias em aplicações fotovoltaicas?

Quais são os ciclos com baixa profundidade de descarga em baixo estado de carga (fase A)?

Esta seção especifica as condições de operação às quais as baterias são submetidas durante sua utilização em aplicações fotovoltaicas em sistemas não conectados à rede de energia elétrica. O sistema de energia fotovoltaica com baterias referenciado nesta norma deve fornecer energia constante, variável ou intermitente ao equipamento conectado (bombas, geladeiras, sistemas de iluminação, sistemas de comunicação, etc.).

Os tipos de elementos e as baterias mais utilizadas em sistemas de energia fotovoltaica (SEFV) são: ventilada; regulada por válvula, incluindo aquelas com recombinação parcial de gás; selada sem emissão de gases em condições normais de operação (gastight sealed). Os elementos e as baterias normalmente são fornecidos nas seguintes condições: seco-descarregada (somente para baterias de níquel-cádmio ventiladas); carregada com eletrólito; seco-carregada (somente para baterias chumbo-ácido ventiladas); úmido-descarregada (somente baterias de níquel-cádmio).

A carga inicial da bateria deve ser realizada conforme instruções do fabricante, para otimizar sua vida útil. As baterias utilizadas em sistemas de energia fotovoltaica, operando sob condições climáticas normais, podem estar sujeitas às condições especificadas a seguir. Para o tempo de autonomia, a bateria é dimensionada para fornecer energia sob condições específicas durante um período de tempo, usualmente de três a cinco dias, sem irradiação solar. Ao selecionar a capacidade necessária da bateria, os seguintes itens devem ser considerados: ciclo diário/sazonal necessário (pode haver restrições na profundidade máxima de descarga); tempo necessário para acessar o local da instalação; envelhecimento; temperatura de operação; futura expansão da carga.

O dimensionamento das correntes de carga e descarga deve considerar a autonomia (profundidade de descarga), temperatura, potência de consumo, radiação solar, etc. As correntes de carga e descarga usuais são as seguintes: corrente máxima de carga: /10 (A); corrente média de descarga conforme determinado pela carga: /120 (A). Dependendo do dimensionamento do sistema, a corrente de carga e descarga pode variar dentro de uma faixa maior.

A bateria normalmente está exposta a um ciclo diário, como a seguir: carga durante as horas de sol; descarga durante a noite. Um uso diário típico resulta em uma descarga entre 2% e 20% da capacidade da bateria. O estado de carga da bateria pode variar quando submetido a um ciclo sazonal. Isso decorre de variações das condições da média de carga, como a seguir: períodos com baixa radiação solar, por exemplo, durante o inverno, causando baixa produção de energia. O estado da carga da bateria (capacidade disponível) pode diminuir para 20% da capacidade nominal ou menos.

Em períodos com alta radiação solar, por exemplo, no verão, podem trazer a bateria para a condição de totalmente carregada, com a possibilidade de que esta possa ser sobrecarregada. Durante o verão, por exemplo, a bateria opera com alto nível de estado de carga (SoC), normalmente entre 80% e 100% da capacidade nominal. O sistema regulador de tensão normalmente limita a tensão máxima da bateria durante o período de carga.

Em um sistema de energia fotovoltaica sem regulador de tensão, a tensão da bateria não está limitada por um controlador de carga, mas pelas características do gerador fotovoltaico. O projetista do sistema deve utilizar a tensão máxima de carga da bateria indicada pelo fabricante, a fim de permitir que no verão esta recupere o mais breve possível o seu máximo estado de carga (SoC). A sobrecarga reduz a vida útil projetada da bateria.

Normalmente, a tensão máxima de carga é de 2,4 V por elemento para baterias de chumbo-ácidos e 1,55 V por elemento para baterias de níquel-cádmio ventiladas, na temperatura de referência especificada pelo fabricante. Alguns reguladores permitem que a tensão da bateria exceda estes valores por um curto período para uma carga de equalização. Para as outras baterias, os fabricantes devem fornecer os valores de tensão de carga recomendados. Caso a temperatura de operação da bateria se desvie significativamente da temperatura de referência, a compensação da tensão de carga deve ser usada de acordo com as instruções do fabricante da bateria.

A vida útil projetada de uma bateria utilizada em um sistema de energia fotovoltaica, mesmo quando mantida regularmente em um alto estado de carga, pode ser consideravelmente menor do que quando utilizada permanentemente em estado de flutuação (sistemas de backup). Durante períodos de baixa irradiação solar, a energia produzida pelo sistema de energia fotovoltaica pode não ser suficiente para carregar completamente a bateria. O estado da carga diminui e os ciclos ocorrem em baixo estado de carga. Os níveis baixos de irradiação solar podem ser resultado da localização geográfica combinada com os períodos de inverno, nublados, chuvas ou acumulação de poeira nos painéis fotovoltaicos.

A estratificação do eletrólito pode ocorrer em baterias chumbo-ácido. Em baterias chumbo-ácido ventiladas, a estratificação do eletrólito pode ser evitada por agitação ou recirculação eletrolítica, ou por carga de equalização periódica durante sua operação. Nas baterias chumbo-ácido reguladas por válvula, a estratificação do eletrólito pode ser evitada em seus projetos ou com a instalação e operação de acordo com as instruções do fabricante.

As baterias devem ser armazenadas conforme as recomendações do fabricante. As baterias do tipo chumbo-ácido e níquel-cádmio com eletrólito devem ser armazenadas totalmente carregadas. A exposição de uma bateria a altas temperaturas e umidade durante o armazenamento pode resultar em perda de capacidade dela, com consequente redução de sua vida útil projetada. A temperatura de uma bateria pode atingir valores iguais ou superiores a 60 °C durante o dia, quando armazenada em um contêiner em contato direto com a luz solar.

A seleção de um local sem incidência de luz solar ou com controle de temperatura pode evitar este risco. A temperatura da bateria durante a operação no local de instalação é um fator importante para a sua seleção e expectativa de vida. As recomendações de temperaturas e umidade de operação devem ser seguidas conforme o indicado pelo fabricante. A vida útil projetada das baterias diminui com o aumento da temperatura de operação.

Baixas temperaturas reduzem o desempenho de descarga e a capacidade das baterias. Para mais detalhes, o fabricante deve ser consultado. A sobrecarga não aumenta a energia armazenada na bateria, mas sim o consumo de água em baterias ventiladas e, consequentemente, incrementa a frequência de manutenção. Além disso, as baterias do tipo chumbo-ácido reguladas por válvula podem sofrer o processo de dry-out (perda de água) resultando em perda de capacidade e/ou superaquecimento.

A sobrecarga pode ser controlada com o uso de controladores de carga apropriados. A maioria dos sistemas não aquosos, como baterias do tipo lítio-íon e similares, não pode ser submetido a qualquer sobrecarga sem que ocorram danos ou problemas de segurança. Assim, estas baterias são usualmente fornecidas com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que impede, independentemente do controlador de carga, que a sobrecarga ocorra.

A configuração do regulador deve levar em consideração o gerador fotovoltaico, a carga, a temperatura e as especificações da bateria, conforme recomendado pelo fabricante. A rotina de manutenção das baterias dos tipos chumbo-ácido ou de níquel-cádmio ventiladas, incluindo aquelas com recombinação parcial de gás, devem ser planejadas de modo que não seja permitido que as baterias operem com nível de eletrólito abaixo do mínimo.

A sobrecarga em baterias do tipo chumbo-ácido reguladas por válvula deve ser cuidadosamente controlada a fim de otimizar sua vida útil projetada. O consumo de água para efeito de estimativa dos intervalos de manutenção deve ser fornecido pelo fabricante. As baterias para aplicação fotovoltaica são projetadas para suportar estresse mecânico durante o transporte e manuseio, tendo em vista que estas instalações podem ter acesso pelas estradas sem pavimentação.

Entretanto, as baterias não podem ser submetidas a impactos ou derramamento de eletrólito. Recomenda-se utilizar uma embalagem ou proteção adicional para transporte em estradas sem pavimentação. Deve-se ter cuidado especial ao manusear as baterias fora da embalagem. As instruções do fabricante devem ser seguidas. A eficiência de carga é a relação entre a quantidade de energia elétrica fornecida durante a descarga de um elemento ou bateria e a quantidade de energia elétrica necessária para restaurar o estado inicial da carga nas condições especificadas (IEC 60050-482:2004, 482-05-39). Na ausência de dados do fabricante da bateria, as eficiências indicadas na tabela abaixo podem ser consideradas.

As baterias do tipo chumbo-ácido devem ser protegidas contra descargas profundas, de modo que seja evitada a perda de capacidade devido ao efeito de sulfatação ou passivação irreversível. Isto pode ser realizado por meio de um sistema que monitore a tensão da bateria e a desconecte automaticamente antes de atingir sua profundidade máxima de descarga de projeto (ver recomendações do fabricante). As baterias de níquel-cádmio ventiladas ou com recombinação parcial de gases normalmente não requerem tal proteção.

Para os outros tipos de baterias, as recomendações do fabricante devem ser seguidas. A identificação de elementos ou monoblocos deve obedecer às normas aplicáveis listadas nessa norma. As regulamentações locais aplicáveis e as instruções do fabricante devem ser seguidas durante o transporte, instalação, comissionamento, operação, manutenção, descomissionamento e disposição das baterias.

O fabricante deve fornecer a documentação para transporte, instalação, comissionamento, operação, manutenção, descomissionamento e disposição de tais elementos e baterias para aplicações fotovoltaicas. O fabricante deve informar se há considerações especiais a serem observadas para a carga inicial das baterias, quando estas forem utilizadas apenas em sistemas fotovoltaicos.

A segurança dos reservatórios termossolares domésticos

Os projetos comerciais de energia solar são geralmente instalados em uma escala maior do que a residencial.

A energia solar é energia utilizável gerada pelo sol na forma de energia elétrica ou térmica. Pode ser capturada de várias maneiras, a mais comum delas é com painéis solares fotovoltaicos que convertem os raios do sol em eletricidade utilizável.

Além de usar energia fotovoltaica para gerar eletricidade, a energia solar é comumente usada em aplicações térmicas para aquecer espaços internos ou fluidos. Os proprietários de imóveis residenciais e comerciais podem instalar sistemas solares de água quente e projetar seus edifícios com aquecimento solar passivo em mente para aproveitar totalmente a energia solar com a tecnologia solar.

Os painéis solares são instalados em três escalas principais: residencial, comercial e de utilidade. A energia solar em escala residencial é tipicamente instalada em telhados de casas ou em terrenos abertos (montados no solo) e geralmente está entre 5 e 20 kW, dependendo do tamanho de uma propriedade.

Os projetos comerciais de energia solar são geralmente instalados em uma escala maior do que a residencial. Embora as instalações individuais possam variar muito em tamanho, a energia solar em escala comercial atende a um objetivo consistente: fornecer energia solar no local para empresas e organizações sem fins lucrativos. Por fim, os projetos de energia solar em escala de serviços públicos que, normalmente, são grandes instalações de vários megawatts (MW) que fornecem energia solar a um grande número de clientes de serviços públicos.

A NBR 16641 de 08/2018 – Requisitos específicos em reservatórios para utilização em sistemas de acumulação de energia térmica solar – Segurança mecânica e elétrica estabelece os requisitos de segurança dos reservatórios termossolares para uso doméstico e aquecimento solar de água em sistemas com temperatura máxima de 95 °C, volume máximo de até 1.000 L, pressão máxima de trabalho de 392 kPa e tensão nominal de até 380 V. aplica a equipamentos não destinados ao uso doméstico padrão, mas que, no entanto, podem ser uma fonte de perigo para o público, como um equipamento destinado a ser usado por leigos no comércio, na produção agrícola e industrial. Não se aplica a: avaliação da perda específica de energia mensal máxima (kW.h/L.mês) por capacidade do reservatório termossolar que deve obedecer as normas e legislações vigentes; equipamentos para ferver água; aquecedores instantâneos de água; equipamentos de distribuição comerciais e máquinas de venda automática; equipamentos destinados exclusivamente para fins industriais; dispositivos destinados a serem utilizados em locais onde prevalecem condições especiais, como a presença de uma atmosfera corrosiva ou explosiva (poeira, vapor ou gás); caixas d’água.

Esta norma trata dos perigos comuns apresentados por equipamentos que são encontrados por qualquer pessoa dentro e fora da casa. No entanto, em geral, não leva em conta: pessoas (incluindo crianças) cujas capacidades físicas, sensoriais ou mentais, ou a falta de experiência e conhecimento, as impedem de utilizar o equipamento com segurança, sem supervisão ou instrução; animais e insetos que possam interferir com os componentes de segurança do sistema. Chama-se a atenção para o fato de que requisitos adicionais podem ser necessários: para equipamentos destinados a serem utilizados em altas altitudes; para equipamentos destinados a serem utilizados em veículos ou a bordo de navios ou aeronaves; quando especificados pelas autoridades de saúde e do trabalho ou similar; quando existem normas para a instalação de equipamentos ligados diretamente à rede de água.

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Como deve ser executado o ensaio de resistência ao calor e fogo?

Como deve ser o esquema de um reservatório fechado para atmosfera (bombeado)?

Quais são as informações permanentes de identificação dos reservatórios?

Quais são as medidas para a limitação da temperatura e pressão em reservatórios fechados?

Esta norma reconhece o nível de proteção aceito internacionalmente contra riscos, tais como: elétricos, mecânicos, térmicos e fogo dos equipamentos quando operados em utilização normal, tendo em conta as instruções do fabricante. Abrange também situações anormais que podem ser previstas e levam em conta a maneira pela qual fenômenos eletromagnéticos podem afetar o funcionamento seguro dos equipamentos.

Esta norma atende aos requisitos da NBR 5410, exceto quando especificado nesta norma, de modo que exista compatibilidade com as regras de projeto elétrico, quando o equipamento está ligado ao fornecimento de energia. Se um equipamento do escopo desta norma também incorpora funções que são abrangidas por outra norma, por exemplo, aquecimento a gás ou bomba de calor, deve ser aplicada separadamente a cada uma das funções, atendendo às normas e legislações vigentes.

Se for o caso, a influência da função de um por outro, deve ser levada em conta. Um equipamento que está em conformidade com o texto da norma não será necessariamente considerado em conformidade com os princípios de segurança da norma que, quando examinados e ensaiados, verifica-se que possui outras características que diminuem o nível de segurança abrangidos por esses requisitos.

Um equipamento empregando materiais ou formas de construção que diferem daqueles detalhados nos requisitos desta norma pode ser examinado e ensaiado em função dos objetivos visado por esses requisitos e, se julgado substancialmente equivalente, pode considerar-se como atendendo aos princípios de segurança desta norma. Os equipamentos devem ser construídos de tal forma, que em seu uso normal, operem de forma segura para não causar perigo às pessoas ou ao seu entorno, respeitando as regras de projeto, instalação, acesso e manutenção. Os requisitos para projeto e fabricação devem atender à NBR NM 60335-1.

As pressões intermediárias dentro da faixa de classificação devem ser informadas pelo fabricante. Para reservatório com extra baixa pressão com caixa d’água acoplada ou incorporada, a pressão de projeto deve ser de no mínimo, equivalente ao seu diâmetro externo em metros para mca e menor 39,2 kPa (4 mca).

Quanto ao isolamento elétrico, os reservatórios termossolares devem ser no mínimo classe 01, conforme NM 60335-1. Reservatórios termossolares com invólucros elétricos devem ser de no mínimo IP24, conforme a NBR IEC 60529. Os requisitos para proteção contra acesso às partes energizadas devem atender às recomendações da NBR NM 60335-1:2010, Seção 8. O acesso às partes energizadas deve ser protegido, de modo que só possa ser alcançado após a remoção de uma tampa de proteção, cuja remoção seja possível somente com ferramenta.

Os requisitos para potência de entrada e corrente devem estar em conformidade com a NBR 14013. Os requisitos para aquecimento dos componentes elétricos devem atender à NBR NM 60335-1:2010, Seções 11.1 a 11.6 e 11.8, exceto Seção 11.7, substituído pelo requisito a seguir: o equipamento é operado até que as condições estáveis sejam estabelecidas ou até que o termostato interrompa a corrente pela primeira vez após 16 h, o que for menor.

Os requisitos para a corrente de fuga e isolamento elétrico devem atender à NM 60335-1:2010, Seção 16. Os pés ou apoios devem ser projetados de forma a suportar o peso do produto em condição normal de operação e garantir sua estabilidade. As estruturas de sustentação devem ser projetadas de forma que mantenham suas características operacionais pelo período mínimo de cinco anos sob condições normais de sua aplicação.

O orifício de drenagem deve ser compatível com o volume do reservatório ou dimensões do sistema de respiro, de modo que a água possa escoar sem prejudicar a integridade física do equipamento, quando existente. O dreno pode ou não ser integrado ao reservatório. O respiro do reservatório do tipo aberto deve ser compatível com o volume, construído de forma que o fluxo de água não seja restringido em sua extensão e o reservatório submetido a uma pressão significativa. O respiro pode ou não ser integrado ao reservatório.

Elementos de aquecimento e sensores de controle térmico, em contato com a superfície externa do recipiente, devem ser protegidos e mantidos em posição segura, quando existentes. Os requisitos para fiação interna devem atender à NBR NM 60335-1:2010 Seção 23. O dimensionamento da fiação deve atender à NBR 5410.

Os componentes elétricos citados na NBR NM 60335-1:2010, Seção 24, devem estar em conformidade com os requisitos de segurança, complementados pelos critérios especificados em 4.11.1 e 4.11.2. Os protetores térmicos podem ser de rearme automático ou manual. A operação do protetor térmico de um reservatório termossolar solar fechado deve assegurar que a temperatura da água não ultrapasse a 99 °C. O ponto de instalação deve assegurar que a resistência elétrica esteja sempre imersa em água. Para reservatórios em nível, deve ser considerado o nível mínimo de água.

Os requisitos para o ponto de alimentação e cabos flexíveis externos devem atender às NBR NM 60335-1:2010, Seção 25, e ABNT NBR 5410. Os equipamentos devem ser ligados permanentemente à fiação fixa, não possuindo ligações intermediárias. Também, em situações de queda de energia elétrica. A posição da válvula de alívio de temperatura e pressão ou do sensor de temperatura de água do reservatório deve ser próxima da linha d’água superior dentro do reservatório termossolar.

O bulbo de temperatura da válvula de alívio de temperatura e pressão deve entrar na água em uma profundidade mínima em acordo com a especificação do fornecedor da válvula. A posição do ponto da leitura deve ser entre 5 cm e 15 cm abaixo da linha d’água. A vazão mínima da válvula de alívio de temperatura e pressão deve ser suficiente para descartar o fluido (energia) fornecido pelo coletor solar. Cada reservatório termossolar fechado à atmosfera deve possuir um dispositivo de limitação de temperatura e pressão, ver figura abaixo.

As informações que devem constar no produto de forma visível estão divididas em permanentes, que devem permanecer indeléveis no produto durante a sua vida útil, resistentes às intempéries, produtos químicos ou ações do tempo, e temporárias, que devem permanecer no produto no mínimo até a sua instalação. Essas informações podem ser colocadas em etiquetas ou placas metálicas.

O reservatório deve ser identificado de forma indelével e em parte não destacável, com as seguintes informações mínimas: fabricante ou fornecedor responsável pelo produto no Brasil e informações para contato; modelo do reservatório; volume nominal expresso em Litros (L); pressão nominal de trabalho expresso em metros de coluna d’água (mca); potência da resistência expressa em kW e tensão (V), expressa em V, se aplicável; frase: “IMPORTANTE: Consulte sempre o manual do produto”.

Energia para crescer

Normas comentadas

NBR 14039 – COMENTADA de 05/2005Instalações elétricas de média tensão de 1,0 kV a 36,2 kV – Versão comentada.

Nr. de Páginas: 87

NBR 5410 – COMENTADA de 09/2004Instalações elétricas de baixa tensão – Versão comentada.

Nr. de Páginas:209

Luiz Gonzaga Bertelli é presidente do Conselho de Administração do CIEE

Num país de tantas urgências, não é nada fácil definir prioridades. Mas não é tarefa impossível, com políticas setoriais baseadas em planejamento que unam viabilidade técnica e resultados de alcance não apenas econômico, mas também social, com o objetivo de sustentar e até agilizar a retomada do desenvolvimento nacional.

Questão fundamental é garantir a geração de energia elétrica em volume suficiente para atender ao aumento de consumo previsto até nos mais conservadores cenários desenhados para os próximos anos. Para isso, será preciso equacionar soluções que permitam anular ou, pelo menos, minimizar obstáculos em duas frentes.

No ambiente interno, as dificuldades residem na carência de recursos públicos para investimentos em larga escala, grandes empreiteiras enredadas na Lava Jato, empresas estatais com caixa esvaziada, as mudanças climáticas. No lado internacional, a escalada do dólar, a tendência de elevação de juros nos Estados Unidos e o efeito Trump ameaçam comprometer o ingresso de capitais externo e a importação de equipamentos e insumos.

Opção que ganha força no debate para reduzir a forte preponderância da geração hídrica na matriz energética, a expansão das termelétricas a gás têm a  desfavor  o compromisso de reduzir a emissão de gases de efeito estufa e a dependência de importações a preços que podem complicar as distribuidoras e onerar os consumidores finais, pressionando a inflação. E outras fontes renováveis, de geração limpa, poderá lembrar o leitor.

Com exceção da energia eólica, que cobre por aproximadamente 5% do consumo de eletricidade, as outras fontes – apesar das reconhecidas e até decantadas potencialidades brasileiras – continuam quase à margem do precário planejamento governamental para esse estratégico setor. Analistas com visão mais otimistas apostam fichas no avanço da energia fotovoltaica, com aproveitamento da nossa fartura de sol. Outros, como este articulista, continuam sonhando com estímulos para a cogeração com biomassa, com suas apreciáveis vantagens econômicas e ambientais.

As auditorias e a certificação de sistemas de gestão de energia (SGE)

Os sistemas de gestão de energia capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia. A NBR ISO 50003 de 06/2016 – Sistemas de gestão de energia – Requisitos para organismos de auditoria e certificação de sistemas de gestão de energia especifica os requisitos de competência, consistência e imparcialidade em auditorias e certificação de sistemas de gestão de energia (SGE) para organismos que prestam estes serviços.

Para garantir a eficácia da auditoria de SGE, esta norma aborda o processo de auditoria, os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação para sistemas de gestão de energia, a duração das auditorias e amostragem para multi-instalações. Destina-se a ser utilizada em conjunto com NBR ISO/IEC 17021:2011. Os requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011 também se aplicam a esta norma.

Esta norma destina-se a ser usada em conjunto com a NBR ISO/IEC 17021:2011. No momento da publicação desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 está sob revisão e será cancelada e substituída pela ISO/IEC 17021-1. Para efeitos desta norma, a NBR ISO/IEC 17021:2011 e a ISO/IEC 17021-1 são consideradas equivalentes. Após a publicação da ISO/IEC 17021-1, todas as referências nesta NBR ISO/IEC 17021:2011 serão consideradas como referências à ISO/IEC 17021-1.

Além dos requisitos da NBR ISO/IEC 17021:2011, esta norma especifica requisitos que dizem respeito à área técnica específica de SGE que são necessários para assegurar a efetividade da auditoria e certificação. Particularmente, esta norma internacional aborda os requisitos adicionais necessários para o processo de planejamento de auditoria, a auditoria de certificação inicial, a condução da auditoria no local, competência do auditor, duração das auditorias do SGE e amostragens multilocal.

A Seção 4 descreve as características da auditoria do SGE, a Seção 5 descreve os requisitos do processo de auditoria do SGE e a Seção 6 descreve os requisitos de competência para o pessoal envolvido no processo de certificação do SGE. Os Anexos A, B e C fornecem informações adicionais para complementar a NBR ISO/IEC 17021:2011.

Esta norma trata de auditorias de SGE para fins de certificação, mas não trata de diagnósticos energéticos, cujo propósito é estabelecer uma análise sistemática de consumo e uso de energia os quais são definidos na NBR ISO 50002. Os SGE capacitam uma organização a seguir uma abordagem sistemática para alcançar melhoria contínua no seu desempenho energético, incluindo eficiência energética, uso e consumo de energia.

Esta norma especifica requisitos adicionais àqueles especificados na NBR ISO/IEC 17021:2011 para uma eficaz auditoria de avaliação da conformidade do SGE. A organização deve definir o escopo e fronteiras do SGE; entretanto, o organismo de certificação deve confirmar a adequação do escopo e fronteiras em cada auditoria.

O escopo da certificação deve definir as fronteiras do SGE incluindo atividades, instalações, processos e decisões relacionados ao SGE. O escopo pode ser toda a organização com multilocais, uma instalação dentro da organização, ou um subconjunto ou subconjuntos dentro de uma instalação, como uma edificação, instalação ou processo.

Quando definir as fronteiras, uma organização não pode excluir as fontes de energia. Na determinação do tempo da auditoria, o organismo de certificação deve incluir os seguintes fatores: fontes de energia; usos significativos de energia; consumo de energia; e o número do pessoal efetivo no SGE.

A duração da auditoria inclui o tempo no local da organização, planejamento da auditoria, revisão de documentos e produção de relatórios de auditoria. As tabelas de duração da auditoria no Anexo A devem ser utilizadas para determinar a duração da auditoria.

O método de cálculo da duração da auditoria está descrito no Anexo A. Nos casos onde os processos vigentes e a estrutura organizacional forem tais que uma redução na duração da auditoria possa ser justificada, o organismo de certificação deve fornecer uma justificativa razoável para a decisão e assegurar que ela esteja registrada.

A duração da auditoria pode ser reduzida se a organização tiver um SGE integrado com outro sistema de gestão certificado. O ajuste no tempo devido a outro sistema de gestão certificado não pode exceder 20 % de redução.

Os homens/dia da auditoria são baseados em 8h por dia. Ajustes podem ser solicitados baseados em requisitos locais, regionais ou exigência legais nacionais.

O número do pessoal efetivo no SGE e o critério de complexidade, como definido no Anexo A são utilizados como base para o cálculo da duração de auditoria. O organismo de certificação deve definir e documentar um processo para determinar o número do pessoal efetivo do SGE para o escopo de certificação e para cada auditoria no programa de auditoria.

O processo para determinar o número do pessoal efetivo no SGE deve assegurar a inclusão de pessoas que contribuem ativamente para atender os requisitos do SGE. Quando regulamentações exigirem a identificação de pessoas para operação e manutenção das atividades de SGE, estas pessoas devem ser parte do pessoal efetivo do SGE.

Quando conduzir a auditoria, o auditor deve coletar e verificar a evidência de auditoria relativa ao desempenho energético que inclui no mínimo: planejamento energético (todas as seções); controle operacional; e monitoramento de medição e análise. Ao identificar não conformidades da NBR ISO 50001, a definição para não conformidade maior para o SGE (ver 3.6) será utilizada pelo auditor.

Um relatório de auditoria deve incluir: escopo e fronteiras do SGE que estão sendo auditado; e declaração da obtenção da melhoria contínua do SGE e melhoria no desempenho energético com evidências de auditoria para amparar as constatações. A auditoria fase 1 deve incluir o seguinte: confirmação do escopo e fronteiras do SGE para certificação; análise gráfica ou uma descrição narrativa das instalações, equipamentos, sistemas e processos para o escopo e fronteiras identificados; confirmação do número do pessoal efetivo do SGE, fontes de energia, uso significativo de energia e consumo anual de energia, para confirmar a duração da auditoria; revisão de resultados documentados do processo de planejamento energético; análise da relação de oportunidade de melhorias de desempenho energético identificadas assim como os objetivos, metas e planos de ação relacionados.

Durante a auditoria fase 2, o organismo de certificação deve reunir as evidências necessárias de auditoria para definir se está demonstrada ou não a melhoria do desempenho energético, antes de tomar a decisão de certificação. A confirmação da melhoria do desempenho energético é necessária para a concessão da certificação inicial. Exemplos de como a organização pode demonstrar a melhoria do desempenho energético estão apresentados no Anexo C.

Durante as auditorias de manutenção, o organismo de certificação deve analisar as necessárias evidências da auditoria para determinar se foi demonstrada ou não uma melhoria contínua do desempenho energético. Durante a auditoria de recertificação, o organismo de certificação deve analisar as evidências da auditoria necessárias para determinar se uma melhoria contínua do desempenho energético está demonstrada antes de ser tomada a decisão de recertificação.

A auditoria de recertificação também deve levar em conta qualquer alteração significativa nas instalações, equipamentos, sistemas ou processos. A confirmação de melhoria contínua de desempenho energético é necessária para que a recertificação seja concedida. A melhoria do desempenho energético pode ser influenciada por alterações nas instalações, equipamentos, sistemas ou processo, mudanças no tipo de negócio, ou outras condições que resultem em mudança ou uma necessária mudança na linha de base.

Todo o pessoal envolvido em atividade de auditoria de SGE e atividades de certificação deve possuir um nível de competência que inclui as competências genéricas descritas em NBR ISO/IEC 17021:2011 assim como os conhecimentos gerais em SGE descritos na Tabela 1, onde “X” significa que o organismo de certificação deve definir o critério.

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A equipe de auditoria deve ser nomeada e composta por auditores e especialistas técnicos, como necessário, para cumprir os requisitos de competência técnica, bem como os requisitos de competência gerais compatíveis com o escopo da certificação. A Tabela 3 descreve as competências técnicas para um SGE, onde “X” significa que o organismo de certificação define os critérios.

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Enfim, a determinação da complexidade do SGE deve ser baseada em três considerações: o consumo anual de energia, o número de fontes de energia e o número de usos significativos de energia. A complexidade é um valor calculado com base em um fator ponderado que aborda todas estas três considerações.

Para cada consideração, dois itens de informação são necessários para calcular a complexidade: o peso ou multiplicador; e o fator de complexidade, que se baseia em um intervalo. A Tabela A.1 fornece para cada consideração o peso e as faixas associadas para os fatores de complexidade necessários para calcular a complexidade.

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Como base para a amostragem, os procedimentos do organismo de certificação devem assegurar que a revisão do contrato inicial inclua uma avaliação da complexidade e escala das atividades abrangidas pelo SGE e que os critérios em todas as cláusulas tenham sido cumpridos.

Algumas considerações sobre diferenças que possam afetar a amostragem podem incluir o seguinte: desempenho energético; usos significativos de energia; fontes de energia; monitoramento, medições e análises; consumo de energia; e mudanças no escopo. O organismo de certificação deve identificar as funções centrais (escritório central) da organização com a qual ele tem um acordo jurídico vinculado à prestação de atividades de certificação.

Aprendendo a medir o desempenho energético com a norma técnica

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A implantação de um sistema de gestão da energia requer o comprometimento da alta direção da organização, mas, também, dos diversos níveis hierárquicos da empresa. Ao primeiro grupo caberá definir os objetivos e metas a serem alcançados em termos de desempenho energético e fornecer uma visão corporativa que permita a implantação bem-sucedida do sistema de gestão.

Os demais níveis participam da operacionalização da política energética, da identificação das necessidades diárias e da proposição de melhorias nos processos, atuando como mola mestra do funcionamento de todo o programa A principal questão quanto ao sucesso da implantação do sistema está na compreensão, por todos, de que esta iniciativa resultará, em última análise, em ganhos financeiros para a empresa, pois aumenta a sua competitividade ao reduzir custos produtivos desnecessários. Outros ganhos, relacionados à sustentabilidade econômica e ambiental do negócio, também serão obtidos, sem falar na redução de investimentos na ampliação incessante da infraestrutura necessária à distribuição de determinados insumos energéticos, tais como eletricidade e gás natural, entre vários outros.

A NBR ISO 50001 especifica os requisitos de um sistema de gestão da energia (SGE) para uma organização desenvolver e implementar uma política energética, estabelecer objetivos, metas e planos de ação que considerem requisitos legais e informações relativas ao uso significativo de energia. Um SGE habilita uma organização a atender sua política energética, tomar as devidas ações de melhoria de seu desempenho energético e demonstrar conformidade aos requisitos desta norma.

Pode-se ajustar a aplicação desta norma a requisitos específicos de uma organização – incluindo complexidade do sistema, grau de documentação e recursos – e abrange as atividades sob o controle da organização. Ela se baseia na estrutura de melhoria contínua do Plan-Do-Check-Act e incorpora a gestão da energia nas práticas organizacionais diárias, melhoria da competitividade e redução de emissões de gases de efeito estufa e outros impactos ambientais relacionados.

É aplicável independentemente dos tipos de energia utilizados. Pode ser utilizada para certificação, registro ou autodeclaração do SGE de uma organização. Ela não estabelece requisitos absolutos para o desempenho energético além daqueles estabelecidos na política energética da organização e de sua obrigação de conformidade a requisitos legais aplicáveis ou outros requisitos. Assim, duas organizações realizando operações semelhantes, mas com desempenhos energéticos distintos, podem ambas estar em conformidade com seus requisitos.

Especificamente em seu item 4.3 Política energética: deve declarar o comprometimento da organização para atingir a melhoria do desempenho energético. A alta direção deve definir a política energética e garantir que esta: seja apropriada à natureza e escala do uso e consumo de energia da organização; inclua um comprometimento para melhoria contínua de desempenho energético; inclua um comprometimento para garantir a disponibilidade de informações e de recursos necessários para atingir objetivos e metas; inclua um comprometimento para cumprir com os requisitos legais aplicáveis e outros requisitos aos quais a organização subscreve em relação à eficiência, uso e consumo de energia; forneça uma estrutura para estabelecer e revisar objetivos e metas energéticas; apoie a aquisição de produtos energeticamente eficientes, assim como de serviços e projetos para melhoria do desempenho energético; seja documentada e comunicada em todos os níveis da organização; e seja regularmente revisada e atualizada se necessário.

Já a NBR ISO 50006 de 03/2016 – Sistemas de gestão de energia — Medição do desempenho energético utilizando linhas de base energética (LBE) e indicadores de desempenho energético (IDE) — Princípios gerais e orientações fornece orientações para organizações de como estabelecer, utilizar e manter indicadores de desempenho energéticos (IDE) e linhas de base energética (LBE) como parte do processo de medição de desempenho energético. As orientações nesta norma são aplicáveis a qualquer organização, independentemente do seu tamanho, tipo, localização ou nível de maturidade na área de gestão de energia.

Fornece às organizações orientações práticas sobre como atender aos requisitos da NBR ISO 50001 relacionados ao estabelecimento, uso e manutenção dos indicadores de desempenho energético (IDE) e linhas de base energética (LBE) para a medição e alterações no desempenho energético. O IDE e a LBE são dois elementos-chave inter-relacionados da NBR ISO 50001 que permitem a medição, e, logo, a gestão do desempenho energético em uma organização.

O desempenho energético é um conceito amplo relacionado ao uso e consumo de energia e eficiência energética. Para gerenciar efetivamente o desempenho energético de suas instalações, sistemas, processos e equipamentos, as organizações precisam saber como a energia é utilizada e quanto é consumida ao longo do tempo.

Um IDE é um valor ou medida que quantifica resultados relacionados à eficiência energética, uso e consumo de energia em instalações, sistemas, processos e equipamentos. As organizações utilizam IDE como medida de seus desempenhos energéticos.

A LBE é uma referência que caracteriza e quantifica o desempenho energético de uma organização durante um período de tempo específico. A LBE permite que uma organização avalie alterações do desempenho energético entre dois períodos selecionados. A LBE também é utilizada para cálculos de economia de energia, como uma referência antes e depois da implementação de ações de melhoria do desempenho energético.

As organizações definem metas para o desempenho energético como parte do processo de planejamento energético em seus sistemas de gestão de energia (SGE). A organização precisa considerar as metas específicas de desempenho energético, enquanto identifica e estabelece o IDE e a LBE. A relação entre o desempenho energético, IDE, LBE e metas energéticas é ilustrada na Figura 1.

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Esta norma inclui quadros de ajuda desenvolvidos para fornecer ao usuário ideias, exemplos e estratégias para medição do desempenho energético utilizando o IDE e a LBE. Os conceitos e métodos nessa norma podem também ser utilizados por organizações que não possuem um SGE.

Por exemplo, o IDE e a LBE podem também ser utilizados em nível de instalação, sistema, processo ou equipamento, ou para a avaliação de ações individuais de melhoria de desempenho energético. O contínuo comprometimento e o engajamento da alta direção são essenciais para a efetiva implementação, manutenção e melhoria do SGE, de forma a alcançar os benefícios da melhoria do desempenho energético. A alta direção demonstra seu comprometimento por meio de ações de liderança e um envolvimento ativo no SGE, garantindo contínua alocação de recursos, incluindo pessoal, para implementar e manter o SGE ao longo do tempo.

Para medir e quantificar efetivamente seu desempenho energético, uma organização estabelece o IDE e a LBE. Os IDE são utilizados para quantificar o desempenho energético de toda a organização ou de suas diferentes partes. As LBE são referências quantitativas utilizadas para comparar valores do IDE ao longo do tempo e para quantificar alterações no desempenho energético.

Os resultados do desempenho energético podem ser expressos em unidades de consumo (por exemplo, GJ, kWh), consumo específico de energia (CEE) (por exemplo, kWh/unidade), potência de pico (por exemplo, kW), alteração percentual em eficiência ou proporções adimensionais etc. A relação geral entre o desempenho energético, o IDE, a LBE e metas energéticas é apresentada na Figura 1.

O desempenho energético pode ser afetado por uma série de variáveis relevantes e fatores estáticos. Eles podem estar relacionados às condições variáveis de negócio, como demanda de mercado, vendas e rentabilidade.

Uma visão geral sobre o processo de desenvolvimento, utilização e atualização dos IDE e LBE é ilustrada na Figura 2 e descrita em detalhes nas Seções 4.2 a 4.6. Este processo auxilia a organização a melhorar continuamente a medição do seu desempenho energético.

A quantificação do consumo de energia é essencial para a medição do desempenho energético e das melhorias do desempenho energético. Quando múltiplas formas de energia forem utilizadas, é útil converter todas as formas para uma unidade de medição de energia comum. Convém tomar cuidado para que a conversão seja feita de forma que represente a energia total consumida em uma organização apropriadamente, incluindo perdas em processos de conversão de energia.

A identificação dos usos da energia, como sistemas energéticos (por exemplo, ar comprimido, vapor, água fria etc.), processos e equipamentos, auxilia a categorização do consumo de energia e a focar o desempenho energético nos usos que são importantes para uma organização.  A eficiência energética é uma métrica frequentemente utilizada para se medir desempenho energético e pode ser utilizada como um IDE.

A eficiência energética pode ser expressa de diferentes maneiras, como saída de energia/entrada deenergia (eficiência de conversão); energia requerida/energia consumida (onde a energia requerida pode ser obtida a partir de um modelo teórico ou alguma outra relação); saída de produção/entradade energia (por exemplo, as toneladas de produção por unidade de energia consumida).

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Convém que os IDE forneçam informações relevantes sobre o desempenho energético para permitir que vários usuários dentro de uma organização compreendam o seu desempenho energético e adotem medidas para melhorá-lo. Os IDE podem ser aplicados em nível de instalação, sistema, processo ou equipamento para proporcionar vários níveis de foco. Convém que uma organização estabeleça uma meta energética e uma linha de base energética paracada IDE.

Dessa forma, convém que uma organização compare as alterações no desempenho energético entre o período de base e o período de reporte. A LBE é apenas utilizada para determinar os valores de IDE para o período de linha de base. O tipo de informação necessária para estabelecer uma linha de base energética é determinado pelo propósito específico do IDE.

As alterações no desempenho energético podem ser calculadas utilizando-se IDE e LBE para instalações, sistemas, processos ou equipamentos. A comparação do desempenho energético entre o período de base e o período de reporte envolve o cálculo da diferença entre o valor do IDE nos dois períodos.

A Figura 3 ilustra um caso simples em que a medição direta do consumo de energia é utilizada como IDE e o desempenho energético é comparado entre o período de base e o período de reporte. Nos casos em que a organização determinar que variáveis relevantes como clima, produção, horas de operação do edifício etc. afetam o desempenho energético, convém que o IDE e sua LBE correspondente sejam normalizados para que o desempenho energético seja comparado sob condições equivalentes.

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Revisão energética

A revisão energética fornece informações sobre desempenho energético úteis para o desenvolvimento dos IDE e LBE. O Anexo A ilustra a relação entre a revisão energética e as informações necessárias para se identificar o IDE e estabelecer a LBE. O estabelecimento de IDE apropriados e LBE correspondentes requer o acesso a dados organizacionais de energia disponíveis, análise dos dados e processamento da informação de energia.

O escopo e fronteira do SGE compreendem a área ou as atividades dentro das quais uma organização gerencia o desempenho energético. Para medir o desempenho energético, convém que sejam definidas as fronteiras de medição adequadas para cada IDE. Estas são chamadas de fronteiras do IDE e podem se sobrepor. Os usuários do IDE e suas necessidades precisam ser identificadas antes (ver 4.3.2), e então a fronteira do IDE correspondente é definida.

Ao se definir uma fronteira do IDE, convém considerar:  responsabilidades organizacionais relacionadas à gestão de energia; a facilidade de isolamento da fronteira do IDE medindo-se energia e variáveis relevantes; a fronteira do SGE; o uso significativo de energia (USE) ou grupos de USE que a organização designar como prioridade para controle e melhoria; e os equipamentos, processos e subprocessos específicos que a organização quiser isolar e gerenciar. Os três níveis primários da fronteira do IDE são: individual, sistema e organizacional, conforme descrito na Tabela 1.

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Uma vez que uma fronteira do IDE for definida, convém que a organização identifique o fluxo de energia através da fronteira. A organização pode utilizar um diagrama como aquele apresentado na Figura 4 para determinar a informação sobre energia necessária para estabelecer o IDE. Estes diagramas fence ou mapas de energia mostram visualmente o fluxo de energia dentro e através da fronteira do IDE.

Eles podem também incluir informações adicionais, como pontos de medição e fluxos de produtos, os quais são importantes para a análise energética e o estabelecimento de IDE. Convém que a organização meça o fluxo de energia dentro da fronteira do IDE, as alterações nos níveis do estoque de combustíveis e a quantidade de qualquer energia armazenada.

O IDE e a LBE para USE requerem fronteiras bem definidas para a quantificação dos fluxos de energia. Uma importante consideração para cada USE é a medição apropriada para medir o consumo de energia que atravessa a fronteira do USE, assim como a disponibilidade de dados sobre variáveis relevantes.

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De acordo com a necessidade da organização e seu SGE, convém que as variáveis relevantes que podem impactar o desempenho energético sejam definidas e quantificadas em cada fronteira de IDE. É importante isolar aquelas variáveis que são significantes em termos de desempenho energético daquelas variáveis que possuem pequena ou nenhuma influência.

A análise de dados é normalmente necessária para determinar a significância de variáveis relevantes. Algumas variáveis são mais relevantes para o consumo de energia que outras.

Por exemplo, quando o uso de energia por unidade de produção estiver sendo medido, a contagem do número de produtos finais pode fornecer um resultado errôneo se houver produção de saídas intermediárias e se estas saídas intermediárias forem desperdícios, valor agregado ou reciclados. Uma vez que variáveis relevantes tenham sido isoladas, técnicas de modelagem adicionais podem ser usadas para determinar a natureza precisa da relação.

Enfim, um sistema de gestão de energia auxilia as indústrias a otimizar o uso de energia sistematicamente, economicamente e ecologicamente. A gestão de energia ajuda a melhorar a eficiência energética de processos, equipamentos e dispositivos, além de reduzir os custos, o consumo de energia e as emissões de CO2, entre outras vantagens.

Além disso, permite a redução custos com energia e vida útil de equipamentos; a redução da emissão de gases de efeito estufa; uma política para o uso mais eficiente de energia envolvendo até a alta administração; a integração com sistemas de gestão existentes; metas para redução; rateio de custos setorizados e transparência dos consumos de energia por departamentos; e a melhoria contínua do perfil de uso da energia.

Silicone é essencial para geração de energia renovável

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Produto é utilizado pelas suas características selantes e adesivas

A capacidade de vedação e aderência do silicone é essencial para a geração de energia solar e eólica. Nos painéis solares, o silicone é usado para fixar o módulo gerador de energia ao painel que capta os raios do sol. Nas turbinas geradoras de energia eólica o material está presente também na forma de adesivo, unindo as hélices ao suporte.

Como o silicone também serve para preencher grandes espaços vazios, ele funciona ainda como vedante, melhorando a eficiência, durabilidade e desempenho de dispositivos de geração de energia em geral. “Por ser um material bastante resistente, o silicone conserva suas características selantes e fixadoras nas condições ambientais mais extremas e adversas, como  nas turbinas eólicas instaladas à beira mar e o desgaste propiciado à exposição prolongada ao longo dos anos ao calor do sol”, afirma Lucas Freire, coordenador da Comissão Setorial de Silicones da Abiquim (Associação Brasileira da Indústria Química).

A preferência pela utilização do silicone em equipamentos geradores de energia renovável se dá também devido a algumas de suas características particulares. Ele funciona, por exemplo, como um bom isolante elétrico, repele a água e é resistente a intempéries. Esse conjunto de características torna o silicone uma substância única, possibilitando uma grande variedade de uso.

Nas torres de distribuição e transmissão de energia elétrica, o silicone aparece na forma de isoladores, localizados entre a torre e o cabo de energia. “Ele é essencial para que a energia que está sendo transmitida não escape,  o que poderia causar até a morte das pessoas próximas a essas torres”, explica Freire.  Segundo o coordenador da Comissão de Silicones da Abiquim, outros materiais poderiam exercer essa função do silicone, mas, são mais pesados e têm durabilidade menor, além de serem mais suscetíveis a atos de vandalismo.

A área de energia é a principal consumidora do silicone em formato de elastômero – borrachas, que possuem capacidade de se deformar e rapidamente voltar ao seu estado inicial.  E a tendência é aumentar nos próximos anos o uso do silicone para fabricação de equipamentos de geração, transmissão e distribuição de energia.  “Conforme o governo investe em novas hidrelétricas, a demanda pelo produto deve continuar crescendo. Além disso, há espaço para investimentos maiores em energias alternativas”, afirma Freire.

A borracha de silicone

É uma especialidade dos elastômeros sintéticos que proporcionam um excelente balanço entre propriedades químicas, mecânicas e resistência a ampla gama de temperatura, características estas muito requeridas em diversas aplicações industriais e automotivas. Os primeiros desenvolvimentos que se tem notícia das borrachas de silicone remonta a década de 1940.

Apresentam singular performance em artefatos submetidos a altas e baixas temperaturas mantendo excepcional estabilidade, ainda oferece ótima flexibilidade, boa resistência química e a intempéries, excelentes propriedades de isolamento elétrico e superior força de vedação em anéis e retentores. Devido sua pureza e características químicas, oferece biocompatibilidade o que permite seu emprego em muitos artefatos médicos e farmacêuticos, alimentos, entre outros. Comparados com outros tipos de elastômeros orgânicos, apresentam grande facilidade de processamento o que resulta em alta produtividade e custo moderado, do artefato final.

Considerando-se a variedade de famílias e tipos de elastômeros especiais existentes à disposição das indústrias transformadoras, as borrachas de silicone reservam certa distinção, pois é originária de materiais inorgânicos, como a areia de praia. Basicamente sua estrutura química consiste de silício e oxigênio (Si – O), elementos que formam sua cadeia polimérica. Esta formação estrutural é que responde pelas propriedades de resistência a larga faixa de temperaturas, bem como as de resistir à oxidação e a degradação pelo ozônio. Basicamente, essas são as principais diferenças características das borrachas de silicone ou polisiloxanos) comparadas com os elastômeros hidrocarbônicos ou polímeros orgânicos.

Pela variação no tamanho da cadeia de sua formação, pode se manipular as características do material que podem variar desde uma consistência totalmente sólida até um líquido viscoso, quimicamente inertes, resistentes à decomposição pelo calor, água ou agentes oxidantes, além de serem bons isolantes elétricos. Por serem desprovidos de átomos de carbono em sua cadeia principal, esses polímeros não são considerados orgânicos, embora o sejam os radicais mais importantes ligados ao átomo de silício.

São eles o grupo metila (-CH3) nos metil-silicones e o fenila (-C6H5) nos fenil-silicones. Vários tipos de silicone são usados em óleos e lubrificantes, bem como na borracha de silicone. Ele é encontrado em diversos produtos comuns nas residências, como ceras para polimento, loções de bronzeamento e hidratantes, desodorantes, sabonetes, alimentos processados, revestimentos à prova d’água e chicletes.

Servem, ainda, como agentes de polimento, vedação e proteção. São também impermeabilizantes, lubrificantes e na medicina são empregados como material básico de próteses. Atualmente estima-se que os silicones são utilizados em mais de 5.000 produtos.

Suportando temperaturas que podem variar de -65ºC a 400 ºC, é usado em inúmeros segmentos industriais sem perder suas características de permeabilidade, elasticidade e brilho. Quando incinerado, não provoca reações químicas que possam gerar gases e poluir a atmosfera. Uma das características do silicone é sua longevidade e compatibilidade com os meios de aplicação. Por ser inerte, não traz malefícios para o meio ambiente, não contamina o solo, nem a água nem o ar.

Energia solar em sua casa

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A energia solar se caracteriza como inesgotável – e é considerada uma alternativa energética muito promissora para enfrentar os desafios da expansão da oferta de energia com menor impacto ambiental. As aplicações práticas da energia solar podem ser divididas em dois grupos: energia solar fotovoltaica, processo de aproveitamento da energia solar para conversão direta em energia elétrica, utilizando os painéis fotovoltaicos e a energia térmica (coletores planos e concentradores) relacionada basicamente aos sistemas de aquecimento de água. As vantagens da energia solar, ficam evidentes, quando os custos ambientais de extração, geração, transmissão, distribuição e uso final de fontes fósseis de energia são comparadas à geração por fontes renováveis, como elas são classificadas.

Conforme dados do relatório “Um Banho de Sol para o Brasil” do Instituto Vitae Civilis, o Brasil, por sua localização e extensão territorial, recebe energia solar da ordem de 1013 MWh (mega Watt hora) anuais, o que corresponde a cerca de 50 mil vezes o seu consumo anual de eletricidade. Apesar disso, possui poucos equipamentos de conversão de energia solar em outros tipos de energia, que poderiam estar operando e contribuindo para diminuir a pressão para construção de barragens para hidrelétricas, queima de combustíveis fósseis, desmatamentos para produção de lenha e construção de usinas atômicas.

Fica evidente da importância que a energia solar térmica poderia ter no sistema elétrico brasileiro, principalmente quando sabemos que somente com aquecimento doméstico de água para banho, via chuveiro elétrico, são gastos anualmente bilhões de kWh de energia elétrica que poderiam ser supridos com aquecedores solares, com vantagens socioeconômicas e ambientais. Mais grave ainda é o fato de que quase toda essa energia costuma ser consumida em horas específicas do dia, o que gera uma sobrecarga no sistema elétrico.

O grande argumento para a difusão e o desenvolvimento da tecnologia solar térmica é o fato de o aquecimento solar, para aquecimento de água, proporcionar medidas eficazes de conservação de energia, com atenuação e deslocamento do horário de ponta (entre 17h e 21h) das concessionárias de energia. A energia solar térmica, além de ser uma “geração distribuída” – e por isso não provocar demanda por “upgrade” de linhas de transmissão -, não requer investimentos governamentais, aumenta a “renda média” da população assalariada das classes mais baixas (na medida em que reduz a conta de energia elétrica) e reduz a demanda por investimentos em novas usinas geradoras de eletricidade. Se a comparação a ser considerada é a termoelétrica, o aquecedor solar ainda pode ser considerado uma alternativa para a redução de emissões de gases ácidos ou poluentes e, conseqüentemente, contribuir para redução do efeito estufa.

Um exemplo bastante positivo de utilização de aquecedores solares no setor residencial é o que ocorre na cidade de Belo Horizonte (MG), área de concessão da Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig), onde há cerca de 800 prédios com instalação de aquecimento solar central. A iniciativa é atribuída à própria concessionária mineira em parceria com empresas de aquecedores solares e universidades do Estado de Minas Gerais.

A energia solar térmica é obtida por meio de coletores planos ou de concentradores solares. Diferentemente das células fotovoltaicas, a solar térmica é usada para gerar calor, não somente para aquecimento de água no uso doméstico ou em piscinas, mas também para secagem ou aquecimento industrial, enfim, para uma série de aplicações.

Os coletores solares, são usados, principalmente para aquecimento de água, a temperaturas relativamente baixas (inferiores a 100ºC). A sua aplicação ocorre em vários setores, tais como: residências, edifícios públicos e comerciais, hospitais, restaurantes, hotéis e similares. Como a incidência de radiação solar é intermitente, alternando dias e noites, além da ocorrência de períodos nublados e chuvosos, no caso de instalação termo solar, deve-se sempre prever uma forma de aquecimento auxiliar, normalmente elétrico ou a gás.

O aproveitamento da energia solar aplicado a sistemas que requerem temperaturas mais elevadas ocorre por meio de concentradores solares, cuja finalidade é captar a energia solar incidente numa área relativamente grande e concentrá-la numa área muito menor, de modo que a temperatura desta última aumente substancialmente. A superfície refletora (espelho) dos concentradores tem forma parabólica ou esférica, de modo que os raios solares que nela incidem sejam refletidos para uma superfície bem menor, denominada foco, onde se localiza o material a ser aquecido. Os sistemas parabólicos de alta concentração atingem temperaturas bastante elevadas, podendo ser utilizada para a geração de vapor e, conseqüentemente, de energia elétrica.

Contudo, a necessidade de focalizar a luz solar sobre uma pequena área exige algum dispositivo de orientação, acarretando custos adicionais ao sistema, os quais tendem a ser minimizados em sistemas de grande porte. Atualmente, as usinas de energia solar usam grandes espelhos curvos em série para redirecionar luz aos painéis. Como girassóis, esses espelhos se movem ao longo do dia, evitando fazer sombra um no outro.

Atualmente, todos sabem que economizar energia só traz benefícios para o consumidor e para o planeta, muita gente já sabe. Agora, o que as pessoas precisam saber é que além de economizar também é possível produzir a própria energia e ter uma redução real na fatura mensal de energia elétrica. Uma solução que vem se tornando cada vez mais viável é produzir a própria energia através da microgeração distribuída, onde painéis solares são instalados em ângulo favorável para a captação da radiação, e a energia é produzida no local. Além de reduzir o consumo, o sistema é conectado à rede, e a produção excedente é lançada para a concessionária, abatendo seu montante em créditos na próxima fatura.

Em primeiro lugar, necessita-se saber qual o consumo de energia? O primeiro passo para escolher o seu sistema é saber qual o seu consumo de energia elétrica em kWh por mês. Se você já vive na casa é bem simples, basta verificar o seu histórico na conta de luz. O ideal é fazer uma média dos últimos 12 meses, pois o consumo pode variar muito de um mês para o outro.  Caso se trate de uma casa nova o ideal é fazer uma estimativa baseada na casa atual com a ajuda do engenheiro ou arquiteto da casa nova. Em último caso, se não houver nenhuma referência, é possível calcular o consumo baseado uso e potência dos equipamentos elétricos que serão utilizados na casa. Por exemplo: uma TV de 100 W utilizada 4 horas por dia = 100W x 4h x 30 dias = 12.000 Wh ou 12 kWh por mês.

E quantos painéis são necessários para essa necessidade? Segundo Pedro Pintão, engenheiro e diretor da Neosolar Energia, especializada em projetos e instalação de sistemas fotovoltaicos, isto vai depender de uma série de variáveis e até mesmo do tamanho dos painéis escolhidos. “Além disso, não é necessário produzir toda a energia consumida. Uma residência com consumo de 500 kWh/mês utilizará cerca de 15 a 20 painéis de 240 Wp ( cerca de 25 a 35 m2) em uma cidade média brasileira, para abastecer 100% de sua necessidade. Caso se decida por produzir apenas 50%, metade dos painéis será suficiente”.

No caso acima, 100% representaria uma economia anual de até R$ 4 mil. No site da Neosolar Energia, é possível inserir os dados de consumo e tarifas pagas com energia elétrica e saber qual é o tamanho aproximado do sistema fotovoltaico indicado para seu consumo e qual será a economia anual na conta de luz. Além dos painéis, será necessário um inversor (que transforma a energia em 110 ou 220V), estrutura para fixar os painéis e proteções elétricas adequadas. É importante que o projeto e a instalação sejam feitas por profissionais especializados, garantindo a segurança das pessoas e também as garantias oferecias pelos fabricantes (de até 25 anos para os painéis).

O custo do sistema depende do seu tamanho e equipamentos selecionados, os quais, por sua vez, dependem da quantidade de energia necessária e das características do local da instalação. Um sistema completo e instalado custa entre R$ 7.000 e R$ 15.000/kWp. “O interessante é que independente de quanto irá produzir, o consumidor poderá aproveitar toda energia, pois o eventual excesso é convertido em créditos que podem ser utilizados em até 36 meses ou ainda em outra propriedade do mesmo consumidor”, afirma Pedro Pintão. No exemplo mencionado, com um consumo de 500 kWh/mês, o consumidor terá seu investimento retornado em até 10 anos. Como a garantia dos painéis é de 25 anos, ele ainda terá pelo menos 15 anos de benefícios.