À medida que as mudanças climáticas aquecem o mundo, precisamos cada vez mais encontrar maneiras de resfriar nossos prédios com eficiência – ao mesmo tempo em que reduzimos nossas emissões para tentar deter o aumento da temperatura o máximo possível. Condicionadores de ar tradicionais são um método ruim de atingir qualquer objetivo, mas e se houvesse outra maneira?
Avance o resfriamento distrital, um método de resfriamento de edifícios em que a água gelada de uma instalação central passa por tubos para vários edifícios, permitindo que eles sejam resfriados sem a necessidade de seus próprios sistemas de ar condicionado que consomem muita energia. Isso não apenas reduz a pegada de carbono de cada edifício, mas também fornece uma maneira mais barata de resfriar os interiores dos edifícios.

As ideias por trás do resfriamento distrital existem desde a década de 1960, disse Oddgeir Gudmundsson, especialista em resfriamento distrital da empresa de engenharia Danfoss na Dinamarca. "É uma tecnologia relativamente antiga", disse ele.

Embora predominante em regiões quentes como Qatar e Dubai, a tecnologia está começando a ser empregada em toda a Europa também, à medida que a demanda por resfriamento começa a aumentar de acordo com o aumento da temperatura. "A demanda por resfriamento na Europa não é tão desenvolvida quanto, por exemplo, nos EUA ou no Japão", disse Gudmundsson. "Mas está se tornando cada vez mais (popular)."

Enquanto na Europa menos de 1% das unidades de resfriamento são unidades de resfriamento distritais, em alguns países ela foi adotada mais prontamente – como na Suécia, onde sua participação de mercado é de cerca de 25%.

No resfriamento distrital, a água é transportada para os edifícios por tubos de uma instalação central onde foi resfriada. Esta água pode então ser usada em sistemas de ventilação. O ar que passa pelos canos empurra o ar frio para dentro de um prédio através de aberturas para atuar como ar condicionado, com a água reciclada para ser resfriada novamente.

O resfriamento distrital pode ser muito mais eficiente do que os sistemas tradicionais de ar condicionado, que geralmente dependem de equipamentos construídos no topo de um prédio que consomem muita energia. O resfriamento distrital também pode se beneficiar da retirada de água gelada de fontes naturais, como um lago, para reduzir os requisitos de energia.

Isso pode significar resfriamento gratuito se você tiver acesso a rios, lagos profundos ou oceanos, diz Gudmundsson. "Se você tem um clima frio como em Estocolmo ou Copenhague, você pode pegar o frio do ar ambiente. Mais comumente você tem resfriadores que resfriam a água, que corre em tubos das instalações centrais para os consumidores."

O resfriamento distrital é mais adequado para edifícios comerciais na Europa, que exigem resfriamento durante todo o ano, em oposição aos edifícios residenciais, que para a maioria dos locais precisam ser resfriados por até três meses na parte mais quente do verão. "Em edifícios residenciais, a demanda por resfriamento é muito limitada", disse Gudmundsson.

No entanto, o resfriamento distrital pode desempenhar um papel importante no combate às mudanças climáticas na Europa. Pode ser até dez vezes mais eficiente do que os sistemas de refrigeração convencionais, reduzindo significativamente o consumo de energia de um grande número de edifícios e permitindo um passo significativo para ser neutro em carbono. "Em um sistema neutro em carbono, é muito importante reduzirmos os picos (de energia) o máximo possível", disse Gudmundsson.

Há também outros benefícios do resfriamento distrital. Reduz o ruído eliminando a necessidade de unidades de ar condicionado barulhentas, enquanto também libera espaço em edifícios – como em seus telhados – onde outras instalações podem ser construídas, como um jardim ou uma área comum. E adiciona flexibilidade à rede elétrica, permitindo o uso de mais energia renovável em sistemas de refrigeração, deslocando as demandas de energia para períodos em que mais energia renovável está disponível.

Economia de energia

Com muitos sistemas de refrigeração distritais já em operação, é importante descobrir como melhorar os sistemas existentes. Susana López, do centro de pesquisa e tecnologia Tekniker, na Espanha, foi coordenadora do projeto INDIGO, que procurou fazer exatamente isso usando algoritmos e outras técnicas para melhorar um sistema de refrigeração distrital em um hospital no norte da Espanha.

"A ideia do INDIGO era desenvolver diferentes sistemas de gestão para a geração, distribuição e consumo", disse López, 'para melhorar a forma como estamos entregando o resfriamento de um edifício, a eficiência da distribuição e gerenciar a produção'.

O projeto fez isso de três maneiras. A primeira foi desenvolver um algoritmo para otimizar as bombas utilizadas para movimentar a água pela rede. Apesar de ser apenas um projeto piloto, o hospital decidiu manter o sistema em funcionamento 'devido às altas economias alcançadas', disse López, com economia de energia de mais de 50% após um ano de operação.

Outra evolução foi aumentar a diferença de temperatura entre a entrada e a saída de água, reduzindo os ganhos de calor na rede, levando a uma economia de energia de cerca de 18%. A terceira foi analisar a quantidade de resfriamento necessária no local, para alterar a capacidade de fornecimento de água gelada para os edifícios.

Os resultados mostraram que os sistemas de refrigeração distritais existentes podem se tornar mais eficientes sem a necessidade de qualquer equipamento ou infraestrutura adicional. "Não mudamos os meios de produção ou distribuição", disse López. "O que fizemos foi incluir medições ao longo da própria rede para gerenciá-las de uma maneira diferente."

Embora projetos como este sejam promissores, uma adoção mais ampla do resfriamento distrital não está isenta de desafios. Um problema é que a instalação dos sistemas pode ser disruptiva, resultando em ruas em uma área que precisam ser fechadas enquanto as tubulações são instaladas. "Isso pode ser um grande problema", disse Gudmundsson.

Outra é que o resfriamento distrital pode ser caro inicialmente e a economia de custos pode demorar um pouco para ser vista. "São projetos bastante caros e há muito investimento inicial", disse Gudmundsson, com pouco financiamento do governo disponível para implementar os sistemas. "Pelo que sei, não há sistema de refrigeração distrital que seja subsidiado", disse ele. No entanto, uma vez implementado, pode ir rapidamente, como evidenciado por sua ampla adoção na Suécia.

No entanto, pode ter um papel importante a desempenhar em nosso futuro sustentável. "A demanda de eletricidade devido ao ar condicionado está aumentando muito nos verões", disse López. "Precisaremos encontrar soluções para fornecer serviços de refrigeração sem aumentar nossa demanda de energia, e a refrigeração distrital é definitivamente uma das peças do quebra-cabeça".