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Impacto de sistemas de automação na performance energética predial

Artigo publicado na revista Lumiere Electric ed. 231 - julho de 2017

Autor: Eng. Fernando Santesso - Diretor de Projetos da AURESIDE

O Brasil
O uso total de energia no Brasil cresceu cerca de 250% nos últimos 40 anos, decorrente em parte por uma rápida industrialização do país, mas também pela crescente demanda residencial e comercial por energia. Logo, as edificações ganharam um destaque importante como consumidores de energia no país.
Apenas para se ter uma ideia, dados do Ministério de Minas e Energia apontam que em 2015, 40% de toda a energia elétrica gerada foi consumido por edificações. O setor residencial, por exemplo, teve uma participação da ordem 27% no aumento do consumo de energia nos períodos entre de 2013 para 2014.
Entretanto, o aumento da demanda por energia não foi acompanhado pelo aumento da oferta e como se sabe, em 2001, o país enfrentou sua principal crise energética, causada por reduções de investimento, crescimento do consumo e escassez de chuvas.
A crise enfrentada trouxe à tona a necessidade da busca por eficiência energética tanto por questões econômicas e estratégicas, como por questões ambientais.
Assim, algumas ações foram tomadas a fim de conscientizar a população sobre os benefícios da utilização eficiente dos recursos energéticos, além de programas e políticas de conservação e uso racional de energia.
Um bom exemplo dessas ações é desenvolvimento o Programa Nacional de Eficiência Energética em Edificações (PROCEL EDIFICA), que promove o uso racional de energia elétrica em edificações para redução de impactos ambientais e desperdícios.
Contudo, assim como outros selos e certificações existentes, a avaliação das edificações tem o enfoque principal nos aspectos de eficiência em: envoltória, iluminação, condicionamento de ar e aquecimento de água. Não deixando claro o impacto do uso de sistemas de automação para contribuir com a eficiência energética e abrindo espaço para alguns questionamentos:
1.       Os sistemas de automação contribuem com a eficiência energética predial?
2.       Se contribuem, qual o efetivo ganho de performance que esses sistemas podem oferecer?

A Europa
Para responder aos questionamentos acima, é necessário entender o processo que levou a Europa a ser uma das sociedades mais avançada na aplicação de sistemas de controle e automação para eficiência energética.
Uma das preocupações centrais de toda a comunidade europeia sempre foi a escassez de fontes de energia. E no início dos anos 2000 o cenário que se apresentava não era nada promissor, apontando que os Estado-Membros da União Europeia enfrentariam grandes desafios, tais como:
·         Dependência de recursos para geração de energia proveniente de outros países, que aumentaria 70% em 10 anos;
·         Aumento das emissões de gás CO2 na atmosfera devido ao processo de geração e consumo de energia;
·         O custo de energia cresceria em um curto espaço de tempo afetando diretamente a competitividade da economia europeia.
Além do que, a capacidade de reservas de petróleo no mundo é finita e a oferta não é segura, por consequência o aumento de preços é inevitável.
Dessa maneira a União Europeia precisava promover políticas voltadas à eficiência energética em especial no desempenho energético dos edifícios dos Estados-Membros.
Foram concebidas, assim, diretivas de desempenho da construção para todos os Estados-Membros da União Europeia. Essas diretivas incentivam a utilização de sistemas de controle ativo e de sistemas de medição inteligentes para fins de poupança de energia, explicitando à automação como uma ferramenta para alcançar tal objetivo.
No entanto, inicialmente, cada Estado definiria metodologias para o cálculo do desempenho energético dos edifícios com base num quadro geral.
Porém, em 2007, como fruto de um esforço conjunto da comunidade europeia foi publicado a primeira versão da norma europeia EN 15232 Performance Energética de Edificações – Impacto da Automação Predial, Controles e Gerenciamento Predial.
Essa norma estabelece parâmetros de comparação e potencial economia de energia com a utilização de sistemas de automação, controle e gestão em edificações, tornando-se uma referência importante para o estudo do impacto de economia com a implantação de sistemas de automação para a performance energética.

A Norma EN 15232
Funções importantes para a eficiência energia dos sistemas automação e gestão predial são o foco da norma EN 15232, que tem como principal objetivo estabelecer a performance produzida pelos sistemas de controle e gestão dos edifícios de forma a otimizar a eficiência energética dos mesmos.
A norma estabelece maneiras para estimar os ganhos potenciais em energia elétrica e térmica por tipo de edificação definindo basicamente dois métodos de estimativa do impacto de sistemas de automação, gestão na eficiência energética dos edifícios.
O primeiro método é chamado de Método Detalhado e pode ser usado ​​em conjunto com a avaliação energética dos edifícios, porém é trabalhoso e faz referência a uma série de outras normas que foram criadas para calcular a eficiência energética de diversos sistemas:  instalações, aquecimento, arrefecimento, ventilação, iluminação e outros.
O segundo método especificado pela norma EN 15232 é o Método Simplificado que determina as chamadas classes de eficiência da edificação através níveis de BACS (Sistemas de Automação e Controle) nela embarcados.
Estas classes definem as funções que têm impacto sobre a eficiência energética dos edifícios e vão de classe A, que oferece o maior nível de controle, integração e ganho energético à classe D, que não oferece qualquer sistema de controle e tão pouco performance energética.
Na verdade, a norma estabelece como parâmetro as edificações classe C, ou seja, edificações que possuem um grau mínimo de controle e recebem por isso o fator 1 de eficiência.
As classes estabelecidas pelo Método Simplificado oferecem de maneira simples um panorama do potencial de economia de energia que uma edificação pode ter ao usar sistemas de automação, controle e gestão, como pode ser visto na Tabela 1.


Tabela 1 – Exemplo de Tabela de Classes com Fator de Eficiência por tipo de Edificação.

Fonte: Adaptado de ABB

Através do Método Simplificado, por exemplo, um projetista pode estimar que ao fazer um escritório enquadrado na classe B de classificação ele terá um potencial de redução de energia elétrica da ordem de 7% através do uso de Sistemas de Automação e Controle.
A ferramenta do Método Simplificado oferecida pela norma EN 15232, demonstra de maneira direta, embora estimada, a performance energética de uma edificação pelo uso de sistema de automação (BACS), além de oferecer um panorama de quais funções de automação contribuem efetivamente para o ganho em performance energética. 

Automação e Performance energética
A norma responde, portanto, aos questionamentos feitos anteriormente e afirma que os Sistema de Automação e Controle de Edifícios (BACS) e a Gestão Técnica de Edifícios (TBM) têm impacto na construção de desempenho energético em muitos aspectos.
O BACS fornece automatização e controle eficaz sobre diversos sistemas de uma edificação, o que leva a aumentar a sua eficiência operacional e energética.
É evidente, que não se pode desprezar o fato de que a evolução e aplicação de sistemas como a iluminação com tecnologia LED e os sistemas de climatização mais eficiente já representam um ganho considerável na economia de energia e têm contribuído para a melhoria na relação de consumo nos edifícios.
Todavia, a necessidade de um sistema de automação integrado para performance energética ainda é subestimada frente ao grande potencial de ganho oferecido. A maioria dos estudos realizados no Brasil pouco apontam para o potencial de utilização de sistemas de controle e gestão em edificações com a finalidade de poupança energética.
A experiência europeia, no entanto, demonstra que há efetivo valor nos sistemas de automação para eficiência energética.
Desde que bem projetado, a incorporação dos sistemas de automação nas construções brasileiras é uma poderosa ferramenta no combate ao desperdício de energia e oferece uma oportunidade de reduzir a necessidade iminente de investimentos em geração, transmissão e distribuição, além de contribuir para economia do país e meio ambiente.