Olinda é a segunda principal cidade da micro-região metropolitana do Recife.  Com cerca de 380 mil habitantes, a cidade oferece vistas deslumbrantes do Alto da Sé e praias de águas mornas e tranquilas. Entretanto, até o ano passado não possuía um centro de compras à altura da sua importância.

Assim, o Patteo Olinda Shopping nasceu em função dessa necessidade. Empreendimento conjunto do Grupo CM, também responsável pela construção e administração, e da HBR Realty, o shopping possui 51 mil metros quadrados de área bruta locável (ABL), distribuídos em 5 pisos que abrigam lojas, 6 salas de cinemas, restaurantes, e serviços médicos e educacionais.

Eficiência energética e segurança operacional

O projeto de climatização do Patteo Olinda é baseado no sistema de água gelada com termoacumulação, utilizando duas temperaturas distintas, distribuídas em um circuito de alta temperatura e outro de baixa temperatura. “O circuito de baixa temperatura é usado principalmente para combate da umidade e conta com dois chillers de 300 TR, ligados em série contra fluxo. Outros dois chillers de 575 TR, totalizando 1150 TR, são usados para o circuito de alta temperatura, também ligados em série contra fluxo. A carga é complementada por três tanques de termoacumulação, sendo um de 1.588 metros cúbicos para o circuito de baixa e outros dois de 1.588 metros cúbicos, cada um, para o circuito de alta. Além disso, o sistema utiliza recuperadores de energia por roda entálpica, que produz algo em torno de 520 TR por hora. O bombeamento é feito pelo sistema tipo Vertical in Line ou Dual Arm, Design Envelope, operando com sistema Sensorless, dotadas de variadores de frequência já incorporados, Suction Guide com filtro e Válvulas Flotrex, com função de bloqueio, retenção e balanceamento”, informa Fabiano Medeiros, diretor da Meta Medeiros Técnicas Associadas, responsável pela instalação.

O sistema hidrônico conta com válvulas de controle independente de pressão do tipo Energy Valve, que incorpora medição de vazão. Também foi adotado sistema dedicado para tratamento de 100% do ar exterior que é lançado já filtrado, resfriado e desumidificado em todas as lojas e nas unidades de tratamento de ar de recirculação do mall. “Outra contribuição nossa neste conceito foi, ao invés de insuflar este ar proveniente das UTAE’s – unidades de tratamento de ar exterior – nas caixas de mistura das UTAR’s – unidades de tratamento de ar de recirculação -, antes das serpentinas, nós o fizemos junto ao ventilador de insuflação das unidades de recirculação, ou seja, após as serpentinas de resfriamento, já que esse ar se encontra em condições psicrométricas para o uso, com isso, reduzimos a área de face das serpentinas, devido à menor vazão de ar a ser tratada, e melhoramos seu rendimento, uma vez que o diferencial de temperatura passou a ser maior; resumindo, dissociamos a vazão de ar tratado e a de insuflação nas unidades de tratamento de ar de renovação”, continua Medeiros.

Os chillers inicialmente especificados eram de alta eficiência e estavam ligados em série, no circuito hidráulico de água gelada, e em paralelo, no circuito hidráulico de água de condensação. A instaladora propôs uma substituição por máquinas com mancal magnético, ligadas em série em contra fluxo, conseguindo um desempenho mais alto. A utilização dos chillers de mancal magnético foi decidida em uma visita à uma feira da ASHRAE. “A obra iria se alongar bastante, nós tínhamos tempo para trabalhar as diversas opções e, durante a visita à feira da ASHRAE em 2014, tomamos conhecimento desses chillers e desafiamos a JCI a trazê-los ao Brasil. São máquinas que não utilizam óleo e, apesar de ainda ser cedo para afirmar, ao que parece o desgaste é muito menor, pois não há atrito. E se não há perda de energia por atrito, já há ganho”, afirma Leonardo Medeiros, também diretor da empresa instaladora.

Chillers com mancais magnéticos contribuem para a eficiência do sistema

“Nós identificamos em 2015, voltando da feira da ASHRAE, que haveria uma modificação, uma tendência, no sentido de utilizar ventiladores com motores EC. Assim, em todos os fancoils os ventiladores são do tipo plenum fan, dotados de motores EC – eletronicamente comutável. Os motores das torres de arrefecimento são de alta eficiência controlados por variadores de frequência, ou seja, 100% dos motores da obra são de fluxo variável. A quantidade de ar exterior da obra é controlada por sensores de CO2, que, diante do baixo fluxo de pessoas, reduz a quantidade de ar exterior insuflado, a chamada ventilação por demanda”, explica Fabioano Medeiros.

Bombas in line operam com sistema sensorless

Os dutos da obra são todos em chapas de aço galvanizado tipo TDC, isolados com manta de lã de vidro. Os dutos de exaustão de cozinha, lojas e fast food são em chapas de aço pretas soldadas e isolados com manta de fibra cerâmica. Para as tubulações de água foi adotado o PPR até 4 polegadas e aço soldado para bitolas maiores, com isolamento em espuma elastomérica. Todos os trechos externos tiveram seu isolamento envoltos em plástico antes da aplicação do revestimento de alumínio liso, para evitar a possibilidade de encharcamento.

Usar a energia estritamente necessária

A temperatura da água no circuito de baixa é de 4,5 °C e no de alta 9 °C. “Para se obter eficiência no combate à umidade é preciso fazer com que o ar atinja uma temperatura bem baixa para que se consiga alcançar um nível de umidade absoluta que compense. No nosso caso, temos 4,5°C para o tratamento do ar exterior. Já nas unidades de recirculação não existe essa necessidade. Como um chiller é mais eficiente quando opera com temperaturas mais altas, pudemos trabalhar com a maior parcela da carga térmica do prédio numa condição de temperatura de 9,0 °C, melhorando a eficiência energética de todo o sistema. Importante salientar que esses dois circuitos são completamente separados. O controle de umidade é feito com o auxílio das serpentinas de reaquecimento das UTAE’s que recebem água a 17,0 °C proveniente da saída das serpentinas de resfriamento das UTAR’s, evitando a utilização de resistências elétricas de reaquecimento e incorporando um ganho na diminuição de trabalho dos chillers, uma vez que que devolve aos chillers água a uma temperatura menor, o que representa um ganho em dobro. O ar é insuflado a uma temperatura de bulbo seco de 12 °C e uma umidade absoluta de 7 gramas de vapor por quilograma de ar seco, controlados por sensores de umidade absoluta”, continua Fabiano Medeiros.

Unidades de tratamento do ar com rodas entálpicas e ventiladores plenum fan e motores EC

Houve, ainda, um trabalho de análise e redimensionamento de toda a rede hidráulica do prédio, constatando, por simulação, que um pequeno aumento na bitola de alguns trechos da tubulação hidráulica, redundaria na diminuição da altura manométrica da bomba e, por consequência, da potência elétrica do motor, sendo o acréscimo de preço por vezes pouco significativo. Existiu, assim, um trabalho muito grande de engenharia, para que fosse possível alcançar os resultados em eficiência.

O mesmo aconteceu em relação ao arranjo hidráulico do sistema. “Sempre fazemos inúmeras simulações. Simulamos 15, 20 e até 30 situações, inclusive porque estas alternativas também levam à mudança das bombas e torres. Em série e em contra fluxo, por exemplo, há uma redução no número de bombas, mas trabalha-se com vazões de água maiores. Desta forma consegue-se analisar qual o melhor desempenho, qual a melhor eficiência energética. Em resumo, não devemos nos ater apenas ao conjunto de chillers que tem o melhor COP, mas ao sistema que reúne as melhores condições de funcionamento. Dependendo do modelo adotado, teremos mais ou menos bombas, um arranjo hidráulico mais simples, bitolas de tubos maiores ou menores, menor carga elétrica instalada; resumindo, melhores condições operacionais, o que representará economia para o cliente nos seus gastos mensais. Estas são as contas que devem ser feitas. Esta é uma análise extremamente complexa e requer muita paciência, pois são várias simulações, todas calculadas uma a uma, para levar ao cliente a melhor solução.  Foi assim que chegamos a este formato final, inclusive porque na versão inicial do projeto pedia chillers em série e contra fluxo”, explana Fabiano Medeiros.

Torres de resfriamento incorporam variadores de frequência

Todo o mall é dotado de sensores de CO2 para que, de acordo com o número de pessoas, a ventilação aumente ou diminua automaticamente. “O grande lance dos bons projetos, é que, cada vez mais, está solidificado o conceito de que não é necessário bombear água ou insuflar ar que não precisamos. Antigamente se bombeava uma quantidade estúpida de água mesmo quando a carga estava a 50%, com uma bomba fixa. Hoje, só é bombeada a água na medida exata da necessidade. Nós não abrimos mão da utilização das válvulas de controle independente de pressão e também dos reguladores automáticos de vazão. Para controlar realmente a instalação é preciso ter esses elementos que dão a leitura correta e consequentemente a economia adequada. Já o sistema DOAS, permite um nível de precisão muito maior que o convencional, uma vez que existe uma unidade de tratamento de ar dedicada exclusivamente ao ar externo, ou seja, máquinas que só se preocupam com o que acontece do lado externo. Esta unidade vai tratar aquela quantidade de ar externo necessário para combater o calor sensível e latente externo mais o calor latente interno e, com isso, evitar o desconforto térmico do usuário através da modificação constante dos parâmetros para operar conforme a carga térmica interna. Essa é uma grande vantagem”, completa Leonardo Medeiros.

Os engenheiros ressaltam também a vantagem tarifária proporcionada pelo uso da   termoacumulação, além da utilização dos recuperadores de energia por entalpia que adicionaram mais de 500 TR de capacidade ao sistema. “Em resumo, o que podemos dizer é que a junção de inúmeras técnicas utilizadas nessa obra proporcionaram um resultado excepcional para o cliente”, finalizam.

Empreendimento se viabilizou mesmo com a crise

Celso Muniz Filho é diretor do Grupo CM. Além da sociedade no empreendimento, dividido com a HBR Realty, a construtora do Grupo foi a responsável pelas obras. Também será de responsabilidade do Grupo a operação do shopping. Ele conta que a idealização do projeto começou em 2007. Em 2008, com a crise, o projeto foi suspenso, sendo retomado em 2010. Em 2011 foi feita a aquisição do terreno e, em 2012, estabelecida a parceria com a HBR. O ano de 2013 e o primeiro semestre de 2014 foram ocupados com o projeto, tendo a obra iniciado em agosto. A inauguração foi em abril de 2018.

“Desenvolvemos o projeto, fomos atrás de parceiros, fomos muito cuidadosos durante a construção em cada detalhe da obra. Fizemos questão de trazer coisas novas e soluções inovadoras para o sistema de ar condicionado, que é supermoderno, com economia de energia, pois todo mundo sabe que um dos maiores consumidores de energia de um equipamento de shopping é o ar-condicionado. Nos preocupamos em construir esse shopping com beleza, mas também com funcionalidade, porque um shopping tem a despesa de condomínio todo mês. Conseguimos reduzir o condomínio com impacto no custo de locação para os locatários, beneficiando diretamente os lojistas”, explica Muniz Filho.

Mário Sérgio de Almeida, diretor da MSA, responsável pela concepção do sistema de climatização do Patteo Olinda, explica que a visão dos empreendedores, também responsáveis pela operação, favoreceu a escolha de um sistema eficiente. “Eles já são donos de shopping center, daí a importância que dão à operação, e ao fato de entenderem que vale a pena investir um pouco mais em um sistema energeticamente eficiente.”

O projetista destaca, ainda, o recurso utilizado para resfriar a grande área de atrium. “O ar é lançado de cima e, num processo de cascata, vai climatizando as circulações até alcançar o térreo.”

Ficha técnica da obra:

Projetista: MSA Projetos e Consultoria
Instalador: Meta Medeiros
Integrador da automação: Logol
Chillers dotados de mancais magnéticos: JCI Hitachi
Difusores lineares: Trox
Bombas de água gelada: Armstrong
Variadores de frequência: Danfoss
Fancoils para tratamento do ar exterior: Berliner Luft
Fancoils de ar de recirculação: Berliner Luft
Válvulas tipo Energy Valve: Belimo
Roda entálpica: Heatex
Ventiladores com motores EC: ebm papst e Ziehl Abegg
Tanques de armazenagem de água gelada: Dipawa
Dutos: Powermatic
Isolamento dos dutos: Isover Saint Gobain
Isolamento da tubulação da água: Epex
Torres de arrefecimento: Alfaterm

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