Equipamento possibilita monitorar gastos de aparelhos e ambientes em tempo real via web

A descoberta das formas de utilização da eletricidade pelo homem pode, quase literalmente, ser comparada à descoberta do fogo. Das experiências incipientes do filósofo grego Tales de Mileto com a eletricidade à sistematização do seu emprego como fonte de alimentação de geradores e máquinas, a energia elétrica percorreu um longo e revolucionário caminho. Hoje, é item imprescindível para as atividades humanas, desde o uso residencial, responsável pelo consumo de 20% da energia no Estado de Minas Gerais, à utilização na indústria, que responde por cerca de 60%, passando pelo comércio e outros setores. Conseguir otimizar sua utilização representa, então, vantagens econômicas, além de ser um pressuposto para a melhoria de aspectos ambientais do planeta.

Partiu de um grupo de pes-quisadores mineiros uma proposta capaz de contribuir para o controle direto dos gastos de energia elétrica em residências, instituições e empresas. Eles desenvolveram um equipamento que indica, em tempo real, o consumo de energia de cada aparelho ou ambiente. O Centro de Monitoramento de Usos Finais (CMUF) é resultado de uma parceria entre a Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), responsável pelo desenvolvimento do hardware e software da plataforma; o Centro Federal de Educação Tecnológica (Cefet MG), que trabalhou nas ferramentas de análise dos dados e de avaliação dos potencias de eficientização de energia; e a Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig) que definiu as melhores formas de apresentação dos resultados aos usuários, bem como as edificações a serem monitoradas nos testes.

Precisão e baixo custo
O equipamento permite medir o gasto de energia de forma distribuída, tanto por setores (andares e salas) quanto por aparelho ou conjuntos deles. Os dados são disponibilizados ao usuário em tempo real, via internet. O CMUF possibilita análises detalhadas, como a verificação imediata da carga que esteja consumindo mais energia a cada momento, o impacto na conta de energia de cada aparelho ou área monitorada, entre outras. De acordo com um dos coordenadores da pesquisa, o professor do Departamento de Engenharia Eletrônica da UFMG, Fábio Jota, uma das questões que a nova tecnologia mais evidencia é onde e em que horários se concentra o maior gasto de energia. “Normalmente, os dados obtidos derrubam crenças”, diz. “Temos observado que o desperdício ocorre onde menos esperávamos e a medição é única forma de comprovar e quantificar isso”, completa.

O pesquisador explica que eles subdividiram as cargas por classes, atentando para as que mais consomem energia, a fim de criar condições de fazer um “Pareto”, ou seja, identificar os 20% das cargas que consomem 80% da energia total. Assim, é possível verificar aquelas que mais provocam impacto na redução. Os resultados variam em cada edificação monitorada, mas ele cita o exemplo da sede do Departamento de Estradas de Rodagem (DER-MG) – parceiro na implantação dos medidores pilotos –, onde se constatou que o ar condicionado representa 70% da conta de energia.

Segundo Jota, a plataforma foi concebida para criar um sistema de medição e atuação de baixo custo. Em uma residência, por exemplo, os sensores são instalados na caixa de distribuição de energia elétrica, as unidades de medição são conectadas entre si por meio de uma rede de comunicação de dados e interligadas a um servidor de web, que envia as informações ao banco do CMUF na UFMG 24h por dia. “Utilizando um navegador convencional, os usuários cadastrados acessam as páginas do Centro de Monitoramento e podem visualizar por meio de gráficos o seu consumo, analisando seus dados de diversas maneiras”, conta. Além disso, é possível acionar recursos como ligar ou desligar cargas remotamente, via aparelho celular ou internet.

A viabilidade técnica e financeira do CMUF é um elemento importante tendo em vista o objetivo do grupo de atender às necessidades de redução de desperdício de energia em qualquer edificação, seja comercial, industrial ou residencial. “Por ser de baixo custo, acreditamos que possa, e até deva, ser usado inclusive em residências de baixo poder aquisitivo”, diz Jota.

Inicialmente a instalação foi feita apenas em escritórios, escolas e hospitais porque os pesquisadores precisavam demonstrar como a energia é usada em setores de maior consumo e alta diversificação.

Edificação pioneira na utilização dos equipamentos de teste, a sede do DER, em Belo Horizonte, apresenta dados que comprovam a eficiência do CMUF. Segundo o engenheiro eletr icista da instituição, Fernando Gomes Batista, que acompanha o projeto desde a instalação no local, em 2005, além de apontar questões técnicas, ajudando a perceber e localizar falhas no uso de energia, o monitoramento ajudou a conscientizar as pessoas sobre a necessidade de economia.

Entre outras vantagens, ele cita a possibilidade de localizar perdas, identificar equipamentos ligados fora do horário de expediente, detectar equipamentos que estavam apresentando falhas ou gastando mais. No DER, eles descobriram, por exemplo, que alguns modelos de ar condicionado consumiam energia mesmo desligados e já estão sendo adotadas medidas para solucionar o caso.

Com o monitoramento e outras medidas adotadas, relacionadas à mudança de contrato, entre outras, o DER conseguiu, nos últimos cinco anos, reduzir em 45% os gastos com energia elétrica. Isso representou uma economia de cerca de R$1,5 milhão. “Deste percentual, 20% corresponde ao que conseguimos economizar no consumo mesmo, graças ao monitoramento e conscientização”, constata Batista. O órgão se destaca como um dos que mais conseguiram cumprir as metas do Programa de Gestão Energética Estadual e o engenheiro eletricista considera que o apoio da UFMG, Cefet e Cemig foi substancial para o alcance desses números.

Da faísca à luz
O projeto tem um longo histórico e, em um trabalho multidisciplinar, já envolveu dezenas de alunos de nível técnico, da graduação e da pós-graduação (mestrado e doutorado), além de profissionais das instituições onde estão sendo feitas as medições, sob coordenação de Fábio Jota, da professora do Cefet, Patrícia Romeiro e do engenheiro da Cemig, Eduardo Carvalhaes, hoje aposentado. Jota conta que a ideia começou a se delinear a partir da constatação de que não existia, no mercado nacional ou internacional, equipamento versátil e barato para aplicações em medições distribuídas nas edificações. Diante desta demanda, visualizou-se a possibilidade de desenvolver, com base nas ideias dos sistemas de controle distribuído implementados em sua tese de doutorado defendida em 1987, uma plataforma de sistema de baixo custo para monitoramento e controle do consumo de energia elétrica.

Aprovado pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), em 2002, o projeto teve sua implementação em 2004. Nesse intervalo de tempo foram concebidos todos os elementos da plataforma. Assim, logo que os recursos foram liberados, iniciaram-se as montagens que resultaram no CMUF. Em agosto de 2005, os pesquisadores fizeram a primeira instalação fora dos laboratórios da UFMG e do Cefet, no prédio do DER. Instalações em outras 13 edificações foram se sucedendo e hoje a equipe conta com mais de 400 milhões de medidas acumuladas no banco de dados do CMUF, abrangendo grandezas elétricas e ambientais.