Governo, proprietários e ocupantes de edificações estão cada vez mais aumentando as demandas no que diz respeito a terem edifícios mais ambientalmente adequados e eficientes no tocante ao consumo de energia e gás. Medidas para conservação e auditoria energética têm sido largamente implantadas na busca de resultados nesta área (Eletrobrás, 1999; Camacho, 2009).

O aumento dos custos operacionais, o impacto ambiental e a possibilidade de novos “apagões” têm impulsionado a busca por alternativas de estratégias para redução de consumo de energia, sendo que estudos mostram que haverá um aumento de pelo menos 87% na demanda de energia até 2030 (MME, 2009).

Nesse sentido os sistemas de climatização representam uma parcela significativa deste consumo de energia em edificações não residenciais e ações para reduzir o seu consumo têm sido cada vez mais analisadas nos projetos de edificações para promover reduções efetivas no consumo energético global das edificações.

No mercado brasileiro, de forma semelhante a outros países que têm investido em práticas mais sustentáveis, o foco inicial das ações tem sido em edificações novas. Porém, existe um potencial de redução de consumo de energia muito maior em estratégias em edificações. O primeiro ponto favorável para estas edificações reside no fato que o seu número ser muito mais expressivo (em média 97% do mercado) comparado às edificações novas (2 a 3 %). Em segundo lugar, muitas destas edificações existentes estão operando há mais de 20 anos e não sofreram até o momento nenhuma intervenção, fornecendo um campo fértil para reduções significativas de consumo de energia.

No caso de edificações existentes (e para as futuras edificações novas) ações de redução de consumo de energia devem ser coordenadas em um programa de gestão de energia. Algumas etapas devem ser seguidas para elaborar este programa de gestão (O´Sulivan et al(2004) e Canbay et al (2004), a saber:

- Auditoria energética: levantamento das condições atuais da edificação e dos seus usos finais (climatização, iluminação, elevadores, etc.). Esta etapa balizará as demais etapas pois servirá como base de referência para avaliação do potencial de redução de consumo de energia. Nesse sentido, esta avaliação permite avaliar as limitações impostas pela própria edificação, por exemplo, pé direito baixo que pode impedir a implantação de sistemas com dutos ou falta de espaço físico para construção de uma sala de máquinas nos andares da edificação. Especificamente para os sistemas de climatização, aspectos como o estado geral das tubulações e dutos, bem como uma avaliação do desempenho dos equipamentos de climatização devem ser realizados. Além disso, uma avaliação do sistema de automação (se este existir) deve ser feita para verificar se o sistema está com os sensores operando adequadamente e se a programação do mesmo está consistente com as demandas de carga térmica da edificação;

- Definição de índices de referência ou benchmarkings: esta etapa pode lançar mão de valores de consumo energético da própria edificação com base nos valores medidos pela própria concessionária e/ou pelo sistema de gerenciamento do edifício (Building Management System – BMS). Além disso, nesta etapa, pode-se utilizar ferramentas de simulação que permitem simular um modelo do edifício existente que, após a adequada calibração do modelo com base nos dados da edificação real, pode ser usado para avaliar o potencial de redução de consumo de energia das estratégias a serem implementadas, avaliando o seu tempo de retorno de investimento;

- Definição das estratégias de redução de consumo: com base nas informações coletadas nas etapas anteriores, pode-se passar para a avaliação das estratégias possíveis de serem implementadas. Neste momento, o uso de ferramentas de simulação pode auxiliar a tomada de decisão de quais estratégias terão impacto maior e qual o seu tempo de retorno de investimento. Isto porque com um modelo da edificação bem calibrado pode fornecer com maior precisão os níveis de redução que podem ser atingidos;

- Comissionamento: após a definição das ações a serem implantadas e sua efetiva introdução na edificação, um acompanhamento do seu impacto real deve ser feito com auxílio de uma equipe de comissionamento que avaliará com critérios como níveis de redução de consumo de energia, aumento da eficiência do sistema, etc. os resultados das ações desenvolvidas.

No aspecto relacionado com as possíveis estratégias a serem implantadas, pode-se adotar ações de baixo, médio ou alto custo de implantação. Dentre as ações de baixo custo pode-se citar inicialmente uma simples mudança da temperatura de controle nos ambientes climatizados. Em uma edificação comercial típica, a mudança da temperatura do ambiente climatizado de 24 para 25°C pode resultar em reduções no consumo de energia do sistema de climatização de 5 a 8%. Já alterações nas temperaturas de saída da água gelada e de entrada da água de condensação podem resultar em reduções da ordem de 3 a 4%, desde que as rotações dos ventiladores das torres e dos fan-coils sejam também modificados. Estas modificações implicam em sairmos um pouco da nossa zona de conforto onde números considerados “sagrados” no setor possam ser modificados como, por exemplo, temperatura de saída da água gelada do chiller a 7°C (porque não 6°C ou até mesmo 5°C, sendo que os principais fornecedores dos equipamentos apresentam dados como capacidade e consumo para estas condições?).

Ainda no campo das modificações com custo de implantação baixo, existe o aspecto comportamental dos usuários que deve ser explorado. Para sistemas unitários (ar condicionado de janela e splits), pode-se criar campanhas nas empresas para o uso mais racional destes sistemas com medidas simples, mas que exigem a sua conscientização ao longo dos anos para que o hábito se instale de forma permanente. Ações como aumentar a temperatura de controle nos ambientes, passando por cuidados como desligar o equipamento caso os ocupantes dos espaços ficarem mais de 01 hora fora do espaço (hora do almoço, por exemplo) ou manter as janelas e portas fechadas durante a operação dos equipamentos de climatização.

Passando para estratégias que exigem um pouco mais de alterações nos sistemas pode-se citar os sistemas de recuperação de calor, que têm se mostrado um grande aliado para a redução de consumo em edificações existentes com potenciais de até 12% de redução no consumo de energia de sistemas de climatização. Da mesma forma, o uso de free cooling pode ser adotado principalmente na região Sul e parte da Sudeste do Brasil, de forma sazonal aproveitando-se das condições de temperaturas mais baixas (menores que 15°C).

Florides et al (2002) apresentam diversas estratégias para redução de consumo de energia: ventilação noturna(retirada de calor sensível apenas), tratamento de ar externo com rodas dessecantes (retirada de calor latente e sensível). Endo (2010) mostra que o uso de sistemas de desumidificação de ar externo para edificações comerciais no Brasil podem reduzir de 3 a 8% o consumo de energia destas edificações com tempos de retorno de investimento simples de 1,5 a 5 anos, dependendo da localização geográfica da edificação.

Chow et al (2004) apresenta a possibilidade do uso de resfriamento distrital para empreendimentos novos mas também para áreas já ocupadas como alternativa para a otimização de recursos no ambiente urbano.

Yu&Chow (2007) apresentam diversas alternativas para redução de consumo e comentam que o uso de medições individualizadas de consumo nos andares mostrou-se como uma estratégia eficaz para modificar a postura dos ocupantes da edificação no tocante ao uso mais racional da energia e da água.

Dentro deste contexto de avaliação de estratégias, verifica-se que já existe uma tendência para uso do conceito de ciclo de vida da edificação, onde o horizonte dos estudos financeiros para definição de uma determinada ação de redução de consumo de energia deixa de ser de menos imediatista e passa a ser mais compatível com a vida útil de uma edificação. O´Sullivan et AL (2004) já apresentam metodologias para desenvolver novas métricas para avaliação de edificações existentes com base em avaliações de perfil de consumo e simulações energéticas, levando-se em consideração ciclos de vida da ordem de 50 a 60 anos.

O uso racional de energia e água deixou de ser uma discussão filosófica e passou para o campo financeiro, significando hoje, para as edificações novas e existentes, oportunidades de aumento da lucratividade e do patrimônio das empresas. Nesta discussão, todos os atores do processo de avaliação de uma edificação devem estar presentes, da construtora até o usuário final (Figura 1).

O que se verifica ainda é uma estanqueidade entre os diversos atores e processos de avaliação da edificação e, conseqüentemente, seguem-se tomadas de decisão equivocadas que podem não surtir o efeito desejado. Neste contexto, o papel do governo e das instituições de financiamento necessitam também mudar de forma a  agir de forma positiva e pró-ativa na busca de alternativas de financiamento que incentivem as boas práticas de engenharia e arquitetura e uso racional de recursos naturais.

Deve-se acrescentar a este quadro, a avaliação feita pelo WBCS (2009) na qual se verificou o nível de consciência e envolvimento dos profissionais do setor de construção de edificações em questões ambientais, cuja parte dos resultados são apresentados nas Figuras 2 e 3. A Figura 2 foi desenvolvida com base na resposta dada por profissionais do mercado de construção civil à seguinte pergunta: “Qual o seu envolvimento com práticas de sustentabilidade e edificações verdes?”

Já a Figura 3 foi construída com base na resposta à seguinte pergunta: “Como você vê o papel da sua empresa na adoção de práticas de sustentabilidade?”.

Pode-se observar, pela análise das Figuras 2 e 3, que temos um caminho longo pela frente para termos incorporado no nosso dia a dia as práticas de sustentabilidade, porém estes são aspectos que cada vez mais serão cobrados dos profissionais de todos os setores da sociedade.

Desta forma, hoje nos encontramos em um momento que decisões devem ser tomadas no sentido de buscarmos de uma forma efetiva e consistente de adotarmos boas práticas de engenharia e arquitetura buscando o uso racional dos nossos recursos naturais. Nesse sentido, os profissionais do setor de climatização e refrigeração tem um papel fundamental como vetores da aplicação destas práticas buscando dialogar com os demais profissionais envolvidos no projeto das edificações bem como apresentar alternativas que venham trazer uma melhoria efetiva no desempenho dos sistemas de climatização e portanto na melhoria do desempenho das edificações.

Por Alberto Hernandez Neto – Prof. Dr. da Poli-USP

Referências bibliográficas

Camacho, M. A. G. Modelo para Implantação e Acompanhamento de Programa Corporativo de Gestão de Energia. Dissertação de Mestrado, Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Campina Grande, 178 páginas, 2009.

Canbay, C. S.; Hepbasli, A.; Gokcenc, G. Evaluating performance indices of a shopping centre and implementing HVAC control principles to minimize energy usage. Energy and Buildings, Vol. 36, págs. 587–598, 2004.

Chow, T.T.; Fong, K.F.; Chan, A.L.S.; Yau, R.; Au, W.H.; Cheng, V. Energy modeling of district cooling system for new urban development. Energy and Buildings, Vol. 36, págs. 1153–1162, 2004.

Eletrobrás. Relatório Síntese dos Programas de Combate ao Desperdício de Energia. Ciclo 1998/1999, 79 páginas. http://www.aneel.gov.br/arquivos/pdf/Relatorio_Sintese_98-99.pdf, 1999. (acesso: 10/03/2011).

Endo, A. S. Avaliação do uso de sistema de desumidificação em prédios comerciais. Trabalho final de graduação, Engenharia Mecânica, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, 52 páginas, 2010.

Florides, G.A.; Tassou; S.A. Kalogirou, S.A.; Wrobel, L.C. Review of solar and low energy cooling technologies for buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 6, págs. 557–572, 2002.

MME – Ministério de Minas e Energia – Plano Decenal de Expansão de Energia 2008 – 2017. http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/publicacoes/pde_2008_2017/PDE2008-2017_VOL1_CompletoM.pdf, 2009. (acesso: 11/03/2011).

O’Sullivan, D.T.J.; Keane, M.M.; Kelliher, D.; Hitchcock, R.J. Improving building operation by tracking performance metrics throughout the building lifecycle (BLC). Energy and Buildings, Vol. 36, págs. 1075–1090, 2004.

Yu, P. C.H.; Chow, W.K. A discussion on potentials of saving energy use for commercial buildings in Hong Kong. Energy, Vol. 32, págs. 83–94, 2007.

WBCS – World Business Council for Sustainable. Energy Efficiency in Buildings – Business realities and opportunities. http://zeroenergycbc.org/pdf/eeb-summary-report-final.pdf, 2009. (acesso: 10/03/2011).

* Este artigo foi publicado originalmente na Revista Climatização & Refrigeração, edição de abril de 2011