Introdução: por que sistemas de resfriamento merecem atenção
Sistemas de climatização são, historicamente, um dos maiores responsáveis pelo consumo de energia em edifícios de grande porte. Em hospitais, essa participação é ainda mais crítica, já que o controle térmico é essencial para a segurança de pacientes, equipamentos e profissionais de saúde, funcionando de forma contínua e com pouca margem para falhas.
O artigo “A Data-Driven Approach for Enhancing the Efficiency in Chiller Plants: A Hospital Case Study”, publicado na revista científica Energies (MDPI), parte justamente desse contexto: como tornar plantas de chillers mais eficientes sem grandes intervenções físicas, utilizando principalmente análise de dados operacionais e estratégias inteligentes de controle.
Esta análise apresenta os principais conceitos do estudo, seus métodos e contribuições, traduzindo a abordagem acadêmica para uma leitura técnica, porém compreensível para profissionais não especialistas.
O problema abordado pelo estudo
Plantas de chillers são sistemas complexos, compostos por múltiplas máquinas operando em paralelo, torres de resfriamento, bombas e sistemas de controle. Na prática, muitas dessas plantas:
- operam com estratégias de controle pouco otimizadas;
- ligam chillers sem considerar qual unidade está mais eficiente naquele momento;
- tomam decisões baseadas apenas em carga térmica, e não em desempenho energético real.
O estudo parte da premissa de que dados já disponíveis nos sistemas de automação predial são subutilizados. Sensores de temperatura, vazão, consumo elétrico e carga térmica existem, mas raramente são analisados de forma integrada para apoiar decisões operacionais.
A abordagem orientada a dados (data-driven)
O diferencial do artigo está na proposta de uma abordagem orientada a dados, que não depende de modelos termodinâmicos complexos nem de simulações avançadas. Em vez disso, os autores utilizam dados reais de operação para entender como cada chiller se comporta em diferentes condições.
A metodologia inclui:
- coleta contínua de dados do sistema de gerenciamento predial;
- filtragem e limpeza das informações para remover inconsistências;
- análise estatística do desempenho de cada chiller ao longo do tempo;
- identificação de padrões de eficiência em função da carga e da temperatura externa.
Essa abordagem torna o método mais replicável, especialmente em edificações existentes, onde alterações físicas costumam ser caras e difíceis de implementar.
O papel do COP na avaliação de desempenho
O principal indicador utilizado no estudo é o Coeficiente de Desempenho (COP), uma métrica amplamente empregada para avaliar sistemas de refrigeração. O COP representa a relação entre a energia térmica removida e a energia elétrica consumida.
De forma simplificada:
- quanto maior o COP, mais eficiente é o chiller;
- COPs variam significativamente conforme a carga parcial, a temperatura de condensação e as condições ambientais.
O estudo demonstra que chillers diferentes apresentam curvas de desempenho distintas, mesmo quando instalados na mesma planta. Assim, operar todos de forma uniforme pode resultar em desperdício de energia.
Estratégia operacional baseada em desempenho real
A partir da análise dos dados, os autores propõem uma mudança fundamental na lógica de operação:
em vez de ligar os chillers apenas por sequência ou disponibilidade, o sistema passa a priorizar aqueles com maior COP naquele contexto específico.
Na prática, isso significa:
- escolher qual chiller deve operar com base em eficiência medida, e não nominal;
- evitar o funcionamento de equipamentos menos eficientes em determinadas faixas de carga;
- ajustar continuamente a operação conforme as condições variam ao longo do dia.
Essa lógica pode ser implementada como um conjunto de regras automatizadas, integradas ao sistema de controle existente, sem necessidade de algoritmos de inteligência artificial complexos.
Estudo de caso: hospital como ambiente crítico
O método foi aplicado em um hospital real localizado em León, na Espanha. Hospitais são ambientes particularmente desafiadores porque:
- possuem cargas térmicas altamente variáveis;
- não permitem interrupções operacionais;
- exigem alta confiabilidade dos sistemas de climatização.
Os resultados mostraram que a simples reorganização da estratégia de operação, baseada nos dados históricos de desempenho, levou a uma redução significativa do consumo energético, sem comprometer o conforto térmico ou a segurança do edifício.
Embora o artigo não foque em valores financeiros absolutos, a redução no consumo implica diretamente em:
- menor custo operacional;
- menor desgaste dos equipamentos;
- aumento da vida útil do sistema.
Contribuições técnicas do artigo
Do ponto de vista técnico, o artigo traz contribuições importantes:
- Valorização dos dados existentes
O estudo reforça que muitos edifícios já possuem informações suficientes para melhorar sua eficiência, mas carecem de análise estruturada. - Simplicidade metodológica
Ao evitar modelos excessivamente complexos, a abordagem se torna mais acessível para equipes técnicas e operadores prediais. - Foco na operação, não apenas no projeto
Grande parte da literatura trata de eficiência energética na fase de projeto. Este trabalho mostra que há grande potencial de melhoria na fase de operação.
Limitações e pontos de atenção
Como todo estudo aplicado, o método também possui limitações:
- depende da qualidade dos dados coletados;
- exige um período mínimo de operação para análise confiável;
- não substitui problemas estruturais graves de projeto ou manutenção.
Ainda assim, o artigo deixa claro que otimização operacional baseada em dados é um passo essencial, especialmente em edificações existentes, onde retrofit completo nem sempre é viável.
Conclusão: eficiência energética como estratégia contínua
A principal mensagem do artigo é que eficiência energética não deve ser tratada como um evento pontual, mas como um processo contínuo de análise, ajuste e aprendizado. Em sistemas complexos como plantas de chillers hospitalares, decisões informadas por dados reais podem gerar ganhos relevantes com baixo investimento.
Para profissionais de engenharia, arquitetura, facilities e sustentabilidade, o estudo reforça a importância de integrar monitoramento, análise e operação como partes de uma mesma estratégia de desempenho energético.
Fonte
Artigo original:
Alonso et al. (2019) – A Data-Driven Approach for Enhancing the Efficiency in Chiller Plants: A Hospital Case Study.
Publicado na revista Energies (MDPI).
Disponível em: https://www.mdpi.com/1996-1073/12/5/827