O que há de novo?
ARQUITETURA E ENGENHARIA
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Composta por 17 laboratórios, sendo 14 no edifício principal e 3 em módulos isolados, áreas de vivência, de operação e técnicas, e com área construída de cerca de 4.500 m2, a nova estação, que tem a capacidade de acomodar até 64 pessoas,representou um enorme salto na qualidade das instalações e na eficiência energética, o que possibilitará a realização de pesquisas numa plataforma ambientalmente sustentável, segura e confortável.
Suas estruturas, concebidas em aço especial, e as suas fundações foram dimensionadas para resistir a ventos de até 200km/h, sendo ainda considerados, além das baixas temperaturas e atmosfera agressiva, os efeitos de eventuais abalos sísmicos e ciclos de congelamento e descongelamento do solo antártico.
Pautado na sustentabilidade, o projeto da estação contempla características que permitirão menores consumos de combustível fóssil e de água. Para consecução destes objetivos, algumas premissas foram adotadas na fase de projeto: A estrutura da estação é elevada e envolvida por materiais isolantes que minimizam as perdas de calor para o meio ambiente; o sistema de esgotamento sanitário separa as águas cinzas das águas negras de forma que as águas cinzas possam ser reutilizadas após o tratamento; configuração de layout que permita reduzir ao mínimo consumo de energia em determinados períodos do ano; recuperação da energia térmica liberada pelos diesel-geradores; utilização de fontes de energias renováveis (eólica e solar) e utilização de sistema para a gestão técnica do prédio.
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Com exceção do bloco destinado ao abrigo das máquinas e sistemas de produção de energia, os outros dois blocos da estação têm a forma prismática oblonga e está sobre pilotis a cerca de 2,5 m acima do solo. Esta configuração, além de minimizar o acúmulo de neve no seu entorno devido ao formato aerodinâmico, reduz a perda de calor para o meio ambiente tendo em vista que todo o seu entorno está isolado termicamente. Para maximizar a eficiência, buscou-se ainda utilizar o princípio das sucessivas camadas de proteção térmica. Além da camada isolante exterior de 220mm de espessura, há um espaço vazio entre esta e os módulos internos tipo contêiner que funciona como um buffer cuja temperatura será mantida a cerca de 10ºC, e isolamento do interior dos módulos, totalizando três camadas.
SISTEMA DE ENERGIA
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A segurança, a disponibilidade e a confiabilidade no fornecimento de energia para estações antárticas são quesitos fundamentais no desenvolvimento de projetos desta natureza, visando à continuidade das pesquisas e prover a sobrevivência e o bem-estar dos militares e pesquisadores.
A nova EACF conta com três pilares energéticos fundamentais, voltados para a redução do consumo de óleo diesel e consequente redução de emissões locais de gases de efeito estufa:
1- Geração híbrida e redundante de energia;
2- Gerenciamento instantâneo da energia, constituindo um “smart grid”; e
3- Eficiência energética.
O sistema de energia da nova EACF é classificado como híbrido, constituído por três modais energéticos principais: solar, eólico e o diesel. Os modais energéticos solar e eólico são complementares ao diesel.
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O sistema de energias renováveis minimiza os esforços logísticos para recebimento de óleo diesel e os riscos ambientais correlatos, além de reduzir a emissão local de gases de efeito estufa. O sistema é constituído por 30 módulos fotovoltaicos e por 8 aerogeradores, priorizando a instalação de turbinas eólicas que já foram previamente comissionadas na Antártica, para garantir a durabilidade e a performance do sistema.
No campo das redes inteligentes e da eficiência energética, a nova EACF possui um Sistema de Gestão Técnica Centralizada (SGTC) que gerenciará tanto a oferta quanto a demanda de energia da edificação, constituindo o smart grid da Estação. A eficiência energética foi basilar na escolha do sistema de calefação principal da estação e dos sistemas elétricos de baixo consumo, como sistemas de iluminação a LED e motores de alto rendimento. A calefação principal da nova EACF é gerada por um sistema de cogeração (Combined Heat and Power- CHP) que recupera parte do calor dissipado para o ambiente, principalmente por meio do sistema de arrefecimento do motor e do calor proveniente dos gases de exaustão.
Pelo lado da oferta de energia, o SGTC proverá a integração dos grupos motores-geradores (GMG) a diesel ao sistema de energias renováveis por meio do painel gestor de energias renováveis (EMS). De acordo com o perfil de cargas elétricas demandadas pela EACF, o EMS priorizará o uso dos GMG em conjunto com o sistema de geração por fontes renováveis e acumuladores de baterias (Power Conversion System – PCS), com o intuito de otimizar o consumo de óleo diesel e o próprio uso dos motores a diesel.
Quanto à demanda de energia, o SGTC monitora instantaneamente o consumo de energia da estação, tem a possibilidade de comandar remotamente as cargas e painéis elétricos conforme a necessidades específicas da EACF e cumprirá rotinas pré-estabelecidas de funcionamento, por meio do building management system (BMS).
SISTEMA HIDROSSANITÁRIO
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Embora exista água em grandes quantidades na Antártica, esta quase sempre está na forma de gelo ou neve, ou seja, requer o emprego de energia para sua transformação adequada para o uso. Além disso, depois de consumida ou utilizada, se transforma em águas residuárias, que devem ser adequadamente tratadas e, eventualmente, retiradas do Continente.
As técnicas adotadas para a gestão de água e esgoto da nova EACF foram estabelecidas a partir de estudos e experimentos anteriores realizados na Estação, sendo proposto o tratamento dos efluentes finais por meio da técnica com radiação UV (Ultra-Violeta) e do reaproveitamento de águas servidas (cinzas).
A capacidade de obtenção de água para consumo e posterior tratamento/reuso das águas servidas foi um dos principais limitadores para a definição da capacidade de suporte da Península Keller, onde se encontra a Estação Antártica Comandante Ferraz. Lá, existem dois lagos de degelo que fornecem água na forma líquida, capazes de atender a uma população máxima de 64 pessoas no verão e 35 no inverno. O número de pessoas que a EACF pode abrigar foi definido a partir desses parâmetros.