A avaliação do desempenho energético ou a eficiência energética dos estabelecimentos de fabrico de produtos alimentares pode ser efectuada através da técnica de benchmarking, cujo método consiste em comparar os consumos específicos de energia de uns estabelecimentos com os de outros que possuam características similares (Reindl, 2005).
Para a realização de uma avaliação de benchmarking é usual utilizar-se indicadores de consumo específico de energia que geralmente são definidos pelo quociente entre o consumo de energia durante a realização de um determinado processo (eléctrico ou térmico) e uma grandeza física (matéria-prima, produção, temperatura, entre outros) (Ramirez, 2006; Ramírez et al., 2006b; Xu and Flapper, 2009) ou monetária (custos da energia) (Reindl, 2005).
Segundo Reindl (2005), esta análise, também designada como “análise de desempenho normalizado”, é um processo formal destinado a eliminar ou minimizar a influência de uma ou mais variáveis não controladas que exercem influência sobre a medida de desempenho. A normalização permite que os dados do desempenho, obtidos em condições diferentes, possam ser comparados de forma consistente e significativa. O processo de normalização também permite que os investigadores possam identificar os factores que podem estar a contribuir para o uso excessivo consumo de energia. A mudança do indicador normalizado indica uma alteração no desempenho do sistema. Esta alteração pode ser útil na avaliação dos resultados e esforços para melhorar a eficiência energética. Uma mudança inesperada é uma indicação de uma alteração no desempenho do sistema, ou uma resposta do sistema relativamente a factores que afectam a utilização de energia.
Na bibliografia encontram-se alguns estudos que apontam no sentido de que esta técnica é adequada para avaliação do potencial de poupança de energia e para ajudar a implementação das melhores práticas de eficiência energética. Entre estes, salientam-se os trabalhos apresentados por Helgerud e Sandbakk (2009) e Sandberg (2003), que identificaram um potencial de poupança de energia de cerca de 20% no sector da alimentação e bebidas, o primeiro na Noruega e o segundo na Suécia.
Por sua vez Xu e Flapper (2010) identificaram grandes variações dos consumos específicos de energia entre estabelecimentos de lacticínios (leite em pó, leite concentrado, manteiga e outros produtos lácteos) de vários países e referem que os indicadores mais altos podem ser reduzidos entre 50 a 80 %, mediante a alteração de tecnologias, gestão da energia, boa manutenção, desligar luzes.
Quanto às fileiras que são objecto de análise nesta tese, Moreno (2006) refere que o consumo específico de energia total (eléctrica mais térmica) para a produção de carne fresca passou de 315 kWh/ton.carcaça em 1996 para 300 kWh/ton.carcaça em 2001, o que representa uma diminuição do consumo de energia, embora se tenha que ter em conta o tipo de espécie animal abatida. No que respeita aos produtos transformados (salsicharias) o consumo específico de energia total manteve-se na ordem dos 767 kWh/ton.
EREN (2008) apresenta no relatório, “Plano de Assistência Energética no sector cárnico”, que em Espanha, no processo de fabrico de presunto, o consumo de energia térmica e eléctrica rondam os 500 kWh/ton. e 480 kWh/ton., respectivamente.
Os matadouros são os estabelecimentos de produção de carne que utilizam a energia eléctrica e energia térmica no processo de fabrico. Estes estabelecimentos utilizam energia, nomeadamente a eléctrica mesmo quando a produção não ocorre. Tal verifica-se na fase de conservação da carne no interior das câmaras de refrigeração, tal como foi investigado na Noruega (States,
2001). Num matadouro norueguês, a energia consumida durante o abate de uma ovelha foi medida como sendo igual a 356 kWh/ton.ovelha (carcaça) e a média anual foi calculada em 1256 kWh/ton.ovelha (carcaça). Isso demonstra a importância da implementação de técnicas de poupança de energia, mesmo fora do horário de abate (States, 2001).
Em 1991, um estudo realizado no Reino Unido, destacou que o consumo médio específico de energia elétrica (IEEE) para grandes matadouros que realizam o abate de animais, a refrigeração e algum congelamento foi de 85 kWh/ton.carcaça, valor este compreendido no intervalo de 36- 154 kWh/ton.carcaça (EC, 2005). A utilização de energia não é apenas na forma de electricidade. No estudo de 1991 no Reino Unido tiveram em atenção outras formas de energia, e para o efeito usaram outro indicador para o consumo específico de combustível de aquecimento
(IEEcombustíveis), definido como toneladas de combustível compradas para processar uma tonelada
de carne, para padronizar a sua medição. Neste caso, 85% dos estabelecimentos envolvidos no estudo apresentaram um valor para este indicador de 440 kWh/ton.carcaça, com uma média de 322 kWh/ton.carcaça. Na Itália, os matadouros de suínos têm uma energia total (IEEtotal)de
consumo compreendida entre 280 a 380 kWh/ton.carcaça, dos quais 1/3 utiliza energia elétrica e os restantes 2/3 energia térmica (EC, 2005). A informação disponível sugere que a generalização não pode ser feita sobre as operações unitárias do uso de energia eléctrica e que usam outras fontes. O estudo de 1991 revelou que os estabelecimentos na Irlanda do Norte tiveram IEEtotais
mais elevados do que aqueles na Grã-Bretanha o que foi atribuído ao facto de que todas as instalações da Irlanda do Norte estarem licenciadas ao abrigo das regras da Comunidade Europeia. Os níveis de consumo mais elevados foram atribuídos ao consumo de energia eléctrica associada com as exigências de refrigeração imposta pela legislação comunitária. A melhor prática relatada por matadouros foi de 36 kWh/ton.carcaça (embora deva ser notado que a temperatura usada nas instalações de arrefecimento dos produtos de carne não foi investigado). O melhor IEEcombustíveis (5,86 kWh/ton.carcaça) encontrado foi de um matadouro que usava uma
instalação de digestão anaeróbia para produção de biogás a partir de resíduos sólidos de matadouros: apenas uma pequena quantidade de combustível foi necessária para completar o combustível produzido no local (EC, 2005).
Em termos de distribuição do consumo de energia eléctrica num matadouro de bovinos da Dinamarca (EC, 2005), a média dos consumos apresenta a seguinte relação: sistema de refrigeração 45%; sistema de ar comprimido 10%; iluminação 10%; maquinaria 10 %; ventilação 5% e finalmente outros 20%.
Nos matadouros, a refrigeração é o principal consumidor de electricidade sendo os seus consumos cerca de 55 a 75% (MLA, 2009). Nos matadouros há ainda um grande número de motores eléctricos que accionam o equipamento auxiliar, incluindo os ventiladores do evaporador e do condensador, bombas do condensador evaporativo, bombas de amoníaco, bombas de glicol, unidades de tratamento de ar e outros. Comparativamente, num sistema refrigeração, a maioria da energia é utilizada por compressores de refrigeração (MLA, 2009). O relatório da UNEP (2000) refere que cerca de 80-85% da energia total consumida nos matadouros é fornecida por energia térmica a partir da combustão de combustíveis em caldeiras
no local. A energia térmica é usada para aquecer a água para a limpeza, escaldar os suínos, renderização, coagulação e secagem do sangue. Os restantes 15-20% da energia são fornecidos por electricidade, que é usada pelos equipamentos que trabalham durante o abate e nas áreas de desossa, para o processamento de subprodutos, e para refrigeração e ar comprimido. Os valores típicos do consumo de energia total (IEEtotal), situa-se entre 333 kWh/ton. a 1334
kWh/ton., de carcaça quente padrão.
A MLA (2008) no relatório, “Red Meat Processing Industry Energy Efficiency", apresentou os resultados do estudo dos consumos de energia a 12 matadouros para avaliar os consumos de energia e o potencial de poupança de energia possível neste tipo de estabelecimentos. Concluíram que o consumo médio total de energia por estabelecimento foi de 935,6 kWh/ton.carcaça. Os resultados deste estudo também permitiram concluir que de 1998 a 2008 registou-se uma melhoria da eficiência energética de 1,3% e que o potencial de poupança de energia que ainda é possível alcançar, encontra-se compreendido entre 15 a 60%. Também concluíram que apesar do consumo de energia térmica ser da ordem 70% do consumo total
(IEEtotal), verificaram uma grande diferença dos consumos nos diferentes matadouros. Por outro
lado, também constataram, que apesar do consumo térmico ser superior, os custos com a electricidade representam em média 65% dos custos de energia totais (30% do total do consumo de energia) (MLA, 2009).
Na bibliografia, encontramos poucos indicadores de consumo específico de energia e os que são públicos são apresentados em relatórios, geralmente como resultado de auditorias energéticas. Para a fileira da carne encontramos valores do indicador consumo especifico de energia (eléctrica e térmica) nos trabalhos de COWI (1999), OME (1999), Canales e Vidal (2005), EREN (2008), FEI (2002), IFC, 2007a, b) e UNEP (2000).
Para a fileira dos lacticínios, encontramos indicadores específicos de consumo de energia, para o fabrico do queijo, nos trabalhos apresentados por Flapper (2009), IFC (2007a), Joyce e Burgi (1993), PIEEP (2000) e Wardrop (1997).
Para o caso das frutas os valores encontrados na literatura são muito escassos conforme se pode constatar na
tabela 1.6
.Nas tabelas 1.4, 1.5, e 1.6 apresentamos o resumo dos valores de consumos de específicos de energia eléctrica (IEEE) de combustíveis (IEEcombustiveis) e total (IEEtotal) para a fileira da carne,
lacticínios e das hortofrutícolas, respectivamente.
Constatamos assim que existem diferentes valores de consumo de energia para realizar a mesma actividade. Dentro das indústrias alimentares existem vários factores que influenciam os processos, tais como condições ambientais, características, espécies animais, características e idade da tecnologia, podendo estas apresentar pequenas variações de país para país e por conseguinte é aceitável algumas divergências dos valores apresentados.
Tabela 1.4 - Indicadores de consumo específico de energia para a fileira da carne
País Ano Indicadores Específicos de Energia Referências
Espanha 2001 IEEE*= 124 kWh/ton.carcaça IEEcombustiveis**= 176 kWh/ton.carcaça
IEEtotal ***= 300 KWh/ton.carcaça (Moreno, 2006) Espanha 2001 IEEE= 289,4 kWh/ton.transformadas IEEcombustiveis= 477 kWh/ton.transformadas
IEEtotal= 766,4 kWh/ton.transformadas (Moreno, 2006) Noruega 2001 IEEtotal= 757 kWh/ton.carcaça (Moreno, 2006) Austrália 2003 IEEtotal= 944,4 kWh/ton (Beattie e Barton, 2002) Austrália 2008 IEEE= 271,4 kWh/ton IEEcombustiveis= 664,2 kWh/ton
IEEtotal = 935,6 KWh/ton (MLA, 2009) Canadá 1999 IEEE= 70 a 300 kWh/ton.carcaça IEEcombustiveis= 138 a 250 kWh/ton.carcaça (UNEP, 2000) Canadá 1999 IEEE= 70 a 250 kWh/ton.carcaça IEEcombustiveis= 55,5 a 138 kWh/ton.carcaça (UNEP, 2000) Espanha 2000 IEEE= 55 a 193 kWh/ton.carcaça IEEmédio= 155 KWh/ton.carcaça (Canales e Vidal, 2005) Reino Unido 2000 IEEE= 36 a 154 kWh/ton.carcaça (UNEP, 2000) Itália 2005 IEEE= 94 a 127 kWh/ton.carcaça IEEcombustiveis= 186 a 253 kWh/ton.carcarça
IEEtotal = 280 a 380 KWh/ton.carcaça (Canales e Vidal, 2005) Valores tipicos 2000 IEEtotal= 333 a 1335 kWh/ton.carcaça (UNEP, 2000) Dinamarca 1999
IEEtotal= 125 kWh/animal (Matad. Tradicional) IEEtotal= 50 kWh/animal (Matad. Média
tecnologia) IEEtotal= 30 kWh/animal (Matad. Alta tecnologia)
(COWI, 1999)
Valores tipicos 2005 IEEtotal= 90 a 1094 kWh/ton.bovino IEEtotal= 110 a 760 kWh/ton.suino IEEE= 922 a 1839 kWh/ton.ovelha (EC, 2005) Valores de
Benchmarking 2007 IEEtotal= 90 a 1094 kWh/ton.bovino (IFC, 2007b) Valores de
Benchmarking 2007 IEEtotal= 110 a 760 kWh/ton.suino (IFC, 2007b) Africa do Sul IEEtotal= 258,3 a 1407 kWh/ton (Murray, 2010) Irlanda 2002 IEEE= 310 a 740 kWh/ton.suino IEEcombustiveis= 360 a 600 kWh/ton.suino (FEI, 2002) Irlanda 2002 IEEE= 180 a 220 kWh/ton. bovino IEEcombustiveis = 160 a 220 kWh/ton.bovino (FEI, 2002) Irlanda 2009 IEEE= 117 kWh/ton.cabeça de bovino IEEcombustiveis = 132 kWh/ton.cabeça de
bovino (EI, 2009)
Espanha 2008 IEEE= 500 kWh/ton.presunto IEEcombustiveis= 400 kWh/ton.presunto (EREN, 2008) Filândia 2002 IEEE= 750 a 1300kWh/ton.prod.transformado IEEcombustiveis=450 a 1240
kWh/ton.prod.transformado (Toresen, 2001) Filândia 2002 IEEE= 180 a 740 (1) kWh/ton.carcaça
IEEcombustiveis= 160 a 1000* kWh/ton.carcaça
(FEI, 2002)
(1) valores para a transformação de
carne Espanha 2008 IEEtotal= 500 kWh/ton.carcaça IEEtotal= 42 kWh/ton.carne desmacha
IEEtotal= 1920= kWh/ton. transformada (ICAEN, 2009) Espanha 2005 IEEE= 197 kWh/ton.carcaça (López et al., 2005) Espanha 2005 IEEE= 460 kWh/ton.transformada (López et al., 2005) Paises da OECD 2010 IEEE= 139 kWh/ton.carcaça IEEcombustiveis= 250 kWh/ton.carcaça (Unido, 2010)
Notas:
*IEEE-Indicador específico de energia eléctrica (kWh/ton; kWh/l)
**IEEcombústiveis- Indicador específico de energia dos combustíveis (kWh/ton; kWh/l) ***IEEtotal= IEEE+IEEcombustíveis
Tabela 1.5 - Indicadores de consumo específico de energia para a fileira dos lacticínios (queijo)
País Ano Indicadores Específicos de Energia Referências
Argentina 2000 IEEE= 35 kWh/Kl.leite IEEE= 298 kWh/ton.queijo (PIEEP, 2000) Canadá 1997 IEEE= 100 kWh/Kl.leite (Wardrop, 1997) Austrália 2004 IEEtotal= 108 a 208 kWh/Kl.leite (Prasad, 2004) Austrália e outros
países 1982
IEEE= 210 kWh/ton.queijo IEEcombústiveis= 1210 kWh/ton.queijo
IEEtotal= 1420 kWh/ton.queijo (Joyce e Burgi, 1993) Países Nórdicos 2001
IEEtotal (Sweden)= 150 a 340 kWh/Kl.leite IEEtotal (Denmark)= 120 a 180 kWh/Kl.leite IEEtotal (Finland)= 270 a 820 kWh/Kl.leite
Energia IEEtotal (Norway)= 210 kWh/Kl.leite
(Korsström e Lampi, 2001)
Indústria de
Espanha 2005
IEEE= 39 a 448 kWh/Kl.leite IEEcombústiveis= 25 a 884 kWh/Kl.leite
IEEtotal= 64 a 1332 kWh/Kl.leite (Canales e Vidal, 2005) Indústrias da
Europa 2007 IEEE= 60 a 820 kWh/Kl.leite (IFC, 2007a) Valor de
Benchmarking 2007 IEEE= 200 a 300 kWh/Kl.leite (IFC, 2007a) Africa do Sul 2010 IEEE= 70 a 260 kWh/Kl.leite (Murray, 2010) Europa 2009 IEEtotal = 500 a 17972 kWh/ton.queijo (Flapper, 2009) Africa do Sul 2010 IEEtotal = 305 a 2527 kWh/ton.queijo (Murray, 2010) Polonia 2008 IEEE= 67,41 kWh/Kl.leite IEEcombústiveis= 620 kWh/Kl.leite
IEEtotal=844,4 kWh/Kl.leite (Wojdalski, 2008) Países do
Mediterâneo 2001
IEEE= 50 kWh/Kl.leite IEEcombústiveis= 120 kWh/Kl.leite
IEEtotal= 170 kWh/Kl.leite (UNEP, 2002) Paises da OECD 2010 IEEE= 60 kWh/Kl.leite IEEcombústiveis= 375 kWh/Kl.leite (Unido, 2010) Indústrias de
lactícinios da
Europa 2002
IEEE= 22,2 a 805 kWh/ton.leite IEEcombústiveis= 41,6 a 1277 kWh/ton.leite
IEEmédio total= 16,6 a 577,7 kWh/Kl.leite European Dairy Association,2002 Nota: 1 tonelada de queijo é aproximadamente 5600 litros de leite.
Tabela 1.6 - Indicadores de consumo específico de energia para a fileira das Hortofrutícolas
País Ano Indicadores Específicos de Energia Referências
USA 1986 IEEE=1440 kWh/ton (Singh, 1986)) Africa do
Sul 2010 IEEE=338,6 a 618 kWh/ton (Murray, 2010) Espanha 2010 IEEE=77,4 kWh/ton (ICAEN, 2010) Espanha 2005 IEEE= 40 kWh/m3 (López et al., 2005) Global 2003 IEEE= 30 a 50 kWh/m3 (Billiard, 2003)