Ar condicionado
Comissionamento em edifícios corrige falhas de projeto e operação
Edificações existentes são, praticamente, 99% do total
postado em: 02/12/2015 16:14 h atualizado em: 09/12/2015 10:27 h

O retrocomissionamento ou comissionamento em edifícios existentes ocorre em edifícios que já estão em operação, quando não foi realizado um comissionamento adequado ou quando não houve comissionamento, redundando em inúmeros problemas. O retrocomissionamento realizado por empresas sérias e profissionais capacitados tem como objetivo melhorar o desempenho, e restaurar e identificar possíveis problemas na instalação e operação do edifício, visando maior eficiência e otimização da sua gestão.

É uma metodologia um pouco diferente do processo de comissionamento em novos projetos, e, segundo Leonilton Tomaz Cleto, consultor da Yawatz Engenharia, a característica principal está na estrutura das etapas de "Investigação e Análise", quando a Autoridade de Comissionamento e sua equipe tem a missão de descobrir quem é o edifício. Ou seja, diferente de um novo projeto, onde o objetivo do comissionamento é entregar o edifício totalmente testado e funcional, atendendo aos requisitos de projeto do proprietário. Tomaz cita como exemplo o engenheiro Dave Sellers (Facility Dynamics – EUA), um dos maiores especialistas em retrocomissionamento nos EUA. Sellers diz o seguinte: “Os edifícios estão falando conosco, precisamos aprender a ouvi-los” ou, “quem sabe dos problemas do edifício é ele mesmo – pergunte ao edifício”.  "Este é o resumo da principal atividade do retrocomissionamento e o resultado de um bom trabalho dependerá destas etapas", esclarece Tomaz. 

O gráfico acima indica que processos de retrocomissionamento em sistemas de ar condicionado aplicados nos EUA mostraram resultados com impactos não energéticos de melhorias, alguns mais relevantes ainda, como o conforto térmico, a qualidade do ar e a produtividade dos usuários. Os índices de aumento da eficiência energética trouxeram melhorias entre 15% e 40% após as medidas de correções

Nova proposta para os programas de eficiência energética

"Hoje em dia, a tecnologia aplicada ao AVAC tem avançado e permitido a utilização de equipamentos voltados cada vez mais para a eficiência energética", explica Fábio Luis Leite Neves, diretor comercial da Anthares, que dá como exemplo o motor de um automóvel que, se bem ajustado, tem um excelente rendimento com o menor consumo de combustível, ou seja, uma instalação que passou por um comissionamento pode ter um excelente rendimento, consumindo o mínimo de energia.

Fábio Luis Leite Neves, diretor comercial da Anthares Soluções em HVAC

Neves explica que se o comissionamento é aplicado no projeto, o retorno sobre o investimento, ao usar essa ferramenta, tem grande proporção se comparado ao custo de retrabalho para correção da instalação após o start-up.  “Normalmente o custo de um comissionamento varia de 3 a 5% do valor da instalação de AVAC, mas a banalização com que a ferramenta do comissionamento anda sendo aplicada hoje em dia tem trazido estes percentuais cada vez mais para baixo, diminuindo o valor agregado e, consequentemente, a qualidade e seriedade em como é aplicada. Hoje, um grupo de empresas, no intuito de resgatar a essência do comissionamento no país, criou, na Abrava, um Departamento Nacional chamado BCA - Building Commissioning Association Brasil”, diz Neves.

Segundo Marcos Torres Boragini, diretor técnico da B2e Engenharia, o processo de comissionamento de sistemas é o serviço que pode trazer o maior retorno com o menor investimento. "Identificamos em nossos clientes, falhas e má operação em sistemas de ar condicionado e automação predial que muitas vezes pareceria um problema óbvio e fácil de ser identificado, porém, as pessoas que estão no dia a dia operacional não conseguem disponibilidade para analisar a própria rotina operacional, quando entra o comissionamento, que além de fazer verificação física e analisar as condições de máquinas, quadros elétricos e sistemas de automação predial, oferece uma análise para entender a operação do cliente, propondo melhorias e otimizações nos processos diários", diz Torres.

Marcos Antonio Vargas Pereira, diretor técnico comercial da Térmica Brasil

"A incorporação do processo de comissionamento ao empreendimento não é uma prática nova. Apesar disso, no Brasil, esteve restrito à aplicação principalmente na indústria de óleo e gás e na indústria farmacêutica até sua popularização, por volta de 2008, quando passou a ser adotado em empreendimentos corporativos, por ser parte dos requisitos para a obtenção da certificação LEED. Se, dentre os critérios de desempenho do referido edifício (ou instalação), estiverem metas de eficiência energética, então o comissionamento é fundamental por monitorar e auditar os requisitos de desempenho do empreendimento. Embora o comissionamento não seja o responsável direto pela eficiência energética do empreendimento, o conhecimento do agente de comissionamento deve contribuir para que os sistemas operem de acordo com a eficiência desejada. Há referências normativas e bancos de dados para ajudar a definir o nível de eficiência energética esperado para o edifício", explica David Douek, diretor de desenvolvimento da OTEC.

Processo visa atender à maioria das edificações

"Existe uma grande oportunidade de otimização energética nos edifícios existentes e a utilização do retrocomissionamento tem se mostrado muito eficaz em processos realizados nos EUA e União Europeia. A partir de 1999 houve um crescimento na busca por melhorias no desempenho energético e por requisitos mínimos de eficiência para os edifícios, e um dos principais resultados foi um programa contínuo de melhorias estabelecido pelo ASHRAE Standard 90.1 (Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings), que em 2001 estabeleceu uma meta de eficiência mínima de 30% a ser obtida na versão 2010 sobre a versão de 2004. A versão atual (2013) já ultrapassa 35% em alguns componentes. No entanto, percebeu-se que não havia um programa similar para os edifícios existentes e estes, comparados aos novos, sempre serão 99% ou mais. Portanto, verificou-se que o grande desafio era a melhoria da eficiência dos edifícios existentes, começando com o objetivo de diminuir o desperdício e não de substituir equipamentos ou componentes, pelo simples fato de que um edifício ainda novo (com menos de três anos) pode ser ineficiente, independente do projeto", exemplifica Tomaz. Ainda, segundo ele, após os resultados mostrados nas intensas pesquisas em edifícios existentes - entre 1995 e 2005 - realizadas pelos principais laboratórios de eficiência energética em edifícios dos EUA (LBNL, PNNL, PECI, ORNL entre outros), as concessionárias de energia passaram a adotar o processo de retrocomissionamento como metodologia base para os planos de investimento para correções e melhorias que trouxessem resultados efetivos de aumento de eficiência energética nos edifícios. "A rigor, este é o objetivo principal dos programas de eficiência energética", diz Tomaz.

Leonilton Tomaz Cleto, consultor da Yawatz Engenharia

Durante o processo de retrocomissionamento também é possível estabelecer como meta a melhora dos níveis de eficiência inicialmente previstos e, com isto, impor a necessidade de sugerir alterações no sistema existente. Como forma preliminar de se verificar as possibilidades de se majorar a eficiência energética, é possível também realizar as auditorias de energia segundo o preconizado pela ASHRAE. “Embora não substituam o comissionamento, o foco na eficiência energética permite a identificação de oportunidades de redução de custo com a energia de forma acessível. O diagnóstico elaborado durante o processo de auditoria de energia inclui, tanto medidas sem custo ou de baixo custo, como também ações que demandam maior impacto técnico-financeiro. Essa análise permite aos stakeholders tomar decisões estratégicas quanto à eficiência dos sistemas comissionados, o que pode incluir priorizar ações que não demandam investimento adicional nenhum, somente ajustes na operação”, esclarece Douek.

Tomaz fala sobre as diferenças entre os projetos de eficiência energética no Brasil e EUA. Aqui investe-se o mínimo em diagnóstico energético, o suficiente para se ter uma ideia se vale a pena ou não o investimento a ser realizado, principalmente para os sistemas de ar condicionado.  Nos EUA, o retrocomissionamento tem uma função mais importante. Não se trata de um simples diagnóstico energético de sistema, pois tem como principal objetivo recuperar os requisitos de conforto, qualidade do ar e eficiência energética e identificar problemas de conceito do projeto que limitem a operação do sistema atual, em função das características atuais de funcionamento do edifício. "O retrocomissionamento pode efetivamente trazer o edifício ao funcionamento adequado e otimizado, além de atender as necessidades de conforto dos usuários, o objetivo final de um sistema de ar condicionado", comenta o consultor da Yawatz Engenharia.

Retrocomissionamento e retrofit

Ao longo do processo de retrocomissionamento, é possível definir as condições necessárias para o correto desempenho do edifício. Isto inclui desde pequenos ajustes até a substituição de equipamentos. Em muitos casos, os procedimentos de operação ou de manutenção inadequados podem comprometer o desempenho de um sistema de tal forma que somente ações corretivas referentes a esses aspectos são suficientes para que operem de maneira eficiente, não necessitando de substituição.

Para Wili Hoffmann, engenheiro mecânico e diretor da Klimatu Engenharia, quando corretamente aplicado o processo de retrocomissionamento se destaca por apontar as limitações das instalações, sejam elas devido a projetos deficientes e com erros conceituais, até desvios no funcionamento por falta de ajustes.

No entanto, segundo Hoffmann, não podemos confundir retrofit com comissionamento. Um não substitui o outro. O retrocomissionamento, muitas vezes, traz à luz os reais problemas da instalação. Muitos deles relativamente novos e que nunca desempenharam de forma adequada por não terem sido competentemente comissionados. O resultado do comissionamento de edifícios existentes poderá mostrar que ainda existem recursos a serem utilizados para melhorar o seu desempenho a custos muito menores do que um retrofit. Ainda, segundo Hoffmann, muitas instalações precisam passar por renovação (retrofit), mesmo aquelas que passaram por um comissionamento de edifícios existentes.

“O retrofit dos equipamentos pode caminhar paralelamente ao retrocomissionamento ou ser tratado como etapa em busca da melhor eficiência do edifício. Apenas a substituição de equipamentos pode não ser suficiente para que a redução do consumo de energia seja suficiente e render um payback atrativo para uma instalação, por exemplo”, diz Cristiano Brasil, coordenador de aplicação da Midea Carrier.

Cristiano Brasil, coordenador de aplicação da Midea Carrier

Para Torres, os equipamentos que estariam condenados podem ganhar uma sobrevida se for identificado seu real problema, já que os edifícios são organismos vivos que ao longo de sua vida sofrem diversas modificações e, geralmente, os sistemas prediais acabam não acompanhando essa metamorfose. Se aplicado o conceito de comissionamento avançado e contínuo, essas máquinas podem ter sua vida útil aumentada, através de correções no sistema de controle e reposicionamento de instrumentos, por exemplo. Já o diretor técnico comercial da Térmica Brasil, Marcos Antônio Vargas Pereira, opina que “não há como o comissionamento, por si próprio, ser uma alternativa ao uso de equipamentos mais eficientes, pois o limite está na própria instalação".

"Quanto aos custos de investimentos, os processos de retrofit parcial ou total dos sistemas de ar condicionado exigem altos investimentos e só se viabilizam em edifícios com sistemas obsoletos e muito deficientes. Em relação ao processo de retrocomissionamento, ele busca soluções viáveis de aumento de eficiência, mesmo em novos sistemas", completa Tomaz Cleto.

Viabilidade e alcance de um retrofit

A ANEEL possui programas de chamadas públicas junto às Distribuidoras de Energia Elétrica nos quais diversos critérios são utilizados para seleção de projetos aptos a receberem investimentos em programas de redução de consumo de energia elétrica. Segundo Brasil, da Carrier, entre os critérios estão a relação de custo-benefício e peso do investimento em equipamentos no custo total. “Muitas vezes somente a substituição de equipamentos pode não trazer a redução de consumo necessária para viabilizar programas como o da ANEEL. Neste caso o retrocomissionamento poderia ser uma alternativa para, em conjunto com a substituição de equipamentos, viabilizar a participação no programa, atendendo melhor aos critérios necessários”, responde Brasil. 

Para Douek, o retrofit de equipamentos deve ser, em primeiro lugar, analisado considerando a vida útil dos equipamentos, o custo da substituição, o tempo de retorno e o impacto na operação do edifício. “O comissionamento deve ser visto como um processo que antecede e, depois, se desenvolve em paralelo à fase de reforma ou à substituição de equipamento, de forma a garantir a qualidade esperada para o sistema objeto da alteração”, diz Douek. 

“Os programas da ANEEL são viáveis, neste caso, a principal ferramenta é a identificação das possíveis intervenções e a criação de um plano de investimentos versus o payback destes investimentos. Alguns são rápidos o suficiente para justificar os investimentos e ainda há os não tão rápidos, mas o potencial de redução de consumo justifica sua implantação. O comissionamento do ponto de vista de potencialização da operação da instalação em muitos casos é uma das intervenções possíveis e para viabilização desta ferramenta é necessário que este potencial justifique o investimento. Em muitos casos o custo do comissionamento é maior do que a possível redução de consumo”, explica Vargas, da Térmica.

Marcos Torres Boragini, diretor técnico da B2e Engenharia

Para Tomaz, “tratando especificamente de sistemas de ar condicionado, o retrofit pode ser viável. Mas porque se faz apenas um diagnóstico simples do sistema, os resultados podem ser frustrantes.” Ele cita duas situações que evidenciam estes problemas:

No primeiro exemplo, em um sistema com chillers deficientes, a temperatura de água gelada normalmente está acima do valor de projeto. "Participei em dois projetos do PEE - Programa de Eficiência Energética da ANEEL, onde esta diferença era 2.5°C e 3.3°C. Como consequência, a carga térmica retirada era cerca de 25 a 30% menor e gerava desconforto. Com a substituição dos chillers houve a redução da temperatura de água gelada trazendo maior conforto aos usuários. Porém, houve aumento da carga térmica e mesmo sendo mais eficiente o sistema, a economia na conta de energia foi bem menor do que se esperava, porque a base de cálculo estava errada", comenta.

Em um segundo exemplo, ainda mais comum, os processos de retrofit envolvem apenas a substituição dos chillers, no máximo da CAG - Central de Água Gelada. Os novos equipamentos poderão operar em um sistema totalmente deficiente, desbalanceado e sem controle adequado. O resultado é a redução do consumo de energia, mas o desconforto e a qualidade do ar continuam insatisfatórios. "Para mim, um sistema de ar condicionado que traz desconforto (de calor ou de frio) e não garante a qualidade do ar é o que traz o maior desperdício de energia possível", diz Tomaz.  

Tomaz comenta que estes dois exemplos de resultados em processos de retrofit evidenciam a importância do retrocomissionamento e os objetivos finais dos processos, enfatizando a diferença na metodologia inicial de investigação e análise dos objetivos finais do programa.

O primeiro são os programas típicos utilizados no Brasil, normalmente aplicando um diagnóstico simples, com o objetivo de reduzir a conta de energia. A solução de projeto invariavelmente passa por um retrofit e será viável apenas em sistemas muito deficientes e antigos. O resultado nem sempre será satisfatório.

Em um segundo exemplo, um programa que aplica o retrocomissionamento traz outros resultados muito mais importantes, pois o objetivo é otimizar o sistema para garantir os requisitos dos usuários e sempre com aumento real de eficiência energética. As recomendações de melhorias poderão resultar em ações com nenhum custo e aumento de eficiência considerável; ações de baixo custo e melhorias sensíveis no conforto e na qualidade do ar ou mesmo um retrofit, com maior investimento, mas com todas as alterações necessárias para resgatar ou renovar totalmente o sistema, atendendo aos requisitos dos usuários, com grande aumento de eficiência e com índices de viabilidade mais atrativos.

Retrocomissionamento ou comissionamento corretivo em edifícios novos

Todos os entrevistados concordam que é preciso que se faça o comissionamento antes de sua ocupação definitiva. Caso o comissionamento não tenha sido realizado nesta fase, a aplicação do retrocomissionamento é uma alternativa para trazer a condição de operação do edifício para o ponto de melhor performance com o mínimo de intervenção possível

Vargas exemplifica a questão com dois cenários. No primeiro cenário o comissionamento é contratado no momento da concepção do projeto e neste momento pode-se chegar a um ponto de melhor custo benefício, desde que seja possível alterar características construtivas do envelope do edifício, projetos de iluminação e elétrica, elevadores, e todos os impactos na carga térmica da edificação, bem como conceber o melhor sistema de AVAC dentro das características do edifício através de ferramentas de simulação.  Em um segundo cenário o comissionamento é contratado na época do recebimento, da entrega do edifício e, nesse momento, apenas é possível potencializar a operação dentro das características concebidas para essa edificação.

Edifícios que iniciaram a operação recentemente passam por um período de ajustes até alcançarem o desempenho planejado. A implantação de um processo de comissionamento contínuo garante que a condição esperada de operação seja alcançada, respeitando todos os critérios de projeto e de instalação dos equipamentos e sistemas. Douek ressalta e frisa: “É importante considerar que ainda há, infelizmente, edifícios novos que não foram comissionados durante a fase de projeto e obra. Nestes casos, o retrocomissionamento cumpre o papel de buscar as condições ideais de operação, resolvendo problemas não identificados antes da entrega do edifício. Em ambos os casos, a contribuição do processo, no que diz respeito aos custos operacionais, é indiscutível. Não raro, durante um processo de comissionamento, encontram-se sistemas de automação desligados, compressores inoperantes, vazões de ar inadequadas e outros problemas que, direta ou indiretamente, afetam a vida útil dos sistemas, majorando os custos mensais desnecessariamente. Também se vê, em casos de edificações que não foram comissionadas, a substituição de sistemas (ou de seus componentes) sem a adequada análise das condições de operação no contexto do empreendimento. Esse tipo de atitude está normalmente relacionado a investimentos feitos de modo inadequado e retorno frustrante. Por isso, os proprietários e gestores de empreendimentos devem considerar o comissionamento como uma valiosa ferramenta de gestão patrimonial”.

Em geral uma edificação nasce com um objetivo que pode ser modificado durante a construção, comercialização e ocupação do empreendimento, comenta Torres. A atividade de comissionamento visa garantir que a operação atual atenda as necessidades da edificação e deve ser considerada por todos que desejam ter eficiência operacional e redução no consumo de energia.

O diretor da Klimatu Engenharia não acredita que exista comissionamento corretivo. “Penso que um edifício ou passou por um comissionamento competentemente realizado de forma correta ou não foi comissionado. Comissionamento mal feito é o mesmo que não ter sido feito. Não existe meio comissionamento. O custo de intervenção está mais relacionado com a fase em que o processo de comissionamento é integrado ao projeto (processo de concepção do empreendimento). Quanto mais tarde, menor será o proveito do processo para reduzir custos. Lembrando que, menor custo não representa menor gasto financeiro, neste caso. É importante destacar que numa instalação que esteja funcionando de forma ineficiente, muitas vezes está gastando menos, mas não consegue proporcionar os resultados, aos usuários, estabelecidos no projeto. Os usuários se acostumam com isto e se adaptam com essas ineficiências, porém, também reduzem, de forma velada, o seu desempenho causando perdas desconhecidas ao proprietário. O proprietário precisa estar ciente de que quando uma instalação passa por um comissionamento, muitas vezes, ao invés de ter uma redução no consumo energético ele tem um aumento do consumo, pois as condições estabelecidas pelo projeto são recuperadas. Porém estes gastos relativos são menores”, exemplifica Hoffmann.

Wili Hoffmann, diretor da Klimatu

Tomaz relata que uma das atividades que mais o emociona é realizar um comissionamento em um edifício existente e em operação, entre 3 e 5 anos. "Foi o tempo certo para se consertar ou conviver com as mazelas oriundas do projeto e da construção, e o tempo para se aprender a operar o sistema em automático ou totalmente em manual, para sobreviver. Tenho me divertido bastante com alguns edifícios certificados e as oportunidades de melhorias que estes apresentam. Nestes casos, o retrocomissionamento será utilizado da mesma forma, mas com melhores resultados. Se os equipamentos forem eficientes e o sistema contar com uma automação robusta, os investimentos serão pequenos, pois tudo estará lá, basta otimizá-los e, havendo necessidade de maiores intervenções, será possível realizar uma análise real de custos de correções associados aos ganhos reais nos resultados, e não apenas os ganhos energéticos", esclarece Tomaz.

Charles Godini <charles@nteditorial.com.br>

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