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04 ago-14

Exaustão de Cozinhas Comerciais: Segurança, Eficiência, Conforto e Qualidade do Ar


Exaustão de Cozinhas Comerciais

Os sistemas de exaustão mecânica de cozinhas comerciais objetivam a eliminação e tratamento dos gases decorrentes do cozimento de alimentos. Quando executados conforme as normas e legislações pertinentes, o projeto e a instalação destes sistemas mantém o conforto térmico pela remoção de parte do calor gerado na cocção, melhoram a qualidade do ar e a higiene no ambiente de preparo de alimentos, resguardam o meio ambiente e até propiciam a prevenção de danos a terceiros em caso de incêndio nas instalações de cozimento1,2. Há soluções mais elaboradas do que a simples adequação às normas e legislações exigíveis, o que permite a obtenção de sistemas mais eficientes, possivelmente com menor consumo energético para o cliente final.

A complexidade do sistema de exaustão é função do tipo de equipamento de cocção e de edificação econômica única ou múltipla. O tipo de equipamento pode variar desde sistemas leves, com geração apenas de vapor (banho-maria, por exemplo), até sistemas moderados e severos com efluentes gordurosos. Em adição, existem soluções destinadas para sistemas com combustível sólido, como churrasqueiras à carvãoa.

Na cidade do Rio de Janeiro, a exaustão mecânica de cozinhas é obrigatória, conforme Decreto Municipal nº 22.281 de 19 de novembro de 2002. É exigida a participação de um engenheiro mecânico como Responsável Técnico (RT), tanto no projeto e como na fase de instalação. Ambos devem ser aprovados pela Gerência de Engenharia Mecânica (GEM), da Rioluz, órgão da Prefeitura do Rio de Janeiro.

Coifas

A coifa é o captor de efluentes gerados no preparo de alimentos. Ela deve ser o mais envolvente possível e próxima às fontes de emissão. O tipo de coifa depende da posição e do tipo de equipamento que emite o efluente. Os seguintes tipos de coifas são especificados pela ABNT NBR 14518/2000b:
Coifa do tipo Ilha (figura 1):

figura-1

é uma coifa central em relação à posição dos equipamentos exauridos. Este tipo de coifa apresenta maior dificuldade na captura dos contaminantes gerados na cozinha, uma vez que os gases se expandem para todas as direções. Neste caso, é necessária uma maior vazão em relação a outros tipos de coifa (por exemplo, uma coifa montada na parede)1,2,6,8, o que diminui a eficiência do sistema. Em adição, para este tipo de exaustor, as normas e legislações exigem projeções horizontais mínimas para além da dimensão do equipamento de cozinhar, de modo a aumentar a sua capacidade de exaustão.

• Coifa com lados fechados (figura 2):

figura-2

Trata-se de uma coifa com um, dois ou até três lados integralmente fechadosc.

Assim como no caso do conceito de coifa ilha, a projeção horizontal da coifa aumenta significativamente a sua capacidade de remoção dos gases. Estudos10 comprovam que coifas com projeções maiores obtém maior eficiência energética na eliminação dos gases, pois requerem menores vazões. Contudo, há sempre a necessidade de uma análise especifica para cada cozinha, pois o arranjo dos itens do ambiente pode influenciar o escoamento.

Uma coifa com dois ou três lados fechados, na maioria dos casos, implicará em dificuldades de operação para os cozinheiros e sua escolha deve ser discutida com as partes afetadas desde o início do projeto.

Coifa com aspiração frontal – backshelf: Nesta configuração, um dos lados é integralmente fechado e os outros dois lados podem ser total ou parcialmente fechados, sendo que a projeção frontal é recuada com relação ao equipamento. Neste conceito, a coifa está mais próxima do equipamento de cocção.

Esta é a solução que consome menos energia, alcançando uma redução da vazão de exaustão em até 66%, quando comparado com coifas com lados fechados2.
• Coifa para forno – eyebrow: Neste caso, a coifa fica posicionada acima das portas de acesso do equipamento, o mais próximo possível, sem, contudo, interferir na operação do forno.

• Coifa para Churrasqueira com combustível sólido: Obrigatoriamente com três lados fechados.

• Coifa para Churrasqueira à gás ou elétrica: Semelhante às coifas para churrasqueira com combustível sólido mas com as extremidades abertas projetadas horizontalmente.

 

Qualidade do ar

Para garantir a qualidade do ar e o funcionamento da coifa, devem ser observadas taxas mínimas de renovação de ar. Em cozinhas especiais, maior atenção deve ser dada à propagação de odores para os ambientes adjacentes. Neste caso, o ambiente deve ser mantido com pressão negativa, a um nível baixo, para evitar a propagação do ar com baixa qualidade1,4,6. Em adição, além da sob pressão da cozinha, é recomendável a previsão no projeto de arquitetura de antecâmaras11.

Existem três formas de renovação de ar previstas pela ASHRAE2:

1. Introdução de ar externo previamente climatizado (projetos com previsão de conforto térmico para os ocupantes);

2. Introdução de ar externo por sistema dedicado ao funcionamento da exaustão da cozinha, com insuflamento próximo à coifa; e

3.Ar transferido de ambientes adjacentes, desde que esteja previsto no projeto vazão suficiente de ar externo para a qualidade do ar nos dois ambientes (cozinha e adjacente).

A escolha da forma de renovação de ar mais adequada para cada cozinha deve levar em consideração as partes interessadas e impactos no projeto de arquitetura.

 

Distribuição do ar

Independente do método escolhido de renovação de ar e da coifa selecionada, a distribuição do ar na entrada da coifa deve ocorrer uniformemente por todas as direções e em velocidades apropriadas. Ou seja, não pode haver correntes de ar próximo à coifa. A corrente de ar indesejável espalhará os efluentes gasosos gerados na cocção resultando em uma exaustão ineficiente.
A distribuição do ar é impactada diretamente pelos projetos de arquitetura, exaustão e ar condicionado. Assim, estes devem ser elaborados concomitantemente para evitar problemas durante a operação do sistema.

 

Filtros extratores de gordura

Os filtros são itens obrigatórios nas coifas que atendem aos equipamentos de cocção que emitam vapores de gordura. Eles devem ser metálicos, removíveis e laváveis. O mínimo especificado para a extração de gordura é o filtro inercial (figura 3).

figura-3

O princípio de funcionamento deste filtro é uma sequência de mudança de direções conjugada com variações de velocidade, o efeito antipoluente obtido é restrito à remoção das gorduras mais facilmente condensáveis. A remoção de substâncias residuais de gorduras, névoas de óleo, fumaças, gases e odores requer um tratamento especial feito por equipamentos despoluidores e extratores de gordura específicos para esta finalidade.

Nos casos especiais de tratamento de efluentes, para eliminação de vapores de gordura, odores e compostos orgânicos voláteis (COV, também chamado VOC – Volatile Organic Compound) devem ser usados após o filtro inercial equipamentos ou acessórios para esta finalidade. Entre as tecnologias existentes que podem ser usadas destacam-se: filtros eletrostáticos, filtros UV, lavador de gases, filtros HEPA, filtro de carvão ativado, incineração e conversão catalítica. Estas soluções são recomendadas apenas para problemas críticos e devem ser precedidas de um projeto especifico.
Sistemas de elevada eficiência
Para sistemas de exaustão focados em redução do consumo de energia, as diretrizes da ASHRAE 90.1-20133 devem ser respeitadas. Em resumo, a Norma 90.1 especifica valores máximos de vazão para ar de renovação em função da vazão de ar exaurido pela coifa, sendo mais restritiva para sistemas com vazões superiores a 8.500 m3/h.

 

Conclusão

As dimensões dos dutos fabricados, a especificação, o projeto, a instalação dos exaustores e os acessórios (filtros, terminal de descarga, portas de inspeção e damper corta-fogo, por exemplo) devem seguir rigorosamente as normas e legislações vigentes.

Com base nos estudos citados, seguem algumas recomendações de melhores práticas para o leiaute e projeto de cozinhas com foco em maior desempenho do sistema de exaustão:

• Em cozinhas com os equipamentos de cocção alinhados, posicionar os sistemas leves nos finais da linha;
• Posicionar os equipamentos, sempre que possível, o mais próximo das paredes;
• Durante a instalação da coifa, garantir a selagem entre a coifa e a(s) parede(s) próxima(s) à coifa;
• Usar painéis laterais nas coifas sempre que possível.
• Desenvolver concomitantemente os projetos de arquitetura e exaustão.



Referências


1. Decreto Municipal nº 22.281 de 19 de novembro de2002 – Institui o Regulamento para a Instalação e Conservação de Sistemas de Ar Condicionado e Ventilação Mecânica no Município do Rio de Janeiro

2. 2011 ASHRAE Handbook – HVAC Applications; Chapter 33 – Kitchen Ventilation

3. ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2013 – Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings

4. ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2013 – Ventilation for acceptable Indoor Air Quality

5. ABNT NBR 16401-3/2008 Instalações de ar-condicionado – Sistemas centrais e unitários – qualidade do ar interior

6. ABNT NBR 14518/2000 – Sistemas de Ventilação para cozinhas Profissionais.

7. ABNT NBR 15848/2010 – Sistemas de ar condicionado e ventilação – Procedimentos e requisitos relativos às atividades de construção, reformas, operação e manutenção das instalações que afetam a qualidade do ar interior (QAI)

8. ASHRAE Research Project 1480 – Island Hood Energy Consumption and Energy Consumption Strategies (2010)

9. ASHRAE Research Project 1362- Revised Heat Gain and Capture and Containment Exhaust Rates from Typical Commercial Cooking Appliances (2008)

10. ASHRAE Research Project 1202-TRP – Effect of Appliance Diversity and Position on Commercial Kitchen Hood Performance (2006)

 11. NFPA. 2008. Ventilation control and fire protection of commercial cooking operations. Standard 96-08.National Fire Protection Association,Quincy, MA



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