Desenvolvimento de compartimentos inteligentes para utilização em espaços condicionados por ambientes muito exigentes
Enquadramento
A construção de espaços de trabalho modulares tem se consolidado como uma tendência crescente no mercado, impulsionada pela necessidade de proporcionar elevados níveis de conforto, eficiência e segurança. Esta tendência deve-se, maioritariamente, à rapidez e eficiência dos processos de instalação, que exigem intervenções mínimas na estrutura existente do edifício e resultam em menores custos de manutenção ao longo da utilização. Além disto, a modularidade permite que estes espaços sejam facilmente desmontados e remontados em novas localizações, e que seus componentes sejam separados quando não forem mais necessários, contribuindo para a circularidade dos recursos e reduzindo os impactos ambientais no fim de vida.
Apesar de não ser um conceito completamente novo, a construção de espaços de trabalho modulares enfrenta desafios técnicos que ainda não foram adequadamente abordados pelas empresas do setor. Desafios estes relacionados com a limitação dimensional, necessidade de condicionamento de espaços em ambientes com qualidade de ar reduzida e que exigem elevado desempenho em termos higrotérmicos e acústicos, integração de sistemas de filtração e descontaminação biológica, flexibilidade na adaptação a novas necessidades de gestão de espaço, bem como integração de equipamentos de tecnologias emergentes.
Principal objetivo
O projeto SELFLIVINGBOX tem como objetivo o desenvolvimento e validação de compartimentos inteligentes e modulares destinados à construção de espaços de trabalho de dimensões variáveis em ambientes muito exigentes em termos higrotérmicos, acústicos e de qualidade do ar. O sistema inovador permitirá, assim, construir espaços de trabalho de grandes dimensões no interior de edifícios existentes, bem como redimensionar e relocalizar o compartimento durante a vida útil do produto, minimizando impactes ambientais ao longo do seu ciclo de vida. Para além de sistemas inteligentes de monitoramento e gestão, prevê-se a integração de tecnologias de comunicação, controlo ativo da luminosidade e privacidade, entre outros. Ideal para responder às necessidades dos setores industriais, laboratoriais e da saúde, o projeto SELFLIVINGBOX também visa promover a sustentabilidade, aliando eficiência, conforto e inovação.
Atividades do projeto e resultados esperados
O projeto SELFLIVINGBOX tem duração total de 36 meses e prevê-se que os trabalhos decorram de acordo com a seguinte estrutura:
Atividade 1 – Estudos preliminares e desenvolvimento do conceito
Inicialmente, esta atividade tem como objetivo adquirir e sistematizar um conjunto de conhecimentos e informações essenciais, especificamente relacionados às exigências e requisitos funcionais que a nova solução deverá atender. Para o efeito, será realizada a vigilância tecnológica através da análise detalhada dos mercados-alvo e dos produtos de referência já existentes que possam competir com a nova solução. Com base nessa avaliação, será possível definir a estratégia para sua conceção.
Atividade 2 – Implementação e desenvolvimento das soluções construtivas
Esta atividade tem como objetivo elaborar os projetos de design e engenharia dos subsistemas da nova solução, atendendo aos requisitos funcionais e de sustentabilidade definidos anteriormente. Adicionalmente, serão identificados componentes que poderão vir a ser comercializados como kits opcionais, adicionando novas funcionalidades às configurações de base. Durante esta fase, serão definidos os materiais e tecnologias, bem como os componentes e subsistemas, tanto os básicos quanto os opcionais, a serem incorporados, com foco em proporcionar maior conforto, eficiência energética, sustentabilidade ambiental e competitividade no mercado internacional. Para otimizar o desempenho dos subsistemas e componentes, será essencial realizar estudos de modelação numérica dos principais fenómenos que influenciam o comportamento da solução, como o isolamento térmico, ventilação e circulação do ar, condicionamento acústico e comportamento estrutural.
Atividade 3 – Prototipagem e validação experimental
Esta atividade tem como objetivo materializar e integrar o trabalho desenvolvido nas etapas anteriores por meio da construção de protótipos laboratoriais dos subsistemas que integrarão a nova solução. Nesse sentido, será detalhado o processo produtivo, considerando as dimensões e especificações da solução, bem como as condicionantes de fabricação, os recursos humanos e materiais necessários, tempos de execução, entre outros fatores, visando otimizar os processos construtivos. O foco principal é a construção de protótipos laboratoriais e o desenvolvimento e/ou aprimoramento dos subsistemas tecnológicos que serão integrados à solução. Para validar as soluções técnicas adotadas, serão realizados testes de desempenho mecânico, acústico, termodinâmico e elétrico dos protótipos, bem como ensaios químicos, microbiológicos e de qualidade do ar.
Atividade 4 – Definição de especificações de fabrico, transporte e montagem
Esta atividade tem como objetivo otimizar o processo de fabricação, montagem e transporte dos protótipos, visando sua futura industrialização. Isso envolve estudar e ajustar os meios de fabricação, introduzir novas tecnologias de montagem, sistematizar e documentar o processo produtivo, além de elaborar dossiers técnicos dos subsistemas e componentes da nova solução. A atividade também foca na definição de parâmetros técnicos para a integração de sensores e controlo automatizado dos sistemas da nova solução, usando inteligência artificial. Além disso, será feita uma análise logística detalhada, levando em consideração o transporte, peso, volume e acondicionamento dos componentes, com vista à exportação e à definição de estratégias comerciais para diferentes mercados.
Atividade 5 – Validação experimental e avaliação do desempenho de demonstrador
Esta atividade centrar-se-á no fabrico, montagem e validação do protótipo demonstrador da solução inovadora em condições reais de funcionamento. A atividade inclui a integração dos sistemas tecnológicos, a instrumentação para monitorização do desempenho dos subsistemas e a validação de funcionalidades como conforto térmico, eficiência energética, e segurança elétrica. Além disso, serão otimizados os processos de montagem e instalação, e realizada a avaliação do ciclo de vida (ACV) da nova solução, com foco na identificação dos impactos ambientais e no aprimoramento da sustentabilidade. O protótipo servirá como um caso de estudo para promoção do sistema e preparação de conteúdos técnico-científicos.
Atividade 6 – Disseminação dos resultados
Através desta atividade pretende-se assegurar uma efetiva e eficiente disseminação dos resultados alcançados no âmbito do processo de investigação e desenvolvimento associado ao projeto, para todos os intervenientes, desde a comunidade científica como também para os mercados alvo.