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Projeto Integrador II - Operação e Controle da qualidade do ar em escritórios climatizados artificialmente (Universidade de Santo Amaro)
Tipologia: Provas
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Curso: ENGENHARIA CIVIL
São Luís – MA 2024
Curso: ENGENHARIA CIVIL xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx – RA xxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx – RA xxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx – RA xxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx – RA xxxxxxx São Luís – MA 2024
Àquele que transcende a compreensão humana, a fonte de toda sabedoria e inspiração, dedicamos este trabalho em profunda gratidão pela luz que guiou nossos passos e abençoou cada etapa da jornada. Aos nossos familiares, amigos e colegas, pilares de apoio e incentivo, que compartilharam conosco amor incondicional e constante suporte, estendemos nossa sincera dedicatória. Vocês foram a força motriz que nos impulsionou em cada momento desta conquista. Aos nossos professores, mestres que nos brindaram com paciência e dedicação, agradecemos a partilha de seus conhecimentos e valiosas habilidades, essenciais para a excelência deste trabalho. Sua orientação e mentoria foram bússolas que nos conduziram ao sucesso. À instituição de ensino que nos acolheu e proporcionou esta oportunidade, dedicamos este trabalho em reconhecimento à sua excelência acadêmica e à inestimável contribuição para nossa formação como profissionais e cidadãos. Que este seja um legado de gratidão por sua missão inspiradora. Por fim, dedicamos este trabalho às empresas que abriram suas portas para a realização da pesquisa, reconhecendo a importância da colaboração entre academia e setor produtivo para o avanço do conhecimento e o desenvolvimento da sociedade. Que este trabalho possa contribuir para a construção de um futuro mais próspero e sustentável, em especial para a área de estudo em que nos dedicamos, e para o bem-estar de todos que contribuem para economia desse país através do trabalho diário.
Com profunda gratidão, reconhecemos a inestimável contribuição de todos que tornaram este trabalho possível. A Deus a fonte de toda inspiração e sabedoria, agradecemos a força e o direcionamento recebidos em cada etapa do caminho. Aos familiares, amigos e colegas, nossa eterna gratidão pelo apoio incondicional, pelas palavras de incentivo e pelos gestos de carinho que nos fortaleceram e motivaram a superar cada desafio. Aos nossos professores, o mais sincero reconhecimento por compartilharem seu conhecimento, habilidades e paixão pela educação, guiando-nos com paciência e dedicação. À Universidade de Santo Amaro, nossa eterna gratidão por proporcionar um ambiente de aprendizado inspirador e motivador, que nos desafiou a buscar sempre o nosso melhor. Às organizações que abriram suas portas, agradecemos a generosidade, participação e colaboração que tornaram este trabalho possível. Sentimo-nos honrados e gratos pela oportunidade de aprender com cada um de vocês. A paixão por este trabalho nos impulsiona e esperamos que ele possa contribuir para o avanço do conhecimento em nossa área de estudo e para a construção de um ambiente de trabalho mais humano e acolhedor. A todos que nos apoiaram e incentivaram, nossa eterna gratidão por fazerem parte desta jornada. Vocês são a força que nos move!
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1. INTRODUÇÃO Em nosso cotidiano tem havido um aumento significativo na preocupação com a qualidade do ar interior em ambientes de escritórios, devido aos potenciais efeitos adversos na saúde e no bem-estar dos ocupantes. A Síndrome dos Edifícios Doentes (SED) tornou-se uma questão muito preocupante necessitando de implementação de medidas proativas para garantir o desempenho construtivo em ambientes. Neste contexto, o Plano de Manutenção, Operação e Controle (PMOC) surge como uma ferramenta essencial na gestão da qualidade do ar interior em escritórios. O PMOC não apenas estabelece diretrizes para a manutenção adequada de sistemas de climatização, mas também desempenha um papel fundamental na prevenção e mitigação dos riscos associados à Síndrome dos Edifícios Doentes por causa da má qualidade do ar e de falhas de manutenção de aparelhos de ar-condicionado instalados. A importância da implementação do PMOC em escritórios como uma estratégia eficaz para otimizar o desempenho da construção e proteger a saúde e a segurança dos ocupantes contra agentes biológicos e químicos presentes no ar interior. Serão discutidos os benefícios do PMOC, os desafios enfrentados na sua implementação e as melhores práticas para garantir a conformidade e eficácia do plano em uma instituição. 1.2 METODOLOGIA DE PESQUISA A pesquisa sobre a implementação do Plano de Manutenção, Operação e Controle (PMOC) para garantir a qualidade do ar em escritórios climatizados adotou uma abordagem abrangente. Iniciando com uma revisão bibliográfica, a pesquisa explorou conceitos relacionados à atmosfera terrestre, poluentes atmosféricos, impactos ambientais e legislações ambientais. Uma análise detalhada das normas, especialmente a NBR 16401, foi realizada para fundamentar a pesquisa nas melhores práticas regulamentadas. A metodologia incluiu a aplicação prática do PMOC em ambientes específicos de uma instituição educacional, focando em três setores de escritórios climatizados. Um cronograma foi estabelecido para a
3 aprimorando das condições de conforto na construção é possível atender as demandas dos ocupantes contribuindo para um desempenho adequado.
3. OBJETIVO O trabalho tem como objetivo principal a implementação do Plano de Manutenção, Operação e Controle (PMOC) para garantir a qualidade do ar em escritórios climatizados artificialmente. A pesquisa aborda a preocupação crescente com a qualidade do ar interior devido aos potenciais impactos na saúde e bem-estar dos ocupantes, especialmente relacionados à Síndrome dos Edifícios Doentes (SED). O PMOC é apresentado como uma ferramenta essencial na gestão da qualidade do ar, fornecendo diretrizes para a manutenção adequada de sistemas de climatização e desempenhando um papel crucial na prevenção dos riscos associados à SED. 4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4.4 A ATMOSFERA TERRESTRE: COMPOSIÇÃO, POLUENTES E IMPACTOS AMBIENTAIS A atmosfera terrestre, uma complexa mistura de gases, atua como um escudo vital para o planeta, protegendo-o da radiação solar e regulando a temperatura. Sendo composta principalmente por nitrogênio (78%), oxigênio (21%) e argônio (0,9%), com outros gases presentes em menores concentrações. No entanto, a crescente atividade humana introduziu na atmosfera uma série de poluentes que podem ter efeitos adversos na qualidade do ar e no meio ambiente. Composição Atmosférica: Gases Primários: Nitrogênio (N2): Constituinte majoritário, crucial para a vida vegetal e animal. Oxigênio (O2): Essencial para a respiração aeróbica e a combustão. Argônio (Ar): Gás inerte que não participa de reações químicas.
4 Gases Secundários: Vapor de água (H2O): Influencia o clima e contribui para a formação de nuvens e precipitação. Dióxido de carbono (CO2): Essencial para a fotossíntese, mas em excesso contribui para o efeito estufa. Outros gases: Neônio, hélio, criptônio, xenônio, ozônio, metano, óxidos de nitrogênio etc. 4.5 POLUENTES ATMOSFÉRICOS Origem: Natural: Erupções vulcânicas, incêndios florestais, poeira e gases biogênicos. Antropogênica: Queima de combustíveis fósseis, emissões industriais, transporte, agricultura etc. Principais Poluentes: Dióxido de enxofre (SO2): Emissões industriais e queima de combustíveis fósseis. Óxidos de nitrogênio (NOx): Veículos automotores, usinas termelétricas e processos industriais. Particulados (PM): Queima de combustíveis, incêndios florestais, processos industriais. Monóxido de carbono (CO): Veículos automotores e queima de biomassa. Compostos orgânicos voláteis (COVs): Indústrias, veículos e processos biológicos. Outros: Ozônio troposférico, gases de efeito estufa, metais pesados etc. Impactos Ambientais: Degradação ambiental: Chuva ácida, eutrofização, perda de biodiversidade, acidificação dos oceanos.
6 parâmetros de qualidade do ar, como material particulado fino (MP2,5) e ozônio troposférico. Outras legislações relevantes: Lei nº 6.804/1980 (Lei das Contravenções Penais): Tipifica como contravenção penal a poluição do ar. Lei nº 9.433/1997 (Política Nacional de Recursos Hídricos): Estabelece medidas para a proteção dos recursos hídricos, incluindo a prevenção da poluição atmosférica. Lei nº 12.305/2010 (Política Nacional de Mudança do Clima): Define medidas para mitigar as mudanças climáticas, incluindo a redução das emissões de gases de efeito estufa. As legislações relacionadas à qualidade do ar são instrumentos importantes para a proteção da saúde humana, do meio ambiente e para a promoção do desenvolvimento sustentável. A compreensão da composição atmosférica e dos poluentes é fundamental para a implementação de medidas eficazes de controle da poluição e para a mitigação dos seus impactos em diferentes ambientes. 4.7 CONTAMINANTES E SEUS EFEITOS Diversos contaminantes podem estar presentes no ar interno, como por exemplo: Poluentes gasosos: dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), formaldeído, ozônio (O3), entre outros. Poluentes particulados: poeira, fumaça, aerossóis, vírus e bactérias. A exposição a esses agentes pode causar diversos problemas de saúde, como: Doenças respiratórias: Inclui tosse, rinite, alergia, asma, bronquite e pneumonia. Síndrome dos Edifícios Doentes (SED): Conjunto de sintomas como dor de cabeça, fadiga, náusea, irritação nos olhos e garganta. Problemas cardiovasculares: aumento do risco de doenças cardíacas e derrames.
7 Câncer: Alguns poluentes, como o formaldeído, estão associados ao risco de desenvolver sérios problemas de saúde. 4.8 METODOLOGIAS DE AMOSTRAGEM A avaliação da QAI envolve a coleta de amostras de ar para análise de diferentes poluentes; as principais metodologias de amostragem incluem: Sistemas passivos: Utilização de tubos de difusão, adsorventes e filtros. Sistemas ativos e automáticos: Utilização de analisadores de gases e sensores. 4.9 MEDIDAS PARA MELHORAR A QAI As ações que visam garantir um ambiente interno saudável são tratadas por meio dos seguintes parâmetros, a saber: Ventilação adequada: Abrir janelas, instalar sistemas de ventilação mecânica ou combinar ambos. Manutenção dos sistemas de ar-condicionado: Limpeza regular de filtros e dutos. Monitoramento da qualidade do ar: Medição de CO2, temperatura, umidade e outros parâmetros. Controle de fontes de poluição: Evitar uso de produtos químicos, reduzir poeira e mofo. Conscientização dos ocupantes: Promover hábitos que contribuam para um ambiente saudável. 4.10 NORMA NBR 16401 E SEUS BENEFÍCIOS A norma brasileira NBR 16401 estabelece requisitos para a qualidade do ar em ambientes internos; o cumprimento da norma traz diversos benefícios, como por exemplo: Aumento do bem-estar: Redução do absenteísmo por problemas respiratórios, maior produtividade no trabalho e melhor concentração em ambientes de estudo.
9 começo do século, as normas de ventilação para edificações, conforme descreve EPA, pediam por aproximadamente 25 m^3/h de ar externo fresco para cada um dos ocupantes. Essa taxa era usada basicamente para diluir os poluentes e remover odores originários do metabolismo humano. Como resultado da crise do petróleo na década de 70, medidas nacionais de economia de energia impuseram uma redução nessas taxas para aproximadamente 8 m^3/h para cada um dos usuários do edifício, segundo a ASHRAE (1989). 4.12 PARÂMETROS DE CONTAMINANTES BIOLÓGICOS E QUÍMICOS Os contaminantes biológicos estão em todo tipo de ambiente, sejam, hospitais, industriais, escolas, prédio de escritórios. Pela diversidade de exposição que ocorre em ambientes fechados, os agentes biológicos, como fungos, bactérias e vírus estão presentes, a presença de caixas e grandes reservatórios de água também possuem grande crescimento de fungos e bactérias; o ar que respiramos também e um grande condutor para a concentração desses contaminantes. A contaminação microbiológica do ar em interior de prédios selados, pode ser um problema de grande periculosidade, tendo com isso, fatores permitem o crescimento e a liberação dos agentes biológicos no ar, como por exemplo: Elevada umidade, Baixa ventilação, Edifícios sem ventilação externa ou selados, Sistemas de aquecimento e ventilação defeituosos, Ar condicionado com acumulo de água em suas bandejas e/ou condensação em algumas partes, como as torres de resfriamento que permitem o crescimento e a distribuição de microrganismos. O aumento da população de ácaros e crescimento de fungos se dá sobre as superfícies úmidas, em razão da alta umidade do ar. Historicamente, por volta dos anos cinquenta, começou a avaliação de edifícios, quando se percebeu que havia grande infecções em alguns prédios de hospitais. Uma das causas dessas infecções foi associada a propagação de fungos, bactérias e vírus pelos sistemas de ventilação; constatando que certas doenças estavam relacionadas às condições de qualidade do ar nos edifícios.
10 Existem muitas circunstâncias para a contaminação interna em prédios selados, isso pode ocorrer quando há uma falha no desenvolvimento de projeto do edifício, no sistema de ventilação ou ar-condicionado permitindo a proliferação de agentes biológicos e químicos. Algumas espécies de fungos crescem e se acumulam no interior dos edifícios, nos equipamentos de ventilação e manipulação de ar-condicionado. O crescimento desses fungos se dá na condição de condensação e a acumulação de água permitindo o crescimento deles, que podem induzir a doenças causada por microrganismos, resfriado comum, alergia e até tuberculose. A limpeza periódica no sistema de ar-condicionado e condutores, diminui a capacidade de proliferação de microrganismos controlando o sistema de ar em torno de 60%, mantendo sempre limpo os condutores evitando o acúmulo de água, filtros sempre trocados para a não proliferação de esporos de fungo e contaminantes. A produção em geral dos agentes poluentes em edifícios como: Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Carbono (CO2), Amônia (NH3), Oxido de Enxofre (SO2), Nitrogênio (N) são causados por materiais de construção, água, filtros, solventes orgânicos, mofo, bolor, metabolismo humano e pelas atividades humanas como limpeza e emissão de fumos de cigarros. 4.13 CONDIÇÕES DE CONFORTO TÉRMICO Na busca pela qualidade do ar interno, deve-se considerar não apenas os aspectos relacionados à composição química, biológica ou física, mas também as diversas condições de conforto que influenciam diretamente a experiência dos usuários. As condições de conforto, incluindo aspectos como temperatura, umidade são essenciais para a qualidade do ar interno, pois podem influenciar diretamente o bem-estar e o desempenho dos ocupantes do ambiente. A presença de calor ou frio excessivos, correntes de ar indesejadas, umidade descontrolada, vibrações, ruídos e luminosidade inadequada pode impactar significativamente o bem-estar dos ocupantes de um espaço. Esses fatores não apenas comprometem a sensação de conforto, mas também podem afetar negativamente a saúde e a produtividade das pessoas que
12 Segundo a NBR, 15575, os valores máximos diário da temperatura do ar interior em locais com permanência prolongada que atende ao conforto dos usuários, recomenda-se que seja níveis intermediários e superiores conforme a tabela: Critério de Avaliação de desempenho térmico – Fonte: NBR 15575 4.15 CONTROLE EM ESCRITÓRIOS CLIMATIZADOS ARTIFICIALMENTE De acordo com as diretrizes estabelecidas, é exigido que todos os edifícios de uso público e coletivo que façam uso de sistemas de climatização artificial devem estar em conformidade com o Plano de Manutenção, Operação e Controle (PMOC) correspondente. Esse plano abrange uma compilação detalhada de informações relativas à edificação, ao sistema de climatização e ao responsável técnico designado, além de incluir os procedimentos e rotinas de manutenção, comprovando sua execução. A legislação estabelece que proprietários, locatários e prepostos que estejam à frente de sistemas de climatização com capacidade superior a 5 TR (15.000 kcal/h = 60.000 BTU/H) devem designar um responsável técnico habilitado pelo PMOC. Os equipamentos utilizados no escritório são do tipo janela e split, sendo que ambos são indicados para ambientes de pequenas proporções; a diferenciação desses modelos está relacionada com a separação da unidade condensadora e da unidade evaporadora. De acordo com a estrutura do PMOC que será implementado no escritório será possível realizar inspeções mensais, trimestrais, semestrais ou até mesmo anuais de acordo com a análise feito por profissional habilitado. Por exemplo, os filtros de ar laváveis devem possuir periodicidade mensal conforme a resolução 09 de qualidade do ar da ANVISA. Caso seja possível, os ventiladores devem ser inspecionados quanto a corrosão e acúmulo de poeira.
13 Na bandeja de condensado deve verificar o acúmulo de água e a presença de matéria orgânica para não ocorrer a obstrução do dreno. A estrutura do gabinete não deve possuir pontos de corrosão e o isolante térmico acústico interno não pode estar danificado conforme estrutura mostrada na figura 1. Implantação do modelo de PMOC – Próprio Autor A implementação de práticas de manutenção e limpeza adequadas são essenciais para garantir o bom funcionamento e desempenho térmico dos sistemas de climatização. Todos os produtos utilizados na limpeza dos componentes devem ser biodegradáveis e devidamente registrados no Ministério da Saúde. 4.15.1 METODOLOGIA A metodologia baseou-se na análise de 3 setores de uma instituição educacional com ambientes climatizados artificialmente, compreendendo a inspeção detalhada de todos os componentes do sistema da evaporadora e da condensadora, incluindo unidades de tratamento de ar, dutos e filtros de ar- condicionado do modelo Tipo Split e Tipo Cassete, conforme mostra as figuras. Levando em consideração as características das salas dos escritórios, foi realizada uma análise detalhada para determinar a capacidade térmica
