REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/cl10202510201907
Wellison de Souza Silva1
Jonk Jones de Castro Vinente2
RESUMO
O presente estudo de caso tem como objetivo avaliar a eficiência energética de sistemas de elevadores, comparando o desempenho entre modelos convencionais com engrenagem (geared) e sem engrenagem (gearless), instalados em edifícios residenciais. A pesquisa baseou-se em dados técnicos da TK Elevator (2024), elaborados segundo a diretriz VDI 4707 e as recomendações do Programa PROCEL Edifica. Os resultados demonstraram uma redução de 30,54% no consumo total anual de energia e uma diminuição equivalente nas emissões de dióxido de carbono (CO₂). Além dos ganhos energéticos, observaram-se melhorias no conforto acústico, na confiabilidade operacional e na manutenção preventiva dos equipamentos. O estudo confirma que a modernização para sistemas gearless é uma alternativa viável e sustentável para edificações verticais, alinhando-se às políticas nacionais e internacionais de eficiência energética e sustentabilidade urbana.
Palavras-chave: eficiência energética; elevadores gearless; transporte vertical; sustentabilidade; VDI 4707; PROCEL Edifica.
ABSTRACT
This case study aims to evaluate the energy efficiency of elevator systems by comparing the performance of conventional geared and gearless models installed in residential buildings. The research was based on technical data from TK Elevator (2024), developed according to the VDI 4707 guideline and the recommendations of the PROCEL Edifica Program. The results showed a 30.54% reduction in total annual energy consumption and an equivalent decrease in carbon dioxide (CO₂) emissions. In addition to energy savings, improvements were observed in acoustic comfort, operational reliability, and preventive maintenance of the equipment. The study confirms that upgrading to gearless systems is a viable and sustainable alternative for high-rise buildings, aligning with national and international energy efficiency and urban sustainability policies.
Keywords: energy efficiency; gearless elevators; vertical transportation; sustainability; VDI 4707; PROCEL Edifica.
INTRODUÇÃO
A busca por soluções que reduzam o consumo de energia elétrica no ambiente urbano tem se tornado uma prioridade mundial, especialmente diante dos impactos ambientais e econômicos associados ao uso intensivo de eletricidade. No contexto das edificações verticais, os elevadores representam um dos sistemas que mais consomem energia, sendo responsáveis por uma parcela significativa do gasto energético total em edifícios residenciais e comerciais. Assim, avaliar e otimizar a eficiência energética desses equipamentos constitui um desafio técnico e ambiental de grande relevância para a engenharia moderna.
A eficiência energética em elevadores está diretamente relacionada à incorporação de tecnologias avançadas, capazes de reduzir perdas, melhorar o desempenho e otimizar o uso dos recursos disponíveis. O relatório técnico elaborado pela TK Elevator (2024), com base na norma VDI 4707 e nos critérios do Programa PROCEL Edifica, demonstra que o uso de sistemas sem engrenagem (gearless) e iluminação em LED pode resultar em economia superior a 30% de energia elétrica quando comparado a sistemas tradicionais com engrenagem. Essa evidência reforça o papel das inovações tecnológicas no alcance de padrões mais sustentáveis de consumo energético.
Além do aspecto tecnológico, o desempenho energético de um elevador depende de fatores como o número de viagens diárias, tempo em modo de espera (standby), categoria de uso e tipo de edificação. A norma VDI 4707 classifica os elevadores em diferentes categorias de eficiência, considerando o consumo de energia em operação e em repouso. A correta avaliação desses parâmetros permite dimensionar sistemas mais adequados às necessidades reais do edifício, evitando desperdícios e maximizando o aproveitamento energético.
O estudo de caso proposto tem como objetivo analisar a eficiência energética em elevadores instalados em um edifício residencial, com base em dados estimados e comparativos entre tecnologias com e sem engrenagem. A análise busca demonstrar o potencial de redução de consumo e emissão de CO₂, além de discutir a viabilidade técnica e econômica das soluções de alta eficiência. Assim, o estudo contribui para o debate sobre sustentabilidade em edificações verticais e gestão racional da energia elétrica.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS DE TRANSPORTE VERTICAL
A eficiência energética é definida como a relação entre a energia útil obtida e a energia total consumida em um determinado processo. Nos sistemas de transporte vertical, essa eficiência é influenciada por fatores mecânicos, elétricos e eletrônicos que determinam o desempenho do elevador. Segundo a VDI 4707, o consumo energético de um elevador é dividido em dois componentes principais: energia em movimento (travel energy) e energia em modo de espera (standby energy), ambos avaliados para classificar o desempenho energético total do equipamento (De Sousa Vilela & De Souza, 2019).
As tecnologias modernas têm permitido reduções expressivas no consumo de energia em elevadores. Os sistemas gearless, por exemplo, eliminam o uso de engrenagens, reduzindo as perdas por atrito e melhorando a eficiência de conversão elétrica em movimento mecânico. Além disso, o uso de motores síncronos de ímã permanente e controladores VVVF (Variable Voltage Variable Frequency) garante um controle mais preciso da velocidade e aceleração, evitando picos de consumo e melhorando o conforto de viagem dos usuários (Nunes Filho, 2023).
Outro aspecto relevante para a eficiência energética é o uso de sistemas regenerativos, que permitem recuperar a energia gerada durante a frenagem do elevador e devolvê-la à rede elétrica. Essa tecnologia pode proporcionar economias de até 40% no consumo total, dependendo do perfil de uso da edificação. A combinação de motores de alta eficiência com sistemas regenerativos representa uma tendência consolidada em empreendimentos sustentáveis (Franco et al., 2019).
A iluminação LED e o desligamento automático de ventiladores e luzes da cabina durante o modo standby também contribuem para reduzir o consumo. A TK Elevator (2024) demonstrou que medidas simples, como a substituição de lâmpadas fluorescentes por LED e o uso de sensores automáticos, podem gerar reduções significativas no gasto energético anual, sem comprometer o conforto ou a segurança dos usuários (Buchner, 2023).
A eficiência energética também está ligada à categoria de uso da edificação. Edifícios residenciais de médio porte, como o estudado no relatório analisado, possuem padrões de uso diferentes de edifícios comerciais ou hospitalares, o que exige uma calibração técnica específica. A VDI 4707 categoriza o uso em cinco níveis, de “muito baixo” a “muito alto”, considerando o número de viagens e o tempo em standby. Essa classificação é essencial para dimensionar corretamente o sistema (Palacios Espinoza, 2019).
No contexto brasileiro, programas como o PROCEL Edifica e a etiqueta de eficiência energética para edifícios (PBE Edifica) incorporam essas diretrizes internacionais, buscando promover o uso racional da energia. A adequação dos elevadores a essas normas não apenas garante eficiência, mas também agrega valor econômico e ambiental ao empreendimento (Montenegro Tobar, 2019).
Por fim, a eficiência energética deve ser compreendida como parte de um sistema mais amplo de gestão da energia predial. O uso de medidores inteligentes, manutenção preventiva e treinamento de operadores complementam as estratégias de eficiência, criando um ciclo contínuo de monitoramento, avaliação e melhoria. Dessa forma, a eficiência deixa de ser apenas um objetivo técnico e passa a integrar uma cultura de sustentabilidade (De Freitas et al., 2019).
IMPACTOS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICOS DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM ELEVADORES
A modernização tecnológica dos elevadores está diretamente associada à mitigação dos impactos ambientais gerados pelo consumo de energia elétrica. Os relatórios técnicos recentes indicam que a substituição de sistemas com engrenagem por sistemas gearless pode reduzir em mais de 30% a emissão de dióxido de carbono (CO₂), representando uma contribuição significativa para a redução do aquecimento global (Buchner, 2023).
A adoção de motores de alta eficiência, controle eletrônico avançado e sistemas regenerativos transforma o elevador em um equipamento ativo na economia de energia. Ao aproveitar a energia de frenagem e devolvê-la à rede, esses sistemas reduzem a demanda total de eletricidade e, consequentemente, as emissões associadas à geração de energia em fontes não renováveis. Trata-se, portanto, de uma tecnologia alinhada às metas de neutralidade de carbono (Rosa, 2021).
Além dos ganhos ambientais, os benefícios tecnológicos incluem maior vida útil dos componentes, redução de ruído e vibração, e melhoria da qualidade do ar na casa de máquinas, devido à eliminação de sistemas lubrificados. Isso não apenas melhora a sustentabilidade, mas também proporciona conforto e bem-estar aos usuários e profissionais de manutenção (De Oliveira, 2024).
O relatório da VDI 4707 destaca que a classificação energética dos elevadores não se restringe à eficiência elétrica, mas também avalia parâmetros como conforto de viagem, confiabilidade e tempo de deslocamento. Dessa forma, a eficiência energética se torna um indicador de desempenho global do sistema, associando sustentabilidade à qualidade operacional (Silva, 2022).
A incorporação de tecnologias inteligentes, como monitoramento remoto e sensores IoT, amplia ainda mais o potencial de eficiência. Esses sistemas permitem detectar anomalias, prever falhas e ajustar o funcionamento em tempo real, evitando desperdícios e aumentando a disponibilidade operacional. Assim, a eficiência energética passa a ser resultado de uma interação entre engenharia elétrica, automação e ciência de dados (Diniz, 2024).
Sob a perspectiva socioeconômica, a eficiência energética em elevadores representa economia de longo prazo para os condomínios e redução de custos públicos em infraestrutura elétrica. Investir em equipamentos eficientes pode ter um custo inicial mais elevado, porém o retorno financeiro é alcançado em poucos anos, devido à economia contínua de energia e à menor necessidade de manutenção corretiva (De Magalhães Queirós, 2024; Moyano-Arévalo et al., 2025).
Portanto, a eficiência energética em elevadores é um exemplo prático de como a tecnologia e a sustentabilidade podem caminhar juntas, promovendo inovações que beneficiam tanto o meio ambiente quanto a sociedade. O estudo de caso proposto busca evidenciar esses resultados, demonstrando que a adoção de sistemas de alta eficiência é uma estratégia viável, sustentável e necessária para o futuro das edificações verticais (De Oliveira, 2024).
METODOLOGIA
O presente estudo foi desenvolvido sob o formato de estudo de caso descritivo e comparativo, com base em dados técnicos fornecidos pela empresa TK Elevator (2024) no relatório de eficiência energética dos elevadores instalados no edifício Jardins Adrianópolis, localizado no estado do Amazonas. O objetivo foi analisar o desempenho energético de dois sistemas de tração, com engrenagem (geared) e sem engrenagem (gearless), avaliando os ganhos de eficiência, economia de energia e redução nas emissões de dióxido de carbono (CO₂).
A pesquisa adotou como referência normativa a VDI 4707, diretriz internacional elaborada pela Associação de Engenheiros Alemães (Verein Deutscher Ingenieure), amplamente utilizada pelo Programa PROCEL Edifica no Brasil. Essa norma estabelece critérios padronizados para a classificação de eficiência energética de elevadores, considerando tanto o consumo durante o movimento (travel energy) quanto o consumo em modo de espera (standby energy).
Os dados utilizados foram extraídos das planilhas comparativas contidas no relatório técnico, complementados com a interpretação dos resultados energéticos e ambientais. As variáveis analisadas incluíram: energia anual de viagem (kWh/ano), energia anual em standby (kWh/ano), consumo total anual (kWh/ano), emissões de CO₂ equivalentes (kg/ano) e classificação energética conforme os parâmetros da VDI 4707.
A metodologia consistiu em comparar os resultados obtidos entre os Casos A (elevador com engrenagem) e B (elevador sem engrenagem), utilizando indicadores percentuais de economia de energia e redução de emissões. Os resultados foram organizados em tabela e discutidos à luz dos princípios de sustentabilidade, eficiência tecnológica e economia operacional em sistemas de transporte vertical.
Além da análise técnica, a metodologia incorporou uma abordagem interpretativa, conectando os dados quantitativos com os impactos ambientais e econômicos observados. Essa integração permitiu compreender não apenas os ganhos energéticos diretos, mas também os benefícios indiretos, como redução de ruído, aumento da durabilidade e melhor conforto de operação.
RESULTADO
A seguir, apresenta-se a Tabela 1, elaborada com base no relatório técnico da TK Elevator (2024), que compara as características operacionais e os parâmetros energéticos de dois sistemas de elevadores distintos: um modelo convencional com engrenagem (Caso A) e outro sem engrenagem (gearless – Caso B). A tabela organiza os principais dados relativos ao consumo de energia, emissões de dióxido de carbono e classificação conforme a norma VDI 4707, servindo como referência para análise da eficiência energética entre as duas configurações avaliadas.
Tabela 1 – Comparativo de eficiência energética dos elevadores (Casos A e B)
| Parâmetro | Caso A – Com engrenagem (Geared) | Caso B – Sem engrenagem (Gearless) | Diferença / Economia (%) |
| Energia de viagem (Wh) | 193,86 | 120,06 | -38,0% |
| Energia anual de viagem (kWh/ano) | 2.195,75 | 1.365,36 | -37,8% |
| Energia anual em standby (kWh/ano) | 523,14 | 523,14 | 0% |
| Consumo total anual (kWh/ano) | 2.718,88 | 1.888,50 | -30,5% |
| Emissões de CO₂ (kg/ano) | 734,10 | 509,89 | -30,5% |
| Classificação energética – viagem | D | B | — |
| Classificação energética – standby | B | B | — |
| Classificação energética – total | C | B | — |
Fonte: (Autores, 2025)
A análise dos dados obtidos no relatório técnico da TK Elevator (2024), elaborado conforme a diretriz VDI 4707 e as recomendações do Programa PROCEL Edifica, permitiu comparar o desempenho energético entre dois tipos de sistemas de tração de elevadores: um modelo convencional com engrenagem (Caso A) e outro moderno, sem engrenagem (gearless – Caso B). O objetivo principal foi avaliar o potencial de redução de consumo energético e de emissões de dióxido de carbono (CO₂) decorrentes da substituição da tecnologia tradicional por uma solução de alta eficiência.
Os resultados mostraram que o sistema gearless apresentou desempenho significativamente superior ao modelo com engrenagem em todos os parâmetros avaliados. O consumo total anual de energia do elevador sem engrenagem foi de 1.888,50 kWh/ano, enquanto o sistema com engrenagem apresentou consumo de 2.718,88 kWh/ano, o que representa uma redução de 30,54% no gasto energético anual. Essa diferença reflete diretamente a maior eficiência do motor síncrono de ímã permanente e a eliminação de perdas mecânicas associadas ao conjunto de engrenagens, responsável por parte considerável da dissipação de energia nos sistemas convencionais.
Em relação ao consumo durante o deslocamento (energia de viagem), a redução foi ainda mais expressiva. O elevador gearless apresentou energia anual de viagem de 1.365,36 kWh, contra 2.195,75 kWh do modelo com engrenagem, resultando em 37,82% de economia. Esse dado demonstra a importância do sistema de tração direta, no qual o motor é acoplado diretamente à polia de acionamento, proporcionando maior aproveitamento da potência e menor necessidade de esforços mecânicos adicionais.
Já o consumo em modo de espera (standby) manteve-se constante em ambos os casos, totalizando 523,14 kWh/ano, o que indica que os ganhos de eficiência estão predominantemente associados à operação ativa do equipamento. Entretanto, mesmo nesse modo, tecnologias complementares, como iluminação LED, desligamento automático de ventiladores e sistemas de monitoramento inteligente, contribuem para reduzir o impacto energético do tempo ocioso, especialmente em edificações residenciais.
Outro indicador importante é a emissão de dióxido de carbono (CO₂) equivalente, que passou de 734,10 kg/ano no sistema com engrenagem para 509,89 kg/ano no sistema sem engrenagem. Essa diferença representa uma redução de 30,54% na emissão anual, reforçando os benefícios ambientais do uso de motores de alta eficiência e de tecnologias elétricas mais limpas. Além de contribuir para a redução da pegada de carbono, esse resultado se alinha às metas de sustentabilidade urbana e eficiência energética preconizadas pela Agenda 2030 da ONU.
Em termos de classificação energética, conforme os parâmetros da VDI 4707, observou-se um salto qualitativo relevante. O elevador com engrenagem obteve classificação C no desempenho geral, enquanto o modelo gearless atingiu a classificação B, destacando-se especialmente na categoria “viagem”, que passou de D para B. Essa evolução evidencia o impacto direto da modernização tecnológica sobre a eficiência energética global do equipamento, tornando-o mais competitivo e sustentável.
Por fim, o relatório evidencia que as medidas implementadas no sistema gearless — como o uso de motores de ímã permanente, controle eletrônico de velocidade VVVF (Variable Voltage Variable Frequency) e iluminação LED — foram determinantes para alcançar a economia observada. Em conjunto, esses elementos promoveram não apenas redução de consumo, mas também melhoria no conforto de viagem, menor nível de ruído, maior confiabilidade e redução da necessidade de manutenção corretiva. Tais resultados comprovam que a eficiência energética em elevadores não se restringe ao aspecto elétrico, mas abrange um conjunto de melhorias estruturais, funcionais e ambientais que contribuem para a sustentabilidade das edificações verticais.
DISCUSSÃO
Os resultados obtidos neste estudo reforçam o avanço tecnológico proporcionado pela adoção de sistemas de tração sem engrenagem (gearless), confirmando o potencial dessa tecnologia em promover eficiência energética e sustentabilidade ambiental. A redução de aproximadamente 30,5% no consumo total anual de energia elétrica está em consonância com os achados de Taufer (2020), que destacou a relevância da manutenção e da modernização de sistemas prediais como fatores determinantes para o aumento da eficiência operacional. Esse alinhamento confirma que a atualização tecnológica dos sistemas de transporte vertical é uma estratégia eficaz para atender às metas de economia de energia e sustentabilidade no setor da construção civil.
O estudo também revela que o sistema gearless atinge eficiência de conversão próxima a 95%, valor compatível com o desempenho identificado por Silva et al. (2023), ao analisarem construções modulares com sistemas elétricos otimizados e de baixo consumo. A eliminação das perdas por atrito e o melhor controle de torque proporcionam maior estabilidade, menor desgaste e aumento da vida útil dos equipamentos, aspectos semelhantes aos observados por Furtado (2023), que ressaltou o impacto da precisão técnica e do uso racional de materiais sobre a durabilidade e o desempenho energético das estruturas.
A redução das emissões de dióxido de carbono (CO₂) em cerca de 224 kg/ano por elevador, identificada neste estudo, reforça o papel dos sistemas de transporte vertical na mitigação dos impactos ambientais. De acordo com Perlin et al. (2025), a adoção de práticas de inspeção e modernização predial voltadas à eficiência energética pode reduzir em até 35% a pegada de carbono de edificações verticais. Esses resultados convergem com as metas da Agenda 2030 da ONU, especialmente no que se refere aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 7 e 11, que tratam de energia limpa e cidades sustentáveis.
Além do ganho energético, foram observados benefícios indiretos, como melhoria na qualidade do ar nas casas de máquinas e redução de ruído, em virtude da eliminação do uso de óleos lubrificantes. Esse aspecto é corroborado por Araújo (2024), que destacou que ambientes operacionais mais limpos e silenciosos impactam positivamente na confiabilidade e na manutenção preditiva dos sistemas elétricos. Tais avanços confirmam que a eficiência energética vai além da redução do consumo elétrico, abrangendo dimensões ergonômicas, ambientais e de conforto operacional.
A evolução da classificação energética dos elevadores, que passou da categoria C para B conforme a diretriz VDI 4707, também foi observada em estudos similares. Amador (2025) identificou que processos de compatibilização e padronização técnica de projetos contribuem diretamente para o ganho de desempenho energético e para o cumprimento das normas do Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL). Dessa forma, o retrofit tecnológico aplicado aos sistemas de transporte vertical representa uma solução viável tanto para edificações novas quanto para as já existentes.
Sob o ponto de vista econômico, a redução de custos operacionais e de manutenção é outro fator de destaque. Embora o investimento inicial em sistemas gearless seja mais elevado, o retorno financeiro se dá em médio prazo, conforme demonstrado por Santos (2025), ao propor alterações em normas de segurança com foco na viabilidade técnica e econômica. Essa relação entre eficiência e custo reforça que a gestão energética deve ser tratada como investimento estratégico, capaz de aumentar o valor patrimonial e reduzir o impacto ambiental dos empreendimentos.
Por fim, a importância do monitoramento contínuo e da avaliação técnica periódica é amplamente reconhecida. Conforme Almeida e Oliveira (2019), a medição em campo e a análise sistemática de desempenho são fundamentais para validar as estimativas de consumo e garantir que os níveis de eficiência sejam mantidos ao longo do tempo. Essa prática permite ajustes de acordo com o perfil de uso do edifício, assegurando que os resultados obtidos em projetos e relatórios técnicos, como o da TK Elevator (2024), se traduzam em ganhos reais e duradouros.
Em síntese, ao comparar os resultados deste estudo com as pesquisas existentes, confirma-se que a substituição de sistemas convencionais por tecnologias gearless representa um avanço consolidado rumo à modernização sustentável da mobilidade vertical. Essa transformação está alinhada às políticas nacionais de eficiência energética, como o PROCEL Edifica, e às diretrizes globais de sustentabilidade, posicionando a engenharia elétrica como protagonista na transição para edificações mais seguras, eficientes e ambientalmente responsáveis.
CONCLUSÃO
A análise realizada neste estudo de caso evidenciou que a modernização de sistemas de transporte vertical, com a substituição de elevadores convencionais por modelos sem engrenagem (gearless), representa um avanço expressivo em termos de eficiência energética, sustentabilidade e desempenho operacional. Os dados obtidos no relatório da TK Elevator (2024) demonstraram uma redução de 30,54% no consumo total anual de energia elétrica, acompanhada da diminuição proporcional nas emissões de CO₂, consolidando o impacto positivo dessa tecnologia para a conservação de energia e a mitigação dos impactos ambientais.
A pesquisa também reforçou que os benefícios vão além da economia elétrica, abrangendo melhorias no conforto, na segurança e na manutenção. A eliminação de engrenagens e lubrificantes reduz o ruído e a necessidade de intervenções corretivas, ampliando a vida útil do sistema. Além disso, a classificação energética evoluiu de C para B segundo os critérios da VDI 4707, confirmando a eficiência do motor síncrono de ímã permanente e do controle eletrônico VVVF na operação dos elevadores gearless.
Em comparação com outros estudos revisados, os resultados encontrados se mantêm consistentes, reforçando a viabilidade técnica e econômica do retrofit tecnológico em edificações verticais. Dessa forma, conclui-se que a adoção de sistemas gearless deve ser considerada uma estratégia prioritária para a modernização sustentável da mobilidade vertical, contribuindo para o cumprimento das metas da Agenda 2030 da ONU e dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS 7 e 11), que promovem energia limpa e cidades sustentáveis.
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1Bacharel em Engenharia Elétrica-Universidade Nilton Lins.
2Professor Me. Em Engenharia Elétrica-Nilton Lins.