Não raro, apesar da solicitação de testes, nem sempre são especificados como e em que situações estes devem ser executados

A quem cabe o balanceamento da instalação: ao próprio instalador, diretamente ou através de uma subcontratada, ou a uma empresa independente contratada pelo empreendedor? Por outro lado, o balanceamento do sistema é acompanhado dos respectivos testes e ajustes? Em suma, o que é o TAB, para que serve, como deve ser feito e qual o seu alcance?

Segundo Leonilton Tomaz Cleto, consultor da Yawatz Engenharia e vice-presidente de eficiência energética da Abrava, “a principal razão pela realização exclusiva do balanceamento, em alguns casos, pequenos ajustes, e, raramente, algum teste, é a falta de conhecimento generalizada sobre o escopo e a importância do TAB total. Normalmente esse desvio se inicia no projeto. Em um projeto sem comissionamento na fase de projeto não há especificação adequada para o TAB, que deveria ser escopo do comissionamento no projeto. Basta ver a grande maioria dos memoriais descritivos dos projetos onde é solicitado tudo, mas não é especificado nada. Ou seja, o projetista pede que tudo seja testado, mas não especifica procedimentos de teste, normas de teste aplicáveis – às vezes solicitam testes de campo com normas de teste em fábrica -, instrumentação de teste e requisitos de aceitação. Além disso, muitas vezes o projeto do sistema não permite que os equipamentos sejam testados em campo porque não é possível instalar adequadamente a instrumentação de teste, por falta de espaço ou falta de componentes necessários na instalação para o teste. Tudo isso é escopo do comissionamento, que deveria gerar desde a fase de projeto, ou na concepção, o plano de comissionamento”.

Para Tomaz Cleto, o cliente é o maior desconhecedor do valor do TAB e sua abrangência. Depois, o instalador tem que orçar o mais barato para poder vender. “Muitas empresas de TAB surgiram no mercado apenas com o know-how do balanceamento. Muitos testes se resumem a leituras de dados de operação dos equipamentos em funcionamento. Enquanto o cliente não entender que o processo de comissionamento deve ser iniciado na fase de concepção ou no projeto básico, o TAB e o próprio processo de comissionamento não terão um papel relevante na qualificação de um sistema de ar condicionado”, completa.

Em relação ao assunto, Wili Hoffmann, atual presidente do Chapter Brasil da Ashrae, cita, como exemplo, os sistemas termodinâmicos. “Os fluxos de calor, necessários para manter sob controle as condições internas dos ambientes, se dão pelas vazões de fluidos, normalmente água e ar. O balanceamento consiste em se ajustar os dispositivos para que a distribuição se dê de forma equilibrada para uma determinada condição de carga da instalação, normalmente a plena carga. Não podemos, portanto, confundir o balanceamento com a função do sistema de controle, que tem a finalidade de manter as condições desejadas com cargas parciais. Ou seja, ajusta automaticamente as vazões para que a variável de controle fique na faixa desejada. Entende-se que a automação é a forma de integrar os diversos laços de controle para que se ajustem automaticamente para condições de cargas parciais de uma determinada instalação”.

Renato dos Santos, da Brain Set, entende que existe uma certa confusão entre TAB e comissionamento. “A origem se deu pela questão do custo e se consolidou pelo péssimo cuidado com a entrega dos sistemas. Não existe hoje uma orientação de serviços para fazer uma entrega excelente. Diversas etapas de entrega, entre elas os testes e ajustes, são descartados como se fossem desnecessários”.

“Acho este procedimento equivocado. Mesmo em obras onde é feita a qualificação para validação por parte do cliente, entendo que o cliente e seus prepostos podem e devem participar dos testes e ajustes, mas estes devem ser realizados por uma empresa independente sob a responsabilidade do instalador, para que este corrija o sistema tantas vezes quanto necessário, sem prejuízo ao cliente final”, argumenta João Carlos Corrêa da Silva, da Ergo Engenharia.

Nelson Dutra de Oliveira Filho, diretor técnico da BHP Engenharia Térmica, entende que a “operação de balanceamento pode ser considerada básica para um bom funcionamento de qualquer sistema de ar condicionado. Por essa razão, mesmo quando o processo de comissionamento não define o escopo do TAB, executa-se na maioria dos casos apenas o balanceamento, independente da finalidade de tal instalação”.

Distribuição de ar

“Nos sistemas de distribuição de ar é imprescindível que seja feito o ajuste das vazões nas redes de dutos (insuflação, retorno e ar externo) e respectivos componentes de difusão, bem como a medição das condições termo-higrométricas do ar nos pontos supracitados”, conclui Oliveira.

Para o bom funcionamento de um sistema de ar condicionado, testes e ajustes são imprescindíveis. Em relação à distribuição de ar, são necessários testes de desempenho dos condicionadores de ar, que se aplica a equipamentos de maior porte, como as AHUs. Em relação a fancoletes e evaporadoras de VRF, Cleto identifica a inviabilidade de testes, demonstrando a limitação desses equipamentos em atenderem requisitos de desempenho.

Testes de desempenho funcional dos condicionadores de ar e dos elementos de controle do sistema de distribuição de ar sob o controle do sistema de automação, são também imprescindíveis. “É muito raro realizarem este teste, pois normalmente o instalador do ar condicionado subcontrata o TAB, e o sistema de automação está fora do seu escopo”, explica Tomaz Cleto. Outros testes, em tese obrigatórios, segundo o consultor da Yawatz, são os operacionais e funcionais dos ventiladores e exaustores e sistemas de exaustão; os funcionais e de segurança do sistema de pressurização de escadas, “normalmente realizados por serem requisitos de legislação”; os ajustes de VAVs e ventiladores de condicionadores de ar. “Os ajustes dos setpoints de controle (são inúmeros e fundamentais) e otimização do sistema de distribuição de ar, também são escopo da equipe de TAB atuando sobre o sistema de automação, e não da empresa que fornece a automação. Há um velho problema que se arrasta por anos, o da competência das atribuições: técnicos de automação são responsáveis pelo hardware e software (bits e bytes), mas quem deve definir a lógica e a sequência de operação é o projeto de ar condicionado; e quem deve realizar o TAB são engenheiros e técnicos de ar condicionado”, defende Tomaz Cleto.

Sistemas hidrônicos

Em relação à distribuição de água, são necessários balanceamento do circuito primário de água gelada e no circuito de água de resfriamento, quando aplicável. Tomaz Cleto ressalta que é “inacreditável” que até hoje muitos projetos não requerem a instalação de válvulas de balanceamento (água gelada e água de resfriamento) nos chillers e torres de resfriamento. “Essas válvulas são muito importantes nos chillers, de certa forma até mais importante que nos condicionadores de ar”, argumenta.

Sem dúvida que é fundamental testar o desempenho dos chillers. “É mais difícil testar equipamentos de VRF. Uma das principais limitações é a falta de disponibilidade dos dados necessários para os testes por parte dos fornecedores e a impossibilidade de instalação de instrumentação de teste (não requerida pelo projeto). Muito diferente dos chillers, onde as informações sobre os dados de desempenho são detalhadamente disponibilizadas pelos fornecedores e o sistema normalmente permite a instalação de todos os instrumentos necessários. Já ouvi argumentações do tipo ‘por que testar COP destes equipamentos?’. A resposta é muito simples: eles são responsáveis por 20% a 30% do consumo de energia de todo o prédio. COP e IPLV são requisitos fundamentais no projeto e no processo de compra. E isso fica só no papel? Já vi inúmeros casos de desvios negativos relevantes nos resultados dos testes de chillers, a maioria deles devido apenas à falta de ajustes adequados na ocasião do startup do equipamento”, argumenta Tomaz.

Tampouco se pode abrir mão dos procedimentos de testes de operação e desempenho das torres de resfriamento. Tomaz ressalta que o desempenho dos chillers está ligado diretamente ao resultado do desempenho das torres de resfriamento. Da mesma forma em relação às bombas e ao balanceamento hidrônico otimizado com as bombas de água gelada. Da mesma forma que na distribuição de ar, é preciso atenção para os testes de desempenho funcional do sistema de água gelada e seus elementos de controle sob o controle do sistema de automação; aos ajustes dos setpoints de controle, que são inúmeros e fundamentais, e à otimização do sistema de água gelada, também escopos da equipe de TAB atuando sobre o sistema de automação.

“A automação está cada vez mais próxima ao balanceamento. No passado a automação tentava corrigir e se adaptar às condições do sistema hidrônico e, atualmente, estamos vendo que cada vez mais esses sistemas têm que trabalhar juntos. Os fabricantes de válvulas de balanceamento estão buscando soluções para trazer o balanceamento para dentro da automação e, assim, eliminar qualquer risco de mau comissionamento e evitar ajustes na automação, o que geraria falta de conforto e gastos excessivos”, explica Katuaki Hayashida Júnior, engenheiro de vendas da Danfoss.

“Os testes são efetuados em todos os equipamentos da instalação, de modo a verificar se atendem às condições operacionais especificadas no projeto, bem como confirmar o funcionamento regular de todos os dispositivos de acionamento, segurança e controle, que são realizados seguindo as orientações fornecidas pelos fabricantes.  Os testes também são fundamentais para o sistema de alimentação elétrica e controle, confirmando que atendem a todos os requisitos especificados e garantem a operação de todos os dispositivos conforme planejado. Todos estes testes irão refletir no correto desempenho dos sistemas de distribuição de ar e água. Especificamente em relação a estas instalações, os testes também possibilitarão constatar problemas de vazamentos, entupimentos, conexões erradas e defeitos no isolamento térmico”, explica Carlos Kayano, da Thermoplan.

Kayano afirma, ainda, que a falta de teste e balanceamento prejudicará, ou, no mínimo, dificultará a atuação do sistema de controle. “A automação poderá detectar e dar o alarme para situações de irregularidade acarretada pelo funcionamento indevido do sistema controle, que pode ser ocasionado pela ausência de testes e balanceamento”.

“Assim, como no sistema de distribuição de ar, os testes e ajustes importantes nos sistemas hidrônicos também são as regulagens das vazões de água, além da medição de temperaturas de alimentação e retorno nos equipamentos”, diz Oliveira.

Automação e controle

“Seja em distribuição de ar ou de água gelada, a automação desempenha um papel secundário na atividade de balanceamento. O sistema de automação é totalmente dependente do funcionamento ‘capaz’ do sistema mecânico. O balanceamento deve colocar o sistema mecânico para operar de acordo com o estabelecido em projeto. Com o sistema mecânico estando habilitado a operar dentro do estabelecido, a automação se torna a garantia para o correto funcionamento. Supondo que o balanceamento não seja possível em função de qualquer problema mecânico, não é a automação que será a solução para esta questão”, comenta o representante da Brain Set.

“Basicamente, um sistema de automação tem a responsabilidade de agregar inteligência, ou seja, autonomia operacional a uma instalação de AVAC. Esses recursos têm o objetivo de garantir a manutenção das diversas variáveis controladas envolvidas no processo, como temperaturas, vazões e pressões de ar e água, umidades relativa e absoluta do ar, concentrações de CO e CO₂, nível de água em reservatórios, além de tantas outras. A automação também pode ser entendida como o sistema que ajusta a capacidade de uma instalação de AVAC à demanda do processo, comandando os elementos finais de controle (inversores de frequência, atuadores de dampers e válvulas, e caixas VAV) de forma a atender os requisitos de projeto com a melhor eficiência energética. São fatores importantes para facilitar, significativamente, as operações de TAB e um bom projeto de controle e automação, com o correto dimensionamento de válvulas de controle e balanceamento, e o desenvolvimento de rotinas adequadas ao processo a ser controlado, como também, o correto dimensionamento dos dutos de ar e tubulações de água”, comenta Oliveira.

Para Tomaz Cleto, “sem o TAB, o sistema de automação fica manco, ineficiente, limitado. A falta do TAB adequado é uma das principais causas de muitas instalações não funcionarem em modo automático de maneira otimizada, ou, ainda, é a principal causa de um sistema que só funcionará em modo manual remoto”.

“O TAB assegura que a instalação tenha a capacidade suficiente para atender aos requisitos dos projetos a plena carga, enquanto que o controle e automação tem a finalidade de ajustar automaticamente as vazões quando existe uma variação de carga, portanto, em cargas parciais”, explica Hoffmann.

Segundo Raimundo Siebra, diretor da Arclima Engenharia Térmica, o TAB adequado permite operacionalizar a automação do sistema de maneira a atender as condições desejadas com a melhor relação de custo energético e de manutenção. “Outro fator de suma importância é a documentação gerada que nos permite ter certeza do que, do quanto e como foi feito, permitindo, ao longo da vida útil, a qualquer tempo, uma reanálise do sistema”.

“Os protocolos devem ser consolidados, considerando a criticidade já discutida nos sistemas mecânicos. De outra forma, o instalador entregará um projeto operando no manual, e o cliente terá muita dificuldade em montar o quebra-cabeça”, diz Corrêa, da Ergo.

José Maria Veiga Nimo, diretor de engenharia e sócio da Heating Cooling, comenta que o sistema de automação precisa ser provocado, desafiado, introduzindo sinais corretos e errados em todos os pontos da instalação, obtendo respostas esperadas; é necessário ser ajustado para obter a melhor performance dos equipamentos. “Tem de ser totalmente confiável”.

O representante da BHP explica, ainda, que no startup do sistema de automação devem ser verificadas as informações provenientes dos sensores e transmissores, além das rotinas operacionais concebidas no desenvolvimento do software. O TAB é o processo que vai certificar o sistema de automação no que diz respeito às informações das variáveis controladas. “Pode-se dizer que o TAB e automação são processos que se complementam e, muitas vezes, é interessante que sejam realizados simultaneamente”.

O mercado está constantemente em processo de inovação, apresentando equipamentos cada vez mais precisos, intuitivos e visuais, fáceis de usar e trazendo numerosas funções que facilitam a economia de energia e o conforto. Para Siebra, da Arclima, a evolução da instrumentação e disponibilização de ferramentas computacionais dos diversos fornecedores de dispositivos de controle e balanceamento tem facilitado o aprimoramento do TAB, com menor carga de trabalho de campo.

Para Santos, os recursos gráficos e as IHM’s dos sistemas de automação possibilitam que os profissionais envolvidos no TAB tenham uma visão bastante eficaz da instalação. “As diversas atuações e os registros que as automações possibilitam, também ajudam muito os serviços de TAB”.

“Os novos recursos de variador de frequência, medidor de vazão, sensores CO₂, VAV, válvulas de balanceamento, entre outros, dependem do correto sistema de automação para poderem ser eficazes, e, com isso, o sistema ganha em custo operacional e confiabilidade. Muitas vezes o resultado fica comprometido porque o cliente compra e executa separadamente, criando uma fronteira complicada”, salienta Corrêa.

“Nos sistemas hidrônicos é cada vez maior a utilização de válvulas de controle independentes de pressão, que, por suas características, são imunes às variações de pressão do sistema, o que garante o balanceamento ao longo do tempo. A busca contínua pela eficiência energética tem feito com que softwares de gerenciamento e supervisão sejam desenvolvidos de maneira cada vez mais sofisticada. Os recursos atuais permitem constante análise operacional e de desempenho nos sistemas de AVAC”, finaliza Oliveira.

 

Charles Godini

charles@nteditorial.com.br

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