Olinda é a segunda principal cidade da micro-região metropolitana do Recife. O povoado que deu origem à cidade, hoje Patrimônio Histórico e Cultural da Humanidade, teve início em 1535 com a chegada de Duarte Coelho para tomar posse da Capitania Hereditária de Pernambuco. Dada sua localização estratégica para a época, com bons pontos de atracagem e topografia marcada por colinas úteis às necessidades de defesa, foi imediatamente elevada à condição de sede da capitania, tendo sido o mais rico local da colônia portuguesa. Começou a perder status com a chegada dos invasores holandeses em 1630, que a incendiaram no ano seguinte, apoderando-se do rescaldo para construir novas edificações no Recife. Desde então sua posição passou a ser secundarizada. E também marcada por lendas, como a famosa “casa de Maurício de Nassau” onde o Conde jamais viveu, construída bem depois  de 1644, ano do seu retorno para a Holanda. Com cerca de 380 mil habitantes, Olinda oferece vistas deslumbrantes do Alto da Sé e praias de águas mornas e tranquilas, entretanto, carecia até agora de um centro de compras à altura da sua importância, lacuna que o Patteo Olinda Shopping propõe preencher. Empreendimento conjunto do Grupo CM, também responsável pela construção e administração, e da HBR Realty, o Patteo Olinda possui 51 mil metros quadrados de área bruta locável (ABL). O público-alvo dos 5 pisos que abrigam lojas, 6 salas de cinemas, restaurantes, serviços médicos e educacionais, é constituído por cerca de um milhão de pessoas num raio de 10 Km.

Eficiência energética e segurança operacional

O projeto do Patteo Olinda é baseado no sistema de água gelada com termoacumulação, utilizando duas temperaturas distintas, distribuídas em um circuito de alta temperatura e outro de baixa temperatura. “O circuito de baixa temperatura é usado principalmente para combate da umidade e conta com dois chillers de 300 TR, ligados em série contra fluxo. Outros dois chillers de 575 TR, totalizando 1150 TR, são usados para o circuito de alta temperatura, também ligados em série contra fluxo. A carga é complementada por três tanques de termoacumulação, sendo um de 1.588 metros cúbicos para o circuito de baixa e outros dois de 1.588 metros cúbicos, cada um, para o circuito de alta. Além disso, o sistema utiliza recuperadores de energia por roda entálpica, que produz algo em torno de 520 TR por hora. A Meta sugeriu mudanças nas especificações, que foram acatadas, para a utilização de bombas do tipo Vertical in Line ou Dual Arm, Design Envelope, operando com sistema Sensorless, dotadas de variadores de frequência já incorporados, Suction Guide com filtro e Válvulas Flotrex, com função de bloqueio, retenção e balanceamento”, informa Fabiano Medeiros, diretor do Grupo Meta Medeiros, responsável pela instalação.

Outra contribuição importante foi no sentido de dotar a obra de controle hidrônico com válvulas de controle independente de pressão do tipo Energy Valve, que incorpora medição de vazão. Também foi adotado sistema dedicado para tratamento de 100% do ar exterior que é lançado já filtrado, resfriado e desumidificado em todas as lojas e nas unidades de tratamento de ar de recirculação do mall. “Outra contribuição nossa neste conceito foi, ao invés de insuflar este ar proveniente das UTAE’s – unidades de tratamento de ar exterior – nas caixas de mistura das UTAR’s – unidades de tratamento de ar de recirculação -, antes das serpentinas, nós o fizemos junto ao ventilador de insuflação das unidades de recirculação, ou seja, após as serpentinas de resfriamento, já que esse ar se encontra em condições psicrométricas para o uso; com isso, reduzimos a área de face das serpentinas, devido à menor vazão de ar a ser tratada, e melhoramos seu rendimento, uma vez que o diferencial de temperatura passou a ser maior; resumindo, dissociamos a vazão de ar tratado e a de insuflação nas unidades de tratamento de ar de renovação”, continua Medeiros.

A empresa instaladora procedeu a uma análise de todo o circuito hidráulico, detectando que em alguns trechos uma simples mudança de bitola em um ponto superior redundaria numa economia substancial com a redução na potência elétrica dos motores das bombas. Ainda, segundo o diretor do Grupo Meta Medeiros, os chillers inicialmente especificados eram de alta eficiência e estavam ligados em série, no circuito hidráulico de água gelada, e em paralelo, no circuito hidráulico de água de condensação. A instaladora propôs uma substituição por máquinas com mancal magnético, ligadas em série em contra fluxo, conseguindo um desempenho mais alto. Também os ventiladores mereceram atenção especial. “Nós identificamos em 2015, voltando da feira da ASHRAE, que haveria uma modificação, uma tendência, no sentido de utilizar ventiladores com motores EC. Assim, em todos os fancoils os ventiladores são do tipo plenum fan, dotados de motores EC – eletronicamente comutável. Os motores das torres de arrefecimento são de alta eficiência controlados por variadores de frequência, ou seja, 100% dos motores da obra são de fluxo variável. A quantidade de ar exterior da obra é controlada por sensores de CO2, que, diante do baixo fluxo de pessoas, reduz a quantidade de ar exterior insuflado, a chamada ventilação por demanda”, diz Medeiros.

Os dutos da obra são todos em chapas de aço galvanizado tipo TDC, isolados com manta de lã de vidro. Os dutos de exaustão de cozinha, lojas e fast food são em chapas de aço pretas soldadas e isolados com manta de fibra cerâmica. Para as tubulações de água foi adotado o PPR até 4 polegadas e aço soldado para bitolas maiores, com isolamento em espuma elastomérica. Todos os trechos externos tiveram seu isolamento envoltos em plástico antes da aplicação do revestimento de alumínio liso, para evitar a possibilidade de encharcamento.

Usar a energia estritamente necessária

A temperatura da água no circuito de baixa é de 4,5°C e no de alta 9°C. “Para se obter eficiência no combate à umidade é preciso fazer com que o ar atinja uma temperatura bem baixa para que se consiga alcançar um nível de umidade absoluta que compense. No nosso caso, temos 4,5°C para o tratamento do ar exterior. Já nas unidades de recirculação não existe essa necessidade. Como um chiller é mais eficiente quando opera com temperaturas mais altas, pudemos trabalhar com a maior parcela da carga térmica do prédio numa condição de temperatura de 9,0 °C, melhorando a eficiência energética de todo o sistema. Importante salientar que esses dois circuitos são completamente separados. O controle de umidade é feito com o auxílio das serpentinas de reaquecimento das UTAE’s que recebem água a 17,0 °C proveniente da saída das serpentinas de resfriamento das UTAR’s, evitando a utilização de resistências elétricas de reaquecimento e incorporando um ganho na diminuição de trabalho dos chillers, uma vez que que devolve aos chillers água a uma temperatura menor, o que representa um ganho em dobro. O ar é insuflado a uma temperatura de bulbo seco de 12 °C e uma umidade absoluta de 7 gramas de vapor por quilograma de ar seco, controlados por sensores de umidade absoluta”, explica Fabiano Medeiros.

A utilização dos chillers de mancal magnético também foi decidida em uma visita à uma feira da ASHRAE. “A obra iria se alongar bastante, nós tínhamos tempo para trabalhar as diversas opções e, durante a visita à feira da ASHRAE em 2014, tomamos conhecimento desses chillers e desafiamos a JCI a trazê-los ao Brasil. Não chegamos onde queríamos, mas conseguimos viabilizar a aplicação do chiller de mancal magnético na obra. São máquinas que não utilizam óleo e, apesar de ainda ser cedo para afirmar, ao que parece o desgaste é muito menor, pois não há atrito. E se não há perda de energia por atrito, já há ganho. De forma similar, foi assim que fomos buscar as Energy Valves e as bombas In Line, tendo inclusive elaborado um estudo das bombas, analisando não apenas seu custo mas as vantagens advindas da sua adoção pelo modo mais simples de instalação, menor espaço ocupado, os ganhos de se ter variadores de frequência incorporados, diminuindo os quadros elétricos e reduzindo os problemas com harmônicas, por trabalharem com sistema Sensorless e incorporarem na sua solução válvulas Flo-Trex, com função de bloqueio, retenção e balanceamento, elementos que não existem na outra solução. Em resumo, existe inúmeras vantagens que compensam seu uso”, defende Leonardo Medeiros, diretor do Grupo Meta Medeiros.

Houve, ainda, um trabalho de análise e redimensionamento de toda a rede hidráulica do prédio, constatando, por simulação, que um pequeno aumento na bitola de alguns trechos da tubulação hidráulica, redundaria na diminuição da altura manométrica da bomba e, por consequência, da potência elétrica do motor, sendo o acréscimo de preço por vezes pouco significativo. Existiu, assim, um trabalho muito grande de engenharia, para que fosse possível alcançar os resultados em eficiência. O mesmo aconteceu em relação ao arranjo hidráulico do sistema. “Sempre fazemos inúmeras simulações. Começamos a analisar mudanças nos parâmetros de temperatura de entrada e de saída, do delta T, tanto dos circuitos de água gelada como de água de condensação, se aumenta ou diminui a torre, se em paralelo-paralelo, série-paralelo ou série-contra fluxo e assim por diante. Simulamos 15, 20 e até 30 situações, inclusive porque estas alternativas também levam à mudança das bombas e torres. Em série e em contra fluxo, por exemplo, há uma redução no número de bombas, mas trabalha-se com vazões de água maiores. Desta forma consegue-se analisar qual o melhor desempenho, qual a melhor eficiência energética. Em resumo, não devemos nos ater apenas ao conjunto de chillers que tem o melhor COP, mas ao sistema que reúne as melhores condições de funcionamento. Dependendo do modelo adotado, teremos mais ou menos bombas, um arranjo hidráulico mais simples, bitolas de tubos maiores ou menores, menor carga elétrica instalada; resumindo, melhores condições operacionais, o que representará economia para o cliente nos seus gastos mensais. Estas são as contas que devem ser feitas. Esta é uma análise extremamente complexa e requer muita paciência, pois são várias simulações, todas calculadas uma a uma, para levar ao cliente a melhor solução.  Foi assim que chegamos a este formato final, inclusive porque na versão inicial do projeto pedia chillers em série e contra fluxo. Em algum momento o projeto virou série e paralelo, porque houve esse estudo por parte do Mário Sergio (projetista da instalação) e o que fizemos foi retomar esse estudo e aplicar na obra. Nós sempre pedimos aos fabricantes que simulem inúmeras soluções. O tempo que se perde nessa análise se transforma num ganho comercial impressionante por que, desta forma, levamos ao cliente final uma solução surpreendente; afinal, nós somos engenheiros e precisamos fazer engenharia”, explana Fabiano Medeiros.

Todo o mall é dotado de sensores de CO2 para que, de acordo com o número de pessoas, a ventilação aumente ou diminua automaticamente. “O grande lance dos bons projetos, é que, cada vez mais, está solidificado o conceito de que não é necessário bombear água ou insuflar ar que não precisamos. Antigamente se bombeava uma quantidade estúpida de água mesmo quando a carga estava a 50%, com uma bomba fixa. Hoje, só é bombeada a água na medida exata da necessidade. Nós não abrimos mão da utilização das válvulas de controle independente de pressão e também dos reguladores automáticos de vazão. Para controlar realmente a instalação é preciso ter esses elementos que dão a leitura correta e consequentemente a economia adequada. Já o sistema DOAS, permite um nível de precisão muito maior que o convencional, uma vez que existe uma unidade de tratamento de ar dedicada exclusivamente ao ar externo, ou seja, máquinas que só se preocupam com o que acontece do lado externo. Esta unidade vai tratar aquela quantidade de ar externo necessário para combater o calor sensível e latente externo mais o calor latente interno e, com isso, evitar o desconforto térmico do usuário através da modificação constante dos parâmetros para operar conforme a carga térmica interna. Essa é uma grande vantagem”, completa Leonardo Medeiros.

Os engenheiros ressaltam também a vantagem tarifária proporcionada pelo uso da  termoacumulação, além da utilização dos recuperadores de energia por entalpia que adicionaram mais de 500 TR de capacidade ao sistema. “Em resumo, o que podemos dizer é que a junção de inúmeras técnicas utilizadas nessa obra proporcionaram um resultado excepcional para o cliente”.

Apesar das dificuldades o empreendimento se viabilizou

Celso Muniz Filho é diretor do Grupo CM. Além da sociedade no empreendimento, dividido com a HBR Realty, a construtora do Grupo foi a responsável pelas obras. Também será de responsabilidade do Grupo a operação do shopping. Ele conta que a idealização do projeto começou em 2007. Em 2008, com a crise, o projeto foi suspenso, sendo retomado em 2010. Em 2011 foi feita a aquisição do terreno e, em 2012, estabelecida a parceria com a HBR. O ano de 2013 e o primeiro semestre de 2014 foram ocupados com o projeto, tendo a obra iniciado em agosto. A inauguração foi em abril de 2018.

“Escolhemos Olinda, pois, por incrível que pareça, era a única cidade do Brasil com 400 mil habitantes que ainda não tinha shopping e o terreno encontra-se na melhor centralidade de cidade. Desenvolvemos o projeto, fomos atrás de parceiros, fomos muito cuidadosos durante a construção em cada detalhe da obra. Fizemos questão de trazer coisas novas e soluções inovadoras para o sistema de ar condicionado, que é supermoderno, com economia de energia, pois todo mundo sabe que um dos maiores consumidores de energia de um equipamento de shopping é o ar condicionado. Nos preocupamos em construir esse shopping com beleza, mas também com funcionalidade, porque um shopping tem a despesa de condomínio todo mês. Conseguimos reduzir o condomínio com impacto no custo de locação para os locatários, beneficiando diretamente os lojistas”, explica Muniz Filho.

O diretor do Grupo CM acrescenta que em 2014 a economia ainda estava dinâmica, gerando alto índice de reservas de locações. Após as eleições, no final de 2014 e 2015, a situação do país já era pior. “Entre final de 2015 até 2017 foi um período desafiador, mas, hoje, temos 77% de locações; obviamente, faltam muitas lojas satélites, porque o shopping é grande, começando já com 50 mil metros de ABL e 150 mil metros de construção. Efetivamente o impacto foi grande e só por conta da nossa localização é que conseguimos locar uma quantidade expressiva de lojas e estamos tendo sucesso”, diz.

Segundo o empresário, já foi possível sentir o impacto positivo do sistema de ar condicionado na conta de energia, em relação a outros empreendimentos semelhantes do Grupo. “A Meta Medeiros fez um trabalho sério e embora o sistema não seja o mais barato é o melhor em termos de eficiência, com grande economia na conta de energia, representando cerca de 40% somente no sistema de climatização. Hoje fazemos empreendimentos pensando no custo do condomínio. Fizemos esse investimento também para maior vida útil dos equipamentos, com custo menor no condomínio do shopping. Agradeço a parceria com a Meta, que realizou um trabalho sério, transparente e espero caminhar com eles em muito empreendimentos futuros”, completa Muniz Filho.

Concepção meticulosa e racional

Mário Sérgio de Almeida, diretor da MSA, responsável pela concepção do sistema de climatização do Patteo Olinda, explica que a visão dos empreendedores, também responsáveis pela operação, favoreceu a escolha de um sistema eficiente. “Eles já são donos de shopping center, daí a importância que dão à operação, e ao fato de entenderem que vale a pena investir um pouco mais em um sistema energeticamente eficiente.”

O consultor e projetista diz que pela característica da obra – verticalizada – não adotou solução do tanque pressurizado. O terreno possuía no máximo 8 metros de largura, forçando o uso de tanques verticais com cerca de 50 metros de altura. Pela concepção do projeto, todas as lojas, incluindo a praça de alimentação, recebem água a 9°C. E todas, à exceção da praça de alimentação, recebem ar tratado a baixa temperatura.

Válvulas de duas vias com controle independente de pressão entregam a água para as lojas. O reaquecimento do ar é feito pela água de retorno do sistema de alta temperatura. E todos os fancoils de ar exterior são dotados de rodas entalpicas para tratamento eficiente do ar. A distribuição do ar no mall é feita através de difusores lineares.

Almeida informa que, inicialmente, foi oferecido um sistema de cogeração, que, no entanto, não prosperou. Mas que o arranjo dos chillers em série contra fluxo proporcionaram o máximo de eficiência.  Principalmente porque o shopping tem horários diferentes de funcionamento para alguns setores, como restaurantes e serviços médicos e educacionais. O projetista destaca, ainda, o recurso utilizado para resfriar a grande área de atrium. “O ar é lançado de cima e, num processo de cascata, vai climatizando as circulações até alcançar o térreo.”

Três décadas de atuação

A Meta Medeiros é uma empresa criada em 1986, no Recife, sendo dirigida pelos irmãos Fabiano e Leonardo Medeiros, ambos engenheiros. Do portfólio do Grupo destacam-se as obras do Shopping Guararapes (primeira, segunda e quarta etapas), Shopping Recife (quarta etapa), Shopping Boa Vista (terceira etapa) Shopping Tacaruna (segunda e terceira etapas), retrofit do Shopping Plaza Casa Forte, “sem parar o shopping um dia”. Também o LAFEPE, principal laboratório farmacêutico de Pernambuco, Tribunal Regional Federal de Pernambuco, Edifício sede da Justiça Federal de Pernambuco, Hospital Esperança, entre outros hospitais da Rede D´Or, Atacado da Construção, C&A, alguns hipermercados do grupo Bom Preço, Lojas Riachuelo, Aeroporto de Aracaju, entre outros. A empresa foi responsável pelas primeiras obras de VRF no Nordeste.  A obra do Patteo Olinda Shopping foi realizada por uma empresa do Grupo, a Air Quality.

Chillers centrífugos com mancais magnéticos

João Carlos Antoniolli, Gerente de Engenharia de Aplicação da JCI Hitachi, esclarece que os chillers instalados no Patteo Olinda são do tipo centrífugo com mancais magnéticos, modelo York YMC2 (York Magnetic Centrifugal Chiller). Ele explica, ainda, que a tecnologia surgiu da demanda da marinha norte americana por um equipamento que retirasse o calor gerado dentro do casco dos submarinos nucleares, com as seguintes premissas: a)baixo nível de ruído, b)sem utilização de óleo, c)ausência de vibração, e, d) que liberasse o calor para a água no fundo do mar. A tecnologia foi desenvolvida há cerca de 20 anos, sendo hoje aplicada aos sistemas de climatização.

“A tecnologia YMC2 apresenta a oportunidade de reduzir o consumo de energia, rodando em cargas parciais, em até 28%, quando comparada a máquinas novas, velocidade fixa; e até 5% mais eficientes quando comparada com máquinas de última geração, velocidade variável, mas com rolamentos lubrificados, devido ao contato mecânico. Sabemos, pois, apresentamos sempre as três opções aos clientes”, diz Antoniolli.

Ronaldo Almeida

ronaldo@nteditorial.com.br

 

Ficha técnica da obra:

Projetista: MSA Projetos e Consultoria

Instalador: Air Quality (Grupo Meta Medeiros)

Integrador da automação: Logol

Chillers dotados de mancais magnéticos: JCI Hitachi

Difusores lineares: Trox

Bombas de água gelada: Armstrong

Variadores de frequência: Danfoss

Fancoils para tratamento do ar: Berliner Luft

Válvulas tipo Energy Valve: Belimo

Roda entálpica: Heatex

Ventiladores com motores EC: Ziehl Abegg

Dutos: Powermatic

Isolamento da tubulação da água: Epex

Torres de arrefecimento: Alfaterm