Notícia

Águas residuais: uma fonte renovável de energia para climatizar edifícios

Fonte

UPM | Universidade Politécnica de Madri

Data

segunda-feira, 8 abril 2024 11:35

Áreas

Cidades. Construção Civil. Energia. Engenharia Ambiental. Engenharia Civil. Engenharia de Energia. Inovação. Saneamento. Sociedade. Sustentabilidade. Tecnologias.

E se as águas residuais e pluviais que fluem pelos esgotos da cidade pudessem ser utilizadas como fonte de energia para climatizar edifícios? É o que propôs uma equipe de pesquisadores da Escola Técnica Superior de Construção (ETSEM) da Universidade Politécnica de Madri (UPM), na Espanha, que analisou o impacto que este recurso, até agora inexplorado, poderia ter no fornecimento de energia aos edifícios.

Para isso, os pesquisadores da UPM tomaram como modelo um edifício de escritórios com um modelo de baixo consumo energético localizado em Madri e avaliaram se a contribuição energética das águas residuais pode ou não ser suficiente para a climatização. Os pesquisadores da UPM analisaram o potencial das águas residuais como fonte de energia térmica para climatizar edifícios e demonstraram que esta solução seria mais eficiente do que os sistemas geotérmicos para instalações de aquecimento e resfriamento.

“O principal objetivo desta investigação é estimar o potencial das águas residuais para cobrir a procura térmica anual de aquecimento e resfriamento. O objetivo secundário é determinar o impacto que as águas subterrâneas e pluviais têm na eficiência térmica de um trocador de calor de águas residuais para garantir o conforto térmico no interior do edifício”, explicou a Dra. Inmaculada Martínez, pesquisadora da ETSEM e uma das autoras do estudo.

Para isso, foram levados em consideração diversos fatores que poderiam influenciar os resultados, como em que período do ano seria mais eficaz o uso desse tipo de energia, o impacto das águas pluviais na vazão e na temperatura da rede de esgoto e, consequentemente, como a eficiência das bombas de calor é afetada dependendo da temperatura do lado da fonte, da demanda do edifício e da localização do trocador de calor dentro do sistema de esgoto.

Uma opção mais eficaz que os sistemas geotérmicos

Os resultados obtidos pelos pesquisadores da UPM demonstraram que as águas residuais que fluem a mais de 5 l/s podem fornecer energia térmica suficiente para satisfazer as necessidades energéticas de um edifício de escritórios com uma demanda de 45 kW (60 W/m²). A eficiência, indicaram os pesquisadores, é maior no caso de aquecimento do que no caso de resfriamento, embora os dados sejam bons em ambos os casos.

“A contribuição energética das águas residuais de esgoto é mais favorável em cenários de aquecimento do que em cenários de resfriamento, melhorando o desempenho do sistema em mais de 22% em comparação com o sistema geotérmico. Por sua vez, a água da chuva melhora o desempenho de refrigeração em mais de 14% em comparação com os sistemas geotérmicos”, explicaram os autores.

A pesquisa mostrou que a vazão é o parâmetro que mais diretamente afeta o cálculo da potência máxima disponível na rede de esgoto, atendendo à hipótese de que o salto térmico é constante (2 °C).

“A rede de esgoto urbano garante vazões suficientes e renovação contínua de água ao longo do ano; portanto, o rendimento de um trocador de calor instalado na rede de esgoto, devidamente dimensionado, seria maior que o de outros sistemas geotérmicos, além de garantir a cobertura da demanda energética do edifício com desempenho máximo.

Por sua vez, o desempenho do sistema é determinado pelas características dos trocadores de calor e pela temperatura da fonte. “As águas residuais da rede de esgotos mantêm uma faixa de temperatura constante e favorável, de 15 °C a 25 °C, ao longo do ano, devido à contribuição contínua de calor da água quente sanitária e à têmpera geotérmica da infraestrutura subterrânea de saneamento, que torna [as águas residuais da rede de esgoto] uma boa fonte alternativa de energia”, concluíram.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Politécnica de Madri (em espanhol).

Fonte: Universidade Politécnica de Madri. Imagem: Divulgação, Universidade Politécnica de Madri.