Indústrias em geral dependem de motores elétricos para suas aplicações industriais, visto a grande utilização de bombas, ventiladores, compressores, esteiras transportadoras e sistemas de refrigeração neste cenário.
Contudo, esses equipamentos muitas vezes operam quase que de forma contínua, e isso traz uma grande preocupação quanto à influência do rendimento desses motores sobre o custo total de operação.
E é neste cenário que os motores de alta eficiência, classificados como IE3 e IE4, podem contribuir para reduzir as perdas energéticas.
O que são as classes de eficiência IE3 e IE4?
A sigla IE diz respeito à International Efficiency, e é utilizada para classificar o rendimento energético de motores elétricos.
Essa sigla acompanha um número, e quanto maior ele for, mais rigoroso é o limite de eficiência que o equipamento deve atender, segundo as condições previstas pela norma técnica aplicável.
Veja as principais classificações:
- IE1 — eficiência padrão: representa um nível básico de eficiência dentro do sistema de classificação.
- IE2 — alta eficiência: apresenta limites de rendimento superiores aos da classe IE1.
- IE3 — eficiência premium: estabelece limites de rendimento superiores aos da classe IE2.
- IE4 — eficiência super premium: apresenta limites mais elevados que os da classe IE3.
Os valores de rendimento são fixos para todas aplicações?
Não. É importante deixar claro que os índices de rendimento variam conforme características do motor, tais como
- Potência nominal;
- Número de pólos;
- Frequência de alimentação
Além disso, é importante diferenciar algo que confunde muitas pessoas: o rendimento do motor não é igual à eficiência do sistema.
Em uma aplicação com inversor de frequência, por exemplo, as perdas do acionamento, dos cabos e dos demais componentes influenciam o consumo total de energia (eficiência do sistema).
Então, para critérios quanto à classificação de motores, consulte a IEC 60034-30-1. Já a eficiência do sistema de acionamento como um todo não é especificada.
O que a legislação brasileira exige dos motores elétricos?
No Brasil, regulamentações específicas apresentam requisitos mínimos de eficiência energética para determinadas categorias de motores elétricos.
A Portaria Interministerial MME/MCTIC/MDIC nº 1/2017, que instituiu o Programa de Metas para Motores Elétricos Trifásicos de Indução com Rotor Gaiola de Esquilo, estabelece:
- Rendimentos nominais mínimos, considerando:
- Potências de 0,12 kW a 370 kW;
- Configurações de dois, quatro, seis e oito pólos.
Desta maneira, nota-se que a exigência legal não corresponde simplesmente à adoção universal de motores IE3 ou IE4, e por isso deve-se verificar, para cada equipamento, o escopo da regulamentação e o rendimento mínimo aplicável.
Além disso, a Portaria Inmetro nº 290/2021 é referência para regulamento técnico aplicável de motores elétricos trifásicos abrangidos, o que traz a necessidade de uma análise a mais, e dessa vez quanto às regras de avaliação da conformidade e características do produto.
Portanto, antes de especificar ou adquirir um motor, consulte as páginas oficiais do Ministério de Minas e Energia e do Inmetro. Assim, você verifica a regulamentação vigente e sua aplicação ao modelo escolhido.
Como escolher um motor em conformidade com a regulamentação?
Muitas vezes, um motor é adquirido considerando apenas sua potência, velocidade e preço. Contudo, há características que evitam problemas de conformidade, dimensionamento, e impactam positivamente no seu bolso. Veja:
- Potência e número de pólos: ajudam a identificar os requisitos de rendimento aplicáveis ao equipamento;
- Rendimento nominal: confira os dados da placa de identificação e a documentação técnica do fabricante.
- Classe de eficiência: verifique a classificação declarada e os critérios técnicos utilizados para determiná-la.
- Conformidade regulatória: confirme se o modelo atende às exigências aplicáveis à sua categoria e às regras de registro pertinentes.
- Condições de operação: avalie a carga, as horas de funcionamento, as partidas e a necessidade de controle de velocidade.
IE3 ou IE4: quando vale a pena investir em maior eficiência?
Para ser bem sincero, o investimento em motores de maior eficiência vai ser motivado pelo perfil de utilização.
Estamos falando sobre motores que operam de forma contínua e com carga significativa, o que potencializa a economia, principalmente quando é instalado em aplicações que consomem muita energia.
A viabilidade econômica, neste contexto, é estimada pela relação:
Energia consumida (kWh) = potência elétrica de entrada (kW) × horas de operação.
Sendo que a potência elétrica de entrada pode ser aproximada à potência mecânica de fornecida pelo motor e de seu rendimento:
Potência elétrica de entrada = potência mecânica de saída ÷ rendimento.
Desta forma:
Você tem um motor que fornece 15 kW de potência mecânica, com rendimento de 93%, operando por 6.000 horas por ano: o consumo estimado é de, aproximadamente, 96.774 kWh anuais.
Mas, se o seu motor tem rendimento de 95%, o consumo será de, aproximadamente, 94.737 kWh.
A 2% de diferença, algo que parece irrelevante, temos uma diferença estimada de 2.037 kWh por ano, para o mesmo tempo de operação.
O intuito deste exemplo, no final das contas, é evidenciar o impacto do rendimento de um motor (associe agora ao IE3 e IE4) e apresentar um meio de calcular a economia durante determinado tempo para considerar o tempo de payback para o investimento de um motor.
Conclusão
A escolha de motores elétricos deve ser enxergada como algo que vai além do cumprimento da legislação. Deve-se, também, associá-la à oportunidade de reduzir o consumo de energia e os custos operacionais da indústria.
E, para motivar o investimento em tal ideia, pode-se calcular a economia gerada pelo investimento e o seu payback.
Por meio de uma análise técnica e econômica adequada, a indústria pode aliar conformidade regulatória, economia de energia e maior eficiência nos processos produtivos.
