Antes de falar sobre eficiência cabe uma pergunta: Por que filtrar o ar?
PANORAMA SOBRE A EFICIÊNCIA DA FILTRAGEM DO AR
NBR 16401-3:2008 – item 6 Filtragem Objetivo:
O sistema de ar-condicionado deve filtrar continuamente o material particulado trazido pelo ar exterior e os gerados
internamente e transportados pelo ar recirculado, a fim de:
- Reduzir a acumulação de poluentes nos equipamentos e dutos do sistema;
- Contribuir para reduzir sua concentração de poluentes no recinto a níveis aceitáveis
3
1 micrometro (µm) = 10-6 m
1 micrometro = 10-3 mm = 0,001 mm
100 µm 50 µm
0,3 µm
.
Partícula visível em certas
condições e por um olho humano
saudável
Partículas invisíveis a olho
nú e que ficam em suspensão no ar
Noção dimensional sobre tamanho de partículas
0,5 µm
1,0 µm
0,1 µm
Espessura do cabelo humano
“Sala Limpa”...um conceito multidisciplinar
Definição de Sala Limpa
(NBR/ISO 14644-1):
Sala na qual a concentração de partículas em suspensão no ar é controlada e que é construída e utilizada de maneira a minimizar a introdução, geração e retenção de partículas no interior da
sala e na qual outros parâmetros relevantes como por exemplo temperatura, umidade e
pressão são controlados, quando necessário.
Classe de Limpeza para partículas em suspensão no ar conforme ABNT NBR ISO 14644-1
O REQUISITO É RESPONSABILIDADE DO USUÁRIO
SALA
AMBIENTE EXTERNO
9
FLUXO DE ENTRADA DE
CONTAMINANTES DO INTERIOR
FLUXO DE SAIDA DE CONTAMINANTES
FLUXO DE ENTRADA DE CONTAMINANTES DO
EXTERIOR
FLUXO EXTRAIDO DE CONTAMINANTES
QAI da ZONA OCUPADA
Cx@PM10
Conceito de QAI e os
sistemas de filtragem
Cx é a concentração controlada
SALA p > 0 Pa
FLUXO EXTRAIDO DE CONTAMINANTES
Poluente Limite Fontes Comentários
Material
particulado
(PM10)a
50 μg/m³
Degradação do material
sólido
Poeira proveniente de
limpeza, processos
industriais, trânsito, queima
de combustível,
fragmentação de papel etc.
Baseado em proteger a população em
geral de doenças respiratórias e evitar a
indução de crise de asma. exposição
média de um ano, se não possuir material
carcinogênico.
Irritação de olhos, nariz e garganta
Co-fator de bronquites e crises de asma
ABNT NBR 16401-3:2008 - Anexo B (informativo)
(medição ou acompanhamento periódicos não são obrigatórios)
TABELA B.1 - Concentração máxima de alguns poluentes do ambiente interior
a US EPA - Environmental Protection Agency - 2000 - National ambiental air quality standards
PM = Particulate Matter
Nota: A CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) utiliza o termo MP10 para se
referir a partículas inaláveis, MP2,5 para se referir a partículas inaláveis finas e PTS para
partículas totais em suspensão.
Indica em publicação disponível em seu site: MP2,5 / MP10 = 0,5 (para países em
desenvolvimento) e MP2,5 / MP10 = 0,5 a 0,8 (em países desenvolvidos)
Qual é o requisito do usuário?
PANORAMA SOBRE A EFICIÊNCIA DA FILTRAGEM DO AR
Esta apresentação tem foco no controle de contaminantes
particulados sólidos (viáveis ou não)
Concentração de partículas em suspensão no ar
14
Como são classificados os filtros no Brasil ?
PANORAMA SOBRE A EFICIÊNCIA DA FILTRAGEM DO AR
Desde 2012 temos a
NBR 16101 (determinação
da eficiência para filtros GROSSOS, MÉDIOS E FINOS)
Cuidado!
A tabela 4 da NBR 16401-3:2008 está referenciada à EN 779:2002 que foi substituída
pela EN 779:2012
Uma boa notícia!!! Em termos de filtros as
normas brasileiras estão alinhadas com as internacionais
Grupo Classe
Perda de pressão
final (Pa)
Arrestância média (Am)
(%)
Eficiência média (Ef)
para partículas de
0,4 m (%)
Eficiência mínima²
para partículas de 0,4 m
(%)
GROSSOS
G1 250 50 Am 65 - -
G2 250 65 Am 80 - -
G3 250 80 Am 90 - -
G4 250 90 Am - -
MÉDIOS M5 450 - 40 Em 60 -
M6 450 - 60 Em 80 -
FINOS
F7 450 - 80 Em 90 35
F8 450 - 90 Em 95 55
F9 450 - 95 Em 70
Classificação dos filtros de ar¹ – NBR 16101:2012
Fabricantes (de filtros e
equipamentos):
Atualizem os seus
catálogos!
Projetistas: atualizem a sua
documentação de projeto
Clientes: Exijam
certificados de ensaios dos fabricantes
• Curva 3: Eficiência (0,4 µm) em função da carga de pó na vazão de ensaio
• Curva 4: Arrestância em função da carga de pó na vazão de ensaio.
Curva característica de carregamento de um filtro classe F9, rígido, plissado em “V”, com meio filtrante em fibra de
vidro, de 592 x 592 x 292 mm
Ao especificar filtros grossos, médios e finos informar ao fabricante: • A norma: ABNT NBR 16101:2012
• A Classe de filtragem + • vazão de ar máxima de trabalho: F9 com 3400 m³/h (por exemplo)
• não é preciso se preocupar em especificar a eficiência.
• um mesmo filtro pode ter várias classes (e eficiências) dependendo da vazão de trabalho.
• A perda de pressão inicial máxima: 180 Pa. • A perda de carga final deve ser definida pelo
projetista, respeitando os limites máximos de operação do filtro.
• Características construtivas: rígido, plissado em “V”, com meio filtrante em fibra de vidro, de 592 x 592 x 292 mm (é dispensável o termo dimensão nominal)
19
Em 2013 foi publicada a norma
NBR ISO 29463-1:2013 Fruto do trabalho dos voluntários do ABNT/CEE 138 (Elementos de Filtragem de Ar e Outros Gases) que é
espelho do ISO TC 142
Ensaios do fabricante do meio filtrante para determinar a eficiência do filtro completo
MEIO FILTRANTE “Flat
sheet filter medium”
VEL.FACE
ENSAIO QUE
DETERMINA O
MPPS
FILTRO
COMPLETO
VAZÃO NOM.
(m³/h)
EFICIÊNCIA LOCAL
(LOCAL VALUE)
C2 = 4,33 part / cm³
EFICIÊNCIA GLOBAL (OVERALL
VALUE) C3 = 0,87 part / cm³
MPPS
Por exemplo:
C1 = 1,73 x 10^4 part /cm³
ENSAIOS QUE
DETERMINAM
A EFICIÊNCIA
DO FILTRO
MPPS
MPPS (Most Penetrating Particle Size)
99,9994
0,4
99,99993
99,99998
0,15
99,999945
e = x cm
NBR ISO 29463-1:2013
Filtros e meios filtrantes de alta eficiência para remoção de partículas
no ar - Parte 1: Classificação, ensaio de
desempenho e identificação.
Os catálogos e projetos
devem utilizar a classificação de nossa
norma brasileira
Classe de filtros e
Grupos
Eficiência Global
(%)
ISO 15 E ≥ 95
ISO 20 E ≥ 99
ISO 25 E ≥ 99,5
ISO 35 E ≥ 99,90
ISO 35 H ≥ 99,95
ISO 40 H ≥ 99,99
ISO 45 H ≥ 99,995
ISO 50 U ≥ 99,999
ISO 55 U ≥ 99,9995
ISO 60 U ≥ 99,9999
ISO 65 U ≥ 99,99995
ISO 70 U ≥ 99,99999
ISO 75 U ≥ 99,999995
23
Quais são as referências do projetista/consultor para definir o sistema de filtragem ?
PANORAMA SOBRE A EFICIÊNCIA DA FILTRAGEM DO AR
A responsabilidade da definição do SISTEMA DE
FILTRAGEM é do projetista/consultor a partir do requisitos de seu cliente
O fabricante de filtros não pode ser responsabilizado pelo uso de seu produto
em um sistema inadequado
25
O projeto deve ser concebido para atender aos Requisitos do Usuário (RU), respeitanto normas técnicas, regulamentações vigentes, objetivos
dos investidores, guias de boas práticas de engenharia entre outras fontes de referência.
27
Exemplos de documentos que orientam as decisões
dos projetistas/consultores de AVAC&R
• Portaria GM/MS Nº 3523 (28/08/1998)
• Resolução RE/ANVISA
09 (16/01/2003)
NBR 16401-3:2008
ITEM 6.2 Níveis de Filtragem
6.2.1 A Tabela 5 estipula níveis de filtragem mínima para diversas aplicações comuns. Para aplicações não listadas, adotar a classe de filtragem estipulada para aplicações similares. Aplicações especiais devem obedecer ao estipulado em normas específicas.
28
29
Impressão - litografia, offset G3+F7
Impressão - processamento de filmes G3+F8
Hotéis - outros, motéis - apartamentos G4
Teatro, cinema, auditório, locais de culto, sala de aula M5
Biblioteca, museu - áreas do público M5
Biblioteca, museu - exposição e depósito de obras sensíveis G3+F8
Hotéis 3 estrelas ou mais - apartamentos, lobby, salas de estar, salões de convenções M5
Centrais telefônicas - sala de comutação G3+M6
Residências G3
Sala de controle - ambiente eletrônico sensível G3+M6
Lanchonete, cafeteria G4
Restaurante, bar, salão de coquetel, discoteca, danceteria, salão de festas, salão de jogos M5
Ginásio (áreas do público), fitness center, boliche, jogos eletrônicos G4
Escritórios, sala de reunião, CPD, sala de digitação, call center, consultórios M5
Aeroporto - saguão, salas de embarque M5
Aeroporto - torre de controle G3+M6
Aplicação TípicaClasse de
filtragem
Supermercado, mall de centros comerciais, agências bancárias e de correios, lojas comerciais e de serviços G4
ABNT NBR 16401-3:2008 (em revisão) - Tabela 5
Classe mínima de filtragem
Impressão - litografia, offset G3+F7
Biblioteca, museu - exposição e depósito de obras sensíveis
Impressão - processamento de filmes
Centrais telefônicas - sala de comutação
Sala de controle - ambiente eletrônico sensível
Aeroporto - torre de controle
Hotéis 3 estrelas ou mais - apartamentos, lobby, salas de estar, salões de convenções
Teatro, cinema, auditório, locais de culto, sala de aula
Restaurante, bar, salão de coquetel, discoteca, danceteria, salão de festas, salão de jogos
M5
G3+M6
G3+F8
Escritórios, sala de reunião, CPD, sala de digitação, call center, consultórios
Aeroporto - saguão, salas de embarque
Supermercado, mall de centros comerciais, agências bancárias e de correios, lojas comerciais e de serviços
Lanchonete, cafeteria
Ginásio (áreas do público), fitness center , boliche, jogos eletrônicos
Aplicação TípicaClasse de
filtragem
G4
ABNT NBR 16401-3:2008 (em revisão) - Tabela 5 (reordenada)
Classe mínima de filtragem
Residências G3
Biblioteca, museu - áreas do público
Hotéis - outros, motéis - apartamentos
30
ord
em
cre
sce
nte
da
qu
ali
da
de
de
fil
tra
ge
m
foco
no
p
roce
sso
foco
na
s p
esso
as
(ex
ce
to C
PD
)
Tabela 5 não é válida para:
• Pequenos sistemas unitários isolados, para conforto, em que a soma das capacidades nominais das unidades que compõem o sistema seja inferior a 10 kW....com as seguintes exceções:
– Fancoletes, splits e multi-splits que não comportem filtros da Tabela 5 pode-se usar filtros classe G3, desde que o ar exterior seja suprido por sistema complementar provido de filtragem da classe estipulada na tabela 5.
31
Informações de alguns catálogos de splits não especificam a classe de filtragem conforme NBR
16101:2012
32
“Sistema de ar puro que elimina odores e captura de poeira, fungos, micróbios e bactérias
prevenindo reações alérgicas”
Filtro de ar lavável, eletrostático e filtro contra odores …
33
Havendo dois estágios de filtragem, os filtros do segundo
estágio devem ser instalados após a descarga das unidades de
tratamento de ar.
NBR 16401-3:2008 Item 6.2.3
A Tabela 5 não “olha” para o ar externo.
O projetista especifica o sistema de filtragem de um fitness center da mesma maneira - esteja ele instalado no centro de São Paulo ou em um local
de atmosfera mais limpa.
Também não tem indicadores da qualidade esperada para o ar interior com as baterias de
filtragem que o projetista/consultor selecionou.
Sabe que seguiu a Tabela 5 da NBR 16401-3 e que provavelmente ninguém vai questioná-lo com
relação ao sistema de filtragem
34
Reflexão sobre a NBR 16401-3:2008 - TABELA 5
Classe MÍNIMA de filtragem = f (aplicação)
é uma tabela prática que não leva o leitor da norma a um processo de reflexão com relação à qualidado do ar
interior.
35
Reflexão sobre a NBR 16401-3:2008 - TABELA 5
O consumidor menos avisado tende a entender que o que está previsto em norma
é “padrão ótimo” de qualidade e não “padrão mínimo”.
Como a nossa norma ajuda a avaliar outros cenários de qualidade de qualidade se deles
não trata?
Qual(is) seria(m) a(s) classe(s) de filtragem para alcançar o padrão médio e
eventualmente o máximo?
36
Reflexão sobre a NBR 16401-3:2008 - TABELA 5
Com que base o projetista/consultor faria a sua recomendação de trabalhar com
classes de filtragem de melhor qualidade?
De certa forma a interessante praticidade da tabela 5 congelou a tecnologia pelo padrão mínimo de qualidade por sua
redação não estimular os fornecedores e consumidores a investir em produtos de
melhor qualidade.
37
Reflexão sobre a NBR 16401-3:2008 - TABELA 5
EN 13779:2007
38
E afinal o que é o padrão mínimo?
Exemplo de uma outra referência de norma para a especificação de sistemas de
filtragem
OU
TD
OO
R A
IR
(OD
A)
SU
PP
LY
AIR
(S
UP
)
SE
CO
ND
AR
Y A
IR
SE
CO
ND
AR
Y A
IR
SE
CO
ND
AR
Y A
IR
SECONDARY AIR
EX
HA
US
T A
IR
(EH
A)
TRANSFERRED AIR
EXFILTRATION
INFILTRATION
EX
TR
AC
T
AIR
(E
TA
)
RECIRCULATION AIR
LE
AK
AG
E
MIX
ED
AIR
SINGLE ROOM OUTDOOR AIR
SINGLE ROOM EXTRACT AIR
SINGLE ROOM EXTRACT AIR
SE
CO
ND
AR
Y
AIR
SINGLE ROOM SUPPLY AIR
INDOOR AIR
(IDA) INDOOR
AIR
“Tipos de Ar” conf. EN 13779
(Adaptação da
FIG. 1 da norma)
40
Categoria Exemplo Descrição
Onde se aplica? (tomando como referência
os limites dos Guias da OMS
e outras normas ou
regulamentos nacionais
para ar exterior)
ODA 1áreas rurais na ausência
de poluição especial
ar puro que
eventualmente pode estar
empoeirado
Concentração de
poluentes atendem os
limites especificados
ODA 2média de pequenas áreas
urbanas, sem grandes
concentrações industriais
ar exterior com altas
concentrações material
particulado e/ou
poluentes gasosos
Concentração de
poluentes excedem os
limites especificados em
até 1,5 vezes
ODA 3áreas industriais e centros
de cidades com alto
tráfego urbano
ar exterior com altíssimas
concentrações de
poluentes gasosos e/ou
partículas
Concentração de
poluentes excedem os
limites especificados em
mais que 1,5 vezes
Classificação do ar exterior (tradução livre)
Classification of outdoor air (ODA)Fonte: EN 13779:2007
40
Categoria Descrição
IDA 1 ALTA QUALIDADE
IDA 2 MÉDIA QUALIDADE
IDA 3 QUALIDADE MODERADA
IDA 4 BAIXA QUALIDADE
EN 13779:2007 - Table 5
Basic classification of indoor air quality (IDA)This classification applies to the indoor air in the occupied zone
Os valores para as classes de ar interior podem ser dadas nos regulamentos nacionais.
Os valores apresentados na EN 15251 podem ser usados como referências.
41
IDA 1 IDA 2 IDA 3 IDA 4
(alta) (média) (moderada) (baixa)
ODA 1 F9 F8 F7 M5
ODA 2 F7+F9 M6+F8 M5+F7 M5+M6
ODA 3 F7+GF+F9 F7+GF+F9 M5+F7 M5+M6
GF = filtro para gases (filtro de carvão) e/ou filtro químico
Qualidade do
ar exterior
Classe de filtragem mínima recomendável por secção de filtragem
de acordo com a EN 13779:2007Ventilation for non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-
conditioning systems (adaptada para a classificação da NBR 16101:2012)
Qualidade do ar interno
42
A EN 13779:2007 não especifica a aplicação típica
ela busca o objetivo final e alerta para o impacto do ar
exterior
43
Resultados esperados ao aplicar o critério da EN
13779:2007 nas aplicações e classes de filtragem da Tabela
5 da NBR 16401-3
44
MÉDIAMODERADA-
MÉDIA
BAIXA-
MODERADA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
MÉDIAMODERADA-
MÉDIA
BAIXA-
MODERADA
MODERADABAIXA-
MODERADA
BAIXA-
MODERADA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
BAIXA BAIXA BAIXA
até
OMS x 1
até
OMS x 1,5> OMS x 1,5
BAIXA BAIXA BAIXA
Qualidade do ar interno
= f (Ar Exterior)
≈ conforme EN 13779
ODA 1 ODA 2 ODA 3
BAIXA BAIXA BAIXA
Impressão - litografia, offset G3+F7
Biblioteca, museu - exposição e depósito de obras sensíveis
Impressão - processamento de filmes
Centrais telefônicas - sala de comutação
Sala de controle - ambiente eletrônico sensível
Aeroporto - torre de controle
Hotéis 3 estrelas ou mais - apartamentos, lobby, salas de estar, salões de convenções
Teatro, cinema, auditório, locais de culto, sala de aula
Restaurante, bar, salão de coquetel, discoteca, danceteria, salão de festas, salão de jogos
M5
G3+M6
G3+F8
Escritórios, sala de reunião, CPD, sala de digitação, call center, consultórios
Aeroporto - saguão, salas de embarque
Supermercado, mall de centros comerciais, agências bancárias e de correios, lojas comerciais e de serviços
Lanchonete, cafeteria
Ginásio (áreas do público), fitness center , boliche, jogos eletrônicos
Aplicação TípicaClasse de
filtragem
G4
ABNT NBR 16401-3:2008 (em revisão) - Tabela 5 (reordenada)
Classe mínima de filtragem
Residências G3
Biblioteca, museu - áreas do público
Hotéis - outros, motéis - apartamentos
Europa
45
À luz da EN 13779 as recomendações da Tabela 5 (NBR 16401-3) levariam a
instalações de baixa qualidade do ar interior, mesmo com condição favorável de ar
exterior.
46
Mesmo que um empreendedor queira comprar uma instalação preparada para
fornecer melhor condição de qualidade do ar interior e até colher algum tipo de
benefício com este investimento ele não encontrará indicadores suficientemente objetivos em nossa NBR 16401-3 no que
diz respeito a sistemas de filtragem.
Neste aspecto a EN 13779 é muito mais didática e construtiva que a NBR 16401
47
Outros requisitos que ainda não têm amparo de normas
nacionais, mas que afetam a qualidade do ar interior
48
Vazamento na instalação de filtros
49
Classe de filtragem G1 a G4 M5 M6 F7 F8 F9
Maximum filter bypass leakage rate
k in % of the volume flow rate- 6 4 2 1 0.5
DIN EN 1886:2009 - Ventilation for buildings - Air handling units - Mechanical performance
Table 7 - Acceptable filter bypass leakage, 400 Pa test pressure
(adaptada para as classes de filtragem da ABNT NBR 16101)
50
Bateria de filtros grossos instalados em Unidade de Tratamento de Ar
SERPENTINA DE ÁGUA GELADA 1ª BATERIA DE
FILTRAGEM GROSSA (G4)
AR
A estrutura deve ter
borracha de vedação
Trava para fixar o filtro
Sifão
Bandeja da serpentina
Pressão negativa (sucção ventilador)
P1 P2 P3 P1 > P2 > P3
51
Espaço reduzido de casa de máquinas dificulta a implantação de sistemas de filtragem e equipamentos visando a otimização do consumo de energia
52
Caixa de filtragem fina a jusante do moto-ventilador
53
Para permitir a implantação de sistemas de condicionamento de ar eficientes energeticamente e
de manutenção fácil.
INSUFLAÇÃO OU EXAUSTÃO (m³/s)
ÁR
EA
DE
PIS
O (
m²)
ALT
UR
A D
A
SA
LA
(m
) INSUFLAÇÃO
EXAUSTÃO
INSUFLAÇÃO OU EXAUSTÃO (m³/s)
INSUFLAÇÃO E EXAUSTÃO
SÓ INSUFLAÇÃO
SÓ EXAUSTÃO
REQUISITOS DE ESPAÇO PARA SALAS DE MÁQUINAS DE
CONDICIONADORES DE AR
EN 13779 ANEXO A
ITEM A.13.2
Observações finais:
Aparentemente a formatação de nossa norma NBR 16401-3 – item 6.2 – Níveis de Filtragem não está contribuindo de forma suficiente para esclarecer os
fornecedores e consumidores que eles podem almejar melhores condições de qualidade do ar interior de
ambientes.
Estamos em processo de revisão deste documento. Cabe a nós entender as diferenças entre as diversas normas e
fazer as alterações que julgarmos ser necessárias.
É IMPORTANTE A PARTICIPAÇÃO DE NOSSA COMUNIDADE TÉCNICA!
Ao mesmo tempo é importante estimular os órgãos reguladores a atualizar os seus documentos.
54