Como medir o rendimento de um sistema de vapor de acordo com a norma ISO 50001

Em muitas instalações industriais, o vapor representa um dos principais consumos de energia. Os setores alimentar, do papel, farmacêutico, químico, têxtil ou de refinação dependem dele para processos de aquecimento, esterilização, cozedura ou secagem.

No entanto, nem sempre se dispõe de informação suficiente para saber onde a energia é realmente consumida e onde ocorrem as perdas.

Por isso, a medição de vapor de acordo com a norma ISO 50001 é um dos pilares de uma correta gestão energética. A norma estabelece um modelo baseado em dados, indicadores e melhoria contínua que permita demonstrar objetivamente a evolução do desempenho energético.

Não basta ter uma caldeira eficiente. É necessário analisar todo o Sistema de Vapor, desde a produção até ao retorno do condensado.

O que exige a norma ISO 50001 num sistema de vapor?

O ISO 50001 estabelece um Sistema de Gestão de Energia que integra procedimentos, medições, objetivos e ações de melhoria.

Quando o vapor representa um consumo significativo numa fábrica, pode ser considerado uma Utilização Significativa de Energia (SEU), pelo que requer um acompanhamento específico.

Isto implica definir:

• uma estratégia de gestão energética baseada em dados;
• indicadores comparáveis;
• procedimentos operacionais;
• revisões periódicas;
• ações de melhoria documentadas.

A gestão do vapor passa, assim, de uma abordagem essencialmente reativa para outra orientada para a medição e a melhoria do seu desempenho.

A medição: o ponto de partida

Não basta saber apenas o consumo de combustível da caldeira.

Para avaliar corretamente o sistema, é necessário medir diferentes variáveis que permitam estabelecer uma relação entre a energia consumida e a energia efetivamente aproveitada na produção.

Entre as principais, destacam-se:

• consumo de gás através de medidores de caudal de gás natural;
• produção de vapor;
• pressão de vapor;
• temperatura;
• retorno de condensados;
• qualidade do vapor;
• consumo por linhas de produção.

Estes dados permitem realizar a avaliação energética e criar os indicadores necessários para monitorizar a instalação.

1. Produção de vapor

A medidor de caudal de vapor permite conhecer o caudal instantâneo e o consumo acumulado, informações fundamentais para estabelecer a relação entre a produção de vapor e o combustível utilizado.

2. Consumo de combustível

O medidores de caudal de gás natural ajudam a calcular o rendimento das caldeiras e a detetar desvios no consumo.

3. Recuperação de condensados

Também é importante medir a quantidade de condensado recuperado.

O condensado contém água e energia térmica que podem ser reutilizadas na produção de vapor. Uma baixa taxa de recuperação pode ser indicativa de fugas, perdas térmicas, purgas excessivas ou problemas em determinados equipamentos.

Adequado recuperação de energia em sistemas de vapor e condensado pode contribuir significativamente para melhorar o rendimento energético global.

4. Pressão e temperatura

A combinação de pressão, temperatura e caudal permite determinar com maior precisão a energia fornecida aos processos.

Uma queda inesperada de pressão pode revelar perdas de carga, consumos anómalos, problemas de regulação ou equipamentos mal dimensionados.

PODE INTERESSAR-LHE: ISO 50001 e sistemas de vapor: as 5 áreas com maior potencial de poupança de energia

O balanço energético do sistema de vapor

Depois de recolhidos os dados, é possível elaborar um balanço energético que responda a perguntas como:

• Quanta energia entra na central?
• Quanto é que se transforma em vapor?
• Quanto é que chega realmente à produção?
• Onde ocorrem as principais perdas?

Este análise e avaliação do sistema transforma os dados de medição em informação útil para a tomada de decisões.

Indicadores de desempenho energético

O ISO 50001 não estabelece indicadores obrigatórios para todas as instalações. Cada empresa deve definir os indicadores que melhor representem o seu desempenho energético.

Num sistema de vapor, podem ser utilizados, por exemplo:

• kg de vapor por tonelada produzida;
• consumo de gás por tonelada de vapor;
• recuperação de condensados (%);
• rendimento da caldeira (%);
• consumo específico de energia.

Estes indicadores de desempenho energético permitem comparar períodos, detetar desvios e verificar se as melhorias implementadas produzem os resultados esperados.

Também podem ser integrados como KPI de energia no âmbito de sistemas SCADA ou plataformas de supervisão.

A importância das linhas de base

Para demonstrar uma melhoria, é necessário dispor de um ponto de referência.

O linhas de base energéticas refletem o comportamento inicial da instalação e permitem comparar os resultados posteriores.

Podem ter em conta variáveis como:

• consumo anual de gás;
• toneladas de vapor produzidas;
• percentagem de condensado recuperado;
• rendimento médio das caldeiras.

Sem esta referência, torna-se muito mais difícil demonstrar objetivamente as melhorias ao longo de um auditoria interna ou um processo de certificação ISO 50001.

Análise energética e auditoria interna

O avaliação energética permite analisar periodicamente os consumos, os indicadores, os desvios e as oportunidades de melhoria.

A partir destas informações, é possível estabelecer um plano de ação para reduzir as perdas, melhorar o rendimento das caldeiras e otimizar a distribuição do vapor.

O auditoria interna, por seu lado, permite verificar se o Sistema de Gestão de Energia está a funcionar corretamente.

Entre os aspetos que podem ser revistos, contam-se:

• funcionamento dos equipamentos de medição;
• fiabilidade dos dados;
• evolução dos indicadores;
• cumprimento do plano de ação;
• recuperação de condensados;
• rendimento das caldeiras;
• perdas de distribuição;
• estado do isolamento térmico.

O objetivo não é apenas verificar a documentação, mas sim comprovar que existe uma melhoria energética baseada em dados.

Principais perdas num sistema de vapor

Uma parte significativa das perdas energéticas não ocorre na caldeira, mas sim na distribuição e utilização do vapor.

Fuga de vapor

As fugas que permanecem ativas durante longos períodos provocam um aumento do consumo de combustível, reduzem a disponibilidade de vapor e aumentam os custos energéticos.

Recuperação insuficiente do condensado

Quando o condensado não é devolvido corretamente, perde-se água tratada, produtos químicos e energia térmica que poderiam ser reutilizados.

Por isso, monitorizar o Condensado das caldeiras é fundamental para avaliar a eficiência global do sistema.

Purgadores com defeito

A Armadilha a vapor Um equipamento avariado pode permanecer aberto, bloqueado ou apresentar fugas internas durante meses.

Em instalações com numerosos purgadores, estas perdas podem aumentar significativamente o consumo de energia.

Isolamento térmico deteriorado

As tubagens, válvulas e reservatórios com isolamento insuficiente perdem calor continuamente.

A sua revisão deve fazer parte de qualquer estratégia destinada a melhorar o rendimento energético de uma rede de vapor.

O papel da Engenharia e da Manutenção

A implementação de um Sistema de Gestão Energética ISO 50001 requer a participação de diferentes departamentos.

A Engenharia e a Manutenção desempenham um papel especialmente importante para:

• garantir a disponibilidade dos instrumentos de medição;
• verificar a qualidade dos dados;
• coordenar as ações de manutenção;
• participar na avaliação energética;
• definir medidas para reduzir o consumo.

Dispor de informação fiável permite tomar decisões com base no comportamento real da instalação.

Para além da poupança de energia

Uma gestão adequada do vapor não só ajuda a reduzir o consumo de combustível.

Também contribui para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e o pegada de carbono associada à produção de energia térmica.

Por isso, dispor de um sistema de medição robusto facilita tanto a gestão económica da central como o acompanhamento dos seus objetivos energéticos e ambientais.

Objetivo: medição de vapor de acordo com a norma ISO 50001

O medição de vapor de acordo com a norma ISO 50001 permite transformar os dados de uma instalação em informação útil para detetar perdas, definir indicadores e demonstrar melhorias no desempenho energético.

Medir o consumo de combustível, a produção de vapor, a pressão, a temperatura e a recuperação de condensados permite compreender melhor o comportamento do sistema e definir medidas de melhoria com base em informações objetivas.

O objetivo final não é medir apenas por medir, mas sim utilizar esses dados para melhorar o Sistema de Vapor, reduzir os custos de produção e avançar no sentido de uma maior eficiência energética em sistemas de vapor e uma correta certificação ISO 50001.