Arrefecer por evaporação: eficaz, mas sob vigilância
As torres de arrefecimento (TAR) rejeitam para o exterior o calor das instalações de climatização e de processo. O seu princípio, arrefecer a água por evaporação, é notavelmente eficaz, mas acompanha-se da dispersão de uma pluma de ar quente e húmido carregada de gotículas finas.
Esta pluma cristaliza três questões indissociáveis: um risco sanitário (a legionela), um quadro regulamentar estrito (ICPE) e uma dificuldade aeráulica (a recirculação). As três tratam-se em conjunto.
O que é uma torre de arrefecimento?
Uma torre de arrefecimento é um equipamento que evacua o calor de um circuito de água colocando-a em contacto com um fluxo de ar. Numa TAR húmida, uma parte da água evapora-se: é essa mudança de estado que assegura um arrefecimento muito eficiente, mas gera uma pluma de aerossóis.
Distinguem-se principalmente:
Via húmida aberta
- A água do circuito está em contacto direto com o ar.
- Muito eficiente, mas com o risco sanitário mais elevado.
Via húmida fechada
- O circuito está isolado ; a água de aspersão escorre pelo exterior.
- Bom compromisso entre desempenho e controlo do risco.
Via seca / híbrida
- Troca sem evaporação (ou apenas parcial).
- Menos risco, mas menos eficiente com calor intenso.
O risco de legionela
A água morna e estagnada das TAR oferece um meio favorável ao desenvolvimento das legionelas, bactérias que, dispersas no ar sob a forma de aerossóis, podem provocar uma infeção pulmonar grave: a legionelose.
O perigo não é a água em si, mas as microgotículas arrastadas pela pluma, que podem ser inaladas à distância. Daí uma dupla exigência: controlar a proliferação (tratamento, manutenção, vigilância) e evitar que a pluma seja reinalada, nomeadamente através das tomadas de ar novo do edifício e da vizinhança.
Dossiê dedicado: a legionelose e as torres de arrefecimentoO quadro regulamentar ICPE (rubrica 2921)
Em França, as instalações de arrefecimento por dispersão de água num fluxo de ar estão abrangidas pela rubrica 2921 da nomenclatura das instalações classificadas para a proteção do ambiente (ICPE). Conforme a potência térmica evacuada, a instalação está sujeita a declaração ou a registo.
O quadro impõe nomeadamente uma análise metódica dos riscos (AMR) de proliferação e de dispersão das legionelas, um plano de manutenção e de vigilância e controlos periódicos. A implantação e o controlo da dispersão da pluma fazem parte integrante desta demonstração de segurança.
A conformidade não se limita à manutenção
Pensa-se muitas vezes a regulamentação das TAR sob o ângulo do tratamento da água. Mas a demonstração de controlo do risco inclui também a aeráulica: provar que a pluma não regressa às tomadas de ar nem às zonas frequentadas. É aí que a simulação traz uma prova quantificada.
A recirculação das plumas: a verdadeira questão aeráulica
A pluma rejeitada por uma TAR é quente e húmida. Conforme o vento, o relevo e os edifícios vizinhos, pode:
Recircular para a TAR
- A pluma regressa à aspiração da torre: o ar admitido já está quente e húmido.
- Consequência: queda de desempenho e consumo excessivo.
Atingir as tomadas de ar
- A pluma é reinalada pelas tomadas de ar novo do edifício ou da vizinhança.
- Consequência: risco sanitário e não conformidade.
Estes dois fenómenos dependem finamente da geometria do local, da altura de rejeição, da velocidade de ejeção e das condições de vento. As regras fixas de distância não bastam para os garantir.
O diagnóstico por simulação CFD
A simulação CFD modela a rejeição da TAR, o local e o seu ambiente, e calcula depois a trajetória da pluma e a sua diluição para cada condição de vento. Verifica-se assim, de forma quantificada:
A não recirculação
- Concentração e temperatura do ar admitido pela TAR.
- Margem de desempenho nas piores condições.
A proteção das tomadas de ar
- Diluição da pluma nas tomadas de ar novo e nas zonas sensíveis.
- Cumprimento dos objetivos sanitários e regulamentares.
Prevenir e implantar bem
A partir do diagnóstico, otimiza-se a instalação com alavancas concretas:
| Alavanca | Efeito |
|---|---|
| Altura de rejeição | Elevar o ponto de rejeição afasta a pluma das tomadas de ar e das zonas baixas. |
| Velocidade de ejeção | Uma velocidade suficiente projeta a pluma mais alto e acelera a sua diluição. |
| Orientação & posição | Ter em conta os ventos dominantes e a implantação dos edifícios vizinhos. |
| Distâncias às tomadas de ar | Afastar e proteger as entradas de ar novo das zonas de deposição. |
Os nossos engenheiros simulam a dispersão da pluma e demonstram o controlo do risco para o seu processo ICPE. Vamos falar.
