R134a: climatização nos estádios da Copa do Catar

Imagine colocar ar-condicionado em um estádio aberto, com milhares de pessoas, sol forte e ar quente entrando o tempo inteiro.

Foi esse o desafio enfrentado pelo Catar durante a Copa do Mundo de 2022.

Sete dos oito estádios utilizados no torneio receberam sistemas especiais de climatização. A única exceção foi o Stadium 974, construído parcialmente com contêineres e projetado para utilizar ventilação natural.

Mas como foi possível resfriar arenas abertas sem desperdiçar todo o ar frio?

O estádio não era completamente refrigerado

A solução não foi transformar o estádio inteiro em uma enorme sala climatizada.

Em vez disso, os engenheiros criaram zonas de resfriamento apenas nos locais onde o conforto era realmente necessário:

• no gramado, para os jogadores;

• nas arquibancadas, para os torcedores;

• nas áreas de circulação e permanência.

Grandes saídas próximas ao campo direcionavam o ar frio para os jogadores. Nas arquibancadas, difusores menores instalados próximos aos assentos levavam o ar resfriado até o público.

Como o ar frio é mais pesado que o ar quente, ele permanecia principalmente nas partes mais baixas do estádio. Assim, o sistema não precisava refrigerar todo o espaço até a cobertura.

Essa camada de ar resfriado ficou conhecida como uma espécie de “bolha de ar frio”.

Qual fluido refrigerante foi utilizado?

De acordo com um estudo da Qatar University elaborado com dados relacionados à operação dos estádios, o fluido refrigerante utilizado nos sistemas era o R134a.

O funcionamento acontecia em etapas:

1. Os chillers utilizavam o R134a para produzir o frio.

2. Esse frio era transferido para a água do sistema.

3. A água gelada era conduzida até os estádios.

4. O ar resfriado era direcionado para o campo e para as arquibancadas.

Isso significa que o R134a não era lançado no estádio nem soprado diretamente sobre o público.

O fluido permanecia dentro do circuito frigorífico dos chillers. A água gelada era responsável por transportar o frio até os sistemas de climatização das arenas.

É o mesmo princípio encontrado em muitos grandes edifícios, centros comerciais, hospitais e instalações industriais.

Sensores controlavam a temperatura

O sistema também utilizava sensores para acompanhar:

• temperatura;

• umidade;

• velocidade do ar;

• direção dos ventos;

• quantidade de pessoas no estádio.

Com essas informações, a climatização podia ser ajustada de acordo com as condições de cada setor.

A arquitetura das arenas também ajudava. O formato dos estádios foi pensado para reduzir a entrada excessiva de ar quente e proteger a camada de ar frio próxima ao campo e às arquibancadas.

Portanto, não se tratava apenas de instalar equipamentos muito potentes. O resultado dependia da combinação entre climatização, arquitetura, automação e direcionamento correto do ar.

O Catar colocou ar-condicionado até nas ruas?

Em alguns locais, sim.

Áreas comerciais e turísticas de Doha receberam saídas de ar frio instaladas em calçadas, fachadas, restaurantes e espaços de circulação.

Mas isso não significa que ruas inteiras foram transformadas em ambientes de 20 °C.

O resfriamento também era localizado. O ar frio era direcionado para áreas específicas, como:

• mesas externas de restaurantes;

• entradas de lojas;

• locais de espera;

• caminhos com maior circulação de pedestres.

Essas instalações chamaram atenção do mundo porque mostraram até onde a climatização pode chegar em um país de calor extremo.

Era realmente eficiente?

O sistema utilizado nos estádios era mais eficiente do que tentar refrigerar todo o volume de uma arena aberta.

A climatização localizada, a recirculação do ar, os sensores e o uso de água gelada ajudavam a reduzir as perdas.

Mesmo assim, resfriar ambientes externos ou parcialmente abertos exige muita energia.

O vento, o sol, a entrada constante de ar quente e a presença de milhares de pessoas aumentam bastante a carga térmica.

Por isso, a tecnologia pode ser considerada uma grande realização da engenharia, mas isso não significa que climatizar áreas abertas seja sempre uma solução simples ou sustentável.

Cada projeto precisa considerar clima, consumo de energia, arquitetura e real necessidade de utilização.

Por que essa solução não é usada em todos os estádios?

Porque cada estádio possui características diferentes.

O sistema precisa levar em conta:

• formato da construção;

• presença ou não de cobertura;

• temperatura e umidade externas;

• direção do vento;

• capacidade elétrica disponível;

• quantidade de pessoas;

• tempo de funcionamento.

Em cidades muito úmidas, por exemplo, a climatização pode exigir ainda mais energia para controlar não apenas a temperatura, mas também a umidade do ar.

Além disso, adaptar um estádio antigo pode exigir grandes obras, novos chillers, tubulações de água gelada, dutos, sensores e sistemas de automação.

Não basta simplesmente instalar aparelhos maiores ao redor do campo.

A principal lição dos estádios do Catar

A tecnologia da Copa mostrou que eficiência não depende apenas da potência dos equipamentos.

Um bom sistema também precisa de:

• projeto correto;

• controle de temperatura;

• automação;

• direcionamento do ar;

• manutenção;

• redução de vazamentos e perdas;

• escolha adequada do fluido refrigerante.

Essa lógica não vale apenas para estádios.

Ela também se aplica a supermercados, câmaras frias, indústrias, centros de distribuição e sistemas de ar-condicionado de grande porte.

Antes de aumentar a capacidade de um equipamento, é necessário entender onde o frio está sendo utilizado e onde ele está sendo perdido.

O Catar não conseguiu refrigerar todo o deserto.

Mas conseguiu criar zonas de conforto dentro dele usando chillers, água gelada, sensores, arquitetura e o fluido refrigerante R134a.

Mais do que uma curiosidade da Copa, foi uma demonstração de como a engenharia da refrigeração pode enfrentar desafios que pareciam impossíveis.