Aiguasol utiliza ANSYS Fluent em projetos de ventilação e otimização energética


Desde 2017, a consultoria em energia Aiguasol utiliza o ANSYS Fluent, software de Fluidodinâmica Computacional (CFD) para resolver problemas de engenharia por meio de volumes finitos. A companhia, com sede em Barcelona e Santiago do Chile, é orientada para a criação de espaços interiores e exteriores, processos e sistemas excepcionais, confortáveis, eficientes e com impacto ambiental positivo.

A tecnologia CFD é usada para cálculos estacionários e transientes, resolve problemas de mecânica de fluidos, fluxos não newtonianos, transferência de calor, evaporação, combustão, reações químicas, deposição de poeira, dispersão de poluentes, problemas multifásicos. Segundo o engenheiro de projetos da Aiguasol, Sebastián Hurtado Siña, a ferramenta acelera o trabalho dos engenheiros.

“O ANSYS Fluent é um software completo com uma capacidade de trabalho extremamente ampla. A maioria dos processos ou fenômenos físicos relacionados a fluidos são complexos para calcular analiticamente. Com o uso adequado da ferramenta, podem ser feitos cálculos que geram benefícios imersos na indústria, tanto no nível de otimização de processos ou melhorias nos projetos de equipamentos”, comenta Sebastián.

A Aiguasol utiliza o CFD nas seguintes áreas de estudos:

  • Ventilação e otimização energética em edifícios
  • Desenvolvimento e otimização de novos aplicativos tecnológicos
  • Análises e otimização de processos térmicos aplicados à indústria
  • Caracterização hidráulica de sistemas complexos
  • Estudos de plantas industriais com acoplamento em TRNSYS
  • Estudos de fenômenos ambientais

“A incorporação da ferramenta ao conjunto de serviços Aiguasol impulsionou a área técnica para níveis surpreendentes. Fomos capazes de desenvolver trabalhos para a otimização de produtos de mineração, que têm impacto na economia direta de energia no setor, ou trabalhar com modelos de evaporação para grandes áreas, conseguindo avaliar tecnologias que reduzem perdas de água devido a esse fenômeno”, afirma o engenheiro.

Neste post vamos aprofundar um pouco mais o estudo de ventilação e otimização energética com o uso de CFD.

ANSYS na Ventilação e otimização energética em edifícios

Aproximadamente 40% do consumo mundial de energia está associado a edifícios, que são responsáveis por mais de 21% das emissões de gases de efeito estufa a nível global. O consumo nos edifícios tem um impacto local no aumento dos custos e efeitos diretos sobre a produtividade e o conforto dos usuários.

A Aiguasol realiza estudos de iluminação, comportamento térmico, consumo energético por usos ou valorização de tecnologias eficientes e renováveis. A companhia considera soluções sob medida para casos que vão desde edifícios residenciais a escritórios, hotéis, hospitais, centros esportivos, escolas, centros comerciais, etc. A customização permite a redução de contas de energia e emissões de edifícios e garantem o conforto interior dos utilizadores, tanto térmico como em termos e qualidade do ar e luminosidade.

“Nos estudos de ventilação, há uma série de softwares desenvolvidos para cálculos de energia em edifícios, mas esses programas não são capazes de considerar fatores que afetam as condições das bordas. O ANSYS Fluent permite avaliar estes aspectos desenvolvendo uma simulação fora do edifício, para determinar as condições de fronteiras mais próximas da realidade e para criar um modelo de ventilação correto. Além disso, ao realizar um estudo dentro do edifício, você pode visualizar o comportamento dos fluxos de vento, analisando as taxas de renovação do ar, velocidade e temperatura em diferentes alturas dentro de um mesmo nível. Tudo isso nos permite obter um sistema de ventilação otimizado, que reduz o número de equipamentos utilizados e gera o máximo benefício econômico e conforto para os usuários do edifício”, explica Sebatián.

A simulação de CFD em projetos de edifícios permite:

  • Avaliar a ventilação de qualquer estrutura do edifício sob qualquer condição ambiental.
  • Analisar a interação combinada entre equipamentos mecânicos, o edifício e os fluxos de ar.
  • Melhorar a eficiência energética nos edifícios, para além da qualidade do ar e do conforto térmico.
  • Intervir projetos em construção ou já construídos.

Cases de sucesso do CFD em projetos de ventilação e otimização energética

Com clientes em diversos países do globo, a Aiguasol conta com um portfolio de destaque em ventilação e otimização de energia em edifícios. Conheça como o CFD contribuiu para o sucesso de alguns projetos:

Análises CFD na sede da Fundação Sorigué em Lleida, Espanha

O estudo de ventilação natural desenvolvido para o museu da Fundação Sorigué, na Catalunha, surge da necessidade de reduzir a ventilação mecânica neste espaço arquitetônico. O projeto permitiu identificar o efeito do átrio central na ventilação do museu, podendo estudar diversas entradas de ar para manter os parâmetros de conforto interno adequado e aproveitar ao máximo o átrio.

Os resultados mostraram as localizações estratégicas de janelas e ventiladores mecânicos para aproveitar o vento externo e o efeito do átrio dentro do museu, permitindo a ventilação de todos os pisos. Foi possível também reduzir o número de equipamentos de ventilação mecânica e, portanto, a energia consumida no sistema.

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Otimização no projeto de estacionamentos subterrâneos na Colômbia para atender aos requisitos de ventilação de saúde com base em renovações naturais

O escritório de arquitetura de Arias-Serna-Saravia foi contratado para projetar e executar um empreendimento residencial de alto padrão em Cartagena das Índias, Colômbia. As três torres do projeto estariam localizadas em um ambiente com altas e frequentes rajadas de vento. Ferramentas de dinâmica de fluidos computacional (CFD) foram usadas para auxiliar no projeto do edifício, resolver problemas relacionados ao conforto e garantir a conformidade com os requisitos de saúde.

Aiguasol trabalhou no projeto em duas fases. Em primeiro lugar, o exterior do edifício foi modelado com ferramentas de dinâmica de fluidos computacional (CFD) para determinar as questões de conforto associados com rajadas altas e frequentes de vento, e soluções de design – juntamente com a empresa de arquitetura que permitiu aliviar estes efeitos. Na segunda fase, foram modeladas com o CFD as condições internas do parque de estacionamento, para determinar que a viabilidade de trocas de ar exigidas pela saúde pudesse ser conseguida por meio de ventilação natural.

Melhorias nos sistemas de ventilação nas salas de aula – Instituto DUOC UC

A Aiguasol trabalhou por vários anos com o Instituto Profissional DUOC UC na concepção de um Plano Estratégico, que permitiu melhorar os diferentes aspectos de habitabilidade das salas de aula de 14 sedes que fazem parte da rede de edifícios da instituição.

Como parte do trabalho, foram realizadas simulações CFD das salas de aula para otimizar o projeto de ventiladores mecânicos nos espaços, a fim de atingir taxas de renovação adequadas para as salas, reduzindo ao mínimo as concentrações de CO2.

Análise do comportamento do vento em grandes poços de água cobertos com esferas flutuantes Barrier Ball

Desde 2017, a empresa chilena EXMA conta com o suporte da Aiguasol no desenvolvimento de vários estudos que permitem submeter seu produto Barrier Ball a diferentes condições ambientais. Em uma dessas investigações, foi analisado o efeito do vento em grandes superfícies livres de água coberta com esferas Barrier Ball para avaliar o movimento das mesmas com o vento, bem como sua interação com o terreno ao redor.

Barrier Ball
Barrier Ball é um sistema de teto flutuante para massas líquidas compostas de esferas flutuantes

O estudo considerou a análise do efeito do vento nos arranjos de Barrier Ball, calculando o empilhamento gerado sob diferentes velocidades e direções do vento, bem como o movimento das esferas e até mesmo a possibilidade de que elas pudessem escapar das piscinas.

Simulação do sistema Barrier Ball no ANSYS
Simulação do sistema Barrier Ball com ANSYS

Como parte destes estudos, se analizou um caso particular em uma poça de 12 hectáres, que funcionará como reservatório de água para processos da mineradora Quellaveco de Angloamerican, no Peru.

O estudo analisou a velocidade do vento nesta grande poça de água em alta montanha, com o objetivo de determinar seu efeito na evaporação da água. Foi possível demonstrar que o uso de uma estação meteorológica não é suficiente para determinar uma média de evaporação, já que com a simulação, foram apreciadas as diferentes velocidades na superfície da água – que geraram importantes variações na evaporação do fluido.

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