REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ni10202410051704
Lindiane Freitas Bicalho;
Thiago Orneles Paquiela;
Orientador: Prof Me. Leonardo Felipe Debrino Leite
RESUMO
A escassez de água no mundo é agravada em virtude da desigualdade social, esta que é evidenciada pelas diferenças registradas entre países desenvolvidos e os em desenvolvimento. Devido a tal, torna-se viável a proposta do desenvolvimento sustentável, que é o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração atual, garantindo a capacidade de atender as necessidades das gerações futuras. Não significa parar, mas sim balancear a produção e procurar fontes alternativas de recursos ecologicamente viáveis. Os aparelhos de ar-condicionado, que são utilizados em larga escala em prédios comerciais e residenciais, geram gotejamento de água, derivada da umidade do ar condensada quando o aparelho resfria o ar do ambiente interno. O projeto visa analisar a viabilidade de instalação de sistema de drenagem nos aparelhos de ar-condicionado de instituições para o aproveitamento da água a partir da proposta de coleta desta água, sendo ela armazenada e utilizada para setores como lavagem e jardinagem. Foi feito o dimensionamento do volume para reservatório de armazenamento da água e verificação da possibilidade de seu aproveitamento. A metodologia baseou-se em um embasamento bibliográfico através de monografias, artigos, periódicos e livros relacionados ao tema, publicados no lapso temporal de 2010 a 2023. Conclui-se que o aproveitamento da água do sistema de refrigeração se apresenta como uma alternativa viável para a sociedade, onde o sistema é de baixo custo e apresenta benefícios sociais, econômicos e ambientais, podendo a água ser utilizadas para atividades que possam empregar água não potável como em jardim, descargas de vasos sanitários, limpeza de casas, dentre outras.
Palavra-chave: Captação. Gotejamento. Sistema de Refrigeração. Sustentabilidade.
ABSTRACT
The scarcity of water in the world is aggravated by social inequality, which is evidenced by the differences between developed and developing countries. Due to this, the proposal of sustainable development becomes viable, which is the development capable of meeting the needs of the current generation, ensuring the capacity to meet the needs of future generations. This does not mean stopping, but rather balancing production and seeking alternative sources of ecologically viable resources. Air conditioning units, which are used on a large scale in commercial and residential buildings, generate dripping water, derived from the humidity in the air condensed when the unit cools the air in the internal environment. The project aims to analyze the feasibility of installing a drainage system in air conditioning units of institutions to use water from the proposal of collecting this water, storing it and using it for sectors such as washing and gardening. The volume of the water storage tank was dimensioned and the possibility of its use was verified. The methodology was based on a bibliographical basis through monographs, articles, periodicals and books related to the subject, published between 2010 and 2023. It is concluded that the use of water from the refrigeration system presents itself as a viable alternative for society, where the system is low cost and presents social, economic and environmental benefits, and the water can be used for activities that may use non-potable water such as in gardening, flushing toilets, cleaning houses, among others.
Keyword: Collection. Drip. Refrigeration System. Sustainability.
1 INTRODUÇÃO
Trata-se de produção científica cuja temática é o aproveitamento racional da água oriunda de aparelhos de ar-condicionado. O aproveitamento da água gerada pelos aparelhos de ar-condicionado depende da coleta eficiente de cada sistema de drenagem dos aparelhos que podem ser direcionados para sistema de coleta e armazenamento.
Quando se fala em sistema de refrigeração, se tem como referência principalmente o conforto e conservação de alimentos residenciais, sendo que isso há tempos atrás era privilégio de poucos, pois um equipamento desse tipo era caro, grande impacto ambiental e seu custo energético também. Nessa perspectiva, na construção civil, já existem alternativas que permitam o aproveitamento de uma grande parcela da água oriunda de aparelhos de ar-condicionado para fins de atividades diárias que não necessite de água potável. Em geral, o modo de funcionamento dos sistemas de refrigeração provoca o gotejamento de água que são dispensadas na área externa dos edifícios, sem nenhum aproveitamento (SILVA, 2020).
Em um dos países mais ricos em água doce do mundo, o Brasil, onde possui uma vasta rede de drenagem e abastecimento de água, ao longo dos anos vem sofrendo com as grandes secas geradas principalmente pelo desmatamento e as mudanças climáticas. O desperdício de água é um problema ambiental presente em todo o mundo, é causado pelo uso exagerado e inadequado desse recurso natural. A sociedade vem criando diversos meios para o reaproveitamento e uso consciente da água do nosso planeta. Assim como o aproveitamento da água proveniente do ar-condicionado apresenta-se uma maneira sustentável de diminuir a crise hídrica e reduzir o desperdício desse recurso natural.
A partir da captação da água oriunda dos aparelhos de ar-condicionado é possível utilizá-las para diversas finalidades como: Irrigação de jardins, descargas de banheiros, limpezas em geral, entre outros. Esta abordagem contribui não somente para a conservação dos recursos hídricos como também para redução de custos operacionais e administrativos, e aumento da eficiência energética das edificações.
Com o avanço da temperatura climática, o uso de aparelhos com capacidade de refrigerar um ambiente vem se tornando cada vez mais necessário e indispensável, tanto para empresas privadas e públicas quanto para residências. Com o uso dos ar-condicionado a sua condensação gera uma troca de calor tornando assim a condensação em líquido que seria uma água destilada, que normalmente é desperdiçada e jogada em esgotos e ambientes por onde não é possível o reaproveitamento.
Nessa perspectiva, far-se-á necessário soluções eficientes para minimizar o desperdício da água gerada pelo sistema de refrigeração, bem como, medidas que viabilize seu emprego na própria obra, como é o caso da construção de sistemas de captação, armazenamento e distribuição. Assim, o engenheiro civil tem papel fundamental nisso, planejando bem a obra e criando estratégias eficientes de aproveitamento da água na própria residência (COSTA, 2017).
O reaproveitamento da água oriunda das centrais de ar-condicionado é justificado por diversos motivos que abordam tanto aspectos ambientais quanto econômicos e sociais, podemos citar: a conservação dos recursos hídricos, sustentabilidade ambiental, eficiência operacional, responsabilidade social, conformidade legal e normativa, entre outros.
A problemática norteadora da presente pesquisa é: de que maneira é possível efetuar o aproveitamento da água oriunda do aparelho do ar-condicionado, e qual a melhor técnica para a captação?
A metodologia utilizada foi a de revisão de literatura de caráter descritivo e exploratório.
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
De que maneira é possível efetuar o aproveitamento da água oriunda do aparelho do ar-condicionado, e qual a melhor técnica para a captação?
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
– Caracteriza o que é sistema de refrigeração a partir do uso de aparelhos de ar-condicionado;
– Descrever o que é o sistema de gotejamento oriundo do ar-condicionado;
– Relatar as melhores técnicas para captação de água proveniente do sistema de refrigeração;
– Apresentar as melhores alternativas para emprego da água captada
3 REVISÃO DE LITERATURA
3.1 CLIMATIZAÇÃO E REFRIGERAÇÃO
A climatização surgiu no início do século XX, sendo criada por Willis Carrier conforme figura 01, engenheiro de 25 anos formado pela Universidade de Cornell, nos EUA, inventou um processo mecânico para condicionar o ar. O controle do clima finalmente foi colocado em prática, na verdade, para resolver o problema de uma empresa de impressão em dias quentes de Nova York, onde foi feita a primeira instalação por Carrier.
Ele teorizou que poderia retirar a umidade da fábrica através de resfriamento do ar por dutos artificialmente resfriados. Esse mecanismo, que controla a temperatura e umidade, foi o primeiro exemplo de condicionador de ar contínuo por processo mecânico. Desse modo, a indústria têxtil, que também tinha grande necessidade de controle ambiental, foi o primeiro grande mercado para o condicionador de ar.
Porém, foi em 1906 que surgiu o termo “ar-condicionado”, com Stuart Cramer. O também norte-americano criou o seu próprio aparelho a fim de explorar formas de adicionar umidade ao ar em sua fábrica de tecidos, usando-o em um pedido de patente efetuado naquele ano. Carrier acabou adotando também o termo e incorporou-o no nome da sua empresa.
Segundo Oliveira (2014), os sistemas de condicionamento de ar se dividem em sistemas descentralizados e centrais. Os sistemas descentralizados, são formados por uma ou mais unidades condicionadoras, que acomodam um espaço isolado ou conjunto de espaços que estão incorporados a mesma zona térmica. Já os sistemas centrais são formados por uma unidade condensadora, que se relaciona com outras unidades evaporadoras instaladas em vários ambientes. O condicionamento de ar trata-se de um processo que visa controlar a temperatura, umidade, pureza e distribuição do ar em um determinado ambiente, a fim de favorecer um melhor conforto aos indivíduos que ocupam o ambiente condicionado (OLIVEIRA et al., 2021). Segundo Miller (2014), a refrigeração consiste em um processo de retirada de calor do ambiente que sofrerá refrigeração, sendo que, o calor não desejado é dispensado mecanicamente para o ambiente externo, como é o caso que ocorre no condicionador de ar de janela, que visa resfriar o ar na parte interna de uma sala e dispensa o ar quente no ambiente externo, sendo guiado pelo processo de troca de temperatura do ambiente. Os sistemas de condicionamento de ar, reúnem operações de refrigeração e de aquecimento de ar, visando a regulação da temperatura de ambientes proporcionando assim uma sensação de conforto térmico. Nesse processo é realizado a troca de temperatura do ambiente, por meio da passagem do ar pela serpentina do evaporador que em virtude do contato sofre redução ou elevação de temperatura, a depender do ciclo utilizado, que incita na diminuição da umidade relativa do ar (FORTES; JARDIM; FERNANDES, 2015).
Dessa maneira, quando a temperatura almejada é conquistada, é realizada através de sensor, a leitura, que logo, desliga o compressor, o que faz com que o equipamento venha a manter a temperatura do ambiente interno. Nota-se então que, a variação na temperatura almejada, permite o acionamento do compressor, que tem a função de promover a circulação do gás refrigerante dentro do sistema. De maneira genérica, os sistemas de condicionamento de ar são formados por quatro componentes basilares, a saber: compressor, condensador, evaporador e motor ventilador (SILVA, 2020).
Destarte, pode-se asseverar que o aparelho corresponde a uma bomba de sucção que recolhe o excesso de calor ou frio externo, em outras palavras, poderá refrigerar o ambiente ou, em direção inversa, poderá aquecer conforme a conveniência do usuário.
Figura 1 – Carrier ao lado do primeiro aparelho de ar-condicionado
3.1.1 História da climatização e refrigeração
Para melhor entendimento sobre esta contextualização histórica, apresentamos uma sistematização temporal dos principais fatos que envolvem o processo de climatização e refrigeração no âmbito mundial.
As tentativas de controlar a temperatura em locais fechados já era uma curiosidade estudada pelos romanos e os egípcios, na sua era eles já conseguiram construir os sistemas de resfriamento e ventilação como aquedutos e câmaras subterrâneas em suas estruturas arquitetônicas.
Com o avanço da tecnologia muito limitado e principalmente no que se diz respeito à climatização e refrigeração na Idade Média e Renascimento eram usados como métodos de armazenamentos de alimentos em poços subterrâneos e câmaras de gelo.
A Revolução Industrial impulsionou os grandes inventores como Benjamin Franklin, Oliver Evans e Jacob Perkins que sua vez tiveram significativos avanços na área de refrigeração e climatização, com ideais e dispositivos desenharam o caminho para ser seguido pelas próximas gerações, onde poderiam alcançar o que a de mais moderno no mundo da refrigeração e Climatização.
A rápida evolução da tecnologia de refrigeração e climatização no século XX deu início ao desenvolvimento do sistema de ar-condicionado central, refrigeradores domésticos, transporte refrigerado e refrigeração industrial. Com os avanços dos estudos em compreensão da termodinâmica e o uso de gases refrigerantes mais eficientes impulsionam ainda mais o crescimento dessa indústria.
3.2 PRINCÍPIO DO FUNCIONAMENTO DE UM APARELHO DE AR-CONDICIONADO
Ao iniciar os estudos de aproveitamento de água dos ar-condicionado, primeiramente é preciso entender o princípio do funcionamento de um ar-condicionado tipo Split para ter ciência de onde é a origem da água oriunda do seu funcionamento, que na maioria das vezes é desperdiçada.
Os sistemas de condicionadores de ar, que integram tanto o funcionamento de climatização quanto o de aquecimento do ar, fazem a regulagem da temperatura do ambiente trazendo um conforto térmico tanto para o quente quanto para o frio (aquecendo ou climatizando ). Eles fazem a troca de temperatura do ambiente, por meio da passagem do ar pela serpentina do evaporador, que por contato sofre a queda ou aumento da temperatura, isso vai depender do sistema que está sendo usado (quente ou frio), baixando a umidade relativa do ar, conforme pode ser verificado na figura 2.
Figura 2 – Princípio de funcionamento do ar-condicionado
Segundo Araújo, Lima e SIlva (2018), cabe inferir que, a condensação baseia se na troca térmica úmida derivada da alteração do estado gasoso do vapor d’água compreendido no ar para o estado líquido. Conforme o princípio de funcionamento dos condicionadores de ar, o condensador tem a função de realizar o processo de condensação. Os processos de refrigeração sofrem influência do local de aplicação, das temperaturas geradas pelo procedimento, produtos usados na criação dos mecanismos de refrigeração.
Os sistemas de classificação da refrigeração são divididos em seis categorias: refrigeração doméstica, refrigeração marítima e de transporte, comercial, centrais de ar, refrigeração industrial, e por fim, condicionamento de refrigeração industrial. Os processos de refrigeração acontecem com a retirada do calor para que atinja a temperatura ideal, com uso de uma substância refrigerante que pode ser através de gelo ou mecânica por compressor elétrico (FRANÇA, 2010).
Boaventura (2019) assevera ainda que, os sistemas mais habituais no mercado estão fragmentados entre sistemas descentralizados, sendo que os que se evidenciam são: os sistemas de ar-condicionado de janela – ACJ, Split e Multi Split; e os sistemas centrais, como os sistemas VRF e Chiller.
3.2.1 Sistema de ar-condicionado de janela
O sistema de ar-condicionado de janela – ACJ é apontado como um equipamento de baixo custo e instalação fácil, sendo indicado para espaços pequenos, tendo uma variedade de produtos disponíveis no mercado brasileiro com capacidades de potência entre 5000 e 30000 BTU/h (Figura 3). Salienta-se que tal sistema, permite um maior controle individual do funcionamento e temperatura (MILLER, 2014).
Figura 3 – Estrutura de um ar-condicionado de janela
Cabe inferir que a figura 3 apresenta a ilustração do interior de um ar-condicionado de janela, onde tanto a unidade condensadora e a evaporadora são organizadas em um mesmo equipamento. Assim, a sua instalação é realizada permitindo que uma parcela do equipamento possua contato direto com o meio externo, onde tais equipamentos apresentam alta taxa de ruído e possuem alto consumo elétrico
3.2.2 Sistema split e multi split
O sistema Split, por sua vez, apresenta quatro tipos de evaporadores, a saber: Hi-Wall, Piso teto, Cassete e Built in, o que dar maior eficiência, facilidade e inter relação entre os equipamentos e o ambiente no qual foi instalado, favorecendo atividades de automação (CAMPANHOLA, 2014). Nota-se então que o sistema Split, corresponde a um sistema de refrigeração fragmentado em dois itens como a unidade evaporadora e a unidade condensadora.
Assim, a Figura 4 apresenta um esquema dos elementos que compõem o sistema Split.
Figura 4 – Componentes em uma unidade de ar modelo Split
A unidade evaporadora é localizada dentro do espaço, enquanto a unidade condensadora, que abastece a unidade evaporadora com o fluido refrigerante líquido, sendo instalada na parte externa, onde a capacidade está em torno de 6000 BTU/h a 60000 BTU/h (CHUANG; ZENG; LEE, 2019).
As Multi Splits correspondem a uma modificação deste sistema, já que um único condensador abastece múltiplas unidades de evaporação, em geral, até quatro (CAMPANHOLA, 2014). Sobreleva que no mercado nacional, são comercializadas com capacidade de 14000 BTU/h a 58000 BTU/h, que podem ser utilizadas em evaporadores do tipo Hi-Wall, Piso teto, Cassete e Built in. Destaca-se que esse modelo de sistema, são recomendados para residências, pequenos escritórios e ambientes de médio porte, permitindo uma excelente climatização de vários ambientes ao mesmo tempo (OLIVEIRA, 2014)
3.2.3 Sistema de Vazão de Refrigerante Variável
Nos Estados Unidos, o Sistema de Vazão de Refrigerante Variável – VRF foi incorporado no ano de 2000, sendo implantado em edifícios comerciais, tais como hotéis, universidades e prédios de escritórios. No território brasileiro, o emprego desse sistema tem aumentado vertiginosamente, especialmente em prédios comerciais de pequeno, médio e grande porte (KWON et al., 2014).
O sistema VRF (Variable Refrigerant Flow) é um sistema de climatização central que permite modular o fluxo de líquido refrigerante para várias unidades internas. O sistema é composto por uma unidade externa conectada a várias unidades internas e pode operar em diferentes modos, como resfriamento, aquecimento, desumidificação e ventilação.
Esta modalidade é indicada para grandes ambientes, residenciais ou comerciais, e tem como objetivo garantir que cada zona receba a quantidade ideal de resfriamento, independentemente da área. O sistema minimiza as perdas de eficiência, proporciona sustentabilidade e também economia de energia. Além disso, o VRF desliga automaticamente quando nenhum ocupante é detectado no ambiente.
Conforme Souza (2010), os sistemas de expansão direta possuem o próprio fluido refrigerante, com a realização da troca de calor com o ambiente.
O sistema de climatização VRF é categorizado como um sistema central Multi Split e tem modelo de expansão direta como ilustrado na Figura 5.
Figura 5 – Ilustração de um ar-condicionado do tipo expansão direta
Observa-se na Figura 6 que no sistema de expansão direta, o ar a ser dispensado no ambiente é resfriado quando em contato com a serpentina, realizando a troca de calor. O VRF é composto por um único condensador, que é a unidade externa, o qual é ligado aos vários evaporadores, neste caso, as unidades internas (DUARTE, 2014).
Isto posto, cabe avultar que cada evaporador é operado e controlado de maneira independente, sendo que as principais vantagens do sistema, baseia-se na promoção de controles integrados, operação com baixo ruído, flexibilidade de instalação, redução dos custos de manutenção, dentre outros (KWON et al., 2014). Em relação a temperatura na parte interna do ambiente, pode-se observar que a vazão de fluido refrigerante é heterogênea por meio do emprego de um compressor com velocidade mutável e as válvulas de expansão eletrônicas são introduzidas em cada unidade interna, que se relaciona à unidade externa por meio de um circuito de refrigeração (CHUANG, 2019).
A Figura 6 apresenta a ilustração de um controle de fluido refrigerante praticado através das válvulas de expansão eletrônicas. Nota-se que as unidades externas dos sistemas VRF apresentam capacidades de 12000 BTU/h a 300000 BTU/h, já as unidades internas apresentam capacidades de 5000 a 120000 BTU/h (SAAB et al., 2018).
Figura 6 – Válvulas de expansão eletrônicas do fluxo de fluido refrigerante no sistema
Em síntese, o sistema VRF se evidencia no mercado em virtude da sua eficiência de operação, baixo ruído e pouco consumo de energia. Evidencia-se ainda que, alguns elementos como temperatura e pressão de fluido refrigerante, são monitorados em tempo integral, o que favorece o maior controle do nível de fluido para cada unidade interna. Em geral, a pressão do fluido refrigerante na unidade evaporadora é de 1000 kPa, a pressão no condensador é de 2700 kPa e a temperatura de evaporação do fluido refrigerante é potencialmente aumentada para diminuir a temperatura do condensador, o que tem interferência direta na dinâmica de eficiência do sistema (DAIKIN, 2017)
3.3 ÁGUA DERIVADO DE APARELHOS DE AR-CONDICIONADO
No atual contexto mundial, a utilização de recursos de forma econômica e sustentável é um requisito fundamental ao projeto de novos sistemas produtivos. Dentre os principais pontos a serem considerados tem-se os custos diretos, relacionados ao consumo de água, energia elétrica, entre outros e, os custos indiretos, relacionados à manutenção e operação dos sistemas que compõem uma instalação civil (ALMEIDA; VILLANI; MIYAGI, 2010).
Rigotti (2014) destaca que a água dispensada pelo sistema de drenagem, em geral, é desprezada de forma direta no ambiente externo, seja em jardim, calçada ou rua. Todavia, tal ação é sinônimo de um grande problema ambiental, haja vista que, a água gotejada durante um período longo, e sem os cuidados adequados, poderá desencadear a formação de diminutas poças, propícios à proliferação de mosquitos, criação de lodo, que poderá provocar acidentes com pedestres.
Já no campo da engenharia civil, observa-se que um dos grandes entraves está relacionada a degradação da estrutura da edificação, como é o caso de marquises, devido ao contato direto com a água e de forma diária, bem como a exposição de parte do aparelho às intempéries do tempo, que tem interferência direta no desenvolvimento do aparelho (CALDAS; CAMBOIM, 2017).
De acordo com Silva (2020) destaca ainda que a umidade em construções é um dos problemas mais recorrentes e de difícil correção, não sendo encarado apenas como uma patologia, mais também favorece a manifestação de outras, como é o caso mofo e bolor, que se proliferam mediante favorável umidade e calor.
Todavia, mesmo essa água gotejando um bom tempo da ideia de que trata-se de um problema sem solução, poderá ser evidenciado de que ao fim da sua atividade em um dia inteiro, o aparelho de ar condicionado concentra inúmeras gotas que correspondem a vários litros de água, e logo, induz a sua utilização em várias para inúmeras tarefas sustentáveis, tendo uma bia contribuição a automatização do sistema ou mesmo a construção de um projeto voltado a consolidar um sistema de captação de água (CALDAS; CAMBOIM, 2017).
Nessa linha de raciocínio, Carvalho (2012) destaca que a água condensada na parte interna do aparelho, de forma divergente ao que se entende, não possui nenhum tipo de contaminação através da maneira de operação do mesmo. Todavia, não é potável, pois o sistema condensa o ar do ambiente, e logo, poderá apresentar várias impurezas, contudo ao realizar análises, conclui-se que a água oriunda dos aparelhos estão em alinho aos requisitos basilares da Portaria nº 2.914/11.
Insta salientar que ainda inexistem regulamentação nacional no tocante à água que é segregada dos aparelhos de ar condicionado, sendo que, em algumas cidades, já existe legislação municipal voltada a promover a sustentabilidade através do aproveitamento da água de sistema de refrigeração, como é o caso de Porto Alegre através da Lei Municipal nº 2/75 e São Bernardo do Campo, através da Lei Municipal nº 4892/00, onde o gotejamento de água nas vias públicas é sujeito de multa, todavia a fiscalização é falha, o que desencadeia a falta de compromisso dos condomínios na busca de elaboração de projetos para reuso da água (SILVA, 2020). Entretanto, no contexto brasileiro, não se reconhece nenhuma normativa legal que verse sobre a temática, ou mesmo crie diretrizes para a execução de projetos de aproveitamento da água de condensação (OLIVEIRA et al., 2021).
Assim, através das leis municipais, a água derivada de sistema de refrigeração, que no primeiro momento se apresenta como um elemento inconveniente nas calçadas, poderão agregar um bom quantitativo de litros de água ao final do dia, que permitirá ser reutilizada em práticas sustentáveis, e logo, favorece uma economia não apenas financeira, mas também economia dos recursos de água potável do planeta. Observa-se então que o aproveitamento da água é positivo para instituições como Universidades e Hospitais, bem como, das próprias residências e condomínios (SOARES, 2017).
Nos aparelhos de ar-condicionado, o dreno corresponde ao elemento que retira a água expelida. Quando em execução, o equipamento recolhe a umidade do ambiente em que está instalado, e executa um processo de condensação, onde é habitual que alguns problemas do ar-condicionado poderão originar no dreno, ou seja, se não estiver em condições adequadas, poderá ocasionar o gotejamento na unidade interna, diminuição da eficiência do aparelho e cheiro fétido no ambiente em que o ar-condicionado executa as suas atividades (OLIVEIRA et al., 2021).
Diante desse cenário, torna-se imprescindível a realização de manutenção periódica, tanto do aparelho de ar-condicionado como no sistema de drenagem do equipamento, sendo uma atividade de custo baixo e execução simples. Nesse ínterim, existem dois tipos de drenos mais populares, em aparelhos de ar-condicionado, que são os drenos em aparelhos do tipo Split e em aparelhos do tipo Janela. Contudo, hoje os aparelhos de ar-condicionado do tipo Janela quase não são mais empregados obsolescência, onde o mercado consumidor é largamente atendido pelos aparelhos do tipo Split em face da sua economia, elegância e praticidade (ARAÚJO; LIMA; SILVA, 2018).
Por sua vez, o estudo de Bastos e Calmon (2013) complementa o entendimento, apresentando um modelo de sistema para aproveitamento da água produzida pelos aparelhos de ar-condicionado, em que é reutilizado em descargas de banheiro, o que favorece uma redução significativa do consumo de água tratada, p que produz uma economia para a edificação, além de contribuir para a maior preservação dos recursos hídricos, em alinho, com as premissas da sustentabilidade.
Já Loveless et al., (2013) asseveram que inúmeras regiões do mundo possuem elevado potencial de produção de água condensada, onde o volume gerado de água do condensado dependerá diretamente da umidade relativa do ar, que, logo, dependerá de padrões climáticos.
3.4 DRENAGEM X APROVEITAMENTO DA ÁGUA DE AR-CONDICIONADO
Segundo Mota et al. (2011), o aproveitamento da condensação confeccionada pelos condicionadores de ar dependerá da coleta eficiente do sistema de drenagem, permitindo uma adequada condução do líquido para um sistema de armazenagem, localizado na edificação, para posterior distribuição em alguns ambientes da obra.
Dentre as modalidades simplificadas de drenagem e aproveitamento da água de ar-condicionado, pode-se elencar: o emprego de baldes para recolher o gotejamento de água durante o funcionamento do sistema de refrigeração, que são dispersadas pelo sistema de drenagem do equipamento; uso de mangueiras e cano de esgoto de PVC para coletar a água, desembocando em um reservatório, para ser utilizadas em atividades de limpeza, dentre outras (OLIVEIRA et al., 2021).
O aproveitamento da água do ar-condicionado produz vários benefícios ao meio ambiente, social e econômico, contudo, com ênfase no segmento ambiental, pode-se inferir, que auxilia na inibição do acúmulo de água para a proliferação de mosquitos como o Aedes aegypti, redução da quantidade de água voltada para drenagem urbana, diminuição da quantidade de água extraída dos mananciais, fomenta a prática da educação ambiental e sustentabilidade, dentre outras (CARVALHO JÚNIOR; BLOOMFIELD; GONÇALVES, 2022).
Dessa forma, pode-se inferir que o sistema de drenagem é oriundo da unidade interna, deslocando a água para o ambiente externo através de dutos que devem ser previamente instalados por um profissional, conforme recomendações e parâmetros técnicos, a fim de evitar potenciais problemas secundários, como por exemplo, ao invés de expelir a água para o ambiente externo, poderá goteja-la para o ambiente interno, como ilustrado na figura seguinte.
Cabe inferir que quando um instalador profissional vem implementar um aparelho de ar-condicionado, o mesmo deverá tomar cautela e ter precisão na instalação da tubulação ou mesmo do dreno para que a instalação esteja em alinho com o regulamento das edificações, em face do gotejamento para espaço externo que iria acontecer se inexistisse a instalação de sistema de drenagem. Desse modo, quando o sistema não é instalado, poderá o próprio cliente final implementar o sistema de drenagem em casos de aparelho do tipo Janela, sem necessidade de conhecimentos ou domínio de técnicas específicas, haja vista que se trata de um processo simples (SILVA, 2020).
Nessa perspectiva, todos os aparelhos desse tipo de condicionador de ar possuem um bico de saída de drenagem, que permite a instalação secundária de uma mangueira. Em situações que não são instaladas, a água gotejará no parapeito da janela ou em calçadas e marquises, podendo ter sequelas à estrutura da construção, sendo então imprescindível a instalação rápida de uma mangueira a fim de prevenir danos ao aparelho de ar-condicionado e a edificação (OLIVEIRA et al., 2021).
Destarte, para a realização da instalação, no primeiro momento, é necessário a inspeção do bico de saída de drenagem do aparelho de ar-condicionado para assim determinar o modelo, haja vista que, a grande parcela dos bicos é feito com material plástico, apresentando rebarbas, fato que exige que a mangueira seja acoplada com uma abraçadeira circular (SOARES et al., 2021).
Em situações que o aparelho de ar-condicionado é do tipo Janela, e o mesmo apresenta bico com rebarbas, far-se-á necessário, que seja realizado um corte no acoplador, em um dos lados da mangueira com emprego de uma lâmina, para em seguida, seja adicionado uma abraçadeira circular no comprimento da mangueira e acoplando ao bico com rebarbas, e apertada com uma chave de fenda. Dessa forma, será possível que a água seja redirecionada para o recipiente de armazenamento (CARVALHO JÚNIOR; BLOOMFIELD; GONÇALVES, 2022).
Consoante a isso, nos aparelhos de ar-condicionado do tipo Split, a drenagem é realizada obrigatoriamente através de dutos. Nestes equipamentos o dreno sai da evaporadora, sendo deslocado para o ambiente externo. Na parte interna, é recomendado o emprego do lado direito para saída de dreno, enquanto que, nas demais tubulações, a evaporadora fica do lado esquerdo (SOARES; SOUZA JÚNIOR; SILVA, 2021).
Insta salientar que, os drenos deverão ser devidamente instalados, considerando que o fenômeno da gravidade é responsável pelo escoamento da água. Contrariamente, a água poderá gotejar no espaço interno ou mesmo, terá entraves para o bom fluxo do escoamento, como ilustrado na Figura 07 (SILVA, 2021).
É imperioso avultar ainda que, após explicado o modo de instalação dos aparelhos de ar-condicionado do tipo Split, poderá ser realizado o dimensionamento de sistema de drenagem, armazenamento e distribuição da água derivada do ar-condicionado para aproveitamento.
Figura 7 – Instalação do dreno de água em aparelhos de ar-condicionado
No que concerne o aproveitamento, os projetos deverão contemplar obras de drenagem, que surgem no intuito de melhorar as condições de meio ambiente, sendo que a sua construção, deverá ser realizada através de um estudo sistemático da estrutura, considerando desde o ponto de localização até as normas e critérios geotécnicos, econômicos, de segurança e social, além da determinação de medidas prévias de reparo (CARVALHO JÚNIOR; BLOOMFIELD; GONÇALVES, 2022).
4 METODOLOGIA
Trata-se de uma revisão de literatura de caráter descritivo e exploratório. Segundo Sousa, et al. (2007) a pesquisa quantitativa adota estratégia sistemática com vias de gerar e refinar o conhecimento quantificando relações entre variáveis. A adoção desse modelo quantitativo objetiva compreender de que maneira a água proveniente de aparelhos de ar-condicionado pode ser melhor aproveitada como água de reuso.
Já a revisão bibliográfica é um método que proporciona a síntese de conhecimento e a incorporação da aplicabilidade de resultados de estudos significativos na prática. Determinando o conhecimento atual sobre uma temática específica, já que é conduzida de modo a identificar, analisar e sintetizar resultados de estudos independentes sobre o mesmo assunto. (SOUZA, et al. 2010).
Foram elencadas e analisadas as publicações acerca do tema, a fim de compreender as dificuldades da implantação de água de reuso, provenientes de aparelhos de ar-condicionado. A seleção das literaturas foi ampla, não se restringindo a trabalhos realizados no Brasil, por tratar de temática que tem abrangência em âmbito global, e ser um modelo adotado por empresas do mundo todo quando o assunto é sustentabilidade, foram utilizados como critérios de inclusão os trabalhos publicados no período de 2010 a 2023, sendo excluídos os materiais publicados fora do período considerado e aqueles que não corroboravam com a temática proposta.
Para elaboração do presente estudo foi realizada consulta às indicações formuladas pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, livros, artigo científicos e busca direcionada pelos descritores “Captação. Gotejamento. Sistema de Refrigeração. Sustentabilidade.” que apontaram ocorrências na Scientific Electronic Library Online (SCIELO), Google Acadêmico, CAPES,
Foram apreciados 25 estudos, dos quais foram excluídos: duplicatas, textos indisponíveis, artigos não relacionados ao tema, teses e dissertações, além de textos excluídos pelo título e leitura de resumo, dentre esses estudos “13” foram selecionadas de acordo com a relevância dos dados para o estudo proposto.
Os estudos triados e utilizados foram aqueles que demonstraram grande relevância e consonância com a temática inicialmente proposta.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO DE ESTUDO DE CASO
De acordo com dados encontrados na literatura, um aparelho de ar-condicionado de 12.000 BTU produz um volume médio horário estimado em 0,640 L/h enquanto um aparelho de 36.000 BTU produz em média 1,194 L/h. Pesquisas mostram que há uma relação entre a geração de água condensada e a umidade do ar. As diferenças entre a temperatura interna e externa, bem como o tipo de climatização desejada (resfriamento ou aquecimento) interferem nos volumes de condensação (Cunha et al., 2016).
Quanto mais alta a temperatura externa ao ambiente e mais alta for a umidade relativa do ar, o aparelho tende a gerar um volume maior de água. Desse modo, os valores estimados de produção de volume de água tendem a variar de acordo com a temperatura externa. As equações propostas por Nenganga (2014) foram adaptadas a fim de estimar a média de economia de água, a partir do aproveitamento da mesma, de acordo com os períodos em que os aparelhos de ar-condicionado são utilizados quer seja em uma residência, escola, prédio público ou imóvel comercial.
Todo ar-condicionado em funcionamento condensa água, e isso dá origem ao famoso pinga-pinga. Um ar split é igual a qualquer outro ar-condicionado, também condensa água e ela precisa ser eliminada. No entanto, enquanto no ar-condicionado da janela a água sai por um orifício na parte traseira do aparelho que fica fora do ambiente que é refrigerado, no ar split ele sai na parte que refrigera o ambiente. É importante que se pense no dreno antes de instalar, no projeto.
O sistema de drenagem por sua vez é advindo da unidade interna, e leva a água para o ambiente externo por meio de dutos que devem ser devidamente instalados por um profissional. Caso contrário, o sistema pode funcionar de maneira errada e ao invés de ser expelida para o ambiente externo, a água poderá gotejar dentro do ambiente.
Em dados coletados por Ferreira e Tose (2016), pode-se ter uma noção do desperdício de água, considerando que pelo menos uma split de cada potência fique ligada por 10 horas diárias, temos 10,7585 litros de água sendo escoados por hora simplesmente sendo jogados no lixo sem nenhuma reutilização e acrescentando mais no final de um dia considerando de esses aparelhos ficaram ligadas por 10 horas essa quantidade seria um total de 107,585 litros de água.
Os sistemas estudados consistem em captar a água proveniente dos ar-condicionado através de tubos de pvc instalados no exterior das edificações, sendo direcionados para uma caixa/cisterna armazenando assim essa água.
As tubulações de PVC podem ser conectadas na saída de cada mangueira de dreno, para garantir o fluxo de água condensada, para o exterior. O aproveitamento de água de ar-condicionado oferece diversos benefícios ambientais e econômicos. Ambientalmente, reduz a demanda sobre os recursos hídricos naturais e diminui a quantidade de água descartada no sistema de esgoto. Economicamente, pode reduzir significativamente os custos com água para edifícios comerciais e residenciais. Estudos mostram que a implementação de sistemas de coleta e reutilização dessa água pode levar a uma economia de até 15% no consumo total de água (Ferreira et al., 2019).
A estrutura para captar água proveniente dos aparelhos de ar-condicionado é simples. Deverá ser instalada tubulação de PVC ou de polietileno ao final dos drenos dos aparelhos de ar-condicionado do tipo Split que redirecionará toda a água para um reservatório. Caso a água seja utilizada somente para lavagem e jardinagem, não precisa passar por um tratamento, contudo, se for reutilizada para consumo, deverá ser observado as características físico-químicas. O aproveitamento de água proveniente dos aparelhos de ar-condicionado deve ser considerado uma solução para a escassez de água no Brasil, sobretudo na região estudada, onde já existem além de escassez, disputas por recursos hídricos.
CONCLUSÃO
Considerando a atual conjuntura dos graves impactos ambientais, o uso abusivo dos recursos hídricos, e a promoção da política de sustentabilidade, pode-se asseverar que uma das alternativas para desacelerar o desperdício é o uso racional e consciente, com implementação de metodologias e estratégias voltadas a reutilizar os recursos hídricos com segurança, eficiência e efetividade.
Ademais, é inegável a viabilidade do aproveitamento da água derivada do sistema de refrigeração com realocação dos efluentes de forma mais sustentável. Nessa linha de raciocínio, perante os inúmeros desafios que a sociedade moderna apresenta, os principais e mais impactantes, que tratam das desigualdades sociais, tem-se o descaso com o meio ambiente e a não autonomia das comunidades locais.
Desse modo, a resolutiva mais eficiente para esse entrave não possui apenas uma perspectiva, nem tampouco apresenta uma decisão pacificada, que em muitos casos, é oriundo de um arsenal de interesses monopolizadores e de multinacionais, devendo levar em consideração os aspectos e peculiaridades regionais de cada comunidade.
O Brasil ainda não faz uso em grandes proporções dos sistemas de aproveitamento da água em atividades de limpeza, possui condicionantes favoráveis à adoção desta medida e já apresenta algumas iniciativas no sentido de maior utilização desta solução. Com isso, analisa-se que a utilização de técnicas de reutilização de água é de grande valia para a diminuição do escoamento através do sistema de drenagem público, atenuando os problemas de infraestruturas nas cidades, como por exemplo as enchentes.
Com o objetivo basilar de contornar as consequências trazidas pelo crescimento urbano e inovações rurais, bem como a escassez dos recursos hídricos, tem-se a implantação de sistema de aproveitamento da água derivada de ar-condicionado nas construções de edifícios residenciais e comerciais. O custo da implantação deste sistema sustentável é consideravelmente baixo. A construção sustentável apontada neste estudo, apresentou-se como adaptativa, inexiste formulações prontas, ou seja, não existe um pacote definido primariamente. Assim, conceber metodologias construtivas de natureza sustentável favorece uma alta competitividade com os modelos convencionados de residências que priorizam apenas o consumo de água potável, com desgaste do meio ambiente.
O aproveitamento de água produzida pelos aparelhos de ar-condicionado deve ser considerado uma solução para a escassez de água no Brasil, em especial nas regiões com carência de recursos hídricos. Nesse ínterim, o projeto de reutilização se apresenta como uma solução simples, eficiente e de baixo custo para o indivíduo, sendo o benefício principal, a diminuição do consumo de água.
No que concerne o custo de execução e economia de água e financeira do projeto de sistema de aproveitamento de água de ar-condicionado, é clarificado que são acessíveis e de alta viabilidade, sendo de grande relevância para a manutenção de um recurso fulcral para a vida, a água. Complementando o entendimento, a viabilidade de um sistema de drenagem, captação, distribuição e reutilização da água, em favor do progresso da qualidade ambiental e redução dos custos, apresenta benefícios em vários segmentos, a saber: social, ambiental, político, econômico e saúde.
O emprego de técnicas sustentáveis incorporam melhoria na edificação, já que incentiva o uso racional dos recursos públicos, com a consolidação de uma consciência coletiva socioambiental, com reflexos positivos na qualidade de vida e bem estar do indivíduo e da sociedade. Desse modo, pode-se inferir que o aproveitamento da água proveniente do sistema de refrigeração é uma alternativa sustentável largamente empregada em virtude da redução dos custos econômicos, melhora significativa na funcionalidade do ambiente, menor consumo de água potável, promove maior integração do homem com a natureza, dentre outras
Conclui-se que o aproveitamento da água do sistema de refrigeração se apresenta como uma alternativa viável para a sociedade, onde o sistema é de baixo custo e apresenta benefícios sociais, econômicos e ambientais, podendo a água ser utilizada para atividades que possam empregar água não potável como em jardim, descargas de vasos sanitários, limpeza de casas, cemitérios.
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