Notícia

Pesquisa pioneira no Brasil propõe o uso de energia do solo para climatizar edifícios

Fonte

Jornal da USP

Data

segunda-feira, 7 junho 2021 06:20

Áreas

Construção Civil. Energia. Engenharia Civil. Geociências. Sustentabilidade.

Pela primeira vez na história, o Brasil terá um prédio que usa energia do solo para climatizar seus ambientes. O feito inédito é continuidade de uma pesquisa inovadora, realizada na Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC-USP), que avaliou o uso das fundações de edifícios como meio para a troca de energia térmica entre o prédio e o subsolo. A experiência internacional com o uso dessa tecnologia, baseada em energia geotérmica (do interior da Terra), tem relatado considerável economia no consumo de energia para climatização (aquecimento e resfriamento). Aqui no Brasil, a expectativa com a implementação desse sistema é de que as despesas com o consumo de energia elétrica por aparelhos de ar-condicionado sejam reduzidas. Batizado de CICS Living Lab, a edificação brasileira já começou a ser construída na Escola Politécnica da USP, em São Paulo.

Foi a Dra. Thaise Morais, pesquisadora do Departamento de Geotecnia da EESC-USP, que desenvolveu a primeira tese de doutorado brasileira para avaliar o desempenho dessa tecnologia nas condições de clima e solo do Brasil. A Dra. Thaise explicou que a energia geotérmica é aquela encontrada dentro da crosta terrestre, seja no solo, rochas ou mesmo na água, sendo identificada pela temperatura. Esta energia pode ser transferida para a superfície por processos de troca térmica a partir das fundações da edificação. “A temperatura da região que vai desde a camada superficial da crosta terrestre até algumas centenas de metros de profundidade é resultado das interações naturais que ocorrem entre o ambiente externo e o interior da crosta. Assim, o solo funciona como uma espécie de bateria ou reservatório de energia térmica”, descreveu a especialista.

O sistema inovador no País capta ou rejeita calor do/no solo por meio das estacas que compõem a própria fundação do edifício. Essas estacas ficam enterradas e, por estarem em contato direto com o subsolo, possuem uma grande área de contato para a troca térmica. Através de tubos instalados em seu interior e com a ajuda de um fluido, a energia térmica é levada até a superfície, onde uma bomba geotérmica faz a troca de calor entre o subsolo e os ambientes do prédio. “Nos testes, usamos água potável como fluido para a troca de calor entre a fundação e o subsolo. A bomba troca calor com a água a partir de um outro fluido refrigerante que circula em seu interior. Essa troca é feita de forma contínua e repetitiva até que a temperatura desejada para o ambiente seja alcançada”, relatou a pesquisadora.

Aspectos ambientais e de economia foram o incentivo para um engenheiro de minas austríaco criar o sistema de bomba de calor em 1855. A tecnologia é uma das realizações de engenharia mais sofisticadas do século 20. “São dispositivos simples, que realizam o transporte de calor em alto nível de eficiência. Nós realizamos testes de troca térmica entre a fundação e o subsolo em escala real no Campo Experimental de Fundações da EESC, em São Carlos. Além disso, também fizemos ensaios mecânicos e testes térmicos no solo. Os resultados foram muito positivos”, destacou a Dra. Thaise.

O sistema de aproveitamento de energia geotérmica pode ser aplicado em todos os tipos de edifícios. Antes disso, porém, é preciso conhecer as propriedades térmicas do subsolo daquela localidade e analisar as condições de clima e demanda térmica da edificação. “Já se sabe que a partir de poucos metros de profundidade a temperatura do solo praticamente não muda durante o ano, apesar de variar no ambiente externo, e é semelhante à média da temperatura atmosférica anual do local. O Brasil é um país de extensão continental que apresenta temperaturas anuais médias que variam de acordo com a região. Portanto, a eficiência desse sistema, que proporciona redução nos custos operacionais dos edifícios a longo prazo, deve variar regionalmente”, afirmou a especialista.

A demanda por fontes alternativas de energia renovável tem aumentado mundialmente e sua utilização já se tornou corriqueira nos projetos de edificações, o que amplia a busca por tecnologias que utilizem energia limpa. Já aplicada em outros países da Europa e nos Estados Unidos há pelo menos 20 anos, o sistema geotérmico é uma das aplicações de energia renovável que mais crescem no planeta. No entanto, seu uso nunca havia sido estudado para implementação em território brasileiro, que possui clima distinto dos países que já o utilizavam.

Acesse a notícia completa na página do Jornal da USP.

Fonte: Assessoria de Comunicação da EESC e Jornal da USP. Imagem: Experimentos realizados na Escola de Engenharia de São Carlos atestaram a viabilidade do sistema para utilização em solo brasileiro. Fonte: Dra. Thaise Morais, EESC/USP.