O que há de novo?


ARQUITETURA E ENGENHARIA

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.

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

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.

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

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.