A ineficiência energética é crescentemente insustentável

[Por Henrique Cortez, do EcoDebate] A demanda por energia cresce em escala bem maior do que a população, principalmente em razão de processos produtivos ineficientes, em razão da obsolescência tecnológica e dos subsídios.

O interesse econômico no desenvolvimento industrial, desde o início do século XX, condicionou os subsídios ao custo da energia adquirida pela industria e, ao longo do tempo, isto, no longo prazo, estimulou a obsolescência tecnológica dos processos produtivos.

Em recente artigo [Thermodynamic Analysis of Resources Used in Manufacturing Processes], pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, Massachusetts Institute of Technology, analisaram 20 dos maiores processos de produção industrial, identificando que a demanda por energia, mesmo em processos modernos, atinge níveis alarmantes.

Segundo os pesquisadores, nas últimas décadas, a utilização de energia por unidade produzida, chegou a aumentar até 6 vezes. O mesmo ocorreu em termos da utilização de matérias primas.

O estudo avalia que a indústria, uma vez garantida a energia subsidiada, foca a sua gestão de produção em outros fatores, tais como preço, qualidade ou ciclo de vida, não necessariamente na quantidade de energia utilizada pelo próprio processo de produção.

No entanto, isto pode mudar, tendo em vista o custo crescente da energia. Mais ainda se forem adotadas taxações por emissão de CO2.

Uma parcela significativa do orçamento previsto pela administração Barack Obama para o desenvolvimento de novas tecnologias também prevê o incentivo ao desenvolvimento de novos processos produtivos.

Mas isto não será uma transição fácil, inclusive porque exige uma revisão dos conceitos de desenvolvimento utilizados pela engenharia. Um bom exemplo disto, pode estar, por exemplo, na indústria automotiva, que concentra 80% de seus investimentos em pesquisa na eletrônica embarcada, sem se dedicar à eficiência dos motores.

Segundo Luis Alberto Moreno, no artigo “A maior fonte de energia inexplorada do Brasil”, a América Latina precisará de 75% a mais de energia em 2030 do que precisava em 2004 se as tendências atuais tiverem continuidade.

Segundo Luis Alberto Moreno, pesquisas do Banco Interamericano de Desenvolvimento indicam que a América Latina e o Caribe como um todo poderiam reduzir o consumo esperado de eletricidade em 10% até 2018 se, por exemplo, os países investissem mais em tecnologia e equipamentos amplamente acessíveis.

Na outra ponta da questão, o custo das matérias primas também segue em crescimento, tanto pela redução das reservas, como pelo aumento dos custos de produção.

A crise ambiental, ao longo do século XXI, continuará a crescer e, dentre outras mudanças urgentes, precisamos reduzir drasticamente os atuais níveis de consumo e modificar os processos produtivos.

A eficiência está deixando de ser uma mera opção industrial para tornar-se uma questão de sobrevivência.

O artigo “Thermodynamic Analysis of Resources Used in Manufacturing Processes”, publicado na Environmental Science and Technology, apenas está disponível para assinantes.

Abaixo transcrevemos o abstract:

Thermodynamic Analysis of Resources Used in Manufacturing Processes

Timothy G. Gutowski*, Matthew S. Branham, Jeffrey B. Dahmus, Alissa J. Jones and Alexandre Thiriez ( Department of Mechanical Engineering., Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139)
Dusan P. Sekulic (Department of Mechanical Engineering, University of Kentucky, Lexington, Kentucky 40506)

Environ. Sci. Technol., 2009, 43 (5), pp 1584–1590
DOI: 10.1021/es8016655
Publication Date (Web): January 29, 2009

Corresponding author phone: (617) 253-2034; fax: (617) 253-1556; e-mail: Gutowski{at}mit.edu.

In this study we use a thermodynamic framework to characterize the material and energy resources used in manufacturing processes. The analysis and data span a wide range of processes from “conventional” processes such as machining, casting, and injection molding, to the so-called “advanced machining” processes such as electrical discharge machining and abrasive waterjet machining, and to the vapor-phase processes used in semiconductor and nanomaterials fabrication. In all, 20 processes are analyzed. The results show that the intensity of materials and energy used per unit of mass of material processed (measured either as specific energy or exergy) has increased by at least 6 orders of magnitude over the past several decades. The increase of material/energy intensity use has been primarily a consequence of the introduction of new manufacturing processes, rather than changes in traditional technologies. This phenomenon has been driven by the desire for precise small-scale devices and product features and enabled by stable and declining material and energy prices over this period. We illustrate the relevance of thermodynamics (including exergy analysis) for all processes in spite of the fact that long-lasting focus in manufacturing has been on product qualitynot necessarily energy/material conversion efficiency. We promote the use of thermodynamics tools for analysis of manufacturing processes within the context of rapidly increasing relevance of sustainable human enterprises. We confirm that exergy analysis can be used to identify where resources are lost in these processes, which is the first step in proposing and/or redesigning new more efficient processes.

[EcoDebate, 30/03/2009]

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