Chandra Sekhar esteve em Portugal para as Jornadas de Climatização e Refrigeração, onde defendeu uma abordagem integrada à qualidade do ar interior (QAI) entre os sistemas de ventilação e os espaços ocupados que servem, baseada numa monitorização contínua. O professor da Universidade Nacional de Singapura trouxe a sua experiência internacional até Lisboa para demonstrar o impacto de diferentes estratégias, incluindo uma solução capaz de reduzir significativamente a concentração de partículas finas no interior de um edifício durante um episódio de poluição atmosférica.
A forma como o ar circula, a localização dos sistemas de extracção e ventilação e a capacidade de fazer chegar ar limpo à chamada breathing zone, ou zona de respiração dos ocupantes, são determinantes para garantir a QAI. Foi esta a principal mensagem deixada por Chandra Sekhar, professor do Departamento de Ambiente Construído da Faculdade de Projeto e Engenharia da Universidade Nacional de Singapura (NUS, na sigla em inglês), num painel dedicado à QAI dos edifícios, no âmbito das 26.as Jornadas de Climatização e Refrigeração, da Ordem dos Engenheiros, que decorreu na passada quinta-feira, em Lisboa.
O investigador apresentou uma metodologia de verificação da QAI que o departamento tem vindo a desenvolver e testar desde o início da década de 90. O processo passa por observar o edifício e caracterizar o ambiente interior, recolher dados sobre temperatura, humidade, partículas, compostos químicos e ventilação, bem como consultar os ocupantes e comparar os resultados com as normas aplicáveis. A partir dessa avaliação, são identificadas medidas correctivas e elaborados planos de gestão da QAI.
O elemento central desta abordagem é o conceito de system zone, que procura relacionar o funcionamento dos sistemas de climatização e de istribuição do ar com as condições efectivamente encontradas nos espaços ocupados. Sekhar sublinhou que medir a QAI sem compreender o que a condiciona pode dificultar a identificação das causas dos problemas e a escolha das soluções mais adequadas. “Passamos mais de 90% do tempo em edifícios. Devemos medir a QAI onde é mais importante: no local onde vamos estar. Para nós, ocupantes dos edifícios, a zona de respiração, é a mais importante”, explicou.
O que acontece ao ar num quarto durante a noite?
Um dos exemplos apresentados pelo professor resultou de um estudo realizado na Dinamarca, em 2019, que analisou a concentração de dióxido de carbono num quarto durante o período da noite. Numa das situações observadas, os níveis chegaram a cerca de 3000 ppm enquanto uma pessoa dormia, um valor muito elevado que revelou a acumulação de CO2 num espaço com renovação de ar insuficiente.
O estudo comparou o efeito de diferentes condições de ventilação. A abertura de uma porta interior aumentou ligeiramente a renovação do ar, mas a alteração tornou-se muito mais significativa quando entraram em funcionamento os sistemas de extracção da casa, neste caso da banho ou da cozinha. Ao remover o ar do apartamento, estes sistemas favoreceram a entrada de ar exterior e a diluição do CO2 no quarto.
Noutro cenário, com um sistema de ventilação mecânica (VMC), a concentração de CO2 manteve-se próxima de 1000ppm durante o período de sono, sem a mesma acumulação observada no exemplo anterior. Segundo o especialista, a comparação mostra que a abertura para entrar novo ar não garante, por si só, uma renovação eficaz. É necessário compreender como a entrada e a saída do ar funcionam em conjunto e de que forma influenciam a QAI.
Filtrar o ar exterior durante episódios de poluição
Outro caso de estudo foi apresentado a partir da experiência de Singapura durante episódios de poluição atmosférica elevada, provocados, entre outros factores, por incêndios florestais em países vizinhos, como a Indonésia. Actualmente, o país enfrenta o pior surto já registado desde 2015, com o período contínuo mais longo de poluição diária.
Durante um desses episódios, as concentrações exteriores de partículas finas (as designadas PM2.5) situavam-se entre 200 e 250 microgramas por m3, o que é considerado um nível de alerta. Num edifício de referência, sem qualquer intervenção adicional, a concentração no interior rondava os 150 microgramas por m3. A equipa de especialistas testou uma solução de filtragem instalada junto à fachada da janela – uma unidade com ventilador e filtro, destinada a tratar o ar introduzido no espaço -, e, segundo os resultados, a concentração interior de PM2.5 desceu para cerca de 30 a 35 microgramas por m3.
Monitorização contínua é o caminho para o futuro
A monitorização contínua é outra das prioridades apontadas por Sekhar. “Na qualidade do ar interior, os dados contínuos são o caminho a seguir”, afirmou, apontando para o uso de sensores IoT, que permitem acompanhar parâmetros como o CO2, a temperatura, a humidade e a existência de partículas finas.
O professor da NUS defendeu ainda que a informação recolhida deve ser relacionada com o funcionamento dos sistemas de climatização e , sempre que possível, nos sistemas de gestão técnica dos edifícios. A análise em tempo real poderá, assim, apoiar o controlo dinâmico dos sistemas e permitir respostas mais ajustadas às condições efectivamente observadas. “Quando se trata da qualidade do ar interior, não é uma questão de escolher entre qualidade do ar e energia. As duas coisas caminham juntas. A QAI não se deve dissociar da energia”, adverteu.
A Edifícios e Energia conversou com o orador de referência da Associação Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE) sobre alguns dos desafios que se colocam à aplicação destas soluções na prática, desde a adaptação dos edifícios a futuras situações de risco, até às dificuldades de monitorização da QAI, com base na experiência de Singapura na resposta a episódios de poluição atmosférica e à pandemia.
A Europa está a avançar para um enquadramento regulamentar mais exigente em matéria de edifícios. Como são estas evoluções acompanhadas na Ásia e, em particular, no vosso departamento?
Estamos a falar de políticas e normas. Estou envolvido na normalização da ASHRAE há quase 20 anos, em diferentes normas, e também temos um sistema de normalização em Singapura. Temos as normas de Singapura, as normas da ASHRAE e, na Europa, instrumentos como a Directiva relativa ao Desempenho Energético dos Edifícios (EPBD).
Conheço, em certa medida, a orientação da EPBD e a forma como os diferentes países estabelecem os seus próprios valores de referência, a partir dos quais podem evoluir. Em Singapura, sendo um único país, procuramos que as nossas normas acompanhem as iniciativas e os desenvolvimentos internacionais.
No que diz respeito à QAI, publicámos a nossa primeira norma em 2009. Revimo-la em 2016, em resposta a um problema muito específico: os episódios periódicos de haze, em que a poluição atmosférica proveniente de países vizinhos, associada à queima de florestas, chega a Singapura.
Em 2015, tivemos um episódio particularmente significativo e percebemos que era necessário fazer alguma coisa relativamente ao ar exterior quando este se encontra poluído. Por isso, reforçámos os requisitos de filtragem, sobretudo nos edifícios comerciais, para assegurar um melhor tratamento do ar exterior.
Depois veio a pandemia da covid-19. Em 2023, a ASHRAE publicou a norma 241, dedicada ao controlo de aerossóis infecciosos. Esta norma prevê um modo de gestão do risco de infecção, o Infection Risk Management Mode (IRMM), que pode ser activado quando existe uma situação de risco.
Em Singapura, decidimos também integrar a resiliência a pandemias nas nossas normas. A revisão lançada em Março de 2026 incorporou disposições relativas à resiliência perante episódios de poluição atmosférica, pandemias e situações em que os dois fenómenos ocorrem simultaneamente. Esta abordagem está reflectida nas normas [nacionais] SS 553 e SS 554. A ideia é que os edifícios sejam concebidos e equipados para responder a estas situações. Se as funcionalidades necessárias não tiverem sido previstas e instaladas, será muito difícil implementá-las quando o problema já estiver a acontecer.
Isso significa que os edifícios ficam preparados para responder a futuras situações de emergência?
Exactamente. Se essas funcionalidades estiverem integradas nos sistemas do edifício, o gestor poderá activá-las rapidamente perante uma pandemia ou outra situação de risco.Na nossa norma, temos aquilo a que chamamos um building readiness plan, ou plano de preparação do edifício. Trata-se de avaliar até que ponto um edifício está preparado para responder a um problema que possa surgir no futuro.
A eficiência energética continua a ser igualmente importante. Não pretendemos que os sistemas funcionem permanentemente em modo de emergência. Queremos que possam fornecer a quantidade adequada de ar limpo quando necessário, mantendo os requisitos mínimos de ventilação.
Se houver uma pandemia, por exemplo, podemos aumentar a quantidade de ar limpo disponível através de uma combinação entre a ventilação e a quantidad de ar limpo interior. Chamamos-lhe equivalent clean air, ou ar limpo equivalente.
Num edifício de escritórios, a quantidade de ar limpo necessária poderá corresponder, aproximadamente, a duas a duas vezes e meia o requisito normal de ventilação. Mas isso não significa que todo esse ar tenha de ser ar exterior.
Introduzir apenas mais ar exterior pode ser muito exigente do ponto de vista energético, sobretudo num clima quente e húmido como o de Singapura. A ventilação mínima exigida não pode ser comprometida, mas o ar limpo adicional pode ser obtido através do tratamento e da filtragem do ar interior.
A experiência de Singapura poderá servir de exemplo para outros países europeus?
Penso que sim. Tenho estado bastante envolvido na norma 241 da ASHRAE e temos discutido estas questões no contexto de Singapura, incluindo com as entidades responsáveis pelas normas, pelo projecto dos edifícios e pelos sistemas de certificação ambiental dos edifícios, como o nosso sistema Green Mark.
Havia interesse em incorporar características de resiliência nos edifícios. Não tenho conhecimento suficiente para afirmar se outros países já integraram estas disposições nas respectivas normas, mas Singapura poderá estar entre os primeiros a fazê-lo. A versão revista foi lançada apenas em Março deste ano. O importante é que estas funcionalidades sejam previstas na concepção dos edifícios. Se forem necessárias no futuro, os sistemas já estarão preparados para responder.
Quais são os principais desafios para passar dos resultados dos estudos, como os que apresentou, e das normas à sua aplicação efectiva nos edifícios?
O grande desafio é a implementação. As normas existem, as orientações estão definidas e sabemos quais são os valores e as medidas a adoptar. Mas isso é efectivamente feito? Os edifícios dispõem das soluções necessárias?
Trabalhamos em estreita colaboração com as entidades que poderão implementar estas medidas, mas não é um processo simples. No caso dos edifícios comerciais, por exemplo, é necessário que os sistemas de tratamento de ar exterior estejam preparados para funcionar quando os níveis de poluição são elevados.
A Agência Nacional do Ambiente de Singapura divulga actualizações de hora em hora sobre os níveis de poluição. No entanto, os responsáveis pelos edifícios e pela manutenção dos sistemas de tratamento de ar têm de garantir que as medidas necessárias são efectivamente aplicadas.
É difícil acompanhar todos os edifícios. Algumas empresas realizam auditorias à QAI, mas nem sempre fazem uma avaliação abrangente. Podem recolher algumas medições sem analisar de forma integrada o funcionamento dos sistemas.
É aqui que os sensores IoT podem desempenhar um papel importante. Muitos edifícios já dispõem de sensores e conseguem recolher dados de forma contínua. Na minha perspectiva, a monitorização contínua é o caminho a seguir, porque permite conhecer o comportamento do edifício ao longo de um ciclo completo de 24 horas. Isto é especialmente importante em edifícios como hotéis e hospitais, onde há ocupação permanente e precisamos de compreender continuamente as condições ambientais.
A pandemia contribuiu para uma mudança de mentalidade relativamente à preparação dos edifícios?
Sim. As pessoas perceberam o que acontece quando os edifícios são encerrados e a actividade deixa de poder prosseguir como acontece normalmente. Há perdas económicas e, quando chega o momento de reabrir, é necessário voltar a colocar os sistemas em funcionamento, num processo que pode ser complexo.
Se, em vez de encerrar os edifícios, tivermos normas e sistemas que permitam mantê-los operacionais em condições de segurança, isso será positivo. Penso que esta mudança de mentalidade está a acontecer gradualmente, embora só o tempo permita avaliar a eficácia das novas medidas.
Os episódios de poluição atmosférica são outro exemplo. Em Singapura, os edifícios comerciais não foram obrigados a encerrar durante os episódios de haze. Já existiam sistemas de filtragem e os requisitos foram reforçados para assegurar uma maior eficiência quando a poluição exterior atingue níveis elevados.
Neste contexto, recorremos a filtros com classificação MERV [Minimum Efficiency Reporting Value]. Quanto mais elevado for o valor, maior é a eficiência de filtragem considerada pelo sistema de classificação. Estes filtros devem estar disponíveis e ser utilizados quando os níveis de poluição atmosférica o justificam. O objectivo é perceber como podemos manter os edifícios em funcionamento, mesmo perante situações excepcionais. É isso que entendemos por resiliência.
E no caso dos edifícios residenciais? Que medidas podem ser adoptadas pelas famílias durante episódios de poluição atmosférica?
Nos edifícios residenciais, a situação é diferente, porque as pessoas são, em grande medida, responsáveis pela qualidade do ar nas suas próprias casas. Quando o ar exterior está poluído, recomendamos que se fechem as janelas e as portas para reduzir a entrada de poluentes. No entanto, isso levanta outras questões. Será suficiente fechar as janelas? É possível ligar o ar condicionado? O que acontece à QAI?
O ar condicionado, por exemplo, arrefece o espaço, mas não assegura, por si só, a renovação do ar. Se o espaço estiver fechado e ocupado, a concentração de CO2 pode aumentar. Fechar as janelas ajuda a limitar a entrada da poluição exterior, mas poderá não ser suficiente para resolver todos os problemas.
Um purificador de ar pode ajudar, desde que seja correctamente dimensionado. Não basta escolher um equipamento qualquer. É necessário considerar a dimensão da divisão e a capacidade do aparelho para fornecer ar limpo. Um dos indicadores utilizados é a taxa de fornecimento de ar limpo, conhecida como CADR (Clean Air Delivery Rate). A capacidade do equipamento deve ser adequada ao volume do espaço. Um aparelho pequeno não será suficiente para uma divisão grande.
Em Portugal, os custos associados são uma das maiores barreiras à adopção destas soluções. O que acontece às habitações que não têm estes equipamentos?
Essa é uma dificuldade real. Em Singapura, muitas habitações foram concebidas para funcionar com ventilação natural. Há pessoas que não têm ar condicionado ou não podem suportar o custo de adquirir um purificador de ar. Outras preferem não viver num espaço com ar condicionado.
Durante um episódio de haze, fechar todas as janelas e portas pode tornar o interior termicamente desconfortável. Se não existir outra solução, as pessoas terão de gerir essa situação com os meios de que dispõem.
Foi por isso que estudámos uma alternativa para espaços com ventilação natural, um sistema que designamos fan filter. Trata-se de colocar um ventilador e um filtro de elevada eficiência, do tipo HEPA, num painel de janela. O ar exterior entra e chega ao interior depois de filtrado. A solução não exige arrefecimento mecânico, permitindo manter a ventilação natural.
Realizámos esse projecto em 2015, mas a solução não está actualmente instalada de forma generalizada nos edifícios. Quando surge um episódio de poluição, é difícil começar a adaptar todas as janelas. Nessa altura, pode já ser demasiado tarde para implementar uma solução deste tipo em grande escala.
O painel poderia incluir um compartimento para o ventilador e o filtro, que só seriam utilizados quando necessário. Não é necessário manter o filtro instalado e em funcionamento permanentemente. Quando existe um problema de poluição, pode colocar-se o filtro no compartimento previsto para esse efeito.
O desafio é pensar nisso antecipadamente. Se a solução não estiver prevista, como se adapta uma janela quando o problema já está a acontecer? Não é assim tão simples. É por isso que defendemos que estas possibilidades sejam consideradas desde a fase de projecto, como parte da própria infra-estrutura do edifício. Isso exige também a participação dos arquitectos, para que estas funcionalidades possam ser incorporadas desde o início.
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