Criada em 1893, a Poli-USP – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, recebeu, no primeiro semestre de 2016, o primeiro sistema de climatização em suas salas de aula. O mérito da conquista pertence ao professor doutor Antonio Luís de Campos Mariani, do Departamento de Engenharia Mecânica e Coordenador do Programa Poli Cidadã, e do professor e engenheiro elétrico Celso Massatoshi Furukawa, do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos, ambos da Poli-USP. Foram climatizadas 09 salas de aulas do prédio com 160 m² cada, em média.

“Só conseguimos equipamentos em sistemas de pregão, licitação e serviços de instalação. Não era possível adquirir um projeto de grande porte, não há disponibilidade de recursos para financiarmos o projeto, então, dentro das restrições, me coloquei à disposição dos departamentos (Naval, Mecatrônica e Mecânica) para fazer o cálculo da carga térmica dos ambientes e a seleção dos equipamentos. Fizemos a proposta da instalação de duas evaporadoras e quatro unidades de renovação de ar em cada sala. Depois de aprovado os equipamentos foram selecionados. O projeto detalhado e a instalação foram realizados pela BHP Engenharia Térmica. Quero enfatizar que os equipamentos do tipo split, para esse projeto, não possuem a filtragem necessária que pede a NBR 16401. Para contornar esta limitação foram instaladas de modo integrado, com acionamento conjunto com os evaporadores, unidades de renovação de ar com dupla filtragem do ar externo.”, explica Mariani.

Antonio Luis de Campos Mariani e Celso Massatoshi Furukawa

O professor Furukawa coordenou a instalação da rede elétrica para alimentar os novos aparelhos e, juntamente com o professor Mariani, foi definida como fazer as interligações elétricas entre os condicionadores de ar tipo quente/frio e as unidades de renovação de ar, possibilitando sua ligação através de um único interruptor. Nesses ambientes não há disponibilidade do controle remoto do ar condicionado para os usuários. Todas as máquinas são pré-ajustadas, e apenas os gestores do prédio podem alterar parâmetros. Assim, definiu-se que o acionamento do sistema deveria ser simples e sem a possibilidade de manipulação pelos usuários e que a renovação de ar deveria ser permanente, sendo acionada sempre que o equipamento fosse ligado.

Foi definido e testado juntamente com a BHP que seriam instaladas quatro unidades de renovação de ar para cada sala. O critério de seleção para essas unidades foi a vazão de ar, o nível de ruído e a filtragem do ar externo. “A Multivac, apresentou um produto muito interessante que veio justamente atender a essa demanda: uma caixa de ventilação com bom isolamento acústico e com possibilidade de simples ou dupla filtragem. Instalamos todas as caixas com dupla filtragem. O nível de ruído era uma grande preocupação. A BHP fez uma instalação piloto onde foram realizadas dezenas de medições de ruído e vazão. Acredito termos feito a escolha certa”, explica Mariani.

Os quatros difusores perto das janelas, facilitando a instalação

O nível de ruído aceitável foi definido em 45 dB. “Na hora em que fomos medir deu menos de 40 dB. O ar externo filtrado entra na sala por quatro difusores de uma via, com direção perpendicular ao do ar das evaporadoras, provocando a mistura na região próxima ao forro”.

O ideal, segundo Mariani, seria resfriar e desumidificar o ar externo. Mas os recursos eram limitados. As posições dos equipamentos e um cuidadoso isolamento térmico colaboram para que não haja risco de condensação. Todos os difusores estão perto das janelas, facilitando a instalação e eliminando o excesso de dutos. A insuflação de ar externo próxima à janela e apontada para a direção do corredor faz o deslocamento dos contaminantes.  No lado da sala onde está o corredor ocorre o escape de ar através de frestas ou grelhas de porta. “No verão condicionamos o corredor de uma forma indireta. A sala está com 23°C, o ambiente externo está 30°C e o corredor está com 26°C. O escape de ar é um ar climatizado e que trouxe um conforto térmico geral para o prédio”.

Parede onde ficam as janelas com as frestas de escape

O acionamento de cada unidade evaporadora está interligada com a renovação de ar de um determinado difusor. Se a sala de aula estiver com capacidade máxima de alunos a recomendação é ligar as duas máquinas, pois a mistura será completa. “Foi possível conseguir uma condição de climatização muito interessante, inclusive homogeneizando esse ar externo; não é perfeito, mas dentro das condições que tínhamos, funcionou”, diz Mariani.

O aluno de mestrado Nícolas Fakhoury mediu, dentro das salas de aula, as condições de temperatura, de umidade, de CO₂ e particulados. “Fizemos um experimento, li-gando e desligando individualmente cada unidade de renovação. Começávamos sem nenhuma unidade de renovação ligada e víamos o particulado e o CO₂ subindo; quando o professor riscava o giz na lousa, o particulado subia, quando ele batia o apagador na lousa, subia ainda mais, e na hora em que os alunos se movimentavam o particulado, também subia. Depois ligávamos a metade da vazão de ar externo, duas unidades, e no mesmo instante percebíamos que o particulado e o CO₂ começavam a cair. Até que ligamos as quatro unidades e a queda dos particulados e a redução do CO₂foi significativa. Este modelo com instalação de ar condicionado associado à unidade de renovação de ar deveria ser o único permitido em ambientes internos, especialmente quando é para uso coletivo, proibindo instalações de split sem ar externo”, esclareceu Mariani.

Em relação às tomadas de ar externo um elemento adicional teve que ser considerado. O prédio não pode sofrer modificações nas fachadas e estruturas por ser tombado pelo patrimônio histórico. Mas, nas fachadas do prédio existem grelhas que fazem a ventilação natural para a região do forro de cada sala. Os engenheiros optaram por usar essas grelhas. Nelas foram acopladas uma grelha adicional para evitar a entrada de bichos e insetos.

Grelhas utilizadas para tomadas de ar externo

Cada uma dessas grelhas externas ao prédio tem uma conexão com uma caixa, um plenum de distribuição, e cada grelha atende a duas unidades de renovação. “Usamos esse plenum de uma maneira bastante prática. Utilizamos o sistema MPU, da Multivac, que mostrou ser rápido, leve e fácil de fabricar. Foi muito importante coseguir fazer a instalação de uma maneira rápida e sem atrapalhar o período letivo”, comentou Mariani.

Em cada sala de aula, ao lado do interruptor de acionamento, há uma placa, uma ficha técnica com todas as informações e recomendações necessárias de como o usuário deverá operar esse equipamento.

Placa com a ficha técnica ao lado do dispositivo de acionamento

“A minha proposta é que essa orientação seja um embrião para que a NBR 16401, e os ambientes onde serão instalados equipamentos de ar condicionado, possam ter um registro dizendo quais são as características do sistema de ar condicionado daquele ambiente e como deve ser feita a operação. A informação como meio de educação; um passo a passo de como o usuário deve se comportar”, conclui Mariani.

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Charles Godini – charles@nteditorial.com.br