Automação Sustentável: Eficiência Energética e Responsabilidade Ambiental

Introdução

No mundo dinâmico do gerenciamento de Facilities, discutimos frequentemente otimização de espaço, eficiência energética e tecnologias de ponta. O conceito de edificações sustentáveis tem se tornado cada vez mais frequente no mercado e um dos pilares desse tema é a eficiência energética, objetivando a manutenção ou mesmo o aumento da produção, porém, com o menor gasto de energia que for possível gerar. A eficiência energética pode levar a melhorias operacionais, como redução de paralisações e melhoria na qualidade dos serviços, especialmente em setores que dependem fortemente de sistemas de energia, como data centers.  Nos últimos anos, houve um aumento considerável nos valores cobrados pelo consumo de energia, devido a fatores como políticas públicas, expansão da rede e acréscimo da demanda. O aumento contínuo nos custos de eletricidade e as pressões para a adoção de práticas empresariais sustentáveis tornam essencial a gestão estratégica do consumo de energia. Em relação aos maiores custos com energia nas edificações, estão os custos com a climatização dos ambientes, uma vez que é cada vez maior a busca pelo conforto térmico dos ocupantes e segurança de produtos manipulados, salas críticas a operações e data centers. A eficiência energética não serve apenas para a redução de custos, mas também para que os gestores das edificações pensem na melhor forma de produção, o que acaba impactando diretamente em maior inovação. Via de regra, construções muito antigas possuem climatização com tecnologia ultrapassada, impactando no dimensionamento pouco eficaz de carga térmica, bem como, em rendimentos energéticos pouco eficientes. Quando vemos o que o mercado já apresenta de inovações é primordial que o gesto esteja antenado e sugira novas opções. 

O conforto térmico é um dos responsáveis pela qualidade ambiental das edificações. Além disso, aumenta a eficiência energética da construção, ajudando a reduzir gastos desnecessários com refrigeração ou através de aparelhos elétricos. Desta forma, além de aumentar a qualidade de vida e a produtividade, o conforto térmico também contribui para a economia da edificação. Objetivando reduzir o desperdício, devem ser analisadas as instalações existentes, a fim de se identificar novas oportunidades de racionalizar o uso da energia elétrica, que trará redução no consumo dentro das edificações.

Em projetos de sistemas de ar-condicionado com uso de equipamentos do tipo Chiller, muitas alternativas e tecnologias são possíveis. O Chiller efetua o resfriamento da água que circula nas tubulações hidráulicas que alimentam os FanCoils, responsáveis pela climatização dos ambientes, sendo o equipamento principal de um sistema de água gelada. A sua função é refrigerar a água que circulada pelo sistema. A água gelada produzida por ele, na maioria das aplicações, circula por uma rede de evaporadores (FanCoil / Fancoletes). Possui a finalidade de resfriar o ar, produtos ou equipamentos conforme a aplicação projetada. O Chiller possui alta tecnologia, proporcionando desempenho e segurança. A instalação de forma correta e por empresas/profissionais capacitados, é de suma importância para o seu funcionamento adequado. Bem como uma manutenção preventiva por profissionais qualificados. O deslocamento do volume de água resfriada para os evaporadores e serpentinas é efetuado por um sistema de bombas de água gelada (BAG) que mantém este fluido em constante circulação, promovendo a troca térmica entre as serpentinas dos evaporadores e as serpentinas do Chiller. 

As tecnologias integradas de gestão de instalações permitem a monitorização em tempo real do estado das instalações e da infraestrutura nas edificações, facilitando a identificação de problemas e o planejamento de operações de manutenção. As ações de manutenção podem ser simuladas virtualmente, reduzindo o tempo de inatividade e melhorando a eficiência das operações. A análise dos dados recolhidos pelos sensores IoT permite otimizar o consumo de energia, reduzindo o impacto ambiental e os custos associados. Além disso, a adoção destas tecnologias contribui para melhorar a qualidade do ar interior e a gestão de resíduos, promovendo a criação de ambientes mais saudáveis e sustentáveis.

1. Integração e Monitoramento Remoto

  A eficácia da automação é maximizada quando os sistemas são integrados e podem ser monitorados remotamente. A plataforma centralizada implementada, possibilita o controle eficiente de múltiplos dispositivos, permitindo ajustes em tempo real de acordo com as necessidades específicas. Essa flexibilidade contribui para uma gestão mais ágil e eficiente dos recursos, com a capacidade de antecipar e corrigir anomalias de consumo.  

2. Compromisso Ambiental e Responsabilidade Social  

A eficiência energética é uma resposta direta às mudanças climáticas. Além dos benefícios econômicos decorrentes da redução nos custos operacionais, a automação de condicionadores de ar e iluminação reforça o compromisso ambiental. Ao adotar práticas sustentáveis, demonstra-se responsabilidade social e contribui-se para a construção de uma imagem corporativa alinhada aos valores contemporâneos de preservação ambiental.  Em uma era onde os consumidores valorizam as credenciais “verdes” de uma empresa, este é um ponto muito importante.

3. Resultados Mensuráveis e Retorno Sustentável

  Investir em equipamentos e soluções mais eficientes, pode envolver um investimento inicial significativo. No entanto, os benefícios a longo prazo, em termos de economia de energia podem oferecer um retorno sobre o investimento atraente em um curto período. A automação não apenas proporciona ganhos imediatos em eficiência e economia de recursos, mas também oferece resultados mensuráveis. Métricas como redução nas emissões de carbono, diminuição no consumo de eletricidade e otimização nos custos operacionais evidenciam o impacto positivo dessas práticas sustentáveis, proporcionando um retorno sustentável a longo prazo.  

4. Estudo de Caso

Em um projeto realizado em uma Edificação localizada no Estado do Rio de Janeiro, liderei a implementação da automação do sistema de refrigeração central do prédio, através de uma solução que permitiu uma gestão precisa e eficiente da climatização dos ambientes. Foram instalados 86 sensores inteligentes que passaram a monitorar, controlar e automatizar Chiller, bombas de água gelada e Fancoils, além de medir a temperatura das salas e todo o gasto de energia com o sistema, ajustando automaticamente a temperatura conforme a demanda. Isso não apenas reduziu o consumo de energia, mas também eliminou o desperdício em espaços não utilizados, contribuindo para a diminuição das pegadas de carbono.  

No projeto desenvolvido foi realizada a locação de equipamentos para automação do sistema de refrigeração, através de uma solução IoT de automação sem fio para gestão de utilidades e ativos, que armazena as informações localmente e em nuvem e monitoramento remoto. Sem a necessidade de instalação de smart meters caros, infraestrutura de cabeamento ou rede, roteadores wi-fi, eliminando o transtorno de eventual construção e manutenção de um complexo sistema de medição e atuação.

A solução implementada emite notificações de desvios e anormalidades via alertas push, além do acompanhamento gráfico por meio de um dashboard intuitivo e customizável.

São gerados relatórios operacionais e gerenciais, permitindo ao gestor da edificação a análise de todas as informações monitoradas.

A automação do Sistema de Climatização adotada representou uma estratégia inteligente, que buscou aliar eficiência operacional à responsabilidade ambiental. Ao adotar essas tecnologias inovadoras, não apenas se contribui para a sustentabilidade global, mas também geramos benefícios econômicos, fortalecendo nossa posição como agente de mudança positiva na sociedade.    

O escopo elaborado foi:

Central: interface de comando e controle da automação, conectando os dispositivos remotamente com o usuário via app; 

Switch: controle de equipamentos e circuitos elétricos, medição do consumo de energia de até 10A, monitoramento de status e atuação com sensores diversos; 

Remote: cópia e transmissão dos comandos de controles remotos infravermelho de TVs, ares-condicionados e outros, atuação com sensores diversos 

3F: monitoramento de status dos equipamentos e medição da potência, corrente e tensão de circuitos elétricos trifásicos, bifásicos ou monofásicos acoplados à TCs de até 2.000A.

Funcionalidades de automação:

a) Chiller 

• Controle e acionamento remotos individualizado dos 04 compressores de refrigeração dos dois Chiller instalados; 
• Monitoramento de status (ligado/desligado) individualizado dos compressores; 
• Medição do consumo de energia elétrica individualizado dos compressores em até 400A; 
• Medição e monitoramento individualizado das grandezas elétricas das bombas: corrente, tensão e potência; 
• Gráficos com o histórico de consumo de energia elétrica: diário (escala por hora), mensal (escala por dia) ou anual (escala por mês).

b) Bombas de água gelada (BAG) e água condensada (BAC) 

• Controle e acionamento remotos individualizado das 06 bombas existentes; 
• Monitoramento de status (ligado/desligado) individualizado das bombas; 
• Medição do consumo de energia elétrica individualizado das bombas em até 50A; 
• Medição e monitoramento individualizado das grandezas elétricas das bombas: corrente, tensão e potência; 
• Gráficos com o histórico de consumo de energia elétrica: diário (escala por hora), mensal (escala por dia) ou anual (escala por mês).

c) Fancoils

• Monitoramento remoto da temperatura ambiente de até 05 pontos e/ou salas críticas; 
• Controle e acionamento remotos individualizado de 10 fancoils existentes com 19 particionamentos;
• Monitoramento de status (ligado/desligado) individualizado dos 19 particionamentos dos fancoils; 
• Medição do consumo de energia elétrica individualizado dos 19 particionamentos dos fancoils em até 50A; 
• Medição e monitoramento individualizado das grandezas elétricas das bombas: corrente, tensão e potência; 
• Gráficos com o histórico de consumo de energia elétrica: diário (escala por hora), mensal (escala por dia) ou anual (escala por mês).

Resultados alcançados

Antes da Automação a edificação utilizava todos os equipamentos de refrigeração central 24 horas por dia, gerando um consumo mensal médio de 50.000/kwh.

Com a entrada da Automação, foi possível gerenciar de forma remota a atuação dos equipamentos (ligando e desligando, de acordo com a ocupação do prédio nos diversos horários, diurno e noturno). 

Utilizando a automação, o consumo médio mensal caiu para cerca 34.000/kwh mensais, de forma que obtivemos uma redução média mensal de 16.000/kwh. 

Houve um investimento de inicial, que já se pagou no primeiro ano da implantação, com a redução gerada mensalmente no consumo de energia.