UM GUIA COMPLETO SOBRE AQUECIMENTO DE PISCINA
Quem não gostaria de ter uma piscina aquecida durante o ano todo, não é mesmo? Existem muitas dúvidas e mitos a respeito dos sistemas e soluções e, portanto, o objetivo deste artigo é auxiliar gestores de comércios e/ou condomínios, assim como proprietários de residências que possuem piscinas, a conhecer as opções disponíveis para aquecimento de piscina de forma a auxiliá-los a tomar uma decisão minimamente fundamentada sobre qual solução melhor se aplica a seu caso, junto a um especialista.
Será que é tão complexo assim aquecer uma piscina? Existem dezenas de fabricantes de equipamentos de aquecimento, todos com seus métodos facilitadores e planilhas utilizadas para dimensionar um aquecedor para sua piscina. Então, onde está a complexidade?
A complexidade está no fato de que cada piscina é única. Não existe consenso em relação a metodologia de dimensionamento para sistema de aquecimento de piscina nem de projeto. A prova disso é que não existe norma técnica que oriente quanto a projeto e instalação de sistemas de aquecimento de piscinas. Simplesmente não existe. E as soluções simplificadoras sempre falham em algum aspecto. Seja no nível de conforto, seja no nível de gasto energético e, consequentemente, financeiro. Não é incomum encontrar piscinas cujo sistema de aquecimento está desligado ou porque “não funciona” ou porque “gasta demais”.
Então, vamos entender melhor como tudo funciona:
Tipologia quanto a localização: qual a diferença entre a piscina aberta e a piscina fechada.
| ABERTA | FECHADA |
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| Imagem via Freepik | Imagem via Freepik |
O primeiro fator fundamental a ser considerado, obviamente, é o tipo de piscina quanto a sua localização. Piscina Aberta ou Fechada. Tem ainda as piscinas cobertas e não fechadas, que é uma configuração muito ingrata para o sistema de aquecimento. É o pior dos mundos. São raras, mas ainda existem.
A perda de temperatura de uma piscina é exponencialmente proporcional à diferença entre a temperatura da água da piscina e a do ar ao seu redor. Quanto maior a diferença, mais rápida será a perda. Por isso, o clima da região é importante. Sobretudo a temperatura ambiente média. Esse fator influencia muito na diferença de perda entre uma piscina aberta e uma fechada, desde que o ambiente seja realmente fechado. Mas é um parâmetro primordial em ambos os casos.
As piscinas fechadas não recebem incidência de sol. Ou seja, para obter um nível de conforto adequado, dependem 100% do sistema de aquecimento. Nesse tipo de piscina, considerando o ambiente devidamente fechado, o nível de perda térmica é bem menor. Ainda assim, a piscina irá, naturalmente, perder temperatura e outros fatores influenciam, como altura do teto, vedação das janelas, uso de exaustor etc. Nesse tipo de piscina, algumas medidas devem ser tomadas para lidar com a umidade do ambiente.
Já as piscinas abertas se beneficiam da incidência direta do sol e são “prejudicadas”, digamos assim, pela ação do vento. Ao dimensionarmos o sistema de aquecimento considera-se a radiação solar de superfície da região, pois a necessidade de energia proveniente do sistema de aquecimento será a diferença entre a perda diária da piscina (proporcional a temperatura da água) e o aporte de energia direta provida pelo sol. Mesmo considerando que o sol irá aquecer as camadas mais superficiais da piscina. Já o vento atua no sentido contrário. Quanto mais exposta a piscina, maior a perda de calor/energia.
Com essas informações fica mais claro do porquê as piscinas cobertas e abertas são mais difíceis de serem aquecidas adequadamente e porque é o pior dos mundos no sentido de aquecer. Esse tipo de piscina depende 100% do aquecedor, não tem ajuda do sol e tem incidência de vento na superfície.
Temperatura ideal da piscina
A norma classifica quanto ao uso considerando as seguintes opções: atividades desportivas/competição, prática de natação, recreativas, mistas (recreativas e práticas esportivas), infantis, especiais como uso para terapias.
Essa classificação irá determinar uma temperatura ideal da água e, consequentemente, uma necessidade energética de aquecimento de acordo com as características da piscina. A norma também sugere faixas de temperatura.
. competição: 25 a 28 °C
. Recreação: 27 a 29 °C
. natação para bebês e hidroterapia: 30 a 34 °C
. natação infantil: 29 a 32 °C
As faixas de temperatura apresentadas são sugestões e indicações. Na prática, a temperatura será determinada pelos usuários em função do uso específico. O que é importante deixar claro é que a temperatura de uso deve ser claramente definida. Desta forma pode-se dimensionar um sistema de aquecimento adequado. Lembrando que o termo adequado quer dizer, atingir o nível de conforto determinado da forma mais eficiente e econômica possível. Tanto em termos de consumo energético quanto em termos de gastos com manutenção do sistema de aquecimento.
Fatores adicionais: Frequência, Intensidade de uso e Equipamentos
Além do clima da região, do tipo da piscina quanto a sua localização e uso, alguns outros fatores devem ser considerados. São eles:
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Frequência de uso: a piscina será usada todos os dias, somente aos finais de semana, durante uma temporada específica, etc.
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Intensidade de uso: quantas pessoas frequentam a piscina por período, em média. Essa informação é mais cabível em piscinas comerciais, como academias de ginástica e clubes. Mas é sempre relevante para o cálculo de perda térmica
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Presença de equipamentos ou elementos que causam dissipação de calor, como chafariz, cascata, toboágua e borda infinita. O cálculo de perdas causadas por estes equipamentos é feito de forma empírica e depende da relação entre a dimensão da piscina e do equipamento.
1º ciclo de aquecimento da piscina
Alguns princípios são básicos para todos os tipos de piscinas. O primeiro ciclo de aquecimento é um deles. Toda piscina tem que passar por um 1º ciclo de aquecimento quando o sistema é acionado pela 1ª vez.
O primeiro ciclo ocorre quando toda a água da piscina já recebeu o “salto térmico” programado, que é a diferença entre a temperatura natural da água no local da piscina (isso varia pouco de região para região, mas é impactado pela temperatura ambiente) e a temperatura desejada. Esse primeiro ciclo sempre é o mais longo. A água é um elemento que demora a absorver calor, mas também demora a perder. E isso não depende do tipo de sistema de aquecimento nem do tipo da piscina. Vale para todos os casos. Uma vez aquecida, a perda é muito mais significativa pela superfície através do processo de evaporação da água. Para termos uma ideia, uma piscina aberta em São Paulo Capital evapora cerca de 1 m3 de água por ano. Daí a importância do uso de capa térmica.
Uma vez ultrapassado o 1º ciclo, nesse momento o sistema de aquecimento, quando bem dimensionado e adequado para as necessidades daquela piscina específica, opera da forma para a qual foi planejado e programado. Ou seja, todos os métodos de dimensionamento de sistema de aquecimento da piscina consideram a reposição diária necessária do calor perdido em função da temperatura da piscina já aquecida e a temperatura ambiente. Não levam em conta o 1º ciclo. Por isso é sempre um susto quando o sistema de aquecimento é acionado pela 1ª vez ou acionado novamente após um longo período de desligamento.
Capa Térmica
Uma piscina aquecida equivale a uma geladeira de porta aberta. Essa afirmação é ainda mais verdadeira para piscinas abertas e descobertas, mas também vale para piscinas cobertas e fechadas. Principalmente a noite e quando o céu está limpo, assim como ocorre no deserto, o calor da água vai sendo, praticamente, “sugado” pelo ambiente.
Ainda que dê trabalho e, em alguns casos imagina-se impossível de ser feito (quando a piscina funciona até um horário em que já não há mais um profissional disponível para o manuseio da capa), o uso da capa térmica é de extrema importância para a eficiência energética da piscina. Isso vale também para piscinas não aquecidas, pois ao reter água e diminuir em mais de 40% o índice de evaporação, os produtos químicos presentes na água também são preservados e a própria água da piscina fica mais limpa com a ausência de folhas e outros elementos de vegetação.
Ou seja, é importante usar capa térmica em qualquer piscina.
O que todos os sistemas de aquecimento para piscinas têm em comum
Agora sim, vamos começar a falar sobre os sistemas de aquecimento de piscina. Primeiramente, vamos discorrer sobre aquilo que é comum a todos eles. Todo o sistema de aquecimento de água tem um princípio básico em comum. Um elemento é aquecido através de uma fonte de calor e a água da piscina vai passar por este elemento, “roubar” o calor e retornar para a piscina aquecida.
Portanto, para que isso aconteça, são necessários 2 elementos comuns a todos os sistemas, a saber:
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Sistema de Comando – sempre um termostato, com um sensor de temperatura, posicionado de acordo com o projeto de instalação (normalmente na tubulação de ralo de fundo da piscina) que irá ler a temperatura da água e decidir se o sistema de aquecimento deve ser acionado ou não.
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Bomba hidráulica – este “acionamento” do sistema de aquecimento quer dizer que uma bomba hidráulica é acionada de forma a conduzir a água da piscina até o elemento aquecido pela fonte de calor do sistema em questão. Existem 2 formas de se fazer isso. Utilizando a própria bomba do sistema de filtração (caso mais comum para as piscinas pequenas) ou com uma bomba exclusiva para o sistema de aquecimento.
Há ainda a forma de instalação dessa bomba do sistema de aquecimento, que pode ser em série ou em paralelo ao sistema de filtração.
Para os 3 tipos principais de sistema de aquecimento, a tabela abaixo apresenta a forma desses componentes.
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Tipo de Sistema |
Fonte de Calor |
Elemento Aquecido |
Tipo de Comando |
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Bomba de Calor |
Calor do ar ambiente / energia elétrica * |
Gás térmico interno que aquece a serpentina interna do equipamento |
Embutido no equipamento |
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Aquecedor a gás de passagem |
Gás combustível / GN ou GLP |
Serpentina interna do aquecedor |
Externo via quadro de comando |
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Aquecedor a gás de clima frio |
Gás combustível / GN ou GLP |
Serpentina interna do aquecedor |
Externo via quadro de comando |
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Aquecedor Solar |
Sol |
Coletores Solares |
Externo via quadro de comando |
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Aquecedor Elétrico por resistência |
Energia elétrica por efeito joule ** |
Resistência metálica do equipamento |
Via comando externo |
* Ciclo termodinâmico da Bomba de calor
** efeito joule – quando uma corrente elétrica passa por um elemento metálico de ferro que oferece resistência à passagem da corrente e dissipa muito calor no processo, como as resistências elétricas tradicionais.
Tipos de Sistema de Aquecimento de Piscina
1- Coletor Solar ou Aquecimento Solar
O sistema mais econômico e mais limpo de todos! Composto por “placas solares” (o termo placa solar não é o mais adequado, porém é o mais intuitivo para facilitar o entendimento), tecnicamente chamadas de coletor solar aberto em termoplástico.
São confeccionados em plástico com tratamento anti-uv e são, basicamente, um sistema tipo serpentina. Os coletores ficam expostos ao sol, aquecem naturalmente através de energia solar térmica e ao circular pelos tubos internos do coletor, a água “rouba” o calor e volta para a piscina aquecida.
Essa tecnologia é a mais adequada para piscinas residenciais quando há espaço de telhado adequado (livre de sombreamento), sobretudo para residências de final de semana. Para aplicações comerciais ou residências multifamiliares cuja finalidade da piscina é lazer, se tivermos as condições ideias de instalação, também é a melhor opção em termos de custo benefício.
Independentemente da finalidade da piscina, o aquecimento solar para piscinas é sempre um excelente meio de economizar. No caso de piscinas de uso comercial, é bom deixar claro para o usuário final qual a verdadeira contribuição que o sistema será capaz de prover.
Quais as questões principais?
É necessário, no mínimo, 80 a 120% da área da piscina em área de coletores solares em telhado ou área livre de sombreamento para um resultado satisfatório. É claro que o clima da região influencia, daí o intervalo de 80 a 120%. Quanto maior a área, melhor. Por que? Além de alcançar melhores resultados ao longo de todo o ano, tem a questão do 1º ciclo, lembra? Se a piscina tiver apenas aquecimento solar haverá períodos de baixa incidência de sol e a piscina irá esfriar completamente. Se a piscina esfriou durante a semana e sábado pela manhã abriu sol, apenas com aquecimento solar você não terá uma piscina em condições de uso tão cedo. Quanto maior a área de captação solar, mais rápido será esse 1º ciclo.
Porém, quanto maior a área de captação, maior a vazão necessária para um bom aproveitamento e maior também será a bomba hidráulica do sistema de aquecimento. A instalação hidráulica do sistema de aquecimento também acompanha. Logo, se a piscina não foi projetada pensando em aquecimento solar separado da filtração, dificilmente haverá um “convívio harmonioso” entre os dois sistemas. Resultado, ou filtra, ou aquece. Esta é uma situação que leva a diversas limitações e problemas de funcionamento.
Um outro ponto importante é que quando acaba o efeito anti-uv, os coletores começam a apresentar vazamentos e a troca, dependendo do tipo de telhado, não é algo simples e nem barato.
Em resumo, é uma aplicação que demanda grande espaço, livre de sombreamento, uma instalação que não prejudique a filtração da piscina e deve-se prestar atenção ao prazo de garantia dado pelo fabricante pois, normalmente, após esse prazo os vazamentos começarão a aparecer.
2- Bomba de Calor
O sistema mais flexível, muito econômico e muito limpo (pois a nossa matriz energética é limpa) cuja instalação é a menos complexa e mais adaptável quando a piscina não foi pensada para receber sistema de aquecimento.
Funciona absorvendo calor do ambiente e concentrando esse calor num processo chamado de ciclo termodinâmico que é o oposto do ciclo de uma geladeira. Absorve calor e gera um rejeito frio na forma de um fluxo de ar, podendo-se até conduzir esse rejeito frio para um ambiente refrigerado, gerando economia no sistema de ar-condicionado.
Possui baixa potência e altíssima eficiência, sendo capaz de gerar até 6 unidades térmicas de calor a partir de 1 unidade de energia elétrica consumida (nas condições ideais, que são alta temperatura ambiente e alta umidade relativa do ar).
São muito versáteis e, os modelos mais modernos, possuem sistema de comando com funções que permitem temperaturas diferentes em diferentes dias da semana e períodos de bloqueio de funcionamento, muito utilizado em função do ruído gerado e comando do sistema de filtração da piscina.
Então vamos comentar sobre os desafios. Todas as máquinas possuem ruído. Mesmo que o fabricante afirme que sua máquina é silenciosa pode ser em relação às demais, mas é um equipamento que produz ruído. Daí a função de bloqueio por horário, criada para atender as reclamações dos moradores de andares baixos quando suas janelas estão próximas das bombas de calor. O ruído é similar ao de uma condensadora de ar-condicionado, ou seja, nada de mais. O problema é quando a máquina é vendida como silenciosa. Vamos voltar a esse tema quando falarmos de dimensionamento.
Outro ponto crítico é que este tipo de equipamento, como trabalha com o calor do ambiente, a medida em que a temperatura externa cai, o mesmo acontece com o rendimento da máquina. E quando cai abaixo de 12 graus (8 graus nos equipamentos de mais qualidade) o equipamento para de funcionar. Por esse motivo, em aplicações comerciais (nem dá mais para dizer que seria apenas nas regiões de clima sub-temperado), com atividades constantes ao longo do ano, é necessário contar com sistema de back-up a gás.
E, por último, um dos grandes problemas deste tipo de equipamento é o dimensionamento praticado pelo mercado em geral, com base em critérios duvidosos, objetivando apresentar o orçamento mais baixo possível e, invariavelmente, gerando frustrações nos usuários e má reputação ao equipamento. Como dito, cada piscina é única. Para se chegar ao tamanho ideal de aquecedor, vários parâmetros devem ser analisados. Especificamente sobre a bomba de calor, deve-se analisar:
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Quantas horas por dia a máquina vai funcionar? Tenho problema de ruído nas proximidades do aquecedor?
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Quantas manutenções anuais serão necessárias?
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Quando o apoio a gás será acionado? (quando há back-up a gás)
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Onde está localizado? Qual a distância para o ponto elétrico adequado mais próximo?
Percebe-se que quanto maior a máquina, menos horas/dia irá funcionar, menor serão os gastos com manutenção, menos tempo de ruído no ouvido de quem está perto da máquina, menos acionamento do apoio a gás. Por esse motivo, é sempre muito arriscado usar planilhas predefinidas por fabricantes ao invés de um cálculo específico para a sua piscina.
Em resumo, a bomba de calor é uma excelente opção para quem quer ter a garantia de piscina aquecida com mínimo de gasto. Para aplicações comerciais, deve-se ter um sistema de apoio a gás e, deve-se ter cuidado com o subdimensionamento, normalmente disfarçado pelo termo “climatização” de piscina.
3- Sistemas de aquecimento a gás
Existem 2 tipos de sistema a gás a serem utilizados. O mais tradicional é o uso de aquecedores a gás de passagem do tipo montados em parede, similares aos aquecedores de banho tradicionais, porém configurados para temperaturas mais elevadas, realizando troca de calor de forma indireta. Conforme a figura abaixo:
O sistema é complexo em termos de instalação, mas é um pouco mais barato no valor final. Por isso é o preferido das construtoras. É um sistema com muita potência e por esse motivo tem uma amplitude de dimensionamento muito grande, ou seja, a mesma configuração atende a piscinas de 30 a 100 m2. É confiável, poluente, muito caro em termos de consumo energético, requer todos os cuidados de instalações com aquecedores a gás e a manutenção tradicional de aquecedores a gás de passagem (limpeza periódica interna completa) com um pouco mais de frequência. É o sistema ideal a ser utilizado como back-up para instalações comerciais. Para demais aplicações, não se justifica.
O outro tipo são os aquecedores a gás específicos para piscinas em locais de clima frio, como apresentados abaixo.
São aquecedores caros, potentes, manutenção caríssima, altamente poluentes e utilizados por projetistas de piscina que não sabem fazer cálculo de sistema de aquecimento. Não há justificativa para o uso deste tipo de equipamento aqui no Brasil apesar do crescente volume de vendas em função da força de marketing de seus fabricantes.
4- Melhor combinação entre os sistemas de aquecimento
Todos os sistemas apresentados acima podem ser combinados entre si. Para uma aplicação comercial (como uma academia de natação), ter os 3 tipos de sistemas permite flexibilidade, confiabilidade e economia (gasto mínimo). No entanto, a viabilidade técnica para instalação de 3 tipos de sistemas de aquecimento, de forma harmoniosa, para a mesma piscina, é mais viável quando foi previsto no projeto da piscina. Para uma piscina já pronta, é possível, mas os desafios técnicos são grandes.
Para piscinas de lazer ou práticas esportivas não comerciais, a combinação de bomba de calor com aquecimento solar é o ideal, conforme apresentado abaixo:
O conteúdo desse artigo é pautado nas experiências com diversos projetos de instalação e manutenção de piscinas. É muito importante entender que como somos responsáveis pelo projeto, instalação e manutenção das piscinas que nos são confiadas, temos envolvimento com os resultados dos sistemas de aquecimento no que diz respeito a facilidade de funcionamento e manutenção, durabilidade e, sobretudo, consumo de energia. Portanto, opiniões baseadas em resultados obtidos e responsabilidade pelos sistemas durante anos após a instalação.
Se você é proprietário de negócios ou gestor de locais que possuem piscina e convivem com os desafios do aquecimento de uma massa de água significativa, entre em contato para realizar um diagnóstico preciso.
Decio Antonio Luiz Jr
Consultor e Engenheiro eletricista, amante de piscinas, projetista especialista em energia solar térmica e fotovoltaica pelo CENSOLAR – Centro de Estudos de Energia Solar de Sevilla – ES. Fundador da SVA Energia.