Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta
| Ano de defesa: | 2025 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-18082025-082421/ |
Resumo: | A eficiência energética tornou-se um dos pilares fundamentais das políticas públicas voltadas ao uso racional da energia, especialmente ante o crescimento da demanda por energia elétrica e os compromissos ambientais assumidos por diversos países. Os motores elétricos, particularmente os de indução, respondem por uma parcela expressiva dos usos finais de eletricidade. No entanto, no Brasil, a política de desempenho energético está concentrada nos motores trifásicos, deixando uma lacuna em relação aos motores de indução monofásicos. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho energético de motores de indução monofásicos disponíveis no mercado brasileiro e propor diretrizes para a adoção de padrões mínimos de desempenho energético (MEPS Minimum Energy Performance Standards). Os resultados evidenciaram que grande parte dos motores avaliados apresentou níveis de eficiência abaixo do patamar mínimo exigido por normas internacionais, que os classificam em níveis como IE1 (padrão mínimo de eficiência) e IE2 (nível elevado de eficiência). Os testes revelaram que 46,6% dos motores testados atingiram o padrão IE1, e apenas 2,3% deles alcançaram o nível IE2. Observou-se ainda ampla variação no desempenho entre marcas e modelos, indicando ausência de uniformidade e controle de qualidade no mercado nacional. Com base nos dados experimentais, realizou-se uma simulação de impacto energético considerando cinco cenários de implementação de MEPS no Brasil: (1) substituição de todos os motores ineficientes por modelos com eficiência mínima equivalente ao IE1; (2) substituição de todos os motores ineficientes por motores com eficiência mínima equivalente ao IE2; (3) cenário combinado pessimista, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (2/3 dos motores) e o restante IE2 (1/3 dos motores); (4) cenário combinado intermediário, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (50% dos motores) e parte IE2 (50% dos motores); e (5) cenário combinado otimista, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (1/3 dos motores) e parte IE2 (2/3 dos motores). Estimando vendas anuais no mercado nacional de três milhões de motores monofásicos cobertos por MEPS, os resultados apontaram economia de energia ao longo de 30 anos de 6,2 TWh (cenário 100% IE1) e 49,9 TWh (cenário 100% IE2), com reduções estimadas de emissões de 0,289 mi e 2,32 mi toneladas de CO2eq para cada cenário, respectivamente. Para os cenários com regulamentação parte IE1 e parte IE2, os cenários pessimista, intermediário e otimista apresentaram, respectivamente, um potencial de economia de energia de 9,8 TWh, 20,9 TWh e 28 TWh. Esta investigação aborda ainda os desafios e oportunidades para a implementação de MEPS para motores monofásicos no Brasil, analisando aspectos técnicos, econômicos e regulatórios. Os resultados obtidos reforçam a urgência de uma política pública específica para esse segmento, destacando o potencial de ganhos energéticos e ambientais, em consonância com os objetivos da transição energética nacional e diretamente com as metas do Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 7 Energia Acessível e Limpa, promovendo eficiência no uso de energia elétrica. |
| id |
USP_86574df955fc41bd74231dc5e7718821 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:teses.usp.br:tde-18082025-082421 |
| network_acronym_str |
USP |
| network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e propostaSingle-phase induction motors and the challenge of energy efficiency in Brazil: a critical and proposed analysisEficiência energéticaEnergy efficiencyMEPSMEPSmotores de indução monofásicospolíticas públicas.public policies.single-phase induction motorsA eficiência energética tornou-se um dos pilares fundamentais das políticas públicas voltadas ao uso racional da energia, especialmente ante o crescimento da demanda por energia elétrica e os compromissos ambientais assumidos por diversos países. Os motores elétricos, particularmente os de indução, respondem por uma parcela expressiva dos usos finais de eletricidade. No entanto, no Brasil, a política de desempenho energético está concentrada nos motores trifásicos, deixando uma lacuna em relação aos motores de indução monofásicos. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho energético de motores de indução monofásicos disponíveis no mercado brasileiro e propor diretrizes para a adoção de padrões mínimos de desempenho energético (MEPS Minimum Energy Performance Standards). Os resultados evidenciaram que grande parte dos motores avaliados apresentou níveis de eficiência abaixo do patamar mínimo exigido por normas internacionais, que os classificam em níveis como IE1 (padrão mínimo de eficiência) e IE2 (nível elevado de eficiência). Os testes revelaram que 46,6% dos motores testados atingiram o padrão IE1, e apenas 2,3% deles alcançaram o nível IE2. Observou-se ainda ampla variação no desempenho entre marcas e modelos, indicando ausência de uniformidade e controle de qualidade no mercado nacional. Com base nos dados experimentais, realizou-se uma simulação de impacto energético considerando cinco cenários de implementação de MEPS no Brasil: (1) substituição de todos os motores ineficientes por modelos com eficiência mínima equivalente ao IE1; (2) substituição de todos os motores ineficientes por motores com eficiência mínima equivalente ao IE2; (3) cenário combinado pessimista, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (2/3 dos motores) e o restante IE2 (1/3 dos motores); (4) cenário combinado intermediário, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (50% dos motores) e parte IE2 (50% dos motores); e (5) cenário combinado otimista, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (1/3 dos motores) e parte IE2 (2/3 dos motores). Estimando vendas anuais no mercado nacional de três milhões de motores monofásicos cobertos por MEPS, os resultados apontaram economia de energia ao longo de 30 anos de 6,2 TWh (cenário 100% IE1) e 49,9 TWh (cenário 100% IE2), com reduções estimadas de emissões de 0,289 mi e 2,32 mi toneladas de CO2eq para cada cenário, respectivamente. Para os cenários com regulamentação parte IE1 e parte IE2, os cenários pessimista, intermediário e otimista apresentaram, respectivamente, um potencial de economia de energia de 9,8 TWh, 20,9 TWh e 28 TWh. Esta investigação aborda ainda os desafios e oportunidades para a implementação de MEPS para motores monofásicos no Brasil, analisando aspectos técnicos, econômicos e regulatórios. Os resultados obtidos reforçam a urgência de uma política pública específica para esse segmento, destacando o potencial de ganhos energéticos e ambientais, em consonância com os objetivos da transição energética nacional e diretamente com as metas do Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 7 Energia Acessível e Limpa, promovendo eficiência no uso de energia elétrica.Energy efficiency has become one of the fundamental pillars of public policies aimed at rational energy use, especially given the growing demand for electricity and the environmental commitments undertaken by several countries. Electric motors, particularly induction motors, account for a significant portion of electricity end uses. However, in Brazil, energy performance policies focus on three-phase motors, leaving a gap in single-phase induction motors. This study aimed to evaluate the energy performance of single-phase induction motors available in the Brazilian market and propose guidelines for the adoption of minimum energy performance standards (MEPS Minimum Energy Performance Standards). The results showed that most of the motors tested presented efficiency levels below the minimum required by international standards, which classify them into levels such as IE1 (minimum efficiency standard) and IE2 (high efficiency level). The tests revealed that 46.6% of the motors tested met the IE1 standard, and only 2.3% reached the IE2 level. Wide variation in performance was also observed between brands and models, indicating a lack of uniformity and quality control in the Brazilian market. Based on the experimental data, an energy impact simulation was performed considering five MEPS implementation scenarios in Brazil: (1) replacement of all inefficient motors by models with minimum efficiency equivalent to IE1. (2) Replacement of all inefficient motors by motors with minimum efficiency equivalent to IE2. (3) Pessimistic combined scenario, replacement of some of the inefficient motors by motors with minimum efficiency IE1 (2/3 of the motors) and the remainder IE2 (1/3 of the motors). (4) Intermediate combined scenario, replacement of some of the inefficient motors by motors with minimum efficiency IE1 (50% of the motors) and part IE2 (50% of the motors); and (5) Optimistic combined scenario, replacement of some of the inefficient motors by motors with minimum efficiency IE1 (1/3 of the motors) and part IE2 (2/3 of the motors). Estimating annual sales in the national market of three million single-phase motors covered by MEPS, the results indicated energy savings over 30 years of 6.2 TWh (100% IE1 scenario) and 49.9 TWh (100% IE2 scenario), with estimated emission reductions of 0.289 million and 2.32 million tons of CO2eq for each scenario, respectively. For the scenarios with part IE1 and part IE2 regulations, the pessimistic, intermediate, and optimistic scenarios presented potential energy savings of 9.8 TWh, 20.9 TWh, and 28 TWh, respectively. This research also addresses the challenges and opportunities for implementing MEPS for single-phase motors in Brazil, analyzing technical, economic, and regulatory aspects. The results obtained reinforce the urgency of a specific public policy for this segment, highlighting the potential for energy and environmental gains, in line with the objectives of the national energy transition and directly with the targets of Sustainable Development Goal (SDG) 7 Affordable and Clean Energy, promoting efficiency in the use of electricity.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSouza, Danilo Ferreira deOliveira Junior, Abrão Garcia de2025-07-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-18082025-082421/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-01T18:17:05Zoai:teses.usp.br:tde-18082025-082421Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-01T18:17:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta Single-phase induction motors and the challenge of energy efficiency in Brazil: a critical and proposed analysis |
| title |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta |
| spellingShingle |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta Oliveira Junior, Abrão Garcia de Eficiência energética Energy efficiency MEPS MEPS motores de indução monofásicos políticas públicas. public policies. single-phase induction motors |
| title_short |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta |
| title_full |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta |
| title_fullStr |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta |
| title_full_unstemmed |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta |
| title_sort |
Motores de indução monofásicos e o desafio da eficiência energética no Brasil: uma análise crítica e proposta |
| author |
Oliveira Junior, Abrão Garcia de |
| author_facet |
Oliveira Junior, Abrão Garcia de |
| author_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Souza, Danilo Ferreira de |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Oliveira Junior, Abrão Garcia de |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Eficiência energética Energy efficiency MEPS MEPS motores de indução monofásicos políticas públicas. public policies. single-phase induction motors |
| topic |
Eficiência energética Energy efficiency MEPS MEPS motores de indução monofásicos políticas públicas. public policies. single-phase induction motors |
| description |
A eficiência energética tornou-se um dos pilares fundamentais das políticas públicas voltadas ao uso racional da energia, especialmente ante o crescimento da demanda por energia elétrica e os compromissos ambientais assumidos por diversos países. Os motores elétricos, particularmente os de indução, respondem por uma parcela expressiva dos usos finais de eletricidade. No entanto, no Brasil, a política de desempenho energético está concentrada nos motores trifásicos, deixando uma lacuna em relação aos motores de indução monofásicos. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho energético de motores de indução monofásicos disponíveis no mercado brasileiro e propor diretrizes para a adoção de padrões mínimos de desempenho energético (MEPS Minimum Energy Performance Standards). Os resultados evidenciaram que grande parte dos motores avaliados apresentou níveis de eficiência abaixo do patamar mínimo exigido por normas internacionais, que os classificam em níveis como IE1 (padrão mínimo de eficiência) e IE2 (nível elevado de eficiência). Os testes revelaram que 46,6% dos motores testados atingiram o padrão IE1, e apenas 2,3% deles alcançaram o nível IE2. Observou-se ainda ampla variação no desempenho entre marcas e modelos, indicando ausência de uniformidade e controle de qualidade no mercado nacional. Com base nos dados experimentais, realizou-se uma simulação de impacto energético considerando cinco cenários de implementação de MEPS no Brasil: (1) substituição de todos os motores ineficientes por modelos com eficiência mínima equivalente ao IE1; (2) substituição de todos os motores ineficientes por motores com eficiência mínima equivalente ao IE2; (3) cenário combinado pessimista, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (2/3 dos motores) e o restante IE2 (1/3 dos motores); (4) cenário combinado intermediário, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (50% dos motores) e parte IE2 (50% dos motores); e (5) cenário combinado otimista, substituição de parte dos motores ineficientes por motores com eficiência mínima IE1 (1/3 dos motores) e parte IE2 (2/3 dos motores). Estimando vendas anuais no mercado nacional de três milhões de motores monofásicos cobertos por MEPS, os resultados apontaram economia de energia ao longo de 30 anos de 6,2 TWh (cenário 100% IE1) e 49,9 TWh (cenário 100% IE2), com reduções estimadas de emissões de 0,289 mi e 2,32 mi toneladas de CO2eq para cada cenário, respectivamente. Para os cenários com regulamentação parte IE1 e parte IE2, os cenários pessimista, intermediário e otimista apresentaram, respectivamente, um potencial de economia de energia de 9,8 TWh, 20,9 TWh e 28 TWh. Esta investigação aborda ainda os desafios e oportunidades para a implementação de MEPS para motores monofásicos no Brasil, analisando aspectos técnicos, econômicos e regulatórios. Os resultados obtidos reforçam a urgência de uma política pública específica para esse segmento, destacando o potencial de ganhos energéticos e ambientais, em consonância com os objetivos da transição energética nacional e diretamente com as metas do Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 7 Energia Acessível e Limpa, promovendo eficiência no uso de energia elétrica. |
| publishDate |
2025 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2025-07-11 |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-18082025-082421/ |
| url |
https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106134/tde-18082025-082421/ |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.relation.none.fl_str_mv |
|
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
Liberar o conteúdo para acesso público. info:eu-repo/semantics/openAccess |
| rights_invalid_str_mv |
Liberar o conteúdo para acesso público. |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.coverage.none.fl_str_mv |
|
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| publisher.none.fl_str_mv |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP instname:Universidade de São Paulo (USP) instacron:USP |
| instname_str |
Universidade de São Paulo (USP) |
| instacron_str |
USP |
| institution |
USP |
| reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP) |
| repository.mail.fl_str_mv |
virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br |
| _version_ |
1865492330677534720 |