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Qualidade do ambiente interno


Data: 18-01-2013

postado em: 02/08/2012 10:38 h
atualizado em: 02/08/2012 11:01 h

Renovação do ar é condição para qualidade e conforto


Diversos gases são gerados por pessoas confinadas num mesmo ambiente, como escritórios, um deles o CO2 provindo da respiração humana. O acúmulo de CO2 pode acarretar diversas reações nos ocupantes destes ambientes, como irritações nos olhos, sonolência aguda, cansaço em demasia, entre outros. Diversas empresas se preocupam com o ar que seus funcionários respiram promovendo mensalmente análise de quantidade de CO2, em especial em ambientes de Help Desk, Call Center e Telemarketing, onde existe um grande número de pessoas confinadas por muito tempo em um ambiente fechado e condicionado.

“Sem a renovação de ar tais ambientes se tornariam insalubres, não só falando do acúmulo de CO2, mas também da possibilidade de contágio de doenças respiratórias, acúmulo de ácaros devido às persianas, carpetes, etc. Portanto, é salutar que sejam respeitadas as parcelas de renovação por pessoa para cada ambiente condicionado, seguindo orientações expressas nas principais normativas vigentes”, orienta Eduardo Menossi, diretor comercial da EBM Climatização Instalações de Ar Condicionado.

Wili Colloza Hoffmann, diretor da Vectus, acrescenta que o ar de renovação ou também chamado de “ar externo” ou ar de higienização, tem a função secundária de pressurizar os ambientes climatizados, reduzindo a penetração de contaminantes particulados, umidade e calor do ar externo.

Segundo Hoffmann nas instalações onde o sistema de renovação do ar não existe ou é insuficiente, ocorre geralmente o aumento da concentração dos contaminantes gasosos gerados internamente, prejudicando em muito a qualidade do ar interno, uma vez que a parcela do ar que é tomado da parte externa da edificação não atende a diluição dos contaminantes gasosos gerados internamente, promovendo a sua remoção dos ambientes internos.

“Os sistemas de ar externo, quando a captação é feita em lugar adequado no edifício, geralmente tomam um ar com uma qualidade melhor (do ponto de vista de contaminantes gasosos) do que aquela percebida internamente e, após uma filtração adequada para remoção do material particulado, uma vez dentro da ambiente promove a diluição destes contaminantes mantendo a concentração sob controle dentro de níveis saudáveis”, diz Hoffmann.

Ele acrescenta que a vazão de ar externo necessária para manter a qualidade do ar depende do potencial de geração de contaminantes internamente, logo, está diretamente ligada ao tipo de ocupação (processo) interno aos ambientes.

“O principal gerador de contaminantes são as pessoas, mas também geram contaminantes os móveis, tintas, revestimentos, carpetes, plantas, computadores, impressoras etc. A norma brasileira NBR 16401-2008 na parte 3 estabelece para cada aplicação a vazão de ar externo necessária por ocupante, mais a vazão do ar externo por metro quadrado do ambiente (são três níveis dependendo da qualidade desejada). A primeira parte (vazão por ocupante) existe para diluir a parcela gerada pelas pessoas, enquanto a segunda parte (por metro quadrado) é a parcela para diluir os contaminantes gerados pelos demais geradores, explica o diretor da Vectus.

Especificação dos sistemas

Uma vez que os sistemas de renovação do ar são importantes por garantir a qualidade do ar interior e, em casos mais complexos, controlar a umidade dos ambientes, os projetos precisam considerar as condições termo-higrométricas (temperatura e umidade) do ar da localidade do empreendimento, assim como das áreas internas e externas, e o número de pessoas que estarão nos ambientes. Estes parâmetros definem a vazão de ar necessária para a renovação adequada do ar.

“Com a adoção dos sistemas DOAS (Dedicated Outdoor Air Systems) é possível realizar o tratamento completo do ar de renovação por meio de filtragem, resfriamento e desumidificação. Desta forma, acontece o desacoplamento do calor sensível e latente dos ambientes. Só assim é possível projetar sistemas mais eficientes energeticamente e que, ao mesmo tempo, controlem melhor a umidade dos ambientes. Outro dispositivo muito eficaz é o recuperador de calor (rodas ou cubos entálpicos), que utiliza o ar de expurgo dos ambientes, cuja temperatura e umidade estão mais baixas, para pré-resfriar e desumidificar o ar externo de renovação, reduzindo desta forma esta parcela da carga térmica”, informa Marcos Santamaria, engenheiro de aplicação da Indústrias TOSI.



Marco Adolph, do departamento de engenharia da TROX Brasil, acrescenta que o ar de renovação ou ar externo é critério de projeto e, tecnicamente, é possível atender as normas com quaisquer tipos de sistemas, porém é necessário que seja feito um bom projeto do sistema de climatização. O atendimento das taxas de renovação tem um custo em equipamentos e tempo para dimensionamento e atualmente existem vários projetos falhos nos quais o ar de renovação não foi considerado.
Adolph cita como exemplo de mau uso os condicionadores de ar do tipo split em salas de aula, sem unidades complementares para garantir a renovação de ar. O que se observa nestes casos é que, ao longo das aulas, os alunos tendem a ficarem sonolentos devido ao aumento dos níveis de CO2.

“A renovação de ar está relacionada a diluição de gases, odores e outras substâncias geradas pelos ocupantes ou equipamentos no interior de um ambiente. Por exemplo, durante o processo de respiração liberamos dióxido de carbono que em altas quantidades pode provocar queda de desempenho e sonolência. Com a renovação de ar, parte destes gases gerados é substituída por ar dito fresco, usualmente ar externo. Estes sistemas, que são considerados básicos em sistemas centrais de ar condicionado, e alguns poucos modelos compactos, garantem a qualidade do ar através da diluição e redução dos níveis de gases que afetam a saúde e o desempenho das pessoas em ambientes confinados. Usualmente os projetistas partem das recomendações existentes em normas (NBR16401) e nos guidelines de Associações como a ASHRAE, para especificar a taxa de ar de renovação, ou ar externo, em função das atividades exercidas no recinto e critérios de conforto preestabelecidos. Como ponto de partida, os projetistas também podem recorrer às referências do Ministério do Trabalho que estabelecem os limites de concentrações para poluentes em ambientes confinados. Mas ainda há muita discussão sobre níveis de tolerância para alguns gases”, comenta o engenheiro da TROX.

Ele diz que, já em sua concepção, os sistemas centrais de ar condicionado possuem, ou deveriam possuir, tomadas de ar externo nas casas de máquinas. Os fancoils e unidades de tratamento de ar possuem caixas de mistura nas quais o ar de retorno é misturado ao ar externo para ser tratado; unidades compactas de janela possuem um pequeno bypass, que garantiria alguma renovação de ar. Alguns fabricantes de sistemas split oferecem unidades para injeção de ar externo, porém nem sempre é possível garantir a filtragem.

“Via de regra têm sido observadas instalações com splits sem qualquer tomada de ar de renovação, o que pode ser considerado uma falha na aplicação do produto. Enfim, unidades centrais bem projetadas devem ter um sistema de renovação de ar. Atualmente, tem se discutido muito no Brasil o uso de sistemas com vigas frias, nas quais parte do calor é removido por serpentinas de água gelada no próprio ambiente a ser climatizado. Nas vigas frias ativas há a combinação de ar tratado e serpentina para remoção de calor. O ideal nestes sistemas é trabalhar com vazões de ar para suprir apenas o ar externo, neste caso o sistema seria 100% de ar de renovação, evitando-se a recirculação de contaminantes”, informa Adolph.
Ele orienta ainda que, como qualquer componente de um sistema de condicionamento de ar, as tomadas de ar, dutos, dampers de controle, ventiladores e sistemas de filtragem passem por manutenção periódica para garantir a correta operação e manutenção das taxas de renovação especificadas em projeto.


De acordo com Menossi estes sistemas introduzem de maneira mecanizada uma parcela de ar externo (teoricamente limpo) para cada pessoa/ocupante do ambiente que será condicionado. Desta maneira garante-se que haverá um processo automático de renovação de ar quando acionado o ar condicionado e/ou sistema auxiliar de renovação, no caso de splits. O sistema pode ser elaborado de diversas maneiras, podendo ser com a instalação de uma simples caixa de ventilação dotada de filtros, sendo a distribuição de ar por meio de rede de dutos e grelhas, ou ainda utilizar caixa de mistura no retorno do fancoil, efetuando a renovação de ar, ou sistemas de renovação de ar com recuperadores de energia.

“As premissas levam em consideração tipo de ocupação dos ambientes, como escritórios, salas de aula, igrejas, hotéis, etc., além do tempo médio de permanência nos ambientes que serão condicionados, com isso calcula-se a quantidade de ar externo por pessoa a ser incorporado tanto no cálculo de carga térmica quanto no selecionamento dos equipamentos e detalhamento no projeto futuro do sistema”, informa Menossi.

Ele lembra que num país tropical como o Brasil, qualquer parcela de ar externo em um dia de verão irá interferir no cálculo de carga térmica e consequentemente na eficiência energética do sistema como um todo. Para isso existem diversas soluções de como a incorporação de recuperação de energia, aplicável e viável em grandes ambientes com grandes taxas de renovação de ar externo, como universidades, shopping centers, aeroportos, escritórios, etc.. São instalações que admitem uma parcela de ar interno já condicionado por volta de 24°C e troca calor com outra parcela do ar externo variando de 30°C a 34°C, com isso se reduz sensivelmente a temperatura e umidade do ar a ser introduzida, melhorando a eficiência.

“O mercado oferece diversas soluções, desde a utilização de recuperadores de energia como roda entálpica, ou elementos com parede higrocóspica, até mesmo soluções utilizando caixas de ventilação dotadas de inversores de frequência, conectados à caixas VAV comandadas por sensores de CO2 no ambiente, tendo ainda monitoração externa de temperatura e umidade para uma análise entálpica. Para empreendimentos que buscam qualquer tipo de certificação, seja o LEED, AQUA e até mesmo o Procel Edifica, torna-se primordial a utilização de recuperadores de energia tratando a renovação de ar, além da adoção de filtros de alta eficiência”, diz Menossi.

Manutenção do sistema

Para Santamaria a eficiência está vinculada à manutenção de todo o sistema de ar condicionado e, especialmente, dos sistemas de renovação, fundamentais para a qualidade do ar interior.

“Por meio dos procedimentos de manutenção, os filtros de ar que estão saturados são substituídos, as bandejas de condensação são higienizadas e as vazões de ar de renovação são verificadas e ajustadas ao determinado em projeto, sempre que necessário”, diz Santamaria.

Hoffmann acrescenta que as instalações precisam funcionar adequadamente e a manutenção e monitoração de seu funcionamento fazem parte da sustentação da qualidade do ar, logo não adianta um sistema bem projetado e instalado se não houver uma manutenção adequada e vice-versa.

“A falta de manutenção também gera o aumento da concentração de alguns contaminantes nos ambientes interiores. As pessoas têm boa tolerância à concentração de dióxido de carbono. Por si só não representaria um risco para os ocupantes, mas a concentração deste gás é normalmente utilizada como indicador de como anda o nível dos demais contaminantes, e também é utilizada para uma verificação preliminar de como está funcionando o sistema de ar externo. Um sistema com captação e vazão adequadas de ar externo, geralmente proporciona à instalação uma concentração de CO2 de até 700 ppm acima da concentração do ar externo. Quando isto acontece, significa que o sistema de ar externo está funcionando adequadamente. Não podemos confundir este indicador e acharmos que se o controlarmos especificamente (removendo somente ele do ambiente ou do ar externo), teremos uma melhora da qualidade do ar interno, por ser este apenas um indicador. Faço uma analogia com febre nos seres humanos. A febre é um indicador que algo não vai bem, se tratarmos a febre somente corremos o risco de mascararmos o principal problema, não dando tratamento adequado. Várias são as soluções possíveis para o tratamento do ar de renovação. Na minha opinião, a melhor solução é quando tratamos (filtração, desumidificação, resfriamento) o ar externo, antes de distribuí-lo para os ambientes”, diz Hoffmann.


Quanto à eficiência energética Hoffmann afirma que geralmente as instalações com maior taxa de ar externo são as que mais consomem energia, devido à necessidade do tratamento termo-higrométrico necessário (resfriamento ou aquecimento + desumidificação, e nos climas frios o aquecimento + umidificação). Logo, deve existir o ponto de equilíbrio em que se pode associar a taxa de renovação que proporcione a qualidade desejada. Algumas instalações são dotadas de dispositivos para alterar a vazão de ar externo conforme o número de ocupantes no momento.

Adolph acrescenta que o ar de renovação é o ar exterior misturado ao ar de retorno. Se as temperaturas externas forem muito elevadas haverá uma grande carga de calor sensível a ser removida do ar antes de injetá-lo nos ambientes. O ar muito úmido terá grande quantidade de calor latente. Em ambos os casos o sistema de climatização será penalizado. Por outro lado, não se deve apenas questionar a energia gasta com o ar de renovação, algo que os operadores dos sistemas devem ter em mente é que ar mais puro, com menos contaminantes e menores níveis de CO2, contribuem para redução do absenteísmo e melhora significativamente o desempenho das pessoas em suas funções”.

Menossi cita um exemplo sobre os benefícios gerados em ganhos reais para o usuário: “Tivemos acesso a um projeto de uma universidade onde a quantidade de ar externo era elevada devido à sua ocupação. Tal taxa representava 1/3 da carga térmica total do edifício. Instalamos recuperadores de calor individuais efetuando a renovação de ar por sala de aula, para acomodação de 100 alunos. Com isso garantimos que haveria uma expressiva redução na carga térmica do empreendimento, gerando uma economia final de 35% no consumo energético, além da redução dos equipamentos de ar condicionado que seriam adquiridos. Ainda, por se tratar de uma universidade com utilização média das 7h00 às 23h00, irão existir diversos momentos em que apenas o sistema de renovação de ar fará o papel dos condicionadores, pois estes possuem um sistema de bypass monitorando a cada 60 segundos a temperatura externa versus temperatura interna; quando o set point externo é vantajoso, aciona-se o bypass inserindo o ar externo limpo e em baixa temperatura. É importante frisar que a cidade de São Paulo apresenta temperatura externa abaixo de 24°C em 70% do ano. Os benefícios ao usuário, além de manter constantemente um ar limpo e de qualidade, foram em ganhos reais com a redução do consumo de energia”, finaliza Menossi.

Principais referências normativas para QAI

- ABNT – NBR 16401 – Instalações Centrais de Ar Condicionado para Conforto – Parâmetros Básicos de Projeto.



- Portaria n.º 3532 - Ministério da Saúde de 28/08/1998.



- Resolução n.o 09 da ANVISA (Agência Nacional da Vigilância Sanitária).



- AHRI – Air Conditioning and Refrigeration Institute.



- ASHRAE – American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers – 90.1 e 62.1

- Standard EN 13779.

- Standard ISO/PWI 12249.



Ana Paula Basile Pinheiro - editora da revista Climatização+Refrigeração


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