Shopping centers são os maiores consumidores
(crédito: divulgação NTE)
Ana Paula Basile Pinheiro e Ronaldo Almeida
A preocupação com o meio ambiente, a luta pelas certificações prediais e a necessidade de racionalizar o consumo de energia elevam a importância da automação, seja na busca de edifícios inteligentes ou em instalações de refrigeração comercial e industrial.
O sistema de automação, se projetado e operado corretamente, pode auxiliar nas estratégias de economia de recursos como energia, água e gás. Sua implantação deve ser orientada por critérios de eficiência de operação a partir da fase de projeto, estabelecendo faixas de consumo, protocolos de comunicação, capacidades de programação e outros itens que tornem possível atingir as metas de eficiência desejadas.
Para que sistemas de automação possam ser implantados de forma a atender aos requisitos dos projetos das novas redes de comunicação é imprescindível um planejamento detalhado, a elaboração do projeto por pessoal especializado e o emprego de mão de obra qualificada para a instalação e interoperabilidade dos diversos subsistemas.
Os vários ramos de automação têm em comum os mesmos princípios de controle, utilizando softwares e hardwares, controladores lógicos e linguagens de programação, além dos mais diversos tipos de sensores e atuadores. Sob esse aspecto, o conceito de automação deve estabelecer condições para que todos os subsistemas envolvidos (controles de iluminação, segurança, ar condicionado, energia, incêndio, refrigeração, etc) possam trabalhar em conjunto e de forma otimizada.
Assim a automação atua como uma espécie de elemento regulatório e de supervisão na operação correta dos equipamentos que integram o sistema. Esta operação passa a ser sequenciada seguindo uma lógica segura e otimizada, o que possibilita alcançar níveis de eficiência energética superiores aos sistemas não automatizados. A isto agregam-se também outros fatores, como as possibilidades de programação horária, a otimização de operação dos equipamentos em função das cargas realmente presentes a serem controladas, além da análise de perfil do usuário, gerando uma melhor compreensão de seu uso.
“Os parâmetros que definem a especificação de um sistema de automação são baseados nas necessidades básicas do cliente. Um sistema de automação básico tem um custo relativamente elevado, porém ao sofisticá-lo em geral seu valor não aumenta proporcionalmente aos benefícios adicionados. Por exemplo, um sistema simples é como um carro de luxo sem vidros elétricos, e com um valor relativamente pequeno você adiciona os vidros elétricos. Desta forma, é importante ter sempre um consultor ou profissional da área para orientar sobre o que um sistema de automação bem especificado pode proporcionar”, revela João Paulo Gomes Botelho, gerente de contas da Building Automation - Honeywell do Brasil.
Segundo Mauricio Noguti, diretor da Sysc, para que este tipo de tecnologia tenha resultado, o usuário não deve comprar a automação como produto (hardware e software) e sim os resultados esperados (engenharia).
“O diferencial hoje em dia não está somente no produto, visto a evolução de hardware de todos os fornecedores e também a adoção de protocolos standard. A automação deve se tornar cada vez mais uma ferramenta de fácil entendimento ao usuário, com demonstração clara dos resultados. O software deverá deixar de ser fechado ao fabricante e cada vez mais prover serviços (local ou via web) aos diferentes níveis de usuários (engenheiros, usuário final, equipe de manutenção, etc.)”, informa Noguti.
Definição antecede a fase de projeto
Existem vários tipos de automação, dependendo da área onde se deseja aplicar um sistema automatizado. A automação predial, por exemplo, buscou acompanhar a evolução tecnológica das redes de comunicação, ampliando a utilização de sistemas estruturados que favorecem a interoperabilidade entre os diversos sistemas, abandonando a prática de um sistema de cabeamento independente para cada tipo de aplicação.
Para Gilberto Dantas, gerente de engenharia de sistemas da Johnson Controls, os parâmetros que definem a especificação são os mais variados possíveis, desde o desejo do cliente até a visão do projetista da automação. “Infelizmente não temos uma definição em detalhes dos motivos que levam um projeto a seguir por um ou outro caminho. Por exemplo, vemos vários shopping centers com sistemas de medição ligados ao sistema de automação predial, mas raramente vemos projetos que solicitem sistemas avançados de medição elétrica para contabilização, dessa forma acabamos por fornecer sistemas de medição elétrica controlados por pulso e que inserem altas taxas de erro na medição.”
Para Dantas, o ideal seria retornar um passo antes do início e efetuar a criação de um documento que esclareça os requisitos do usuário, no qual o cliente e o projetista discutem vantagens e benefícios de sistemas e produtos, determinam alvos de valor e modos de operação, esclarecendo em linhas gerais o que se deseja de útil para o dia a dia da edificação. “O que mais vemos hoje em dia são edificações com 5, 10, 12 anos e que possuem sistemas de automação operando muito mal. Infelizmente na vida útil da edificação se descobre uma série de dispositivos que não servem pra nada ao passo que o que deveria mesmo ter sido pensando estrategicamente não o foi”, explica ele.
Mario Ribeiro, da CCN Automação, afirma que “os principais parâmetros são definidos em projeto, de acordo com premissas passadas aos projetistas pelo próprio cliente, o que varia a cada caso. Porém, uma tendência forte que é percebida por nós na maioria dos projetos é a preocupação com a racionalização no uso de recursos.”
Dantas cita os projetos na área farmacêutica como exemplos de controle de documentação, destacando o projeto da Novo Nordisk em Montes Claros, MG. “Mas além deste existem outros, como a Torre Repsol em Puerto Madero, Buenos Aires, Argentina. Em ambos os casos as especificações e requisitos são aqueles que formam base clara para expansão posterior, sem, no entanto, descuidar de alto grau de avanço tecnológico instalado no presente.”
Farmacêuticas desenvolvem sistemas para processos
(crédito: divulgação NTE)
Conforto e eficiência
Na opinião de José Antonio Torelli Bolota, chefe de produto Automação e Segurança Predial da Schneider, “um dos principais itens a serem considerados num sistema de automação predial é o ar condicionado, sendo um dos grandes responsáveis pelo consumo de energia num empreendimento comercial. A mais importante missão do sistema de automação predial é garantir um ambiente saudável, confortável, seguro para seus ocupantes e com foco em eficiência energética”.
Esta opinião é endossada por Roberto Possebon Junior, engenheiro de aplicação da Carel, para quem o controle de temperatura é fundamental para a eficiência energética, visto que se o ambiente estiver muito frio, além do desconforto, estará sendo utilizada uma quantidade de energia desnecessária. “Outra forma de critério de eficiência é a dosagem de ar externo de renovação com base em sensores de CO2, pois a carga de ar externo é bastante expressiva para o sistema de ar condicionado. Controlar a rotação das bombas com a utilização de inversores de frequência, de acordo com a demanda, é outra forma de poupar energia pois o consumo destas máquinas, bem como de ventiladores das torres de arrefecimento, varia com o cubo da velocidade. O mais óbvio, em termos de consumo, é desligar e ligar os equipamentos no horário estabelecido, evitando esquecimentos. O grande consumidor energético em qualquer empreendimento comercial é o ar condicionado, sendo este responsável por até 60% da demanda. Daí a necessidade que este possua uma eficiência alta”, alerta Possebon.
Ele acredita que partindo de um projeto mecânico adequado, deve-se atentar para o controle do liga-desliga dos condicionadores por programação horária; controle da temperatura para manutenção dos valores de conforto ou processo atendido (em caso de CPDs por exemplo); dosagem de ar externo com base em sinais de sensores de CO2 ou CO (em garagens); controle de ventiladores e bombas através de inversores de frequência para atendimento da demanda; supervisão e alarme de anomalias com geração de relatórios para manutenção.
“Devido à onda verde e à complexidade cada vez maior dos sistemas de ar condicionado, o mercado está em ebulição, existindo um vasto território a ser explorado. Inversores de frequência, válvulas de expansão eletrônica e um sistema de supervisão confiável são alguns dos produtos que podem ser utilizados para estabelecer critérios de aplicação visando a redução do consumo energético”, afirma Possebon.
Bolota chama atenção, ainda, para a necessidade de integração dos subsistemas. “Ar condicionado, controle de acesso e detecção, alarme de incêndio e CFTV, podem trabalhar de forma coordenada, o que permite, num caso de alarme de incêndio, liberar acesso às portas específicas, reverter insuflação de ar, impedir que o ar contaminado com fumaça seja fornecido aos outros ambientes, etc.”
Ressaltando os avanços da automação, Pedro Medeiros, da Belimo, diz que “os sistemas de controle evoluíram de simples termostatos para sistemas DDC computadorizados com múltiplos sensores e redes de comunicação que “sentem” as condições do ambiente e controlam válvulas, dampers e outros equipamentos”. Ele explica que o sistema pode atender diversas unidades, como elétrica, hidráulica, ar condicionado, segurança, sistema de aquecimento, gases, entre outros, devendo ser especificado dentro de parâmetros desejados, de acordo com consumo gerado, protocolos de comunicação, capacidade de programação, entre outros.
Como exemplo de instalação Medeiros cita a nova fábrica da Belimo em Sparks, Nevada, EUA, que “foi concebida utilizando um sistema de automação com foco na economia de energia”. O sistema é responsável pelo controle de ar condicionado e aquecimento dos ambientes, aprimorando a eficiência energética do edifício que atingiu os critérios para a certificação LEED.
Tendências de mercado
O mercado de automação brasileiro pode ser considerado relativamente novo. Mas pode-se dizer, sem grande margem de erro, que poucas vezes viveu uma situação tão favorável. E esta é uma opinião generalizada. Para Anderson Machado, da engenharia de aplicação da Full Gauge, a alta competitividade entre os vários agentes do mercado, somada aos constantes aumentos de custos da energia elétrica e à busca pela preservação do meio ambiente, geram oportunidades crescentes para o setor. Ribeiro, da CCN, concorda: “Atualmente podemos dizer que a busca pela redução do consumo de energia e a utilização otimizada de recursos é uma tendência sem retorno. Investidores em geral já perceberam que ser “Green” agrega valor ao empreendimento.”
“No momento, há uma união de esforços no sentido de disseminar informações sobre o segmento, o que também é muito positivo. É somente através da troca de informações entre fabricantes, projetistas, consultores, instaladores, usuários e clientes que haverá uma maior conscientização sobre a correta especificação dos sistemas de automação, sobre suas vantagens e a consequente valorização deste mercado. A automação está mais forte tanto na área predial quanto na comercial. Então, a utilização de softwares de gerenciamento remoto é a grande tendência que está se consolidando cada vez mais, pois além de ser uma tecnologia à disposição, são ferramentas facilitadoras, um meio de expandir o controle a distância e desvinculá-lo da presença humana no local das instalações, sem, no entanto, substituir a presença de um técnico, apenas facilitando o seu trabalho. Uma opção que acompanha a evolução tecnológica mundial em todos os setores” opina Anderson Machado.
“Hoje a integração com os equipamento através de protocolos de comunicação (em geral BACnet, Modbus e LonWorks), todas as informações de um equipamento são enviadas para o sistema de automação. Essas informações são monitoradas pelo sistema de supervisão e podem ser utilizadas para qualquer rotina de controle. A automação de fan-coils e caixas de VAV no edifício do Bradesco-Alphaville, por exemplo, foi especificado e implantado para controle e monitoramento remoto via web-browser (ex. internet explorer, firefox, etc.). O sistema de automação por definição promoveu a eficiência energética nos sistemas. Um sistema operando devidamente otimiza os recursos de forma a atingir os parâmetros estabelecidos com técnicas de controle sofisticadas de acordo com o perfil do usuário”, cita Botelho.
Bolota chama atenção para a necessidade da padronização. “Os sistemas de automação predial possuem características particulares de cada fabricante, o que, por vezes, torna muito difícil a integração de produtos de diferentes fabricantes. Uma das principais tendências do mercado é a padronização dos protocolos de comunicação dos equipamentos permitindo, assim, que um determinado produto de um fabricante possa ser gerenciado pelo sistema de automação de outro. Outro fator importante é o gerenciamento único do Ecossistema predial, ou seja, uma única plataforma de hardware e software tem a capacidade de gerenciar de forma centralizada todos, ou grande parte, dos sistemas prediais.”
A preocupação com a qualidade das instalações é identificada por Medeiros como uma característica cada vez mais presente. “Os fabricantes de equipamentos e periféricos buscam produzir produtos que possuem maior eficiência ou que possam agregar ao sistema, provendo maior facilidade para o controle em si. Há também uma maior participação e influência do usuário ou cliente final, que busca maior eficiência e custos de manutenção reduzidos, porém com uma instalação moderna e de qualidade.”
Em geral, as opiniões não diferem. Fato é que as oportunidades estão dadas, o caminho traçado e as soluções esboçadas. “Há uma tendência clara por sistemas que tenham apelo por sustentabilidade, devendo crescer ao longo dos anos, no Brasil e no mundo, a figura do agente comissionador de sistemas de automação predial. Passados pouco mais de dez anos do início do “boom” no mercado de automação, vemos muitos edifícios com dificuldades, pois a performance vem se degradando ao longo do tempo devido, principalmente, a sistemas muito mal operados e mantidos”, finaliza Gilberto Dantas.
Sistemas automatizados
Os primeiros sistemas automatizados foram concebidos na década de 1970 para aplicações especificamente industriais. Consolidada a automação industrial, o comércio foi o próximo contemplado com as tecnologias de automação. Nesse período surgiram os chamados "edifícios inteligentes", normalmente voltados para uso comercial, equipados com sistemas automatizados para atendimento aos serviços de telecomunicações, sistemas de ar condicionado, segurança patrimonial e controle de acesso, entre outros.
O desenvolvimento dos sistemas de automação voltados para aplicações prediais não comerciais ocorreu após seus similares nas áreas industrial e comercial. Por exemplo, até o início da década de 1990 os sistemas de redes prediais destinados à transmissão de voz, dados e imagem, utilizavam estruturas proprietárias e seus projetos eram executados de forma independente do restante das instalações, o que prejudicava sua disseminação. A partir da década de 1990, com a proposta de padronização representada pelas normas internacionais e também graças aos avanços nas tecnologias de redes, alcançou-se uma maior integração dos diversos sistemas existentes sob uma mesma topologia e infra-estrutura de cabeamento.
O objetivo dessa padronização foi proporcionar um suporte completo aos envolvidos na elaboração de um projeto de automação, englobando os diversos dispositivos e acessórios envolvidos. Com isso, os projetos que até então se destinavam apenas para telefonia ou sistemas de aquecimento e energia, passariam a observar os novos requisitos dos sistemas integrados de automação, de voz, dados e imagem.
Por Ana Paula Basile Pinheiro - editora da revista Climatização & Refrigeração e Ronaldo Almeida - editor do Portal EA e publisher da NT Editorial