O desenvolvimento de projetos de engenharia e arquitetura tem migrado cada vez mais do 2D para o 3D, com o uso de softwares cada vez mais completos, que permitem a criação de modelos interativos e possibilitam visualizar a edificação e as suas características construtivas, assim como as previsões de instalação de todas as disciplinas complementares, como ar condicionado.

O BIM (Building Information Modeling), sigla em inglês que significa Modelo da Informação da Construção, vai além do modelo tridimensional ao agregar informações a todos os objetos constantes no projeto.  Apesar de estar presente há anos no mercado internacional, o BIM demorou certo tempo para se inserir no mercado brasileiro, porém, hoje já é uma realidade em obras de grande e até médio portes. Este conceito prevê uso de softwares e aplicação de soluções que, quando bem utilizados, permitem, por exemplo, que ao ser feita uma alteração ou atualização por parte de uma das equipes envolvidas, todos recebam uma atualização. Além de possibilitar de forma mais fácil a identificação de interferências e/ou necessidades de ajustes e melhorias.

Ainda do ponto de vista do gerenciamento da obra, a aplicação do BIM permite que sejam inseridos quantitativos e listas de materiais a serem aplicados e equipamentos a serem instalados, facilitando o entendimento para quem vai fazer a avaliação ou aplicação do projeto, como empresas gerenciadoras ou instaladoras. Assim, no limite, é possível inclusive elaborar orçamentos e prever esforços de recursos humanos com base nas informações que são inseridas (input) nos softwares que aplicam o BIM, permitindo previsão, otimização e economia de recursos em termos de mão de obra e materiais, além de possibilitar maior eficiência nas etapas de projeto e orçamento.

Apesar do BIM ser um conceito mais bem desenvolvido no âmbito dos projetos, ele pode e deve ser utilizado em todas as etapas relacionadas à construção, podendo ser utilizado por todos os atores envolvidos.

Para as empresas instaladoras de ar-condicionado, o BIM traz soluções que contribuem para o gerenciamento da obra, na elaboração de orçamentos e contratação de equipes, mas aplicar o BIM pode também contribuir para tornar a Instalação mais integrada, por exemplo, otimizando a fabricação de peças, contribuindo no melhor posicionamento/alocação dos equipamentos em obra, mas também na previsão de quantitativos e na integração com outras ferramentas computacionais que permitem maior precisão para atividades relacionadas, por exemplo, para corte de chapa metalizadas para montagem de dutos.

A utilização do BIM traz vantagens para todos os envolvidos e faz parte do futuro da Engenharia. Diversas empresas que atuam nos mais diferentes âmbitos, inclusive no mercado de AVAC, têm buscado se aperfeiçoar no uso dessas ferramentas e soluções, o que contribui para a confiabilidade, eficiência e performance das edificações e instalações relacionadas.

Além de todas as vantagens do uso do BIM, a migração do 2D para o 3D também facilitou a integração dos projetos e demais instalações com softwares que permitem o desenvolvimento de simulações computacionais, no caso do ar-condicionado, especialmente as chamadas Simulações Computacionais de Fluídos Dinâmicos (CFD), contribuindo, quando bem parametrizados, na previsão de situações, além de ser um recurso na solução de uma série de questões, uma vez que possibilita a visualização das situações em função dos parâmetros associados.

Softwares de simulação computacional não são uma novidade, mas a adoção de softwares de engenharia que permitem a modelagem 3D pelo público mais amplo, como empresas de projetos, construtoras e instaladoras, possibilitou que a simulação computacional seja um recurso possível, seja pelo fato do próprio software utilizado para projetar já permitir algum tipo de simulação, seja pelo fato dos modelos construtivos poderem ser migrados para softwares de simulação mais robustos.

Em projetos e casos de alta complexidade, a adoção de recursos de simulação computacional pode trazer informações importantes para o projetista, instalador e cliente final, sendo a simulação uma possibilidade de projetar um modelo computacional de um sistema real e conduzir experimentos com este modelo com o propósito de entender seu comportamento e/ou avaliar estratégias para sua operação. Assim, é possível:

• Entender o comportamento dos sistemas;
• Construir teorias e hipóteses considerando as observações conduzidas;
• Ampliar a confiabilidade nas tomadas de decisões;
• Prever o comportamento futuro.

Dentre as possibilidades de simulação, a Simulação Computacional de Fluídos Dinâmicos (CFD) é o ramo das simulações computacionais que aborda o movimento de fluidos e a transferência de calor, atuando como um simulador virtual de dinâmica de fluidos. Softwares CFD permitem analisar uma série de questões relacionadas. No caso de sistemas de AVAC, permitem visualizar fatores como:

• fluxos de ar;
• distribuição do ar nos ambientes;
• formações de bolsões de calor;
• simulação de temperatura e umidade nos espaços;
• variações de temperatura;
• relação com o ambiente externo, incluindo radiação solar e sombreamento;
• perda de carga dos sistemas pelas envoltórias das edificações, como portas, janelas e paredes;
• presença de poluentes e concentração de gases nos ambientes;
• previsão de conforto térmico dos ocupantes, entre outros.

Figura 1 – Modelo de Simulação CFD

Assim, ao utilizar a tecnologia de dinâmica de fluidos computacional (CFD), é possivel projetar e ajustar instalações de AVAC-R para atender às boas práticas de engenharia, otimizando recursos e atendendo as normas, diretrizes e certificações de referenência (ABNT, Anvisa, ASHRAE, AQUA, LEED, Smacna, entre outros), evitando o desperdício de recursos e garantindo confiabilidade, segurança e performance das instalações, além de maior eficiência energética.  O CFD permite prever com precisão onde podem ocorrer deficiências nos sistemas de AVAC-R a serem instalados, como correntes de ar, altos níveis de turbulência, quedas de pressão e má distribuição de ar, além de contribuir na solução de problemas relacionados aos sistemas de ar-condicionado e refrigeração já instalados.

A utilização desses recursos possibilita que o cliente e demais equipes envolvidas visualizem junto com os especialistas em ar-condicionado o comportamento do ar nos ambientes, contribuindo para tomadas de decisões mais assertivas.

Na indústria de AVAC-R, o uso de simulações CFD tem se expandido também entre as empresas fabricantes de equipamentos, visando aumentar a eficiência energética e reduzir  os custos de fabricação, mas preservando as qualidades relacionadas. Assim, as simulações CFD permitem avaliar métricas de desempenho dos produtos, como níveis de ruído, eficiência energética e confiabilidade.

Ao simular o desempenho de equipamentos de ar-condicionado em um protótipo virtual, que pode ser testado sob uma variedade de condições ambientais, estruturais e de aplicações, os fabricantes podem evitar a construção de protótipos dispendiosos nas etapas de projeto preliminar e conseguem identificar problemas potenciais o mais cedo possível, o que traz economia de recursos e de tempo.

Por último, destaca-se que em simulações computacionais um fator básico é, além da modelagem adequada, a parametrização dos softwares corretamente. Se não houver o conhecimento necessário, a simulação conduzida não representará a realidade e pode levar a erros em tomadas de decisões pelas partes envolvidas. Assim, é necessário não apenas um conhecimento profundo do sistema projetado, das necessidades do cliente, como também do uso do software.

Ariel Gandelman é engenheiro mecânico e consultor em sistemas AVAC, com ênfase em eficiência energética e QAI, na Projetarg