REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/cl10202511201246
Samuel Alves Machado
Giovanni Brasil Vasconcelos
Christande Rosendo de Souza
Resumo
O texto não foi fornecido, portanto, não há conteúdo a ser resumido ou parafraseado. Por favor, forneça um texto específico que você gostaria que fosse resumido ou parafraseado. A falta de água no planeta é intensificada devido à desigualdade social, a qual se torna evidente pelas disparidades observadas entre países desenvolvidos e aqueles em desenvolvimento. Em função disso, a proposta de desenvolvimento sustentável se torna viável, sendo esta a modalidade de desenvolvimento capaz de satisfazer as necessidades da geração presente, ao mesmo tempo em que assegura a capacidade de atender às necessidades das gerações futuras. Não implica em interromper, mas sim em equilibrar a produção e buscar fontes alternativas de recursos ecologicamente sustentáveis. Os aparelhos de ar-condicionado, amplamente empregados em edificações comerciais e residenciais, provocam o gotejamento de água, resultante da umidade do ar que se condensa ao resfriar o ambiente interno. O projeto tem o intuito de avaliar a viabilidade da implementação de um sistema de drenagem nos aparelhos de ar-condicionado de instituições, com a finalidade de aproveitar a água proveniente da coleta, a qual será armazenada e utilizada em setores como lavanderia e jardinagem. Realizou-se o dimensionamento do volume do reservatório destinado ao armazenamento de água, bem como a verificação da viabilidade de seu aproveitamento. A metodologia fundamentou-se em uma base bibliográfica composta por monografias, artigos, periódicos e livros pertinentes à temática, publicados no intervalo de 2010 a 2023. Conclui-se que a utilização da água do sistema de refrigeração se configura como uma alternativa viável para a sociedade, uma vez que o sistema possui baixo custo e oferece benefícios sociais, econômicos e ambientais. A água poderá ser empregada em atividades que utilizem água não potável, como em jardins, descargas de vasos sanitários, limpeza de residências, entre outras.
Palavra-chave: Captação. Gotejamento. Sistema de Refrigeração e Sustentabilidade.
Abstract
The text was not provided, therefore there is no content to be summarized or paraphrased. Please provide a specific text that you would like summarized or paraphrased. The lack of water on the planet is intensified due to social inequality, which becomes evident through the disparities observed between developed and developing countries. Because of this, the proposal for sustainable development becomes viable, being a development model capable of satisfying the needs of the present generation while ensuring the capacity to meet the needs of future generations. It does not imply interruption, but rather balancing production and seeking ecologically sustainable resource sources. Air conditioning units, widely used in commercial and residential buildings, cause water dripping, resulting from the air humidity that condenses when cooling the internal environment. The project aims to evaluate the feasibility of implementing a diversion system in the air conditioning units of institutions, with the objective of utilizing the collected revenue, which will be stored and used in sectors such as laundry and gardening. The sizing of the reservoir volume intended for water storage was carried out, as well as the verification of the feasibility of its use. The methodology was based on a bibliographic database composed of monographs, articles, newspapers, and books relevant to the topic, published between 2010 and 2023. It is concluded that the use of water from the cooling system is a viable alternative for society, since the system has a low cost and offers social, economic, and environmental benefits. The water can be used in activities that utilize non-potable water, such as in gardens, toilet flushes, house cleaning, among others.
Keywords: Water intake. Drip irrigation. Cooling system and sustainability.
1. INTRODUÇÃO
Este é um trabalho acadêmico cujo foco é a utilização eficiente da água proveniente de sistemas de climatização. A eficácia do aproveitamento da água produzida pelos aparelhos de ar condicionado está atrelada à coleta eficiente de cada sistema de drenagem, que pode ser direcionado para um sistema de captação e armazenamento.
Ao abordar o sistema de refrigeração, enfatiza-se, principalmente, o conforto e a preservação de alimentos em ambientes residenciais, sendo que, no passado, tal tecnologia era usufruída por um número restrito de indivíduos, uma vez que equipamentos desse tipo apresentavam elevado custo, além de ocasionar significativo impacto ambiental e despesas energéticas consideráveis. Sob essa ótica, no setor da construção civil, já se encontram opções que possibilitam a reutilização de uma significativa quantidade de água proveniente de aparelhos de ar-condicionado para a realização de atividades cotidianas que não demandam água potável. De maneira geral, o funcionamento dos sistemas de refrigeração ocasiona o gotejamento de água que é expelida na área externa dos edifícios, sem qualquer aproveitamento (SILVA, 2020).
No Brasil, um dos países com maior abundância de água doce no planeta, que dispõe de uma extensa rede de drenagem e fornecimento hídrico, tem se deparado, ao longo dos anos, com severas secas, resultantes, em grande parte, do desmatamento e das alterações climáticas. A utilização excessiva e irregular desse recurso natural resulta no desperdício de água, um desafio ambiental que se observa globalmente. A sociedade tem desenvolvido diversas estratégias para a reutilização e o uso consciente da água em nosso planeta. O aproveitamento da água originada do ar-condicionado configura-se como uma estratégia sustentável para amenizar a crise hídrica e mitigar o desperdício desse recurso natural.
A coleta da água proveniente dos aparelhos de ar-condicionado possibilita sua utilização para várias finalidades, como: a irrigação de jardins, descargas em banheiros, limpeza em geral, entre outras. Essa abordagem favorece não apenas a preservação dos recursos hídricos, mas também a diminuição de gastos operacionais e administrativos, além de promover o aumento da eficiência energética nas edificações.
Com o aumento da temperatura climática, a utilização de dispositivos com a capacidade de resfriar um ambiente tem se tornado cada vez mais essencial e necessária, tanto para instituições públicas e privadas quanto para lares. A utilização dos aparelhos de ar condicionado gera uma condensação que provoca uma troca de calor, convertendo-se em líquido, o qual é semelhante à água destilada. Essa água, frequentemente, é descartada e lançada em esgotos e em locais onde seu reaproveitamento não é viável.
Nesse contexto, será imprescindível a implementação de soluções eficazes para reduzir o desperdício de água proveniente do sistema de refrigeração, assim como a adoção de medidas que tornem possível sua utilização na própria obra, como a construção de sistemas de captação, armazenamento e distribuição. Dessa forma, o engenheiro civil desempenha um papel crucial nesse processo, ao planejar adequadamente a obra e desenvolver estratégias eficientes para o aproveitamento da água na residência (COSTA, 2017).
O reuso da água proveniente das centrais de ar-condicionado é fundamentado em diversas razões que englobam tanto dimensões ambientais quanto econômicas e sociais. Destacam-se, entre elas, a preservação dos recursos hídricos, a sustentabilidade ambiental, a eficiência operacional, a responsabilidade social, e a conformidade com legislações e normas pertinentes.
A questão central que orienta o presente estudo é: de que forma é viável realizar a utilização da água gerada pelo aparelho de ar-condicionado, e qual seria a técnica mais adequada para a sua captação?
A abordagem metodológica empregada consistiu em uma revisão de literatura de natureza descritiva e exploratória.
2. FINALIDADES
2.1 FINALIDADE GERAL
Como é viável realizar a reaproveitação da água proveniente do aparelho de ar-condicionado, bem como qual seria a técnica mais adequada para a captação?
2.2 METAS ESPECÍFICAS
O sistema de refrigeração pode ser definido como um conjunto de dispositivos que atuam na remoção de calor de um determinado ambiente, proporcionando a redução da temperatura interna. Os aparelhos de ar-condicionado, ao operarem mediante esse princípio, utilizam um ciclo termodinâmico que envolve a compressão de um fluido refrigerante, sua condensação e posterior evaporação, transformando o calor em frio e promovendo um ambiente mais confortável.
O sistema de gotejamento proveniente do ar-condicionado refere-se ao processo de condensação da umidade presente no ar durante o seu resfriamento. Quando o ar quente e úmido entra em contato com as superfícies frias do evaporador do aparelho, ocorre a formação de gotas de água, que se acumulam e são drenadas por meio de um sistema de tubulação específica. Esse mecanismo é essencial para evitar o acúmulo de água dentro do equipamento, garantindo seu funcionamento adequado e prevenindo danos estruturais.
- Descrever as técnicas mais eficazes para a captação de água oriunda do sistema de refrigeração;
- Expor as opções mais eficazes para a utilização da água coletada.
3. REVISÃO DA LITERATURA
3.1 CONDIÇÕES AMBIENTAIS E RESFRIAMENTO
A climatização teve seu início no começo do século XX, sendo desenvolvida por Willis Carrier, conforme ilustrado na figura 01. Carrier, um engenheiro de 25 anos graduado pela Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, idealizou um sistema mecânico para o condicionamento do ar. A implementação do controle climático foi, finalmente, concretizada com o intuito de solucionar a problemática de uma empresa de impressão em temperaturas elevadas de Nova York, local onde ocorreu a primeira instalação realizada por Carrier.
Ele formulou a teoria de que seria possível remover a umidade da fábrica por meio do resfriamento do ar utilizando dutos artificialmente refrigerados. Esse dispositivo, que regula a temperatura e a umidade, foi o pioneiro entre os condicionadores de ar contínuos operando por meio de um processo mecânico. Assim, a indústria têxtil, que igualmente apresentava uma significativa demanda por controle ambiental, tornou-se o primeiro grande segmento de mercado para o condicionador de ar.
Entretanto, o vocábulo “ar-condicionado” foi introduzido em 1906, por Stuart Cramer. O inventor, originário dos Estados Unidos, desenvolveu um dispositivo para investigar maneiras de incrementar a umidade do ar em sua fábrica de tecidos, registrando um pedido de patente no ano correspondente. A Carrier acabou por adotar igualmente o termo, integrando-o ao nome de sua empresa.
Conforme Oliveira (2014), os sistemas de climatização são categorizados em sistemas descentralizados e centrais. Os sistemas descentralizados são constituídos por uma ou mais unidades condicionadoras, as quais servem para abranger um espaço isolado ou um conjunto de espaços que pertencem à mesma zona térmica. Os sistemas centrais consistem em uma unidade condensadora, a qual estabelece conexões com diversas unidades evaporadoras instaladas em diferentes ambientes. O condicionamento de ar refere-se a um procedimento que tem como objetivo regular a temperatura, a umidade, a pureza e a distribuição do ar em um determinado espaço, com a finalidade de proporcionar maior conforto aos indivíduos que ocupam o ambiente climatizado (OLIVEIRA et al., 2021). Conforme Miller (2014), a refrigeração refere-se a um procedimento de remoção de calor do espaço a ser refrigerado, no qual o calor indesejado é expelido mecanicamente para o ambiente externo. Um exemplo desse processo é observado no ar-condicionado de janela, que tem como objetivo resfriar o ar na área interna de um ambiente, enquanto o ar quente é dispensado para o exterior, realizado por meio da troca de temperatura do ambiente. Os sistemas de climatização integram funções de refrigeração e aquecimento do ar, com o objetivo de regular a temperatura dos ambientes, promovendo, dessa forma, uma sensação de conforto térmico. No decorrer desse processo, ocorre a troca de temperatura do ambiente, por meio da passagem do ar pela serpentina do evaporador, que, em virtude do contato, resulta em uma redução ou elevação da temperatura, dependendo do ciclo utilizado, o que provoca a diminuição da umidade relativa do ar (FORTES; JARDIM; FERNANDES, 2015).
Assim, quando a temperatura desejada é alcançada, uma leitura é realizada por meio de um sensor, o qual desliga o compressor, o que permite que o equipamento mantenha a temperatura do ambiente interno. Observa-se, portanto, que a variação na temperatura desejada possibilita o acionamento do compressor, cuja função é promover a circulação do gás refrigerante dentro do sistema. De forma genérica, os sistemas de climatização são constituídos por quatro componentes fundamentais, a saber: compressor, condensador, evaporador e motor ventilador (SILVA, 2020).
Assim, é possível afirmar que o dispositivo se configura como uma bomba de sucção que capta o excesso de calor ou de frio do ambiente externo; em outras palavras, poderá resfriar o espaço ou, de forma oposta, aquecer conforme a necessidade do usuário.
Figura 1 – Carrier ao lado do primeiro equipamento de ar-condicionado.
Fonte: SEINFRA, 2018
3.1.1 História da climatização e da refrigeração
Para proporcionar um melhor entendimento acerca dessa contextualização histórica, apresenta-se uma sistematização cronológica dos principais eventos que envolvem o processo de climatização e refrigeração em nível global.
Os esforços para regular a temperatura em ambientes fechados constituíam uma curiosidade em pesquisa entre os romanos e os egípcios. Naquele período, eles logravam desenvolver sistemas de resfriamento e ventilação, como aquedutos e câmaras subterrâneas, integrados às suas construções arquitetônicas.
Com o progresso da tecnologia, bastante restrito, especialmente no que se refere à climatização e refrigeração, durante a Idade Média e o Renascimento, foram empregados métodos para o armazenamento de alimentos em poços subterrâneos e câmaras de gelo.
A Revolução Industrial propiciou um impulso significativo para grandes inventores como Benjamin Franklin, Oliver Evans e Jacob Perkins, que, por sua vez, realizaram avanços substanciais no campo da refrigeração e climatização. Com suas ideias e dispositivos, traçaram um caminho a ser seguido pelas gerações subsequentes, que poderiam assim alcançar os mais modernos desenvolvimentos na área da refrigeração e climatização.
A celeridade na evolução das tecnologias de refrigeração e climatização no século XX propiciou o surgimento do sistema de ar-condicionado central, refrigeradores domésticos, transporte refrigerado e refrigeração industrial. Os progressos nos estudos relativos à termodinâmica, aliados ao emprego de gases refrigerantes mais eficientes, fomentam ainda mais o crescimento desse setor industrial.
3.2 FUNDAMENTOS DO OPERAÇÃO DE UM APARELHO DE AR-CONDICIONADO
Para começar a analisar a reutilização da água gerada pelos aparelhos de ar-condicionado, é fundamental compreender o princípio de funcionamento do modelo Split, a fim de identificar a origem da água resultante de seu funcionamento, que, na maior parte das vezes, acaba sendo desperdiçada.
Os sistemas de ar-condicionado, que combinam tanto a função de climatização quanto a de aquecimento do ar, realizam o controle da temperatura do ambiente, proporcionando conforto térmico tanto em temperaturas elevadas quanto em baixas, ao aquecer ou resfriar o ar. Eles realizam a troca de temperatura do ambiente através da passagem do ar pela serpentina do evaporador, que, ao entrar em contato, sofre uma queda ou aumento da temperatura, dependendo do sistema em uso (quente ou frio), reduzindo a umidade relativa do ar, conforme pode ser observado na figura 2.
Ilustração 2 – Mecanismo de operação do sistema de climatização.
FONTE: Adias, 2011
De acordo com Araújo, Lima e Silva (2018), é possível deduzir que a condensação se fundamenta na troca térmica úmida resultante da transformação do estado gasoso do vapor de água contido no ar para o estado líquido. De acordo com o princípio de operação dos aparelhos de ar condicionado, o condensador exerce a função de efetuar o processo de condensação. Os processos de refrigeração são afetados pela localização de sua aplicação, pelas temperaturas geradas durante o procedimento e pelos materiais empregados na elaboração dos mecanismos de refrigeração.
Os sistemas de classificação da refrigeração são organizados em seis categorias: refrigeração doméstica, refrigeração marítima e de transporte, refrigeração comercial, centrais de ar, refrigeração industrial e, por último, condicionamento de refrigeração industrial. Os processos de refrigeração ocorrem por meio da remoção do calor, a fim de se alcançar a temperatura desejada, utilizando uma substância refrigerante, que pode ser por meio de gelo ou de um sistema mecânico acionado por compressor elétrico (FRANÇA, 2010).
Boaventura (2019) afirma, ainda, que os sistemas mais comuns no mercado encontram-se fragmentados entre alternativas descentralizadas, destacando-se os seguintes: os sistemas de ar-condicionado de janela (ACJ), os sistemas Split e Multi Split; além dos sistemas centrais, como os VRF e Chiller.
3.2.1 Sistema de climatização de janela
O ar-condicionado de janela – ACJ é considerado um dispositivo econômico e fácil de instalar, recomendado para ambientes compactos, contando com uma gama de opções acessíveis no mercado brasileiro, com potências variando entre 5.000 e 30.000 BTU/h (Figura 3). Destaca-se que esse sistema possibilita um maior controle individual sobre o funcionamento e a temperatura (MILLER, 2014).
Fonte: REFRIMARK, 2023
Pode-se deduzir que a figura 3 ilustra o interior de um ar-condicionado de janela, no qual a unidade condensadora e a unidade evaporadora estão dispostas em um único equipamento.
Dessa forma, a instalação é efetuada de modo que uma parte do equipamento tenha contato direto com o ambiente externo, no qual esses dispositivos exibem elevada taxa de ruído e consomem considerável quantidade de energia elétrica.
3.2.2 Sistemas split e multi split
O sistema Split, por sua vez, dispõe de quatro categorias de evaporadores, quais sejam: HiWall, Piso Teto, Cassete e Built-in, o que proporciona maior eficiência, praticidade e interação entre os equipamentos e o ambiente em que foi instalado, favorecendo atividades de automação (CAMPANHOLA, 2014).Observa-se, portanto, que o sistema Split refere-se a um sistema de refrigeração segmentado em dois componentes, a saber, a unidade evaporadora e a unidade condensadora.
Dessa forma, a Figura 4 ilustra um diagrama dos componentes que integram o sistema Split.
Figura 4 – Elementos constituintes de uma unidade de ar do tipo Split
Fonte: REFRIMARK, 2023
A unidade evaporadora encontra-se situada no interior do ambiente, enquanto a unidade condensadora, responsável por fornecer à unidade evaporadora o fluido refrigerante na forma líquida, é instalada na parte externa, apresentando uma capacidade de aproximadamente 6000 BTU/h a 60000 BTU/h (CHUANG; ZENG; LEE, 2019).
As Multi Splits representam uma alteração desse sistema, uma vez que um único condensador fornece energia a várias unidades evaporadoras, geralmente até quatro (CAMPANHOLA, 2014). Destaca-se que, no mercado nacional, são oferecidas unidades com capacidade variando de 14.000 BTU/h a 58.000 BTU/h, as quais são compatíveis com evaporadores do tipo HiWall, Piso-teto, Cassete e embutido. Salienta-se que este tipo de sistema é recomendado para domicílios, escritórios de pequeno porte e espaços de médio tamanho, possibilitando uma climatização eficiente de múltiplos ambientes simultaneamente (OLIVEIRA, 2014).
3.2.3 Sistema de Fluxo de Refrigerante Variável
Nos Estados Unidos, o Sistema de Vazão de Refrigerante Variável – VRF foi introduzido no ano de 2000, sendo implementado em edificações comerciais, como hotéis, universidades e edifícios de escritórios. No território brasileiro, a utilização desse sistema tem crescido de forma acelerada, principalmente em edificações comerciais de pequeno, médio e grande porte (KWON et al., 2014).
O sistema VRF (Fluxo de Refrigerante Variável) consiste em um sistema central de climatização que possibilita a modulação do fluxo de líquido refrigerante para diversas unidades internas. O sistema é constituído por uma unidade externa interligada a diversas unidades internas e pode funcionar em distintos modos, tais como resfriamento, aquecimento, desumidificação e ventilação.
Esta categoria é recomendada para amplos espaços, sejam eles residenciais ou comerciais, e visa assegurar que cada setor receba a quantidade apropriada de resfriamento, independentemente de sua dimensão. O sistema reduz as perdas de eficiência, oferece sustentabilidade e, além disso, gera economia de energia. Ademais, o VRF desliga-se automaticamente quando não há ocupantes detectados no ambiente.
De acordo com Souza (2010), os sistemas de expansão direta utilizam um fluido refrigerante específico, promovendo a troca de calor com o ambiente.
O sistema de climatização VRF é classificado como um sistema central do tipo Multi Split, apresentando um modelo de expansão direta, conforme exemplificado na Figura 5.
Figura 5 – Representação de um ar-condicionado do tipo de expansão direta
Fonte: Boaventura, 2019
Na Figura 6, constata-se que, no sistema de expansão direta, o ar destinado ao ambiente é resfriado ao entrar em contato com a serpentina, promovendo a troca de calor. O VRF é constituído por um único condensador, denominado unidade externa, que se conecta a diversos evaporadores, referidos aqui como unidades internas (DUARTE, 2014).
Diante do exposto, é necessário destacar que cada evaporador é operado e controlado de maneira autônoma, sendo que as principais vantagens do sistema fundamentam-se na promoção de controles integrados, operação com baixo nível de ruído, flexibilidade na instalação, diminuição dos custos de manutenção, entre outros aspectos (KWON et al., 2014). No que tange à temperatura no interior do ambiente, é possível notar que a circulação do fluido refrigerante apresenta características heterogêneas, decorrentes da utilização de um compressor com velocidade variável, sendo que válvulas de expansão eletrônicas são implementadas em cada unidade interna, as quais se conectam à unidade externa através de um circuito de refrigeração (CHUANG, 2019).
A Figura 6 demonstra a representação de um controle de fluido refrigerante realizado por meio das válvulas de expansão eletrônicas. Observa-se que as unidades externas dos sistemas VRF possuem capacidades que variam de 12.000 BTU/h a 300.000 BTU/h, enquanto as unidades internas apresentam capacidades que vão de 5.000 a 120.000 BTU/h (SAAB et al., 2018).
Figura 6 – Válvulas eletrônicas de expansão do fluxo do fluido refrigerante no sistema.
Fonte: Boaventura, 2019
Em resumo, o sistema VRF destaca-se no mercado devido à sua eficiência operacional, baixo nível de ruído e reduzido consumo energético. Destaca-se, ainda, que diversos fatores, como a temperatura e a pressão do fluido refrigerante, são monitorados continuamente, o que proporciona um controle aprimorado do nível do fluido em cada unidade interna. De forma geral, a pressão do fluido refrigerante na unidade evaporadora é de 1000 kPa, enquanto a pressão no condensador é de 2700 kPa. A temperatura de evaporação do fluido refrigerante pode ser potencialmente elevada para reduzir a temperatura do condensador, o que impacta diretamente a dinâmica de eficiência do sistema (DAIKIN, 2017).
3.3 ÁGUA ORIGINADA DE EQUIPAMENTOS DE AR-CONDICIONADO
No contexto global contemporâneo, a utilização de recursos de maneira econômica e sustentável torna-se um requisito essencial para a elaboração de novos sistemas produtivos. Entre os aspectos mais relevantes a serem levados em conta, encontram-se os custos diretos, os quais estão associados ao consumo de água, energia elétrica, entre outros, e os custos indiretos, ligados à manutenção e operação dos sistemas que integram uma instalação civil (ALMEIDA; VILLANI; MIYAGI, 2010).
Rigotti (2014) ressalta que a água expelida pelo sistema de drenagem, em regra, é descartada de maneira direta no ambiente externo, seja em jardins, calçadas ou ruas. No entanto, essa prática representa um significativo problema ambiental, considerando que a água que se goteja durante um longo período, se não forem adotados os devidos cuidados, pode levar à formação de pequenas poças, as quais favorecem a proliferação de mosquitos e a geração de lodo, potencialmente causando acidentes com pedestres.
No âmbito da engenharia civil, constata-se que um dos principais obstáculos está vinculado à degradação das estruturas das edificações, especificamente no que tange às marquises, em virtude do contato constante com a água e da umidade diária, além da exposição de certas partes do equipamento às condições climáticas, o que afeta diretamente o desempenho do dispositivo (CALDAS; CAMBOIM, 2017).
Conforme Silva (2020), a umidade em edificações se configura como um dos problemas mais comuns e de difícil solução, não sendo apenas considerada uma patologia, mas também contribuindo para o surgimento de outras, como mofo e bolor, que se proliferam em condições favoráveis de umidade e calor.
Entretanto, mesmo que essa água goteje durante um considerável período, sugerindo tratar-se de um problema sem solução, pode-se demonstrar que, ao final de um dia de funcionamento, o aparelho de ar condicionado acumula diversas gotas que equivalem a vários litros de água. Dessa forma, incentiva-se sua aplicação em múltiplas funções sustentáveis, contribuindo significativamente para a automatização do sistema ou para o desenvolvimento de um projeto destinado à consolidação de um sistema de captação de água (CALDAS; CAMBOIM, 2017).
Nesse sentido, Carvalho (2012) ressalta que a água condensada na parte interna do equipamento, ao contrário do que se supõe, não apresenta qualquer tipo de contaminação em decorrência do seu modo de operação. Entretanto, não é adequada para consumo, uma vez que o sistema condensa o ar do ambiente e, consequentemente, pode apresentar diversas impurezas. Contudo, ao efetuar análises, conclui-se que a água proveniente dos aparelhos está em conformidade com os requisitos fundamentais da Portaria nº 2.914/11.
É importante destacar que ainda não há regulamentação nacional referente à água proveniente dos aparelhos de ar-condicionado. Contudo, algumas cidades já possuem legislação municipal que visa promover a sustentabilidade por meio do reaproveitamento da água do sistema de refrigeração. Este é o caso de Porto Alegre, com a Lei Municipal nº 2/75, e de São Bernardo do Campo, com a Lei Municipal nº 4892/00, que estabelece multas para o gotejamento de água nas vias públicas. Entretanto, a fiscalização é ineficiente, resultando na falta de empenho dos condomínios na elaboração de projetos voltados ao reuso da água (SILVA, 2020). Contudo, no âmbito brasileiro, não há qualquer legislação que trate do tema, tampouco existem diretrizes para a implementação de projetos voltados ao aproveitamento da água de condensação (OLIVEIRA et al., 2021).
Dessa forma, por meio das legislações municipais, a água proveniente de sistemas de refrigeração, que inicialmente se revela como um elemento indesejável nas calçadas, pode, ao final do dia, acumular uma quantidade considerável de litros de água, viabilizando sua reutilização em práticas sustentáveis. Assim, favorece não apenas uma economia financeira, mas também a preservação dos recursos de água potável disponíveis no planeta. Constata-se, portanto, que a utilização da água é benéfica para instituições como Universidades e Hospitais, além das próprias residências e condomínios (SOARES, 2017).
Nos dispositivos de ar-condicionado, o dreno refere-se ao componente responsável pela retirada da água liberada. Durante a operação, o equipamento absorve a umidade do ambiente onde está instalado e realiza um processo de condensação. É comum que alguns problemas relacionados ao ar-condicionado possam surgir no sistema de drenagem; por exemplo, se não mantido em condições adequadas, isso pode resultar em gotejamento na unidade interna, redução da eficiência do aparelho e odor desagradável no ambiente onde o ar-condicionado desempenha suas funções (OLIVEIRA et al., 2021).
Diante desse contexto, é essencial a realização de manutenção periódica, tanto do aparelho de ar-condicionado quanto do sistema de drenagem do equipamento, caracterizando-se como uma atividade de baixo custo e fácil execução. Nesse intervalo, há dois tipos de drenos que se destacam em aparelhos de ar-condicionado: os drenos em unidades do tipo Split e os drenos em dispositivos do tipo Janela. No entanto, atualmente, os dispositivos de ar-condicionado da categoria Janela raramente são utilizados, resultando em obsolescência, uma vez que o mercado consumidor é predominantemente suprido pelos modelos do tipo Split, devido à sua eficiência, sofisticação e conveniência (ARAÚJO; LIMA; SILVA, 2018).
O estudo de Bastos e Calmon (2013), por sua vez, complementa a compreensão, ao apresentar um modelo de sistema voltado para o aproveitamento da água gerada pelos aparelhos de ar condicionado, a qual é reutilizada em descargas de banheiros. Essa prática favorece uma redução considerável no consumo de água tratada, resultando em economia para a edificação, além de ser um passo significativo na preservação dos recursos hídricos, em alinhamento com os princípios da sustentabilidade.
Conforme afirmam Loveless et al. (2013), diversas regiões do mundo apresentam um considerável potencial para a produção de água condensada, sendo que o volume gerado dessa água depende diretamente da umidade relativa do ar, a qual, por sua vez, está subordinada a padrões climáticos.
3.4 DRENAGEM E UTILIZAÇÃO DA ÁGUA DE AR-CONDICIONADO
De acordo com Mota et al. (2011), a utilização da condensação gerada pelos condicionadores de ar está condicionada à coleta eficiente do sistema de drenagem, possibilitando a condução adequada do líquido para um sistema de armazenagem, que deve estar situado na edificação, a fim de viabilizar a posterior distribuição em diversos ambientes da obra.
Entre as opções simplificadas para a drenagem e aproveitamento da água proveniente de ar condicionado, destacam-se: a utilização de baldes para coletar o gotejamento de água durante o funcionamento do sistema de refrigeração, que é dispersada pelo sistema de drenagem do equipamento; e o uso de mangueiras e tubos de esgoto de PVC para a coleta da água, que desemboca em um reservatório destinado a atividades de limpeza, entre outras (OLIVEIRA et al., 2021).
A utilização da água proveniente do ar-condicionado apresenta diversos benefícios ao meio ambiente, à sociedade e à economia. No entanto, ao focar no aspecto ambiental, pode-se concluir que contribui para a inibição do acúmulo de água, evitando a proliferação de mosquitos como o Aedes aegypti, reduz a quantidade de água destinada à drenagem urbana, diminui a extração de água dos mananciais e promove a educação ambiental e a sustentabilidade, entre outros aspectos (CARVALHO JÚNIOR; BLOOMFIELD; GONÇALVES, 2022).
Desse modo, é possível deduzir que o sistema de drenagem tem sua origem na umidade interna, que é direcionada para o ambiente externo por meio de tubos que devem ser previamente instalados por um profissional, de acordo com recomendações e parâmetros técnicos, visando prevenir potenciais problemas secundários. Por exemplo, em vez de expelir a água para o ambiente externo, poderá vertê-la para o ambiente interno, conforme ilustrado na figura a seguir.
É possível concluir que, ao realizar a instalação de um aparelho de ar-condicionado, o profissional responsável deve ser cauteloso e preciso na execução da tubulação e do dreno, a fim de garantir que a instalação esteja em conformidade com as normas regulatórias das edificações, evitando assim o gotejamento para o espaço externo que ocorreria na ausência de um sistema de drenagem adequado. Dessa forma, na ausência da instalação do sistema, o próprio cliente final poderá realizar a implementação do sistema de drenagem em situações que envolvem aparelhos do tipo Janela, sem que seja necessário possuir conhecimentos ou domínio de técnicas específicas, uma vez que se refere a um processo simples (SILVA, 2020).
Sob essa ótica, todos os dispositivos desse tipo de condicionador de ar possuem uma abertura de saída para drenagem, a qual possibilita a instalação secundária de uma mangueira. Em circunstâncias em que não ocorrem instalações, a água encontrará seu caminho pelo parapeito da janela ou pelas calçadas e marquises, o que pode acarretar danos à estrutura da edificação. Portanto, é fundamental proceder com a instalação imediata de uma mangueira, visando prevenir prejuízos ao sistema de climatização e à própria construção (OLIVEIRA et al., 2021).
Assim sendo, para efetuar a instalação, inicialmente, é imprescindível realizar a inspeção do bico de saída de drenagem do equipamento de ar-condicionado, a fim de identificar o modelo, uma vez que a maioria dos bicos é fabricada em material plástico, apresentando rebarbas, o que demanda que a mangueira seja conectada com uma abraçadeira circular (SOARES et al., 2021).
Em circunstâncias nas quais o aparelho de ar-condicionado pertence à categoria Janela e apresenta bico com rebarbas, será necessário realizar um corte no acoplador, em um dos lados da mangueira, com o uso de uma lâmina. Em seguida, deverá ser colocada uma abraçadeira circular ao longo da mangueira, que será acoplada ao bico com rebarbas e fixada com uma chave de fenda. Assim, será viável redirecionar a água para o recipiente de armazenamento (CARVALHO JÚNIOR; BLOOMFIELD; GONÇALVES, 2022).
De acordo com isso, nos sistemas de ar-condicionado do tipo Split, a drenagem deve ser obrigatoriamente realizada por meio de dutos. Nestes equipamentos, o dreno é conduzido da evaporadora para o ambiente externo. No interior, sugere-se a utilização do lado direito para a saída do dreno, enquanto nas outras tubulações a evaporadora deve estar posicionada à esquerda (SOARES; SOUZA JÚNIOR; SILVA, 2021).
É importante destacar que os drenos devem ser instalados adequadamente, tendo em vista que o fenômeno da gravidade é o responsável pelo escoamento da água. Em contrapartida, a água pode gotejar no espaço interno ou, ainda, enfrentar obstáculos que comprometam o adequado fluxo de escoamento, conforme ilustrado na Figura 07 (SILVA, 2021).
É fundamental ressaltar que, após a explicação sobre o método de instalação dos aparelhos de ar-condicionado do tipo Split, será possível efetuar o dimensionamento do sistema de drenagem, armazenamento e distribuição da água proveniente do ar-condicionado para seu aproveitamento.
Figura 7 – Montagem do dreno de água em sistemas de climatização.
Fonte: Silva, 2020
Em relação ao aproveitamento, os projetos precisam incluir obras de drenagem, que têm como objetivo aprimorar as condições do meio ambiente. A execução dessas obras deve ser fundamentada em um estudo sistemático da estrutura, levando em consideração desde o local de instalação até as normas e critérios geotécnicos, econômicos, de segurança e sociais, bem como a definição de medidas de reparo prévias (CARVALHO JÚNIOR; BLOOMFIELD; GONÇALVES, 2022).
4. METODOLOGIA
Trata-se de uma revisão de literatura de natureza descritiva e exploratória. Conforme afirma Sousa et al. (2007), a pesquisa quantitativa utiliza uma abordagem sistemática com o objetivo de gerar e aprimorar o conhecimento, quantificando as relações entre variáveis. A implementação deste modelo quantitativo visa entender como a água gerada por aparelhos de ar-condicionado pode ser otimizada para uso como água de reuso.
A revisão bibliográfica constitui um método que favorece a síntese do conhecimento e a integração da aplicabilidade dos resultados de estudos relevantes na prática. A definição do conhecimento contemporâneo a respeito de um tema específico é realizada por meio de um processo que visa identificar, analisar e sintetizar os resultados de pesquisas independentes relacionadas ao mesmo tópico. (SOUZA, et al. 2010.
Publicações sobre o tema foram selecionadas e examinadas com o objetivo de entender as dificuldades relacionadas à implementação da água de reuso proveniente de aparelhos de ar condicionado. A seleção da literatura foi extensa, não se limitando a trabalhos produzidos no Brasil. Por se tratar de uma temática com abrangência global e ser um modelo adotado por empresas em todo o mundo no que diz respeito à sustentabilidade, foram considerados como critérios de inclusão os trabalhos publicados entre 2010 e 2023, excluindo-se aqueles publicados fora desse intervalo e os que não contribuíam para a temática proposta.
Para a elaboração deste estudo, foi efetuada uma consulta às recomendações apresentadas pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, bem como a livros, artigos científicos e a uma pesquisa direcionada utilizando os descritores “Captação”. Gotejamento. Sistema de Resfriamento. Sustentabilidade que indicaram ocorrências na Scientific Electronic Library Online (SCIELO), Google Acadêmico e CAPES.
Foram analisados 25 estudos, dos quais foram descartados: duplicatas, textos indisponíveis, artigos não pertinentes ao tema, teses e dissertações, além de textos que foram excluídos com base no título e na leitura de resumos. Dentre esses estudos, 13 foram selecionados em função da relevância dos dados para a pesquisa proposta.
Os estudos selecionados e empregados foram aqueles que evidenciaram significativa relevância e adequação à temática originalmente proposta.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO DO ESTUDO DE CASO
Conforme informações disponíveis na literatura, um aparelho de ar-condicionado com capacidade de 12.000 BTU gera um volume médio estimado de 0,640 L/h, enquanto um equipamento de 36.000 BTU produz, em média, 1,194 L/h. Estudos indicam que existe uma conexão entre a produção de água condensada e a umidade atmosférica. As variações entre a temperatura interna e externa, assim como a modalidade de climatização pretendida (refrigeração ou aquecimento), impactam os volumes de condensação (Cunha et al., 2016).
À medida que a temperatura externa ao ambiente aumenta, assim como a umidade relativa do ar, o aparelho tende a produzir um volume maior de água. Dessa forma, os valores calculados para a produção de volume de água tendem a variar conforme a temperatura ambiente. As equações sugeridas por Nenganga (2014) foram modificadas com o objetivo de estimar a média de economia de água, considerando o aproveitamento deste recurso, conforme os períodos em que os aparelhos de ar-condicionado são utilizados, seja em residências, escolas, prédios públicos ou imóveis comerciais.
Todo aparelho de ar-condicionado em operação gera condensação de água, o que resulta no conhecido “pinga-pinga”. Um ar-condicionado split é semelhante a qualquer outro aparelho de climatização, pois também realiza a condensação de água, a qual deve ser descartada. Entretanto, enquanto na unidade de ar-condicionado de janela a água é expelida por um orifício localizado na parte traseira do equipamento, que se encontra do lado externo do ambiente refrigerado, no modelo split essa água é eliminada na parte que efetivamente refrigera o espaço interno. É fundamental considerar o dreno antes da instalação, durante a fase de projeto.
O sistema de drenagem, por sua vez, originado da unidade interna, conduz a água para o ambiente externo através de dutos que devem ser adequadamente instalados por um profissional. Se não houver a devida correção, o sistema poderá operar de forma inadequada e, em vez de ser direcionado para o ambiente externo, a água terá a possibilidade de gotejar internamente.
De acordo com a pesquisa realizada por Ferreira e Tose (2016), é possível observar a questão do desperdício de água. Considerando que uma unidade de climatização do tipo split, com determinada potência, permaneça ligada por 10 horas diariamente, estima-se que, ao longo desse período, 10,7585 litros de água sejam descartados a cada hora, resultando em um total de 107,585 litros ao final do dia, sem qualquer possibilidade de reutilização.
Os sistemas analisados têm a função de coletar a água gerada pelos aparelhos de ar condicionado por meio de tubos de PVC instalados na parte externa das edificações, direcionando-a para uma caixa ou cisterna que armazena esse líquido.
As tubulações de PVC podem ser ligadas na extremidade de cada mangueira de drenagem, visando assegurar o escoamento da água condensada para o ambiente externo. A utilização da água proveniente de sistemas de ar-condicionado proporciona múltiplas vantagens de caráter ambiental e econômico. Do ponto de vista ambiental, diminui a pressão sobre os recursos hídricos naturais e reduz a quantidade de água lançada no sistema de esgoto. Do ponto de vista econômico, é possível reduzir de maneira significativa as despesas relacionadas ao consumo de água em edificações comerciais e habitacionais. Pesquisas indicam que a adoção de sistemas para coletar e reutilizar essa água poderá resultar em uma redução de até 15% no consumo total de água (Ferreira et al., 2019).
A configuração destinada à captação de água oriunda dos aparelhos de ar-condicionado é de fácil elaboração. Deverá ser implementada uma tubulação de PVC ou de polietileno ao término dos drenos dos aparelhos de ar-condicionado do tipo Split, a qual direcionará toda a água para um reservatório. Se a água for utilizada apenas para limpeza e jardinagem, não é necessário submetê-la a um tratamento. No entanto, caso seja reutilizada para fins de consumo, devem ser observadas as características físico-químicas. O aproveitamento da água oriunda dos aparelhos de ar-condicionado deve ser considerado uma alternativa para mitigar a escassez hídrica no Brasil, especialmente na região analisada, onde, além da falta de água, ocorrem disputas por recursos hídricos.
A conclusão é a parte final de um texto onde se sintetizam os principais argumentos apresentados, reforçando a relevância do tema abordado e oferecendo considerações finais que possam guiar reflexões futuras ou incentivar ações. É essencial que a conclusão não só resuma o conteúdo, mas também forneça um fechamento coerente e significativo, permitindo ao leitor uma compreensão mais ampla do assunto discutido.
Diante do contexto atual de significativos impactos ambientais, do uso excessivo dos recursos hídricos e da promoção de políticas voltadas à sustentabilidade, pode-se afirmar que uma das soluções para mitigar o desperdício consiste na utilização racional e consciente desse recurso, mediante a implementação de metodologias e estratégias destinadas à reutilização segura, eficiente e eficaz da água.
Ademais, é inegável a viabilidade da reutilização da água proveniente do sistema de refrigeração, com a realocação dos efluentes de maneira mais sustentável. Nessa perspectiva, diante dos diversos desafios que a sociedade contemporânea impõe, destacam-se, de forma significativa, as desigualdades sociais, o desinteresse pelo meio ambiente e a falta de autonomia das comunidades locais.
Assim, a solução mais eficaz para esse impasse não se limita a uma única perspectiva, nem tampouco oferece uma decisão consensual, que, em diversos casos, decorre de um conjunto de interesses monopolistas e de multinacionais, devendo considerar os aspectos e peculiaridades regionais de cada comunidade.
O Brasil ainda não utiliza amplamente os sistemas de reaproveitamento de água para atividades de limpeza, dispõe de condições favoráveis para a implementação dessa prática e já demonstra algumas iniciativas voltadas para uma maior utilização dessa solução. Diante disso, conclui-se que a adoção de métodos de reaproveitamento de água é extremamente benéfica para a redução do escoamento por meio do sistema público de drenagem, minimizando os problemas de infraestrutura nas cidades, como, por exemplo, as inundações.
Visando mitigar os efeitos do crescimento urbano, das inovações no setor rural e da escassez de recursos hídricos, a implementação de sistemas de reaproveitamento da água proveniente de aparelhos de ar-condicionado em edificações residenciais e comerciais é uma estratégia adotada. O custo para a implementação deste sistema sustentável é significativamente reduzido. A construção sustentável mencionada neste estudo revelou-se adaptativa, não havendo formulações estabelecidas; ou seja, não existe um pacote predeterminado. Dessa forma, desenvolver metodologias construtivas de natureza sustentável promove uma elevada competitividade em relação aos modelos convencionais de residências, que enfatizam unicamente o consumo de água potável, ocasionando a degradação do meio ambiente.
A utilização da água gerada pelos sistemas de ar-condicionado deve ser vista como uma alternativa para enfrentar a escassez hídrica no Brasil, principalmente nas áreas que apresentam escassez de recursos hídricos. Nesse contexto, a proposta de reutilização se revela uma alternativa acessível, eficaz e de baixo custo para o indivíduo, cuja principal vantagem reside na redução do consumo de água.
Em relação ao custo de implementação e à economia de água proporcionada pelo projeto de um sistema de aproveitamento da água oriunda de ar-condicionado, é ressaltado que tais sistemas são viáveis e acessíveis, possuindo grande importância para a preservação de um recurso essencial à vida: a água. Para aprofundar a compreensão, a viabilidade de um sistema de drenagem, captação, distribuição e reaproveitamento da água contribui para a melhoria da qualidade ambiental e diminuição dos custos, apresentando benefícios em diversos setores, a saber: social, ambiental, político, econômico e em saúde.
A aplicação de técnicas sustentáveis promove uma melhoria na construção, pois estimula o uso racional dos recursos públicos, consolidando uma consciência coletiva socioambiental, o que traz reflexos benéficos na qualidade de vida e no bem-estar do indivíduo e da sociedade. Dessa forma, é possível deduzir que a utilização da água oriunda do sistema de refrigeração representa uma alternativa sustentável amplamente adotada, devido à diminuição dos custos econômicos, à melhoria expressiva na funcionalidade do ambiente, à redução do consumo de água potável, à promoção de uma maior integração entre o ser humano e a natureza, entre outros aspectos.
Conclui-se que a utilização da água proveniente do sistema de refrigeração se configura como uma alternativa viável para a sociedade, uma vez que esse sistema é de baixo custo e proporciona benefícios sociais, econômicos e ambientais. A água pode ser empregada em atividades que aceitam água não potável, como na irrigação de jardins, em descargas de vasos sanitários e na limpeza de residências e cemitérios.
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