Uma parceria pioneira entre o Shopping Frei Caneca e empresas líderes dos setores de automação e condicionamento de ar está resultando num dos mais modernos e arrojados sistemas de climatização e controle predial do Brasil.
O comissionamento da obra foi dividido em duas etapas, de março a junho deste ano. Este caso sem precedentes no mercado foi possível graças à instalação de válvulas inteligentes nas estruturas de abastecimento da central de água gelada do edifício.
Os investimentos na expansão do ar-condicionado e na atualização tecnológica dos controles, iniciados em agosto de 2012, totalizarão R$ 3,5 milhões. Um dos objetivos da administração do complexo comercial multisserviço, localizado no coração de São Paulo, é reduzir 30% do consumo de energia do ar-condicionado e proporcionar mais conforto térmico aos usuários do edifício.
De acordo com o engenheiro mecânico Igor Nakamura, consultor de aplicação da subsidiária brasileira da Belimo, a primeira partida colocou em funcionamento a parte do sistema que fornece ar climatizado ao centro de convenções, já que os empreendedores também investem na ampliação do shopping. Ao fim das obras, a área bruta locável do prédio será 30% maior, atingindo 88 mil metros quadrados disponíveis para lojas, áreas de lazer e eventos.
“No cenário anterior a esse caso de sucesso, tínhamos um problema sério com relação aos procedimentos de testes, ajustes e balanceamento (TAB), pois precisávamos finalizar toda a instalação para realizá-los de maneira eficaz e definitiva. Caso houvesse a necessidade de uma entrega parcial de obra, isso não seria possível”, explica.
Segundo o especialista, foram as 16 válvulas de pressão independente PICCVs fornecidas pela multinacional suíça que atenderam às expectativas do gerenciador do shopping em habilitar apenas algumas unidades terminais do ar-condicionado para operar com a obra em fase de instalação.
“O start-up parcial foi realizado porque a tecnologia empregada consiste num controle em esfera. Mesmo com a qualidade da água gelada do sistema não sendo apropriada, devido à sujidade comum em obras, a PICCV não sofreu nenhuma alteração ou problemas em balancear dinamicamente e controlar de forma eficiente as cargas totais e parciais de cada fan-coil”, afirma Nakamura.
A partida parcial também aumentou a eficiência energética e otimizou o consumo de água gelada dos trocadores de calor, ao dispensar a necessidade de utilização de válvulas de balanceamento convencionais, que inviabilizariam a divisão desse processo em duas fases.
Desde sua inauguração, em 2001, o Shopping Frei Caneca vem crescendo no mercado, o que exigiu o aumento da oferta de espaços e estimulou o projeto sustentável em andamento. “Nosso fluxo diário pode chegar a 20 mil pessoas”, destaca o consultor de TI e gestão do shopping, Wladimir da Silva.
“Por isso, queremos ser referência em sustentabilidade corporativa e estamos em busca dos certificados Leed [Leadership in Energy and Environmental Design, concedido pelo Green Building Council Brasil] ou Aqua [Alta Qualidade Ambiental, da Fundação Vanzolini]”, acrescenta.
Nos empreendimentos que seguem o sistema de certificação Leed, o consumo de energia é 30% menor. Há também redução de até 50% no consumo de água e de até 80% na geração de resíduos sólidos, além de redução média de 9% no custo de operação do edifício durante a sua vida útil.
Suporte tecnológico
Com o retrofit e a expansão do ar-condicionado, o centro comercial, localizado próximo da Avenida Paulista, diz adeus aos pares de fios seriais que conectavam individualmente os controladores do sistema de climatização. A tecnologia obsoleta deu lugar a cabos de rede ligados a um chaveador (switch, em inglês) para troca de dados via Protocolo de Internet (IP).
Todos os dispositivos de automação e controle das 15 casas de máquinas da central de água gelada que opera 24 horas por dia passaram a se comunicar entre si por meio do protocolo BACnet (Building Automation and Control Networks), uma linguagem desenvolvida pela Ashrae (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), e que se tornou padrão da ISO (International Organization for Standardization).
“Desde 2001, apenas as unidades de controle operavam com o BACnet. Agora, as válvulas, os sensores e outros dispositivos de diferentes marcas foram integrados operacionalmente por esse protocolo universal”, explica Rogério Maciel, do departamento de engenharia de aplicação da RT Automação, empresa brasileira responsável por integrar as tecnologias de última geração presentes no empreendimento.
Por exigência do Frei Caneca, tanto os novos quanto os antigos resfriadores de líquido fornecidos pelas companhias norte-americanas Trane e Carrier foram adaptados ao BACnet, outro fato sem precedentes no mercado.
De acordo com o diretor técnico da canadense Delta Controls no Brasil, Ivan Jordão, a inovação torna mais simples o monitoramento e a manutenção do ar-condicionado. “O software de supervisão da central de automação fica na web e seus dados podem ser lidos pelo sistema de gestão do shopping, possibilitando seu controle preciso em tempo real”, enfatiza.
Para dar uma ideia da magnitude do sistema de climatização do Frei Caneca, o coordenador de engenharia da brasileira BHP, Mauro Dutra de Oliveira, lembra que a central de água do edifício dispõe de 11 chillers com capacidade total de 1,8 mil TRs, ou seja, 21,6 milhões de BTUs, o que equivale a mil e duzentos aparelhos de ar-condicionado de 18 mil BTUs.
“São 69 fan-coils servindo às áreas comuns do edifício que se somam aos 180 equipamentos individuais das lojas”, ressalta o engenheiro mecânico da companhia responsável pela instalação do sistema central de condicionamento de ar.
Válvulas vitais
Outros componentes de última geração que deram suporte à expansão do circuito hidráulico foram cinco Energy Valves da Belimo, instaladas nos ramais de distribuição da central de água gelada, o que permite ao shopping, por exemplo, cobrar individualmente os organizadores de eventos pelo uso do ar-condicionado central, sem ratear a conta de eletricidade de forma generalizada.
O grande diferencial tecnológico do equipamento, que integra a função de duas outras válvulas – balanceamento dinâmico e controle –, é um poderoso algoritmo. O software permite a supervisão instantânea dos parâmetros e configurações (set points) adotados, assim como a eficiência do sistema, principalmente para o controle do desempenho do delta t desejado.
Todos os engenheiros do setor sabem que a síndrome do baixo delta t é um problema comum e dispendioso em estruturas de grande porte, especialmente nas centrais de água gelada. Ela ocorre quando a temperatura da água de retorno para o chiller é menor do que a projetada para o sistema, o que prejudica a eficiência do ar-condicionado.
Segundo a empresa, muitos estudos de caso ao redor do mundo estão mostrando que, com a aplicação da Energy Valve, é possível reduzir até 13% do gasto com eletricidade em novos edifícios, enquanto a modernização dos já existentes pode adaptá-los para a economia de energia atingir até 8%.
O controlador programável fornecido pela multinacional suíça também monitora as condições de operação da instalação e gera relatórios de tendências para o sistema de automação predial, disponibilizando-os na Internet.
“Esse é o primeiro caso no mundo em que as PICCVs operam em conjunto com as Energy Valves instaladas nas prumadas de alimentação”, revela o gerente regional de vendas da companhia no País, André Albertini.
Na avaliação do gestor, o moderno conjunto de técnicas e procedimentos de engenharia adotado pelos parceiros envolvidos na obra e seu comissionamento desempenhará papel fundamental no processo de obtenção do certificado de sustentabilidade.
“A instalação das válvulas Belimo foi muito bem-sucedida”, garante o engenheiro Mauro Dutra de Oliveira, da BHP. “Os profissionais da área precisam conhecer melhor o avançado conceito de engenharia que está por trás de ambas, para disseminarem no Brasil essas tecnologias que poupam energia, tempo e dinheiro”, completa.
Na avaliação do especialista, as inovações que dão suporte ao funcionamento das válvulas e otimizam o desempenho dos sistemas hidráulicos as tornam indispensáveis para os construtores, operadores e proprietários com recursos mínimos de manutenção e que querem tornar seus prédios mais verdes e eficientes.
A expectativa do Shopping Frei Caneca é obter o retorno sobre o investimento realizado nos próximos dois anos. “Para isso, também firmamos parceria com a alemã Osram, para a instalação da tecnologia LED na iluminação e a dimerização dos centros de convenções com produtos já homologados para edifícios verdes”, diz o consultor Wladimir da Silva, lembrando que a sinergia entre fabricantes, projetistas e instaladores é a razão do êxito do comissionamento.
“Queremos que esse controle acurado nos proporcione menos gasto, para transferirmos esse benefício ao nosso cliente, sem penalizá-lo com o custo da ineficiência”, destaca.
Além da redução do custo energético, do conforto térmico e da qualidade do ar indoor, o sistema de climatização do Frei Caneca garante a segurança total dos ocupantes do edifício. Os dispositivos de detecção de incêndios e alarmes fornecidos pela alemã Esser são de altíssima tecnologia. Numa eventual situação de risco, os sensores ‘falam’ e orientam claramente os usuários durante a evacuação do prédio.
Os atuadores de damper da Belimo também oferecem proteção extra contra fumaça. Ao detectá-la, esses equipamentos eletrônicos invertem o fluxo de ar do sistema de climatização, que, por sua vez, retira os gases tóxicos dos ambientes internos com a precisão e a segurança desejadas em casos de emergência, em função da alta tecnologia dos dispositivos da linha Fire & Smoke.