A eficiência energética deixou de ser uma discussão restrita à redução dos custos de energia ou ao cumprimento de metas ambientais. Em ambientes industriais, consumo energético, capacidade, produtividade, utilização dos equipamentos e fluxo de produção estão diretamente relacionados. Avaliar essas dimensões separadamente pode levar a conclusões incompletas e, em alguns casos, a decisões que melhoram um indicador enquanto prejudicam outro.
A dimensão desse desafio é significativa. Um estudo publicado em 2025 no Journal of Manufacturing Systems aponta que a indústria responde por aproximadamente 38% do consumo global de energia e 24% das emissões de CO₂. Os autores também destacam que objetivos tradicionais de produção, como produtividade, qualidade e custos, precisam ser conciliados com a eficiência energética, aumentando a complexidade das decisões industriais.
Uma revisão publicada na Energy Conversion and Management reforça essa perspectiva. O estudo identifica a eficiência energética como um dos pilares da descarbonização industrial e destaca que sua melhoria depende das interações entre processos, sistemas produtivos e fornecimento de energia.
Consumir menos energia não significa necessariamente produzir com mais eficiência
Uma das métricas utilizadas para avaliar a eficiência energética industrial é o Consumo Específico de Energia (SEC), calculado como a relação entre o consumo total de energia e a quantidade produzida. Essa relação permite avaliar a quantidade de energia necessária para produzir determinada quantidade de produtos, oferecendo uma medida mais representativa de eficiência do que a análise isolada do consumo energético.
Essa distinção é importante porque uma redução no consumo total de energia não indica necessariamente maior eficiência.
O consumo energético de um sistema industrial varia de acordo com o comportamento dos equipamentos, o volume de produção, os tempos de espera, a utilização dos recursos e as condições do fluxo produtivo. Portanto, analisar apenas o consumo total pode não revelar onde estão as principais oportunidades de melhoria da eficiência.
Um estudo publicado no Journal of Manufacturing Systems demonstra essa relação em uma linha de produção automatizada da indústria automotiva. Ao avaliar simultaneamente o Consumo Específico de Energia e o throughput, indicador que representa o volume processado pelo sistema em determinado período, e o estoque em processo, os pesquisadores identificaram cenários capazes de reduzir o SEC em 23,9% e aumentar o throughput em 27,9%. Os resultados também mostraram que esses ganhos precisam ser avaliados considerando seus efeitos sobre os níveis de estoque em processo.
Digital Twins ampliam a análise da eficiência energética e da demanda
Compreender o desempenho energético de um sistema industrial exige mais do que analisar a quantidade de energia já consumida. Também é necessário avaliar como mudanças na capacidade, nos equipamentos, nos processos e na utilização dos recursos podem afetar simultaneamente o consumo, a produtividade e a demanda energética.
Nesse contexto, os Digital Twins permitem representar o comportamento dos sistemas, avaliar diferentes condições e antecipar impactos antes da implementação. Uma revisão sistemática publicada em 2025 analisou 50 estudos sobre aplicações de Digital Twins voltadas à eficiência energética em diferentes setores. Entre os estudos revisados, a economia de energia de até 30% foi relatada, com aplicações relevantes na manufatura, em processos industriais e em edifícios inteligentes.
Em uma aplicação específica na indústria, pesquisadores desenvolveram um Digital Twin energético para um túnel de aquecimento. A aplicação reduziu o consumo de energia em até 40%, mantendo a faixa máxima de temperatura exigida pelo processo. O estudo demonstra como uma representação digital pode apoiar não apenas o monitoramento, mas também o ajuste de parâmetros relacionados ao consumo energético.
Essa abordagem amplia a análise para além do consumo histórico, permitindo avaliar cenários futuros. Mudanças na capacidade, novos equipamentos ou modificações nos processos podem alterar o perfil de demanda e gerar novos picos de consumo energético, potencialmente exigindo infraestrutura adicional.
Consequentemente, o consumo total de energia e a demanda de potência podem ser avaliados como dimensões distintas. Dois cenários podem apresentar consumo energético semelhante durante determinado período, mas exigir capacidades de infraestrutura diferentes caso concentrem a demanda em intervalos específicos.
Custos e fontes de energia também influenciam os resultados
A quantidade de energia consumida não é o único fator que determina seus impactos econômicos e ambientais. O momento do consumo, os custos de energia e a fonte energética utilizada também podem afetar os resultados de cada cenário.
Um estudo publicado em 2025 na Production Engineering demonstrou essa relação por meio de um Digital Twin aplicado a uma máquina de limpeza industrial. A aplicação utilizou informações relacionadas à demanda energética e aos preços da energia para ajustar o consumo, demonstrando o potencial de estratégias de resposta à demanda para reduzir custos e melhorar a flexibilidade energética.
Isso amplia a análise para além da eficiência de equipamentos individuais. Estratégias de fornecimento, disponibilidade de energia renovável, variações tarifárias e períodos de maior demanda também podem ser considerados na comparação de alternativas.
A combinação dessas informações permite avaliar não apenas quanta energia será necessária, mas também quando essa demanda ocorrerá, quais fontes poderão atendê-la e quais impactos econômicos e ambientais estarão associados às diferentes estratégias.
Eficiência energética também é uma questão de planejamento
Quando consumo, demanda, custos, emissões e produtividade são analisados de forma integrada, a eficiência energética deixa de ser uma iniciativa voltada apenas à redução de desperdícios. Ela passa a fazer parte do planejamento industrial.
Antes de ampliar a capacidade, instalar novos equipamentos ou modificar processos, as empresas podem avaliar questões como: Qual será o comportamento da demanda energética futura? A infraestrutura disponível será suficiente? Onde estarão os maiores picos de demanda? Quais fontes de energia poderão ser consideradas? Como as diferentes alternativas afetarão os custos e as emissões?
Essa análise também apoia o planejamento de investimentos. Em vez de dimensionar a infraestrutura energética apenas com base nas condições atuais, diferentes cenários de crescimento podem ser avaliados para identificar necessidades futuras e comparar alternativas.
Os estudos demonstram, portanto, que a eficiência energética não deve ser analisada separadamente da produtividade, da capacidade e das características do sistema produtivo. Avaliar essas relações em um ambiente digital amplia as informações disponíveis para definir estratégias de eficiência, redução de desperdícios e planejamento energético.
Incorporando inteligência energética aos modelos FlexSim
O Helios, um módulo adicional do FlexSim, incorpora inteligência energética à análise de cenários, permitindo que as empresas avaliem os impactos energéticos de diferentes estratégias antes da implementação.
A solução permite analisar o consumo energético dos recursos em diferentes estados, o comportamento da demanda ao longo do tempo, os custos, as emissões indiretas de carbono e diferentes fontes de energia. Essas informações podem ser avaliadas em conjunto com o comportamento do sistema representado no modelo FlexSim.
A análise pode apoiar iniciativas de eficiência energética e redução de desperdícios, além de avaliações relacionadas a picos de demanda, infraestrutura, capacidade energética, alternativas de fornecimento e necessidades futuras associadas a novos investimentos.
Avalie os impactos energéticos das suas estratégias antes da implementação. Conheça o Helios e fale com nossos especialistas.
Referências
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Naumann, M., et al. (2025). Energy efficiency improvement for decarbonization in manufacturing industry: A review. Energy Conversion and Management, 338, 119763.
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