Umidade e velocidade do ar influenciam diretamente a percepção de conforto
A umidade relativa recomendada para ambientes em instalações de conforto é entre 40% e 60%, faixa esta que reduz significativamente a proliferação de bactérias, vírus, fungos, ácaros e, consequentemente, os problemas de infecções respiratórias, renite alérgica e asma, como podemos verificar na figura 1.
Nunca é demais repetir que o conforto térmico não depende apenas da temperatura do ambiente, mas, também, da umidade e da velocidade do ar.Se não fosse assim, ventiladores não teriam função de conforto, pois não controlam a temperatura. Do ponto de vista de conforto, tanto a umidade baixa causa desconforto por trazer ressecamento de mucosas, irritação ocular, aumento de partículas em suspensão e desconforto respiratório, como a umidade alta favorece proliferação de fungos, ácaros, mofo, odores e sensação de abafamento. Já com relação a saúde, como mencionado anteriormente, o controle de umidade é importante para evitar a proliferação de bactérias, vírus, fungos, ácaros.
Estratégias mais eficazes para o controle da umidade
A estratégia mais eficaz e eficiente energeticamente para controle da umidade em sistemas de ar-condicionado, não apenas para conforto, é seu tratamento na fonte principal de umidade que é o ar externo de renovação. Assim, a melhor forma de controle da umidade e/ou desumidificação do ar é através do uso de UTAs tipo DOAS ( DedicatedOutside Air System), em que o ar externo de renovação não é apenas filtrado e inserido nos ambientes, mas é efetivamente tratado, passando por um processo de resfriamento/desumidificação acompanhado eventualmente de um processo de reaquecimento.
Estes equipamentos DOAS podem incorporar diversas tecnologias. Para o clima tropical e equatorial do Brasil, nos locais em que a temperatura não cai abaixo de 20ºC o ciclo runaroundcoil com três serpentinas, duas de resfriamento e uma de reaquecimento, aproveitando o calor absorvido nas primeiras duas serpentinas, é bastante eficiente e recomendado. Já para locais em que temos temperaturas abaixo de 20ºC normalmente necessitamos de serpentinas de reaquecimento abastecidas por outra fonte de calor, o ideal são bombas de calor.
Quando dispomos de vazões de ar externo de renovação e ar de exaustão (normalmente de sanitários) com vazões próximas, e é viável se cruzar estes fluxos de ar, a utilização de recuperadores de calor como rodas entálpicas ou cubos entálpicos nas unidades DOAS passam a ser bastante interessantes, trazendo uma economia significativa na carga térmica do ar externo de renovação.
Características de unidades de tratamento do ar
As características esperadas de UTAs para um tratamento do ar eficiente e eficaz começa com uma boa filtragem, para depois ser complementadas pelo processo de resfriamento/desumidificação e, dependendo das características do projeto, o seu reaquecimento e em locais de baixa umidade, eventualmente, até um processo de umidificação em algumas ocasiões específicas do ano.
Ambientes industriais possuem características próprias, cada qual com sua faixa de umidade relativa recomendada, alguns cuja maior preocupação é se manter um controle sobre a umidade máxima, e outros controle sobre a umidade mínima, tudo dependendo do processo em questão.
Exemplos de impactos da umidade inadequada:
– Indústria eletrônica e data centers: risco de descargas eletrostáticas (baixa umidade) ou corrosão e condensação (alta umidade);
– Indústria alimentícia e farmacêutica: crescimento microbiológico, alteração de propriedades físicas e químicas dos produtos;
– Indústria de papel, têxtil e gráfica: variação dimensional, deformações e falhas de qualidade;
– Armazenagem e logística: degradação de produtos, embalagens e estruturas.
A utilização de DOAS, se a vazão de ar externo de renovação for relevante em relação ao volume do ambiente, ou de equipamentos desumidificadores, caso o número de trocas do ar externo de renovação seja baixo, são as estratégias mais eficazes para desumidificação do ar em ambientes industriais.
O controle de umidade pode ter um impacto muito grande no consumo energético das instalações, se feito da forma mais usual com uso de resistências elétricas para reaquecimento do ar. A forma de mitigar este impacto é através da utilização das estratégias já mencionadas de uso de equipamentos tipo DOAS, para tratamento do ar externo de renovação, e de equipamentos desumidificadores, que tanto podem ser apenas utilizando o ciclo de refrigeração, como também utilizando-se de dessecantes químicos, a depender da faixa de umidade a ser atingida.
O uso de serpentinas de água quente alimentadas por bombas de calor para promover o reaquecimento do ar também podem reduzir significativamente o acréscimo de consumo de energia para o controle de umidade (desumidificação dos ambientes). Quando necessária a umidificação para obtenção da faixa de umidade desejada, os sistemas adiabáticos e por ultrassom são os métodos de umidificação de menor consumo energético.
Marcos Santamaria, da engenharia de aplicação das Indústrias Tosi
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