Espacios. Vol. 36 (Nº 18) Año 2015. Pág. 6

Avaliação do potencial de eficientização energética em escolas municipais de Teresina utilizando o método de suporte a decisão multicritério

Assess the potential of energy efficiency in Teresina municipal schools using the method of support multicriteria decision

Joselito Félix SILVA Filho 1; João Batista LOPES 2, Alexandre Rasi AOKI 3; Wilza Gomes Reis LOPES 4, Eduardo Kazumi YAMAKAWA 5

Recibido: 26/05/15 • Aprobado: 12/06/2015


Contenido

1. Introdução

2. Material e métodos

3. Resultados

4. Conclusão

5. Referências


RESUMO:

O presente estudo destinou-se desenvolver metodologia de gestão de indicadores de eficiência energética baseada em MCDA - Multi Criteria Decision Aid bem como construir indicadores de eficiência energética e avaliar a aplicação da metodologia em escolas públicas municipais de Teresina. Também, tem ainda como objetivo elaborar uma formulação geral que resulte na classificação das escolas públicas municipais de Teresina por ordem de potencial de eficientização energética. Para realização de pesquisa, foram selecionadas todas as 103 escolas municipais do ensino fundamental da rede pública de Teresina. O levantamento foi realizado "in loco", utilizando como instrumento de pesquisa um questionário elaborado especificamente para avaliação deste contexto. Os dados coletados e as análises dos resultados permitiram conhecer além das cargas instaladas, as rotinas de operação das escolas e foram de grande importância para a construção dos indicadores que compõem o modelo MCDA. Por meio deste modelo foi possível construir a classificação das escolas em função do potencial de eficientização energética. O modelo poderá ser usado para outros tipos de categorias de consumidores de energia elétrica, desde que seja feito novo estudo com levantamento das novas premissas.
Palavras chave: Eficiência energética; MCDA; escolas; meio ambiente

ABSTRACT:

The present study was to develop management methodology of energy efficiency indicators based MCDA Multi Criteria Decision Aid as well as build energy efficiency indicators and evaluate the application of the methodology in municipal public schools of Teresina. Also, has as objective to draw up a general formulation that results in the classification of municipal public schools of Teresina in order of energy efficiency potential. For conducting research were selected all 103 elementary municipal schools of public network of Teresina. The survey was carried out "in loco", using as an instrument of research a questionnaire designed specifically for evaluation in this context. The data collected and the analyses of the results allowed to meet in addition to the installed loads, the routines of operation of the schools and were of great importance to the construction of the indicators that make up the MCDA model. Through this model was possible to build the classification of schools according to the potential of energy efficiency. The model can be used for other types of categories of consumers of electric power, as long as it's done new study with survey of the new premises.
Key words: energy efficiency; MCDA; schools; environment.

1. Introdução

A energia constitui um bem de consumo, que interfere em praticamente todos os setores da sociedade, passando pela economia, trabalho, ambiente, relações internacionais, contemplando ainda, moradia, alimentação, saúde, transporte, lazer dentre outros aspectos. O uso de recursos energéticos libertou o homem de muitos trabalhos penosos e tornando essas ações mais produtivas. Os seres humanos já dependeram de sua força muscular para gerar energia necessária à realização de seus trabalhos. Hoje, menos de 1% do trabalho feitos nos países industrializados depende da força muscular como fonte de energia (HINRICHS et al., 2012).

A crise do petróleo na década de 70 despertou as nações industrializados e em desenvolvimento, para o uso eficiente de energia, tendo como perspectiva reduzir a dependência do petróleo e de seus derivados (HADDAD, 2001). No final dos anos 80 do século XX, as estratégias para o desenvolvimento, passaram a levar em consideração a emissão de poluentes, como fator impactante do meio ambiente. Neste contexto, a Eco 92, realizada no Rio de Janeiro, constituiu-se em importante marco para os estudos e ampliação de discussões sobre os fatores que efetivamente contribuem para as variações climáticas no planeta Terra.

Desde a assinatura do Protocolo de Kyoto em 1997, as preocupações para garantir o fornecimento de energia vêm aumentando, tanto nas áreas públicas como privadas. Quase todos os países da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico - OCDE, além de muitos outros, estão implantando políticas de eficiência energética adaptadas às suas realidades nacionais. Além dos instrumentos de mercado (acordos voluntários, selos, informações, etc.), diversas medidas reguladoras estão sendo introduzidas em grande escala, sempre que o mercado apresente tendência de vulnerabilidade. Nos países em desenvolvimento, a eficiência energética é igualmente importante, porém nos países industrializados a preocupação principal é com a redução das emissões dos gases de efeito estufa - GEE e a poluição local, enquanto que nos países em desenvolvimento a prioridade é com os investimentos em infraestrutura para o fornecimento de energia e a utilização mais eficiente das instalações existentes (CBCME, 2004).

Neste cenário, potencial de eficientização energética pode ser caracterizado como a possibilidade ou capacidade de determinada unidade consumidora de energia elétrica, aplicar técnicas e ações de eficiência energética, visando obter bons resultados com relação a redução do desperdício de energia e respectivo valor da conta de energia elétrica.

De acordo com DIMOUDI e KOSTARELA (2009), ações de eficiência energética em escolas é muito importante, pois a mesma é associada ao conforto e qualidade do ar em seu interior, e os valores das contas de energia nestas escolas são um dos principais componentes dos custos de operação. Adicionalmente, escolas representam o lugar onde as crianças têm a oportunidade de aprender como se tornarem cidadãs com consciência ecológica. Assim, ERHORN et al. (2008) relata que as construções escolares como jardins de infância, escolas e universidades apresentam projetos, operação e manutenção similares na maioria dos países e as duas principais similaridades entre esses tipos de construção são o alto consumo de energia e a necessidade de reformas para adequação quanto a eficiência energética dos prédios escolares. Também, THEODOSIOU e ORDOUMPOZANIS (2008) argumenta que escolas são o melhor tipo de ambiente para aplicação de ações de eficiência energética e de melhora da qualidade do ar em seu interior, pois neste ambiente é possível promover sustentabilidade aos futuros cidadãos e assegurar conforto e bem-estar, facilitando os processos de ensino-aprendizagem.

Assim, com o presente estudo, pretende-se: desenvolver metodologia de gestão de indicadores de eficiência energética baseada em MCDA - Multi Criteria Decision Aid bem como construir indicadores de eficiência energética e avaliar a aplicação da metodologia em escolas públicas municipais de Teresina. Também, tem ainda como objetivo elaborar uma formulação geral que resulte na classificação das escolas públicas municipais de Teresina por ordem de potencial de eficientização energética.

2. Material e métodos

2.1. Caracterização da área do estudo

Teresina, capital do Estado do Piauí, está implantada à margem direita do rio Parnaíba sendo banhada, também, pelo rio Poti. A cidade conta como um contingente populacional de 814.230 habitantes (IBGE, 2014). Sua localização na proximidade da linha do Equador faz com que os raios solares a atinjam com o ângulo muito próximo a 90°, permitindo que a cidade receba intensa radiação e apresente temperaturas elevadas (CASTELO Branco, 2003).

No tocante ao sistema educacional, de acordo com o IBGE (2012), a rede do ensino fundamental do município de Teresina envolve 388 escolas e 119.306 alunos matriculados, enquanto no ensino médio, existem 183 escolas com 52.611 alunos matriculados. Como existe maior quantidade de escolas e de alunos matriculados no ensino fundamental, além do forte efeito multiplicador de conhecimentos dos professores para seus alunos e destes para suas famílias e amigos, foi decidido que o presente estudo envolvesse escolas de ensino fundamental. É importante ressaltar que do total de escolas, 150 são escolas públicas municipais com 61.380 alunos matriculados, 147 escolas particulares com 34.214 alunos matriculados e 91 escolas públicas estaduais com 23.712 alunos matriculados. Das 150 escolas públicas municipais de Teresina, 103 localizam-se na área urbana e 47 na área rural. Então, escolheu-se realizar o estudo nas escolas públicas municipais localizadas na área urbana por haver maior quantidade de escolas e alunos matriculados.

2.2. Metodologia

Preliminarmente foi realizada uma pesquisa exploratória em 21 escolas, utilizando-se um questionário apresentado no Apêndice A, com o objetivo de se estabelecer um modelo definitivo a ser utilizado na metodologia MCDA. Nesta etapa observou-se que as principais cargas elétricas existentes nas escolas eram as lâmpadas, e que na maioria dos casos eram do tipo fluorescente tubular e fluorescente compacta, verificou-se a existência de aparelhos de ar-condicionado do tipo de janela e split em algumas escolas, enquanto outras usam ventiladores do tipo teto e de parede, bebedouros d'água gelada e outros eletrodomésticos como refrigerador para conservação de alimentos e bebidas. Quanto aos potenciais problemas, encontraram-se principalmente defeitos de isolamento térmico nas instalações, como paredes e forros com fendas ou buracos, janelas sem o devido isolamento, dentre outros. Os dados levantados foram usados para elaboração de indicadores de eficiência energética e para ajuste do MCDA.

O fluxograma do processo completo da pesquisa para aplicar a metodologia MCDA pode ser visualizada na figura 1 abaixo.

Figura 01 - Processo do método utilizado

 
Fonte: Autor

Após a adequação do instrumento de pesquisa, iniciou-se a realização da pesquisa de campo, quando foram visitadas todas as 103 escolas do ensino fundamental da rede pública municipal situadas na zona urbana de Teresina. O levantamento foi realizado" in loco", e, quando necessário, foram realizadas entrevistas com os responsáveis destas escolas, utilizando como instrumento de pesquisa o questionário definitivo (Apêndice B) para o modelo Multi Criteria Decision Aid (MCDA), elaborado especificamente para avaliação deste contexto. Foram portanto visitadas, escolas situadas nas quatro zonas urbanas da capital, ou seja: sul, sudeste, norte e leste. A distribuição e localização das escolas pode ser vista na figura 2.

Figura 2 – Distribuição das escolas municipais visitadas em Teresina

   Fonte: Google Earth.

Os dados obtidos foram lançados em planilha eletrônica do software Excel. A partir desta etapa, iniciou-se a construção do modelo de avaliação de potencial de eficiência energética (PEE) baseado no método MCDA (Multi Criteria Decision Aid) e de acordo com ENSSLIN et al. (2001) e BANA e COSTA et al. (1999).

Seguindo a metodologia MCDA, inicialmente construiu-se o mapa cognitivo ou diagrama de árvores, alinhando-se os ramos principais que se constituem nos Pontos de Vistas Fundamentais(PVF), os quais devem manter a característica de independência entre eles. Desta forma, foram identificados: infraestrutura, considerando-se o tamanho, estrutura física e idade da escola; operações, que tem a ver com o funcionamento da escola e quantidade de alunos; condicionamento de temperatura, envolvendo temperatura local e tipo de refrigeração; e iluminação, que normalmente representa o uso final mais adotado em qualquer escola.

Em sequência, iniciou-se o estudo e construção dos sub-ramos dos PVF, que são chamados de indicadores ou descritores. Estes indicadores mensuram os PVF e se constituem o final da primeira etapa de aplicação do MCDA, sendo designados de estruturação.

Como indicadores, a partir dos dados coletados, foram selecionados os seguintes:

  1. Área construída: para este indicador, quanto maior a área construída da escola, maior o potencial de eficientização energética, pois potencialmente haverá mais cargas instaladas;
  2. Idade da escola: quanto mais antiga a escola, maior o potencial de eficientização, pois as tecnologias das cargas instaladas tendem a ter menor eficiência, como lâmpadas incandescentes, ar condicionado de janela, refrigeradores e freezers antigos, cabos antigos e degradados além da isolação térmica dos prédios antigos serem potencialmente menos eficientes devido a não existência de forro no teto e isolação de janelas e paredes;
  3. Área disponível para o plantio de árvores: este indicador não é diretamente relacionado a eficiência energética, porém é importante para impedir a insolação direta na fachada da escola protegendo os ambientes de temperaturas impróprias, além da preservação do meio ambiente, que também é um dos objetivos da eficiência energética. Então, quanto maior a área para o plantio de árvores, maior o potencial de eficientização;
  4. Número de estudantes / número de salas de aula: quanto mais estudantes por sala de aula, maior o potencial de eficientização, pois haverá maior consumo de energia para refrigeração do ambiente e iluminação devido às salas serem maiores e com uma maior carga térmica devido a densidade de pessoas;
  5. Horário de funcionamento, dias de funcionamento por semana, meses de funcionamento por ano: por meio desses indicadores é possível verificar a operação das escolas. Dessa forma, quanto mais a escola estiver em operação, maior será o seu potencial de eficientização energética;
  6. Consumo de energia por aluno: tamanho da escola, horário de funcionamento, número de alunos e consumo de energia são grandezas normalmente proporcionais em escolas. O consumo mensal de cada escola foi avaliado e quanto maior o consumo de energia por aluno, maior o potencial de eficientização;
  7. Tipo de ar condicionado: ar condicionado de janela tem um maior potencial de eficientização do que ar condicionado tipo split. A idade dos equipamentos e a classificação de acordo com o selo PROCEL também influenciam neste indicador, pois quanto mais antigo e quanto pior a classificação do equipamento, maior o potencial de eficientização;
  8. Proporção da escola atendida por ar condicionado: quanto maior a proporção da escola atendida por ar condicionado, maior o potencial de eficientização pois a quantidade de equipamentos de condicionamento de ar será maior e consequentemente maior será a quantidade de cargas a serem consideradas em uma ação de eficiência energética;
  9. Refrigeração de alimentos e bebidas: a existência de refrigeradores, freezers e bebedouros e a idade destes equipamentos foram avaliadas e quanto mais equipamentos deste tipo existirem, maior o potencial de eficientização.
  10. Reclamações por alta temperatura por estudantes, professores e funcionários: este indicador é utilizado para avaliar a adequação do sistema de condicionamento de ar da escola e da isolação térmica. Quanto maior a quantidade de reclamações, maior o potencial de eficientização, pois em caso de algum tipo de ação será necessário trabalhar, em primeiro lugar, as maiores cargas, que são os aparelhos de ar condicionado;
  11. Tipo de iluminação interna e externa: o tipo de lâmpada como incandescente, fluorescente tubular, fluorescente compacta, vapor de mercúrio, vapor de sódio, vapor metálico e LEDs influenciam na eficiência das instalações. Quanto menor a eficiência do tipo de iluminação, maior o potencial de eficientização.

A segunda etapa do MCDA, chamada de avaliação, teve como objetivo construir as funções de valor, instrumentos para auxiliar os decisores a expressar, de forma numérica, suas preferências. Segundo ENSSLIN (2001), as funções de valor são usadas para ordenar a intensidade de preferência (diferença de atratividade) entre pares de ações, foram obtidas por meio de comparações par-a-par da diferença de atratividade entre ações potenciais.  

Para esta etapa, utilizou-se como ferramenta auxiliar, o método MACBETH (Measuring Attractiveness by a Categorical Based Evaluation Teachnique), desenvolvido por BANA e COSTA e VANSNICK(1995) e implementado em software. No método, são utilizados os julgamentos semânticos dos decisores, usando-se modelos de Programação Linear, para determinar a função de valor que melhor represente tais julgamentos. O Macbeth faz uso de uma matriz semântica de julgamento, apresentada na Figura 3, em que os decisores expressam verbalmente a diferença de atratividade entre as ações potenciais para cada indicador ou PVF.

Figura 03 – Tela da matriz semântica de julgamento do MACBETH

Fonte: software MACBETH

O decisor completa toda a matriz de julgamento e o software gera uma escala de valores numéricos ou cardinalizados (Current scale), que é apresentado em planilha eletrônica Excel de todas as escolas avaliadas (Apêndice C). Repete-se este procedimento para cada indicador e cada ponto de vista fundamental, com o objetivo de conseguir integrar todas as ações e obter a função de valor com seu respectivo peso para cada indicador ou PVF, que satisfaça as condições necessárias à função de valor principal, que é o Potencial de Eficiência Energética – PEE. Assim, este procedimento considera todos os indicadores, devidamente cardinalizados, que podem ser representados graficamente, como o gráfico da figura 4, que exemplifica o PVF infraestrutura, especificamente, para a escola Governador Mário Covas.

O gráfico status quo ou o Perfil de Impacto de cada escola apresenta uma melhor visualização da performance de uma ação potencial de eficientização energética. Isto torna possível verificar o nível de cada indicador e facilita possíveis intervenções ou ações de eficiência energética mais necessárias ou que apresente melhores resultados.

Figura 04 - Exemplo de status quo da escola Gov. Mario Covas.

Fonte: Autor

Na terceira e última fase, estrutura-se uma função de agregação aditiva, na forma de soma ponderada, chamada de equação do Valor Global da ação "Potencial de Eficientização Energética", representada pela Equação 1.

                 

Em que:  representa as taxas de substituição ou pesos;  o valor parcial da ação para cada indicador ou PVF; e n o número de indicadores ou PVF. Para definição da equação Valor Global (V(a)) para o potencial de eficientização energética, levou-se em consideração as proporções das taxas de compensação dos indicadores e PVF, a partir do processo de cardinalização, obtidas com aplicação do software Macbeth, expressada pela formula final abaixo:

V(a) =[ 0,21*(0,27*valor quantidade aluno por sala + 0,33*valor área construída + 0,22*valor idade escola + 0,21*valor área plantio) + 0,38*(0,40*valor hora funcionamento por dia + 0,20*valor dias por semana + 0,30*valor mês por ano + 010*valor consumo por aluno) + 0,29*(0,32*valor tipo ar condicionado + 0,41*valor % atendida ar condicionado + 0,05*valor refrigeradores + 0,22*valor reclamação temperatura) + 0,12*(0,75*valor iluminação interna + 0,25*valor iluminação externa)]                                                                                   (Equação 2)

A partir do cálculo por escola, envolvendo a Equação 2, determinou-se o ranking do potencial de eficientização energética das escolas rede pública municipal da área urbana de Teresina.

É importante lembrar que para se obter a função global V(a) em função do potencial de eficiência energética foram utilizadas três premissas básicas para sua construção, quais sejam: informações das escolas municipais; conceitos de eficiência energética; e conceitos de sustentabilidade. Estas premissas alimentam a metodologia MCDA para a obtenção da Equação 2, que por sua vez, é invariável e objetiva, pois trata-se de uma modelagem que traduz a subjetividade existente no ser humano, enquanto decisor do processo de análise da eficiência energética nas instalações, em um modelo matemático preciso.

Destaca-se também que se houver pequenas alterações nas premissas, por exemplo, de escolas municipais para universidades, o modelo continua válido, podendo sofrer apenas ajustes (calibração) das taxas de compensação.

3. Resultados 

Observou-se que as duas principais cargas elétricas existentes nas escolas da rede pública municipal da área urbana de Teresina eram lâmpadas, que na maioria dos casos eram do tipo fluorescente tubular e fluorescente compacta, e aparelhos de ar-condicionado, normalmente do tipo de janela e split novos e antigos, com classificação de eficiência energética ou selo PROCEL variando de classe A, que é a classificação com maior eficiência energética, até classe E, que é uma das mais baixas classificações do ponto de vista de eficiência energética. Observou-se também, usos finais como ventiladores, que eram do tipo de teto e de parede, enquanto os bebedouros de água gelada e os eletrodomésticos do tipo refrigerador e freezer eram utilizados para conservação de alimentos e bebidas. Quanto aos potenciais problemas, foram observados, principalmente, defeitos de isolamento térmico nas instalações, como teto sem forro, paredes e forros com fendas ou buracos, paredes ou divisórias que utilizam os materiais de cerâmica ou cimento, denominados combogós, que permitem a ventilação e entrada da luz solar, além de janelas sem o devido isolamento.

Os resultados obtidos no presente estudo (Figura 5) ressaltam que nas escolas públicas da rede municipal da zona urbana de Teresina, o componente infraestrutura correspondeu para as taxas de compensação dos indicadores dos Pontos de Vistas Fundamentais com 21% do potencial de eficientização energética, e deste valor os sub-ramos: área construída, idade da escola, área disponível para plantar árvores e número de estudante por salas de aula contribuíram, respectivamente, com os percentuais de 33, 22, 18 e 27% respectivamente. O componente denominado operações participou com 38%, e deste valor, o horário de funcionamento, dias de funcionamento/semana, meses de funcionamento/ano e consumo/quantidade de aluno, participaram com 40, 20, 30 e 10%, respectivamente. O condicionamento de temperatura participou com 29% do potencial de eficientização energética e deste total, o tipo de ar condicionado, proporção da escola atendida por ar condicionado, equipamentos utilizados para refrigeração de alimentos e bebidas e reclamação por temperatura elevada contribuíram com 32, 41, 5 e 22%, respectivamente. Por último, a iluminação contribuiu com 12%, com a interna, participando com 75% e a externa com 25%.

Figura 05 - Taxas de compensação dos indicadores e dos Pontos de Vistas Fundamentais

Fonte: Autor

Analisando-se as taxas de compensação dos indicadores e dos Pontos de Vistas Fundamentais, observa-se que as operações representam o mais importante componente do potencial de eficientização energética, pois influenciam diretamente no consumo de energia elétrica da escola, merecendo destaque o horário de funcionamento por dia e meses de funcionamento por ano nas escolas.

Neste contexto, é importante que os gestores das escolas, de posse dessas informações, estabeleçam políticas que visem melhorar a eficiência do uso de energia, uma vez que, nos dias atuais, o tema energia vem preocupando a sociedade, em decorrência de algumas fontes geradoras apresentarem problemas de escassez, e em consequência tornando os custos mais elevados, tanto do ponto de vista econômico e financeiro como do ambiental. Neste cenário de preocupação, começam se estabelecer discussões aprofundadas sobre o uso eficiente e sustentável da energia, nas mais diferenciadas esferas da sociedade, em quase todo o planeta Terra.

Assim, o desenvolvimento de ações nas escolas do ensino fundamental sobre propostas de eficientização energética, pode propiciar bons frutos, especialmente, com a perspectiva de longo prazo, pois existe na presente proposta, a preocupação de envolver a criança, em pleno processo de formação, com o uso sustentável de energia e em especial com a redução dos desperdícios. Os resultados obtidos nesta pesquisa devem retornar às escolas selecionadas, que efetivamente colaboraram para a realização deste trabalho, usando técnicas apropriadas, e envolvendo os gestores, professores, estudantes, e indiretamente, os pais, pois o trabalho a ser realizado com as crianças terão reflexos no ambiente familiar.

Os valores obtidos do potencial de eficientização energética, foi usado para classificar as escolas municipais do ensino fundamental da área urbana de Teresina (Tabela 1). Observou-se que houve grande variação no potencial de eficientização energética, oscilando na faixa de -1,9 (baixo potencial) até 109,5 (alto potencial) pontos. Estes resultados demonstram que não existe uma padronização de construção e nem de consumo de energia destas escolas e que, por terem sido criadas em épocas e administrações diferentes, apresentam estrutura física e equipamentos, também, bastante diferenciados,

Tabela 1 - Classificação das escolas segundo o potencial de eficientização energética.

Nome da Escola

Pontuação

Escola Municipal Manoel Paulo Nunes

109,5

Escola Municipal Valter Alencar

105,3

Escola Municipal José Ommatti

105,3

Escola Municipal Parque Piauí

101,3

Escola Municipal  Marcílio Flávio R. de Farias

101,3

Escola Municipal Cristina Evangelista

100,8

 Escola Municipal Itamar S. Brito

99,8

Escola Municipal Dom Hélder Câmara

98,1

Escola Municipal Mocambinho

96,8

Escola Municipal Governador Chagas Rodrigues

95,5

Escola Municipal Delfina Borralho B. Vista

95,2

Escola Municipal Oscar Cavalcante

94,1

Escola Municipal José Camilo da S. Filho

94,0

Escola Municipal Padre Ângelo Imperial III

93,6

Escola Municipal Governador Mário Covas

92,8

Escola Municipal Simões Filho

92,3

Escola Municipal Antonio Gayoso

91,4

Escola Municipal Jornalista João Emílio Falcão

90,9

Escola Municipal Ofélio Leitão

90,8

Escola Municipal Lizandro Tito de Oliveira

90,1

Escola Municipal Orlando G. Rego de Carvalho

90,0

Escola Municipal Francílio Almeida

88,8

Escola Municipal Santa Maria ( Vassouras)

87,5

Escola Municipal Maria do Socorro P. Silva

86,6

Escola Municipal Ruben Ludwig

86,0

Escola Municipal Padre Joaquim Nonto Gomes

85,9

Escola Municipal Irmã Dulce

84,4

Escola Municipal João Porfírio de L.Cordeiro

83,5

Escola Municipal Mascarenhas de Morais

81,4

Escola Padre Antônio José Rego

80,9

Escola Municipal Clodoaldo Freitas

80,6

Escola Municipal Darcy de Carvalho

79,9

Escola Municipal Residencial Pedra Mole

79,6

Escola Municipal Noé Fortes

79,4

Escola Municipal R.N. Monteiro de Santana

79,2

Escola Municipal Professor Waldemar Sandes

78,8

Escola Municipal Mário Faustino

78,4

Escola Municipal Tio Bentes

76,1

Escola Municipal Elias Ximenes do P. Júnior

75,6

Escola Municipal Clidenor de Freitas Santos

75,0

Escola Municipal Nova Brasilia

74,0

Escola Municipal Velho Monge

73,7

Escola Municipal Moaci Madeira

73,6

Escola Municipal São Sebastião

72,5

Escola Municipal Iolanda Raulino

72,2

Escola Municipal José Gomes Campos

72,1

Escola Municipal Artur Medeiros Carneiro

71,9

Escola Municipal Antonio Dilson Fernandes

71,8

Escola Municipal José Nelson de Carvalho

71,6

Escola Municipal Santa Clara

69,5

Escola Municipal Santa Fé

69,2

Escola Mun. Prof.º José Carlos

68,4

Escola Municipal Domingos A. Mafrense

68,3

Escola Municipal Galileu Veloso

68,2

Escola Municipal Alcides Lebre

67,9

Escola Municipal Angelim

67,1

Escola Municipal Eurípedes de Aguiar

66,8

Escola Municipal  Benjamim S. de Carvalho

66,7

Escola Municipal Myrian Portela Nunes

66,6

Escola Municipal Teresa Noronha

66,2

Escola Municipal Alda Rodrigues Neiva

66,2

Escola Municipal Delmira Coelho Machado

65,2

Escola Municipal Francisco Prado

65,1

Escola Municipal Roberto Cerqueira Dantas

65,0

Escola Municipal Monsenhor Mateus Rufino

63,8

Escola Municipal Torquato Neto

62,3

Escola Municipal Areias

62,2

Escola Municipal Planalto Ininga

62,1

Escola Municipal Monteiro Lobato

62,0

Escola Municipal Santa Maria

60,9

Escola Municipal Profa. Ana Bugyja de Brito

60,8

Escola Municipal Zoraide Almeida

60,0

Escola Municipal Lindamir Lima

59,4

Escola Municipal Lunalva Costa

59,4

Escola Municipal Poeta da Costa e Silva

58,5

Escola Municipal H. Dobal

56,9

Escola Municipal Machado de Assis

56,1

Escola Municipal Barjas Negri

55,4

Escola Municipal Extrema

54,8

Escola Municipal Nossa Senhora da Paz II

53,7

Escola Municipal Didácio Silva

51,8

Escola Municipal Parque Itararé

51,8

Escola Municipal Léa Leal

50,9

Escola Municipal Noé de Araújo Fortes

49,9

Escola Municipal Santa Maria da Codipi

49,2

Escola Municipal José Auto de Abreu

48,6

Escola Municipal Antônio Ferraz

47,2

Escola Municipal Mariano A. de Carvalho

46,2

Escola Municipal Esthér Couto

45,5

Escola Municipal Bom Princípio

44,9

Escola Municipal Deputado Humberto Reis

44,0

Escola Municipal Nelson A. Sobreira

39,6

Escola Municipal Murilo Braga

36,8

Escola Municipal Luís Fortes

33,2

Escola Municipal Rosângela Reis

32,9

Escola Municipal Benjamin Soares

32,6

Escola Municipal Minha Casa

29,1

Escola Municipal Casa Meio Norte

21,5

Escola Municipal Antilhon R. Soares

10,6

Escola Municipal Mário Quintana

5,8

Escola Municipal Vinicius de Moraes

-0,9

Escola Municipal Ambiental 15 de outubro

-1,9

Fonte: Autor

As cinco escolas que mais destacaram na avaliação do potencial de eficientização energética foram: Escola Municipal Manoel Paulo Nunes, Escola Municipal Valter Alencar, Escola Municipal José Ommatti, Escola Municipal Parque Piauí e Escola Municipal Marcílio Flávio R. de Farias, as quais apresentaram, respectivamente, os seguintes escores, fundamentando-se na Equação 2: 109,5, 105,3, 105,3, 101,3 e 101,3. As escolas que apresentaram piores escores, foram: Escola Municipal Casa Meio Norte (21,5), Escola Municipal Antilhon R. Soares (10,6), Escola Municipal Mário Quintana (5,8), Escola Municipal Vinicius de Moraes (-0,9) e Escola Municipal Ambiental 15 de outubro (-1,9).

Os principais aspectos vistos de forma geral, levantados nas cinco escolas, que tiveram maior pontuação, que contribuíram no potencial de eficientização energética a partir da cardinalização dos parâmetros com aplicação do MACBETH (Tabela 2), foram: dias de funcionamento por semana, meses de funcionamento, proporção da escola atendida com ar condicionado, área disponível para plantar árvores, horário de funcionamento, refrigeração de alimentos, tipo de condicionador de ar. Desta forma, estes são os pontos que devem ser prioritariamente trabalhados ou tomado ações corretivas, que implicam em melhores resultados em termos de eficiência energética.

Porém, para as cinco escolas que apresentaram os piores escores (Tabela3), observou-se os componentes mais pontuados foram: reclamação por temperatura elevada, refrigeração de alimentos, idade da escola, iluminação externa, horário de funcionamento. A proporção da escola atendida com condicionador de ar, contribuiu com valor negativo para todas estas escolas. Estas constatações demonstram que estas escolas, ou não possuem aparelhos de ar condicionado, ou não têm potencial para desenvolver ações de eficiência energética economicamente viáveis. 

Dessa forma, fica evidente, as grandes diferenças existentes nas escolas públicas municipais da área urbana do município de Teresina, que apresentaram os melhores e os piores escores, em termos dos componentes cardinalizados, que interferem na avaliação do potencial de eficientização energética.

Os dados apresentados neste estudo podem contribuir com os gestores públicos nas diferentes esferas de poder, principalmente, os vinculados às políticas educacionais, no sentido de tomarem decisão, com a perspectiva de melhorar a eficiência energética, e ao mesmo tempo, analisarem a infraestrutura das escolas de modo que as torne mais eficientes no uso da energia, contribuindo de forma positiva para a redução dos custos de produção das escolas.

Tabela 2 - Valores cardinalizados com aplicação do MACBETH das cinco escolas,
que tiveram maior pontuação de potencial de eficientização energética

Parâmetros

Manoel Paulo Nunes

Valter Alencar

José Ommatti

Parque Piauí

Marcílio F.R. Farias

Quantidade alunos/quantidade sala de aula

103,3

70,4

102,5

41,3

103,3

Área construída

75

69,2

58,3

50

66,7

Idade Escola

100

57

57

100

0

Área disponível plantar árvore

140

140

140

140

140

Horário funcionamento

100

100

100

142,8

100

Meses funcionamento

157

157

157

157

157

Dias de funcionamento por semana

200

200

200

200

200

Consumo/quantidade aluno, professor e servidor

0

0

50

100

0

Refrigeração de alimentos

100

100

100

100

100

Proporção escola atendida por ar condicionado

157

157

157

157,1

157

Tipo de condicionador de ar

100

100

100

57,1

100

Reclamação por temperatura elevada

100

100

100

0

100

Iluminação interna

33

33

0

0

0

Iluminação externa

50

50

50

50

50

Escore

109,5

105,3

105,3

101,3

101,3

------

Tabela 3 - Valores cardinalizados com aplicação do MACBETH das cinco escolas,
que tiveram menor pontuação de potencial de eficientização energética

Parâmetros

Antilhon R. Soares

Benjamim Soares

Mário Quintana

Vinicius Morais

Minha Casa

Quantidade alunos/quantidade sala de aula

82,7

43,4

35,7

47,2

11,2

Área construída

19,6

-25,8

-49,8

-60

-66,7

Idade Escola

100

100

100

-57

100

Área disponível plantar árvore

60

-60

-60

0

100

Horário funcionamento

100

57,1

57,1

57,1

57,1

Meses funcionamento

0

0

0

0

0

Dias de funcionamento por semana

0

200

0

0

0

Consumo/quantidade aluno, professor e servidor

0

-50

0

-50

-50

Refrigeração de alimentos

100

100

100

100

100

Proporção escola atendida por ar condicionado

-57

-57

-57

-57

-57

Tipo de condicionador de ar

-100

-100

-100

-100

-100

Reclamação por temperatura elevada

150

150

100

150

0

Iluminação interna

33

0

33

0

0

Iluminação externa

100

50

50

50

50

Escore

29,1

21,5

5,8

-0,9

-1,9

É relevante lembrar, como já explanado anteriormente, que os resultados obtidos foram calculados segundo a função Potencial de Eficientização Energética, baseada nas premissas que alimentam a modelagem MCDA, para escolas públicas municipais, e que esta função traduz a subjetividade existente no ser humano em um modelo matemático preciso.

4. Conclusão

Os dados coletados e as análises dos resultados permitiram conhecer além das cargas instaladas, as rotinas de operação das escolas e foram de grande importância para a construção dos indicadores que compõem o modelo MCDA. Por meio deste modelo foi possível construir a classificação das escolas em função do potencial de eficientização energética.

O modelo é flexível e poderá ser usado para outros tipos de categorias de consumidores de energia elétrica, desde que tenham a mesma finalidade e que seja feito novo estudo com levantamento das novas premissas.

5. Referências

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BANA e COSTA, C. A., VANSNICK, J. C., Uma nova abordagem ao problema de cosntrução de uma função de valor cardinal: MACBETH, Investigação Operacional, v. 15, junho, p. 15-35., 1995.

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ENSSLIN, L. MONTIBELLER, G. NORONHA, S. "Apoio a decisão: Metodologia para Estruturação de Problemas e Avaliação Multicritério de Alternativas" Florianopolis: Insular, 2001.

HADDAD, J.; MARTINS, A.R.S.; MARQUES, M.; et al. "Conservação de Energia - Eficiência Energética de Instalações e Equipamentos". Eletrobrás/Procel - Editora da EFEI, 2001.

HINRICHS, ROGER A., KLEINBACH, M., REIS, LINEU B.,  Energia e Meio Ambiente, São Paulo: Cengage Learning, 2012.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: <http://cidades.ibge.gov.br/xtras/temas.php?>. Acesso em: 12 ago. 2014.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: http://www.cidades.ibge.gov.br/painel/painel.php?lang=&codmun=221100&search=%7C%7Cinfogr%E1ficos:-dados-gerais-do-munic%EDpio>. Acesso 03 mar2015.

THEODOSIOU, T.G., ORDOUMPOZANIS, K.T.. Energy, comfort and indoor air quality in nursery and elementary school buildings in the cold climatic zone of Greece. Energy and Buildings [S.I.], v. 40, n. 12, p. 2207-2214,  2008.

1. Aluno do programa de mestrado da UFPI; e-mail: joselitof37@gmail.com
2. Prof. Dr. Orientador da UFPI; e-mail: jblopes@uol.com.br
3. Prof.  Dr. Co-orientador da UFPR; e-mail: aoki@lactec.org.br
4. Profa.  Dra. Co-orientadora da UFPI; e-mail: wilzalopes@uol.com.br

5. Aluno do PPGEP da UFSC: email: eduardo@lactec.org.br


 

Vol. 36 (Nº 18) Año 2015

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