Além de manter o ambiente agradável, equipamento traz elemento filtrante para reter partículas do ar

por Tiago Dias

Climatizar o ar em um recinto fechado, mantendo a temperatura ambiente e a umidade controlada, em condições de conforto térmico. Essas são as funções mais conhecidas do ar-condicionado, presente cada vez mais em residências e escritórios controlando as condições climáticas, não importa a estação do ano. Além de manter o ambiente agradável, o ar-condicionado tem uma grande qualidade que por muitas vezes passa despercebida pelos consumidores na hora da compra: garante a saúde às pessoas que irão respirar dentro daquele ambiente - o ar também é purificado.
Uma pessoa inspira cerca de 30 quilos de ar diariamente. Mesmo em casa, inspiramos uma enorme quantidade de partículas de sujeira, já que o ar não circula, acumulando poeira.
A característica do elemento filtrante em um ar-condicionado, independentemente do local de aplicação, é a purificação do ar através da retenção de material particulado ou gasoso. Basicamente, o ar passa por um equipamento de refrigeração e/ou ventilação onde encontra um filtro geralmente de classe G3, segundo normas da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas -, um filtro grosso que retém a maior parte das partículas. Logo após, o ar passa por uma serpentina de resfriamento, aquecimento e outros acessórios, como o ventilador, para que assim possa circular no ambiente. “Esse climatizador, se for necessário, deverá ter após o ventilador um filtro fino classe F3 (veja abaixo tabela de classificação). Se for para salas limpas, será necessário mais um filtro absoluto A3”, comenta Celso Dona, Gerente de Engenharia de Aplicação da Johnson Controls/York. A empresa fornece equipamentos para vários segmentos, desde aparelhos de ar-condicionado de pequeno porte, até sistemas completos de refrigeração industrial e frigorífica. Existem três mecanismos de filtragem que agem em todos os tipos de filtro, sendo uns mais preponderantes em um tipo de filtro do que outros. Eles são conhecidos como: impactação, interceptação e difusão. “A impactação e a interceptação são mais comuns nos filtros grossos; a interceptação e a difusão nos finos; e a difusão nos HEPA e ULPA”, explica Gastão Fernando Reis Martins, da engenharia de aplicação da Linter.
Na retenção dos contaminantes particulados existem 4 classes de grau de filtragem, em função de sua eficiência determinada em testes de laboratório, conta Gastão: “Duas dessas classes são G (Grossa, partículas médias da ordem de 5 mícra) e F (Fina, partículas finas na ordem de 0,5 mícron)”. Dos filtros absolutos, HEPA significa High Efficiency Particulate Air, são filtros de partículas aéreas de alta eficiência, substituíveis e fixados a molduras rígidas, tendo eficiência de no mínimo 99,97% na coleta de partículas de até 0,3 mícron, e a dos filtros ULPA, filtros de ultra baixa penetração, ou Ultra Low Penetration Air, também são substituíveis e fixados a molduras rígidas, mas sua eficiência é de 99,999% na coleta de partículas de até 0,12 mícron.

Normalmente o elemento filtrante se encontra na tomada de ar externo e no plenum de recirculação da máquina, segundo Luciano Figueiredo, Engenheiro de Aplicação da Veco, grupo que há 30 anos desenvolve produtos e serviços para o controle da contaminação no Brasil. “A filtração se dá na tomada de ar ou na recirculação, o filtro é uma barreira mecânica e faz com que as partículas em suspensão fiquem aderidas. Um meio filtrante de boa qualidade não libera partículas com o passar do tempo”, esclarece.

Tipos de equipamentos e elementos
O dimensionamento do ar-condicionado depende do tamanho do ambiente, isolamento, exposição ao sol ou sombra e o número de pessoas que freqüentarão o ambiente. Entre os tipos mais utilizados estão:
- Janela ou parede: São os mais vendidos e os mais baratos. Fazem recirculação contínua do ar fresco. Devem ser embutidos na parede.
- Portátil: São práticos porque podem ser utilizados em todos os ambientes, onde for necessária a climatização. Funcionam expelindo o ar quente para o exterior e trazendo ar frio para o interior.
- Split: Fixo ou móvel, possuem duas partes diferentes: uma é instalada no interior e a outra no exterior. Esse tipo de ar-condicionado reduz o ruído de operação, pois o condensador é externo.
- Sistemas centrais: São recomendáveis para ambientes comerciais, para climatização de muitos ambientes simultaneamente. Conseqüentemente, seu custo é maior. São muito silenciosos, não ficam visíveis nas fachadas de prédios e muitos possuem uma torre de resfriamento.
Um elemento filtrante bom precisa ter grande poder de acumulação de pó, boa eficiência e baixa perda de pressão. “Com essas características conseguimos uma filtragem de qualidade e não alteramos o desempenho do condicionador de ar”, comenta Luciano, Engenheiro de Aplicação da Veco. “Aliado a isso é muito recomendável que o elemento filtrante seja provido de um agente antimicrobiano, para que possa eliminar ou inibir a proliferação de microorganismos”.
Os tipos de elementos filtrantes utilizados internamente nos equipamentos variam de acordo com a instalação. “Esses elementos atendem as exigências do fabricante do produto em relação a capacidade de vazão e perda de carga, a norma NBR-6401 fica encarregada de fazer a regulamentação das classes de filtragem e as exigências dos mais diversos tipos de aplicação”, explica o Engenheiro Waldemar Cortez Manso da Aeroglass, fabricante de elementos filtrantes para ar desde os primeiros anos de sua fundação, na década de 60.
Em sistema de conforto é exigido somente um pré-filtro classe G3. Segundo Luciano da Veco, em uma sala limpa há um sistema de filtragem que compreende desde pré-filtros, passando por filtros finos, até o filtro HEPA.
Segundo Celso, da Johnson Controls/Yoki, os elementos filtrantes em geral são de Fibra sintética, Fibra de vidro e Papel de microfibra de vidro, entre outros. “Para os contaminantes gasosos temos os filtros adsorventes, dentre os quais o mais comum é o filtro de carvão ativado”, complementa. Em um equipamento do tipo janela, é muito comum utilizar uma manta de fibras sintéticas, prensadas e compactadas, com baixa perda de pressão.
Apesar de estar entre as matérias-primas que podem ser utilizadas, Luciano da Veco não recomenda o uso da fibra do vidro em sistemas de ar condicionado, “tendo em vista a baixa eficiência deste material e do possível desprendimento de fibras com o passar do tempo”, explica.

Importância nas aplicações
O ar-condicionado se encontra nos segmentos mais diversos, como transportes (automotivo, marítimo e aéreo); construção civil (em sua maioria como conforto ambiental), farmacêutico; hospitalar; alimentos e bebidas; automobilístico; refinarias e plataformas de exploração de petróleo; empresas de geração de energia; indústria química; indústria têxtil; indústria siderúrgica e fundições; e comerciais (centros médicos e supermercados), entre outros.
As indústrias podem usar o HVAC como conforto ambiental, mas também em função do processo produtivo, pois o HVAC pode controlar a temperatura, a umidade, a pressão e o grau de pureza do ar dos ambientes onde ocorre o processo de fabricação.
Porém, esses lugares geralmente optam por uma central de ar condicionado por possuírem cargas térmicas elevadas exigindo maquinário de alta capacidade térmica. Quando falamos em energia, o uso de uma ou mais centrais de ar condicionado, podendo ser arrefecidas a ar ou água, são as mais econômicas.
As áreas afins tratam o ar do ambiente em um centro de tratamento de ar, o que chamamos de climatizador. “A central otimiza o consumo de energia e, com as tubulações de água gelada, distribuem o fluido que irá resfriar o ar do ambiente para todos os tipos de centrais de tratamento de ar, das utilizadas em salas cirúrgicas às usadas em salas de espera”, explica Celso.
Esses equipamentos chamados de Resfriadores de Líquido, Caldeiras a Vapor e Aquecedores de Água produzem água gelada, vapor e água quente conforme necessidade, fazendo com que tudo que é consumido para produzir as utilidades seja feito da maneira mais eficaz possível. “Também são aplicados equipamentos de recuperação de calor nos Resfriadores de Líquido e também equipamentos chamados de Bomba de Calor, que produzem água gelada e quente simultaneamente, consumindo a mesma energia. Isso faz com que a Central fique mais eficiente energeticamente e proporcione a redução de insumos”, conta.
O filtro na entrada do climatizador é do tipo mais grosso e tem um papel muito importante, pois filtra praticamente quase 70% das partículas do ar. “Os filtros de HVAC, tanto para aplicação de conforto ambiental quanto para aplicação de processo, na maioria dos casos ficam dentro da AHU - Air Handling Unit, ou em português Unidade Condicionadora de Ar - UCA”, esclarece Gastão.
Existem casos que o empreendimento é de tal porte que justifica uma central de co-geração de energia. Quem decide essa escolha é um estudo térmico-energético feito pelos Projetistas de HVAC. Aliás, não existe nenhuma instalação de HVAC bem feita sem que tenha sido precedida de um bom projeto.
Dependendo do ambiente, a necessidade da pureza é diferente que a de um escritório, por exemplo. “Em uma sala cirúrgica é necessário que se aplique filtros absolutos, que eliminam do ambiente partículas de 0,3 mícron, enquanto em outros ambientes dependerá do projeto do sistema do ar-condicionado, levando
sempre em consideração o conforto e o processo industrial a que se destina”, comenta Waldemar, da Aeroglass. Para o segmento hospitalar, a ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas - tem uma norma intitulada “Tratamento de Ar em Estabelecimentos Assistenciais de Saúde (EAS) - Requisitos para Projeto e Execução - NBR 7256”, que fixa parâmetros como temperatura, umidade, pressão dos diversos ambientes hospitalares, bem como o grau (classe) de filtragem que cada um deve estar condicionado.

Proteção ao próprio equipamento
Os filtros de ar, além de fornecerem um ar de melhor qualidade ao ambiente, têm a função de proteger o equipamento de ar-condicionado. Com um sistema de filtragem eficiente a incidência de sujeira na serpentina é reduzida, com isso a máquina tem melhor desempenho, reduz a necessidade de paradas para lavagem da máquina, o gasto de energia elétrica e melhora a refrigeração. “Com um sistema adequado de filtragem o equipamento apresentará maior vida útil e menor consumo de energia”, explica Waldemar. Um filtro começa a beirar a saturação quando a perda de carga fica elevada, fazendo com que o ventilador do climatizador reduza a vazão de ar que, por sua vez, altera a condição original do sistema - função de variáveis como a temperatura e umidade do ar. Mas o inverso também é verdadeiro. “Temperaturas elevadas exigem que o elemento filtrante resista a esta condição. Assim, materiais como algodão, poliéster, polipropileno e celulose não são resistentes a altas temperaturas. Já o papel de microfibra de vidro resiste melhor. O mesmo se aplica aos adesivos que são usados para fixar o papel filtrante à estrutura do filtro. O poliuretano resiste a cerca de 80ºC e o silicone a cerca de 200ºC, acima disso só adesivo cerâmico”, esclarece Gastão.

Prevenção e limpeza
Entrar num ambiente climatizado no verão é um verdadeiro alívio. Mas para que esta sensação não se transforme num problema de saúde, é preciso tomar alguns cuidados. Um dos problemas apontados é em relação à manutenção dos aparelhos, que podem concentrar fungos, bactérias e outras impurezas. O elemento filtrante do ar-condicionado precisa de higienização regular. Já foi encontrado neste tipo de equipamento o bacilo que causa a tuberculose e a bactéria que provoca um determinado tipo de pneumonia. O ideal é que os filtros sejam trocados a cada três meses, segundo a ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária - em sua Resolução N° 9.
Segundo os fabricantes de filtros, os elementos que atendem as normas de filtragem G2 e G3, conforme a NBR-6401, em geral são descartáveis. “Os poucos que são laváveis suportam duas ou três lavagens”, explica Waldemar. “Depois disso temos a quebra de fibras e a redução na eficiência e poder de acumulação
de pó”.
Gastão da Linter complementa: “Os únicos que são laváveis são os metálicos. Os de manta, mesmo sendo de poliéster ou fibra de vidro, não devem ser lavados para evitar acúmulo de umidade no interior das fibras, pois nesse caso poderá haver formação de unidades de colônias de bactérias”.
A limpeza ou troca de um filtro é indicada por manômetros diferenciais de pressão, que medem a diferença de pressão entre o lado de entrada do ar (lado sujo) e lado de saída do ar (lado limpo).
Por teste, os filtros G têm a vida útil terminada quando atingem a pressão diferencial de 25mmCA (ASHRAE 52.2; EN 779), os F em 45mmCA e os HEPA e ULPA em 60mmCA. “Entretanto, a recomendação N° 06 da EUROVENT de janeiro de 1999 nos mostra que, em função do custo de energia do ciclo de vida de um filtro representar 80,6% do custo total, enquanto o de aquisição ser de apenas 4%, não é recomendável levar os filtros até seu limite de perda de pressão”, explica Gastão. Assim, recomenda que os filtros G sejam trocados quando atingirem 20mmCA, ou em um ano de funcionamento, o que ocorrer primeiro. Os F quando atingirem 35mmCA ou 2 anos de funcionamento.