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Racionalização do uso de energia em movimentação vertical
Considerações e possível soluções
Introdução
Apesar de estarmos saindo de um período de racionamento, esse problema difilcimente nos abandonará se simplesmente esquecermos dele. Enquanto novas hidrelétricas não forem construídas, novos métodos de produção de energia implementados e novas formas de conservação criadas, teremos que nos policiar para impedir que entremos novamente em uma crise como foi a do ano passado (2001), a qual desacelerou nossa economia, diminuiu os investimentos externos no nosso país e causou polêmicas sociais e políticas por toda a extensão do território nacional. O comércio e a indústria utilizam a maior parte da energia consumida e com certeza são os maiores prejudicados quando as máquinas deixam de funcionar e os computadores não ligam mais. Mesmo com a ajuda de geradores e no-breaks, a disponibilidade de energia é importante e o seu consumo custa caro. Dessa forma, são dados todos os motivos para que todos se preocupem a todo momento na economia e utilização racional desse bem. Os edifícios comerciais são centros onde se encontram diversas empresas dos mais variados ramos de atividade, as quais, como qualquer outra, se preocupam em gastar o mínimo possível e assim lucrar o máximo. Sendo assim, é importante que a energia seja consumida por elas com moderação na medida de sua necessidade. No caso específico de prédios comerciais, que normalmente concentram 1 ou 2 empresas por andar, é importante se preocupar com o consumo de energia do edifício, visto que quem paga por essa energia é a própria empresa. Nesse tipo de prédio, normalmente os maiores consumidores de eletricidade são os elevadores e o ar refrigerado. Nesse estudo discutiremos maneiras de impedir o uso desnecessário de energia nos elevadores e criar soluções para reduzir ao máximo a utilização desnecessária dessa, de forma a criar uma relação custo-benefício que seja a melhor solução para esse problema.
Características do edíficio comercial
Para que não aconteça nenhum tipo de contradição em relação a determinados edifícios comerciais de hoje em dia, que podem apresentar variados tipo de necessidades e diversos picos de utilização dos elevadores, vamos nos basear nas características abaixo durante todo a apresentação, de forma que estabeleçamos uma média de utilização em um edifício comercial padrão. Com isso espera-se que seja possível adotar a idéia geral das soluções apresentadas em qualquer edifício e em qualquer situação, logicamente que com as devidas alterações a fim de adaptá-las aos casos específicos.
Características físicas do edifício:
• Tipo de edifício: Comercial
• Média de altura dos andares: 3 metros
• Andares: 20
• Número de elevadores: 4
• Pessoas por andar: aproximadamente 50 (número de funcionários de uma empresa)
Características da utilização dos elevadores:
- Média de viagens diárias por pessoa: 6
- Percurso médio de cada viagem: metade do percurso total do elevador
- Capacidade dos elevadores: 12 a 20 pessoas
O uso de energia em elevadores
Podemos dizer que a potência de um elevador médio (10HP) é equivalente a 75 lâmpadas de 100W. O consumo de energia exato de um elevador , é um cálculo complexo, pois envolve diversas variáveis: Tais como modelo e características técnicas do equipamento; demanda (picos de partida) , tipo de tráfego, carga que transporta em cada viagem, se os elevadores operam em grupo ou individualmente, grau de conscientização dos usuários etc.
O consumo se deve principalmente a energia utilizada pelo motor de tração. Também consomem, mas em menor escala, a luz da cabina, o ventilador, operador de porta e o quadro de comando.
A seguir estão as estimativas de preço para um elevador de uso residencial e, destacado, para uso comercial. Vale destacar que esses valores são referentes a elevadores da mais baixa tecnologia.
Tipo Potência kWh/mês Custo (R$)^1 ncial 7,5 KW 900 194, rcial 15 KW 1057 228,
(^1) Base custo Kwh – Eletropaulo R$ 0,21641 – Custo calculado sem ICMS
Equipamentos mais modernos são bem mais eficientes e portanto reduzem o consumo de energia significativamente. Portanto é importante considerar a possibilidade de uma modernização dos equipamentos, especialmente se os mesmos já tiverem mais de 20 anos. Abaixo segue alguns sistemas e equipamentos que podem ser instalados para realizar essa modernização.
- Controle de tráfego entre vários elevadores. Ao se chamar o elevador no térreo ou em qualquer andar, o sistema verifica qual dos elevadores está mais próximo do andar onde foi feita a chamada e manda este atendê-la. Dessa forma o consumo e o desgaste das peças é reduzido através da racionalização do deslocamento de cada elevador.
- Sistema de acionamento de motores mais eficientes. Novos modelos de motores de tração chegam a economizar até 40% de energia em relação a modelos antigos.
- Controle inteligente de chamadas. O sistema detecta se alguém inadivertidamente apertou mais de um botão dentro da cabine e atende somente o primeiro ou o último comando. Assim as paradas inúteis em diversos andares são evitadas e o consumo de energia é reduzido. Ex.: crianças que brincando fazem o elevador parar em todos os andares.
- Instalação de sistemas de Stand-by. O elevador, como muitos computadores atuais, entra em um modo de consumo menor de energia se não utilizado por um período pré-determinado de tempo, através de desligamento de luzes, painéis, etc.
- Verificação de lotação. Nesse caso, o sistema detecta se o limite máximo de peso foi atingido e ignora novas paradas até que seja possível aceitar novos passageiros.
4] Instalação de novos sistemas de elevadores
Atualmente no mercado existem novos sistemas de movimentação vertical que, apesar de apresentarem custos mais elevados, reduzem o custo de energia, além de apresentar novas tecnologias que podem ser um diferencial nesse tipo de solução.
- Elevadores com sistemas microprocessados. A fabricante OTIS , com sua linha Elevonic apresenta esse tipo de elevador próprio para edifícios comerciais, onde o controle de frequência e tensão são microprocessados, oferecendo menor consumo de energia elétrica (até 40% menor) e maior controle nas paradas em pavimentos.
Elevadores sem casa de máquinas. Essa é a mais nova inovação produzida na área de elevadores. Além de disponibilizar para o arquiteto e para o engenheiro a área onde deveria ser colocada a casa de máquinas (já que essa é instalada
na própria cabine do elevador), esse sistema oferece o mais eficiente sistema de economia de energia disponível. A OTIS apresenta a sua linha Gen2 com essa tecnologia, enquanto que a Atlas Schindler possui o seu Smart MRL , cada qual apresentando suas características de design e funções. 5] Desligamento de alguns elevadores em determinados períodos.
Através de uma pequena pesquisa, podem ser determinados horários em que os elevadores são menos visados. Nesses períodos alguns dos elevadores do edifício podem ser desligados a fim de reduzir o consumo e depois novamente ligados quando o tráfego aumentar. Essa medida reduziria drasticamente o consumo, visto que um elevador ligado já consome grande quantidade de energia.
6] Instalação de elevadores que se movem apenas em determinados andares.
Em edifícios comerciais, empresas maiores e com mais funcionários costumam ter a necessidade de elevadores com maior frequência, enquanto que empresas menores não. Dessa forma, a divisão dos andares do edifício entre os mais visados e menos visados pode tornar a opção de elevadores que se limitam a alguns andares viável. Dessa forma empresas que não apresentam uma demanda muito grande de utilização podem ser acessíveis por apenas 1 ou 2 elevadores enquanto que as que apresentam maiores necessidades de transporte pelo edifício terem a sua disposição um maior número.
7] Desligamento de algumas funções dos elevadores em certos períodos.
Durante certos períodos do dia, algumas funções dos elevadores podem ser desligadas de forma a reduzir o consumo. Ventiladores, lâmpadas internas, painéis podem ser desligados quando não estão sendo utilizados, ou no caso dos ventiladores, programados para se ligarem automaticamente atendendo a uma determinada programação. Apesar de representar um diminuição muito pequena no consumo, se comparada a possibilidade de desligar o elevador completamente, esta solução pode ser a mais viável para edifícios que não encontram outra possibilidade e precisam reduzir os gastos com energia.
8] Instalação de diferentes tipos de elevadores.
Se durante a utilização diária do edifício os elevadores são usados muitas vezes para o transportes de cargas pesadas, pode-se optar pela instalação de um elevador específico para esse tipo de transporte, que seja mais simples que os demais utilizados pelas pessoas. Dessa forma pode-se gastar menos utilizando sistemas que só requerem uma grande tração para as cargas pesadas e sistemas normais de elevadores para os usuários.
9] Verificação do nível de utilização anterior à instalação
Em muitos casos vemos que diversos elevadores ficam ligados e funcionando ociosamente com o passar do tempo. Isso é resultado de uma falha no cálculo de utilização e demanda de elevadores no edifício. Esse desperdício de energia pode ser solucionado com uma pesquisa intensa sobre as prováveis necessidades das empresas e consequente melhor escolha do sistema a ser adotado.
O consumo elétrico dos elevadores depende da tecnologia utilizada, do número de paradas por período de tempo, quantidade de pessoas em cada viagem (capacidade da cabina), número de andares do edifício e principalmente do tipo de edifício. A mudança tecnologia utilizada representa grande parte desse consumo. Elevadores novos tendem a consumir bem menos energia que antigos devido a novos projetos de construção e novos conceitos de instalação. Por mais revolucionárias que as tecnologias sejam (como por exemplo os elevadores sem casa de máquinas), o custo com energia sempre tem importância majoritária na decisão de instalação ou não, não somente pela relação custo/benefício mais favorável, mas também por causa dos problemas que elevadores podem apresentar numa eventual falta de energia.
Abaixo segue uma tabela de consumo elétrico e custo para os elevadores da fabricante OTIS , que pode muito bem servir de referência para elevadores com tecnologias semelhantes.
Características do Equipamento Consumo (kWh/mês) Custo (R$) 1 Consumo Gen2™ - Elevador sem casa de máquina (Tecnologia atual)
Por elevador 470 101, Total 1878 406, Consumo frequência variável - Máq. s/ engrenagem (Tecnologia atual)
Por elevador 604 130,
Total 2415 522, Consumo frequência variável - Máq. c/ engrenagem (Tecnologia atual)
Por elevador 650 140,
Total 2601 562, Consumo corrente alternada - Máq. c/ engrenagem (Tecnologia antiga)
Por elevador 929 201,
Total 3715 803, Consumo Hidráulico Por elevador 929 201, Total 3715 803, Consumo corrente contínua - Máq. s/ engrenagem (Tecnologia antiga)
Por elevador 845 182,
Total 3381 731, Consumo corrente contínua - Máq. c/ engrenagem (Tecnologia antiga)
Por elevador 1057 228,
Total 4226 914,
(^1) Base custo Kwh – Eletropaulo R$ 0,21641 – Custo calculado sem ICMS
Pela tabela pode-se comprovar o que foi dito acima. Elevadores com uma tecnologia ultrapassada gastam mais que os mais recentes. A única discrepância a regra fica por conta dos elevadores hidráulicos em relação a elevadores com tecnologia antiga funcionando em corrente alternada, onde os dois tipos apresentam praticamente os mesmos números. No entanto isso de se esperar, visto que elevadores hidráulicos utilizam um sistema totalmente diferente dos elevadores mecânicos e são destinados a edíficios com altura reduzida.
