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Correio Braziliense

Novo ar condicionado filtra poluentes encontrados automaticamente

Instalado em residências, equipamento é acionado automaticamente quando detecta a presença de poluentes e desliga, também sozinho, ao concluir a filtragem. Solução criada por cientistas americanos gasta 58% menos energia que aparelhos tradicionais


postado em 15/10/2018 06:02


 
Se você pensa que apenas o ar das grandes avenidas e dos centros industriais é um potencial problema para a saúde humana, está enganado. Ambientes fechados, como residências, podem ser ainda piores, com a suspensão e a concentração de partículas de poeira, bactérias, fungos e gás carbônico. Pacientes com doenças respiratórias, os asmáticos, por exemplo, podem ser impactados duplamente pela situação: ter o quadro de saúde desestabilizado e pagar por sistemas que regulem a qualidade do ar, como equipamentos de ar-condicionado.

Um grupo de pesquisadores de engenharia da Universidade de Utah, nos Estados Unidos, desenvolveu uma alternativa tecnológica para amenizar o problema. A equipe criou o SmartAir, sistema que consegue renovar a qualidade do ar de um ambiente gastando 58% menos de energia que aparelhos de climatização tradicionais. A lógica consiste em funcionar de forma inteligente, apenas nos momentos em que o ambiente precisa ser limpo.

“Para controlar a qualidade do ar regularmente, muitas famílias com pacientes asmáticos usam filtros caros e deixam os ventiladores dos sistemas de ar-condicionado ligados o dia todo. Isso pode sair bem caro por conta do grande gasto energético”, diz Neal Patwari, professor de engenharia elétrica da universidade americana e um dos líderes do trabalho, apresentado, no último dia 26, na Conferência em Saúde Conectada, em Washington, nos Estados Unidos.

Para criar o aplicativo, o grupo baseou-se no funcionamento de termostatos comuns de sistemas de climatização, que ligam e desligam o aparelho a partir da temperatura ambiente. O novo sensor, por sua vez, funciona de acordo com a mensuração do nível de particulados em suspensão no ar, como a poeira. Quando a quantidade detectada ultrapassa o estipulado por órgãos de saúde, o sensor indica a necessidade de acionar o ventilador do sistema de ar-condicionado, ação executada por um software também criado pelos cientistas.

O equipamento, então, começa a funcionar e o ar é direcionado ao filtro nas tubulações da rede. Depois do procedimento de limpeza, o ar é devolvido em melhor qualidade ao ambiente. “Como o ventilador só será ligado quando, de fato, for necessário, podemos economizar bastante energia”, frisa Patwari.

Testes


Os testes com os dispositivos foram feitos em quatro casas — em cada uma, foram instalados três aparelhos. Todos eles foram conectados, sem fio, a computadores pequenos e de baixo custo. Os equipamentos utilizados tinham softwares que podiam funcionar de três formas: sempre ligado, com o ventilador acionado todo o dia; ligado a partir do modelo tradicional, que usa a temperatura ambiente para acionar o sistema; e ligado a partir da variação dos níveis de particulados no ar, o SmartAir.

O tipo de funcionamento se deu de forma aleatória, sendo alternado diariamente, ao longo de cinco meses.  “Os três aparelhos de cada casa seguiam um dos sistemas por dia. Todo o anoitecer, coletávamos dados diários da qualidade do ar para chegar às constatações finais”, conta Patwari.

No fim do experimento, os pesquisadores concluíram que os sistemas tradicionais, dependentes da temperatura ambiente para serem acionados, deixaram o ar 31% menos limpo, se comparados ao SmartAir. O novo dispositivo também foi mais econômico: economizou 58% do gasto com energia, quando comparado ao sistema que funcionou de forma ininterrupta.

Patwari ressalta as vantagens do equipamento para os usuários e o meio ambiente. “Nos Estados Unidos, usar o ventilador sempre ligado custa entre U$ 30 e U$ 50 por mês. Isso é muito dinheiro. Além disso, o contínuo gasto excessivo desse equipamento exigirá mais usinas de energia elétrica, o que aumentará a poluição do ar causada pela conversão de combustíveis fósseis em energia elétrica”, pontua.

Alta frequência

De acordo com a Agência Europeia do Ambiente (AEA), em média, uma pessoa passa 90% do dia em espaços fechados, como casa, escola, locais de trabalho e loja. A agência ressalta que, nesses ambientes, estamos expostos a gases como monóxido de carbono e dióxido de azoto, responsáveis por dores de cabeça e náuseas. Por isso, investimentos para manter a qualidade de ar desses ambientes costumam fazer parte da lista de prioridades.
 
Nova estratégia de controle
 
Os gastos com aparelhos de refrigeração e limpeza de ar já foram muito maiores. Coordenador do Laboratório de Ar-condicionado e Refrigeração da Universidade de Brasília (UnB), João Pimenta ressalta que avanços tecnológicos reduziram consideravelmente o consumo energético desses aparelhos. “A eficiência energética (de aparelhos de climatização) foi elevada a tal ponto que os sistemas consomem 50% menos energia do que consumiam algumas décadas atrás”, compara.

O especialista afirma, contudo, que problemas externos podem contribuir para aumentar o gasto de energia dessas redes. “Se o calor a ser removido de um edifício for elevado — o que, muitas vezes, é resultado de um projeto arquitetônico inadequado —, não há o que fazer. O consumo de energia será também elevado”, ilustra.

Quanto à diminuição do consumo de energia a partir do sistema SmartAir, criado por pesquisadores da Universidade de Utah, o professor da UnB é cauteloso. “De forma alguma, diria que seja a melhor maneira. Trata-se de uma estratégia de controle, entre outras. Não podemos desconsiderar outros sistemas mais ágeis, como controles modulantes, responsáveis por variar a rotação do ventilador de acordo com a demanda, e não por desligar completamente o aparelho”, diz. Nesse esquema, segundo Pimenta, gasta-se menos energia em perdas transientes, consumos energéticos dispendidos para tirar o ventilador da inércia.

Gás carbônico

Para Pimenta, a proposta da equipe liderada por Neal Patwari e equipe pode ser considerada um avanço, mas não uma descoberta definitiva, uma vez que “os particulados são o menor dos problemas para pacientes asmáticos”. “Existem ainda o gás carbônico, gerado a partir da nossa respiração, as bactérias, os fungos e os compostos orgânicos voláteis”, ressalta.

Diretor de Ensino e Treinamento da Associação Sul-Brasileira de Refrigeração, Ar-condicionado, Aquecimento e Ventilação (ASBRAV), Paulo Otto Beyer acrescenta o fato de redes como a proposta pelos americanos dependerem bastante do contexto. “O SmartAir poderia funcionar melhor no interior de Goiás, por exemplo, onde o gás carbônico não é um problema. Contudo, acredito que, se fosse aplicado no centro de São Paulo, baseado apenas na presença de particulados, dificilmente acionaria o ar-condicionado”, opina.

Patwari afirma que preferiu se basear em níveis de particulados por “suas fortes relações com as pioras em quadros de asma”. Contudo, não descarta a importância de sensores baseados em gás carbônico, fungos ou bactérias em espaços fechados. “Ligar e desligar o sistema de ar-condicionado a partir dos níveis de CO2 poderia melhorar o conforto humano. Já a partir de bactérias e fungos, também poderíamos melhorar a saúde dos pacientes. Contudo, seriam sensores ainda mais caros”, diz. (GB)

* Estagiário sob supervisão de Carmen Souza

Para saber mais

Opção ecológica

Uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) é pioneira na criação de um sistema de ar-condicionado que resfria o ambiente a até 18°C sem a necessidade de compressores e com redução significativa no uso de refrigerantes químicos prejudiciais ao meio ambiente. O sistema ainda gasta 40% menos eletricidade que os aparelhos tradicionais e, segundo os criadores, pode ser adaptado para todos os tipos de condições climáticas, das áreas úmidas aos desertos.

O ar-condicionado ecológico usa uma inovadora tecnologia de membrana, um material semelhante ao papel, para remover a umidade do ar. O ar desumidificado é, então, resfriado por um sistema que usa água em vez de refrigerantes químicos. Ao contrário dos sistemas por compressão de vapor, não libera ar quente, mas um ar frio comparativamente menos úmido do que a umidade ambiental. Além disso, cerca de 12 a 15 litros de água potável podem ser colhidos depois de um dia de funcionamento.

“Essa nova tecnologia também é altamente adequada para espaços confinados, como abrigos antibomba ou bunkers, onde a remoção de umidade do ar é fundamental para o conforto humano, bem como para a operação sustentável de delicado equipamentos em áreas como hospitais de campanha, blindados de transporte de pessoal e plataformas de operação de navios”, detalha Ernest Chua, líder do projeto e professor do Departamento de Engenharia Mecânica da NUS.
  
 

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