Entre os dias 12 e 14 de maio último aconteceu o Seminário de Água Gelada, coordenado pelo engenheiro Leonilton Tomaz Cleto, consultor em desempenho de sistemas. O evento, cujo formato existe desde 2019, aconteceu em Fortaleza, Ceará, em paralelo ao Sannar – Salão Norte Nordeste de Ar-condicionado e Refrigeração. A iniciativa visa disseminar as boas práticas em projeto e instalação de sistemas de expansão indireta, objetivando a eficiência energética e a qualidade do ar interior. A revista Abrava + Climatização & Refrigeração conversou com Cleto que esboçou um primeiro balanço dos resultados do Seminário.

Comparação entre tecnologias de compressores

O seminário é composto de palestras apresentadas por Tomaz Cleto sob os diversos aspectos que cercam uma instalação de água gelada e complementado por palestras de engenheiros dos diversos fabricantes parceiros da atividade. Os temas de cada palestra foram previamente discutidos com o coordenador do evento.

A primeira avaliação, assim, é sobre o formato que, para Tomaz Cleto, favoreceu a qualidade do conteúdo apresentado. Os representantes dos fabricantes compreenderam o espírito do seminário. Todas as palestras contribuíram muito para o enriquecimento do conteúdo geral. Embora, como é inevitável, apresentando as vantagens de cada produto, prevaleceram os aspectos técnicos.

Como exemplo, é possível citar a palestra de Cristiano Brasil, da Midea Carrier, que estabeleceu comparações entre as várias tecnologias de compressores, particularmente entre os de mancais magnéticos ou cerâmicos, e os centrífugos. Fugindo aos aspectos mercadológicos, Brasil pontuou de uma maneira muito técnica que, sem dúvida, trata-se de uma tecnologia com diversas vantagens, mas, há que se observar que embora isentos de óleo e possuírem muito menos componentes mecânicos, não se pode esquecer que eles possuem muito mais componentes eletrônicos. Ou seja, se a probabilidade de problemas mecânicos despenca, a probabilidade de problemas eletrônicos aumenta exponencialmente, que de certa forma pode impactar na operação e manutenção do equipamento.

Essas ponderações do engenheiro da Midea Carrier foram importantes para situar a aplicação dos compressores isentos de óleo. Primeiramente, porque são relativamente mais caros, o que em muitas situações não justifica seu uso. Por outro lado, esse tipo de compressor é para menores capacidades. Em comparação com o parafuso, ou mesmo com o scroll com condensação a ar, ele tem uma grande vantagem por chegar muito mais perto dos compressores centrífugos do que um compressor semi hermético de pequena capacidade. Nesse sentido, existe um espaço muito grande para sua aplicação, que foi muito bem capturado pela palestra de Brasil.

Chillers modulares

Também valiosa foi a contribuição de Bruno Pilon, da Bosch Home Confort, ao discorrer sobre os chillers modulares. Esse é um conceito que começa a ganhar muita força, principalmente por se constituir em uma alternativa aos sistemas VRF.  Com eles, é possível obter condições muito superiores na qualidade do ar interno. Possibilitam resfriar e desumidificar o ar, garantindo qualidade superior do conforto térmico.

O mais importante na palestra de Pilon foi o fato dele colocar o chiller modular em seu lugar de aplicação. Deixou claro que não vem para ocupar o lugar de instalações mais robustas, substituindo uma grande instalação de três centrífugas, ou três parafusos e mesmo mancais magnéticos, por exemplo, por 20 ou 30 chillers modulares. Pelo contrário, ele demarcou muito bem a aplicação, sempre em sistemas de menor capacidade. Ao invés de instalar um Chiller de condensação a ar de 200 ton, pode ser mais vantajoso pode ser instalar cinco ou dez desses chillers menores.

Bombas de calor

 Lucas Oliveira de Amarante foi o palestrante da Daikin. Embora muito jovem, ele impressionou pela lucidez das colocações e a desenvoltura na exploração de conceitos. Amarante começou falando sobre a situação que o VRF vive na Europa, diante dos programas de descarbonização. A comparação direta é com as bombas de calor. Na Europa, o R-134a e o R-410A já não poderão mais ser usados a partir de 2027, e a primeira alternativa é o R-32, porém com classificação A2L – inflamável, com baixa propagação de chama. Isso traz questionamento sobre o uso desse fluido nos ambientes, particularmente em residências.

Embora o phase-out do R 134a no Brasil ainda esteja longe, em pouco tempo deixarão de ser fabricados chillers com esse fluido nos mercados maduros, como Europa e Estados Unidos, com efeitos na China. Então, independente de legislação, o Brasil também será afetado num futuro muito próximo. Assim, a opção pelo R-32 e pelos HFO, é cada vez mais provável. Lembrando que a maioria deles pertence à classificação A2L.

A busca por soluções que confinem o fluido refrigerante será cada vez maior, tomando espaço dos sistemas de expansão direta, como o VRF. Esse é um dos motivos que, segundo Amarante, as bombas de calor surgem com força no mercado europeu, além do grande potencial de eletrificação. Mesma situação dos chillers modulares.

Outro dado levantado pelo engenheiro da Daikin que justifica o imenso crescimento da aplicação das bombas de calor no mercado europeu é a questão da Rússia. A invasão da Ucrânia mostra que o fornecimento do gás natural não é tão confiável. Trazendo para a realidade brasileira, embora exista grande quantidade de gás natural disponível em certas regiões e uma matriz energética amplamente renovável, o aspecto eficiência energética ganha força.

Amarante e, depois, a discussão no painel, deixaram claro que a bomba de calor sempre teve seu espaço garantido no mercado brasileiro. Nas aplicações abaixo de 100^oC, é uma estupidez recorrer ao gás. Mas, até recentemente, pouco se pensava nas potencialidades oferecidas pelas bombas de calor, o que é muito além do simples discurso mercadológico da descarbonização.

Tanto a apresentação da Daikin, quanto a discussão posterior, deixou evidente que existe um grande mercado para o projetista que vai além da água gelada. Ele pode incorporar ao seu escopo o projeto de água quente, com a aplicação das bombas de calor. Foi lembrado na discussão, pelo projetista mineiro Francisco “Lito” Pimenta, que quem faz água quente é o projetista de instalações hidráulicas que dificilmente entende de ar-condicionado. Assim, com a proliferação das bombas de calor, o projeto das instalações sanitárias poderá ser incorporado à atividade do projetista de AVAC-R ou, ao menos, haver uma integração maior entre as duas disciplinas.

Fan Coils e data centers

Marcos Santamaria, da engenharia de aplicação das Indústrias Tosi, ficou encarregado do tema fan coils. Embora pareça uma questão básica, nunca é demais lembrar que todo o sistema de água gelada está voltado à alimentação dos fan coils, que garantirão, na ponta, o conforto térmico.

Quando se fala em data centers, que é atualmente a menina dos olhos do mercado, esse é um tema de grande relevância. A dissipação do calor latente neste tipo de instalação exige máquinas cada vez maiores e de variadas configurações. Neste sentido, a palestra de Santamaria foi extremamente esclarecedora.

Por fim, a apresentação da Klimatix, empresa do Grupo Mecalor, explorou as instalações de data centers. Luís Eduardo Salsa Fonseca, engenheiro de aplicação, conseguiu dirimir várias dúvidas que ainda calam fundo entre os profissionais da área. Uma delas, por exemplo, é a diferença entre redundância e garantia operacional de 99,999%.

Fonseca fortaleceu bastante a necessidade da redundância de equipamento, de lógica, de componentes na tubulação até válvulas em redundância e nos anéis de circulação. Diferente de uma instalação normal, a redundância, no caso, não significa colocar uma bomba a mais ou um chiller de reserva. Em data centers, o que importa, muito mais do que eficiência energética, é o sistema funcionar sem interrupção. Por isso, a operação em dois equipamentos. Essa forma de pensar o sistema é extremamente importante.

Outra coisa é a evolução na concepção desse tipo de sistema. Os data centers que, antes, demandavam água a 7°C, ou 19°C no ambiente, agora necessita de 28°C na sala. Então, em lugares como São Paulo, a depender da época do ano, é possível trabalhar com free cooling total. Tudo isso leva a que a condensação a ar ganhe espaço. Sem contar que já existem instalações de data centers funcionando apenas com resfriamento evaporativo.

Sistemas hidrônicos

No segundo dia do evento, aconteceu uma palestra muito interessante sobre bombas, ministrada por Wilson José de Souza, da engenharia de aplicação da Armstrong Fluid Techonology. Souza abordou vários aspectos importantes sobre o dimensionamento da bomba em relação ao circuito, da altura entre o nível da torre e a sucção da bomba e como é fundamental observar o NPSH (Net Positive Suction Head) que é a pressão disponível na sucção da bomba, para evitar a vaporização da água na sucção.

Outro ponto abordado foi a questão do efeito vortex na bacia da torre de resfriamento, quando entra ar na sucção ou baixa o nível de água de modo a alcançar a tomada de saída da torre.

Se existe o NPSH requerido pela bomba e o disponível pela instalação, o disponível sempre tem que ser maior do que o requerido pela bomba. Souza tratou desse tema que muita gente não dá grande importância. Em São Paulo, por exemplo, há o exemplo de um edifício com problema grave. A torre era para ser no nível superior e selecionaram bombas in line com o NPSH elevado, de dez metros de coluna d’água. Mas, no mínimo, a pressão na sucção devia ser de zero bar no manômetro. O projeto foi mudado, os arquitetos resolveram colocar a torre no mesmo nível, mas a bomba já tinha sido comprada. Entrava a pressão negativa na sucção da bomba ocasionando problemas contínuos de cavitação, detonando o equipamento. Foi necessário trocar as bombas e alterar a posição dos filtros, que foram retirados da sucção das bombas (um ponto que é desnecessário) e reinstalados na entrada dos chillers (que precisam, efetivamente, da proteção dos filtros).

Controle e automação

A apresentação de Fernando Gonçalves, da Johnson Controls, foi centrada em controles de automação. Tomaz Cleto diz que tem batido, constantemente, na tecla de que um dos grandes problemas do mau desempenho das instalações é que mesmo um projeto eficiente é anulado por uma automação mal aplicada. A automação precisa ser inteira, uma vez que se ela não funcionar em um detalhe (por exemplo, se na sequência de operação de um chiller, a ordem de comando das bombas e válvulas sair errada, não entra o chiller, acusa falha, e tampouco entra o segundo chiller), a primeira ação do operador é passar todo o sistema para manual. E tudo o que seria possível ganhar em termos de eficiência energética se esvai. A automação passa a ser apenas um alarme para as falhas dos equipamentos, com a tela do sistema supervisório se transformando em um mero indicador para o pessoal da segurança avisar a operação para ligar e desligar o sistema.

Gonçalves ressaltou que a automação, junto com os controles dos equipamentos, são os elementos que mais contribuem para aumentar a tecnologia dos sistemas de água gelada. O que mais cresce hoje, em termos de tecnologia, não é compressor do chiller, até porque ele mesmo cresceu em tecnologia de controle e automação. E o que tem sido desenvolvido, mesmo com advento da IA, está apenas começando. Mas de nada adiantará a IA se não houver pessoas que saibam o que estão fazendo.

Nesse aspecto, Fernando Gonçalves foi bem realista. Existe grande perspectiva de melhorar a qualidade da monitoração e do gerenciamento dos equipamentos e do sistema. Comumente diz-se que uma CAG é eficiente. Mas como afirmar isso se não medimos corretamente? Como dizer que um chiller é eficiente se não medimos corretamente sua vazão? Não raro o medidor de vazão instalado é de baixíssima qualidade. Gasta-se 20 milhões numa instalação, mas deixa-se de investir num medidor de vazão de 30 mil reais.

Painéis de discussão

Os painéis de discussão também foram elementos de forte troca de conhecimentos e experiências. O nível dos participantes, assim, surpreendeu. Na plateia, projetistas de alto calibre, como Pedro Cumaru, Aderbal Costa Araújo, Lito Pimenta, Osvaldo Francisco Alves Jr., Sara Medeiros Dantas, e o comissionador de sistemas Thiago Portes deram o tom aos debates.

Como já dito acima, o painel do primeiro dia, que discutiu as bombas de calor e a descarbonização do ACR, foi emblemático.  A discussão avançou por um viés realista. Os fabricantes de chillers e bombas de calor já entendem que o discurso aqui no Brasil precisa ser calibrado.

O debate do segundo dia tratou bastante sobre circuitos hidrônicos. Teve a participação da Belimo, através do Leandro Medéa, quando foram discutidos alguns aspectos do controle do circuito hidrônico. Foi uma abordagem interessante porque já contempla a operação propriamente dita, enquanto a bomba de calor ainda é um tema de projeto.

No debate foi falado muito sobre experiências de campo e sobre problemas de campo dos usuários. Eram apenas dois participantes, Wilson José e Medéa. Foram questões bem pontuais sobre assuntos operacionais. Alguns questionamentos sobre sensor less, sobre as Energy Valves, sempre focados em operação, de qualquer maneira.

Finalmente o debate do último dia, sobre automação, teve a participação de todas as empresas parceiras.  Foram discutidosaspectos do controlee sobre a lógica em si, e os problemas causados pela implantação de lógicas pela metade. Com foco na manutenção, não apenas do sistema eletroeletrônico, mas na operação, foi ressaltada a diferença entre a “caixinha preta” do painel, que é o sistema eletroeletrônico, que precisa de manutenção e instrumentação e o controle que a automação exerce sobre a CAG, a lógica em si, e os problemas operacionais, um outro elemento que às vezes o pessoal da automação não sabe lidar. Afinal, a manutenção da automação existe para cuidar do hardware. O operador de automação não tem (e nem tem a obrigação de ter) a visão do sistema de água gelada, do quanto o controle está influenciando a operação, de como é possível otimizar o controle. Ele não tem a visão de água gelada, é um técnico em eletroeletrônica, ficando um buraco na questão operacional.