Método permite propor melhoria de eficiência energética para as cidades

Foz do Iguaçu conseguiria economizar até R$10 milhões com a troca de fontes de energia tradicionais pelo uso de biogás, aumentando em 2,06% sua eficiência energética. Esse cenário de economia potencial é apresentado numa pesquisa que analisou a eficiência termodinâmica de sete cidades do Oeste do Paraná calculando o potencial de inovação na produção e utilização de biogás (veja quadro).

A pesquisa utilizou para os cálculos de eficiência e economia potencial o Método Termodinâmico para Análise de Cidades Contemporâneas e foi realizada pelo Grupo de Pesquisa em Mobilidade e Matriz Energética da UNILA, incluída no programa Novos Arranjos de Pesquisa e Inovação (NAPI-Oeste), da Fundação Araucária. Os NAPIs buscam aspectos relevantes de desenvolvimento, envolvendo as principais instituições empresariais, de pesquisa e ensino superior de cada região do Estado.

“O método permite ter um parâmetro numérico de eficiência que é facilmente comparável” diz o docente Ricardo Hartmann, que iniciou a configuração dessa ferramenta em 2012. “Muito se fala sobre cidades inteligentes. Todo mundo quer ser eficiente, quer entregar mais resultados gastando menos energia. E isso não existia para as cidades. Nós utilizamos uma analogia de comparação com máquinas térmicas, motores, ar-condicionado, porque isso é o que todo mundo conhece”, conta. Em 2022, o método ganhou reconhecimento com a publicação de um artigo, em uma relevante revista internacional, assinado por ele e pelo docente Luis Evélio Garcia Acevedo. “Essa foi uma grande vitória. É um método que está sendo aplicado por vários pesquisadores”, comemora.

Cascavel: hub de logística foto: Prefeitura de Cascavel

Este tipo de análise conjunta – termodinâmica, ambiental e socioeconômica –, explica Hartmann, é importante porque permite construir cenários de sustentabilidade para as cidades, oferecendo uma ferramenta adicional para compliance ambiental, para gestão e prestação de contas na área de Envinroment Social Governance (ESG) e aplicação direta em cidades inteligentes. O método permite também analisar setores dentro das cidades mais propensos à melhoria de eficiência, incluindo potencial de inovação para os setores socioeconômicos mais importantes de cada cidade.

Uma das dificuldades para a formulação desse novo método foi reunir parâmetros de análise que fossem válidos para todas as cidades, independentemente de suas características e setores produtivos. “Aí, entrou o estudo da exergia, da segunda lei da termodinâmica. Com nosso método, nós olhamos para a cidade não pelo que ela produz, mas para a forma como funciona internamente.” A exergia é a quantidade máxima de trabalho útil que pode ser obtida de um sistema em relação a um determinado estado de referência (ambiente). É uma medida da qualidade da energia, indicando o potencial de um sistema para realizar trabalho útil, considerando as leis da termodinâmica e as condições ambientais.

Hartmann diz que esse método é uma importante ferramenta para gestores públicos e empresas. “Podem ser feitas simulações para encontrar o melhor caminho para determinada cidade, para a apresentação de projetos em órgãos financiadores”, exemplifica. Uma vantagem do método, aponta ele, é o fato de ser adaptável para que possa incluir ou excluir setores econômicos ou uso de determinadas fontes de energia, por exemplo. “É como se fosse uma chave, se aparecer uma especificidade é só inserir para o cálculo. O método é inovador nesse sentido: ele pode ser adaptado. Ele pode ser aplicado para qualquer cidade. Não importa o que ela produza.”

A possibilidade de aplicação gerou outros estudos como o que comparou cinco cidades do mundo: Foz do Iguaçu e Florianópolis (ambas no Brasil), Ingolstadt (Alemanha), Singapura (Singapura), e o Arquipélago do Hawaii (EUA). O método também oferece agilidade uma vez que utiliza informações de bancos de dados públicos, possibilitando que qualquer pessoa possa avaliar diferentes cidades pelo mundo sem a necessidade de deslocamentos ou formação de parcerias com pesquisadores ou instituições.

Oeste do Paraná

Vista aérea de Foz do Iguaçu Foto: Kiko Sierich/PMFI

A pesquisa desenvolvida na região Oeste do Paraná propõe a troca de combustíveis fósseis e outras fontes de energia pelo gás metano (biogás) como forma de melhorar a eficiência energética. O estudo também calcula a economia potencial que pode ser gerada por essa troca. “A cidade deixa de consumir petróleo e passa a consumir metano, que pode ser utilizado em restaurantes ou no transporte coletivo”, exemplifica.

Para a análise das cidades foi considerado o consumo de eletricidade em oito setores: residencial, industrial, comercial, serviços, rural, poder público, iluminação e serviços públicos. Também foi analisado o consumo de cinco combustíveis: etanol hidratado, gasolina comum, óleo diesel, GLP e querosene de aviação. “A análise do consumo energético destes setores forneceu um panorama, um valor de eficiência, para cada cidade.”

O valor de eficiência é um retrato de como cada cidade se apresenta. A partir daí foi calculado o impacto da utilização de resíduos sólidos urbanos (RSU) para a produção de biogás e realizada uma comparação desses dois fatores. “Com isso foi possível calcular o ganho financeiro que seria possível obter em cada cidade com a utilização do biogás, que é um combustível renovável”, explica. “Os resultados são importantes também porque trazem um valor financeiro que cada cidade poderia economizar com a utilização dos resíduos urbanos para produção de bioenergia, sendo, então, uma importante ferramenta para planejamento urbano, aumento de eficiência energética e melhoria ambiental das cidades.”

A cidade de Cascavel, exemplifica ele, tem um elevado consumo de óleo diesel. “Cascavel é um hub de transporte. Tem muita muita movimentação de carga, abastecimento, logística. A gente consegue verificar que é uma cidade que se consolidou como um ponto de logística”, diz. A adoção do biogás pode gerar uma economia potencial de R$ 12,8 milhões. Em Foz do Iguaçu, analisa o pesquisador, o aumento de eficiência seria maior porque a cidade é “muito ineficiente” por ser muito quente. “Desperdiçamos muita energia com o uso do ar-condicionado. Uma energia que não pode ser reutilizada.” Por isso, Hartmann considera muito importante a construção de edificações sustentáveis, como a que será erguida na UNILA pelo projeto Ombo'éva: Green Smart Building, que utiliza o conceito Nearly Zero Energy Building (NZEB).