O projeto inédito no país é resultado de pesquisa pioneira realizada na Escola de Engenharia de São Carlos.
Nomeada de CICS Living Lab, a nova edificação que está sendo construída no campus da USP em São Paulo, utilizando a tecnologia de climatização com a energia do solo, será usada pela Escola Politécnica como laboratório vivo para testar novas tecnologias sustentáveis e materiais inéditos. Em experiências internacionais, o emprego da energia geotérmica tem sido relatado como econômico, no caso do consumo de energia para climatização levando em conta tanto aquecimento como resfriamento.
O desempenho dessa tecnologia inovadora nas condições de clima e solo foi avaliado na tese de doutorado da pesquisadora Thaise Morais da EESC-USP em São Carlos. Ela explica que a energia geotérmica é aquela encontrada dentro da crosta terrestre, no solo, nas rochas ou mesmo na água, sendo identificada pela temperatura. Essa energia pode ser transferida para a superfície por processos de troca térmica a partir das fundações da edificação. Em outras palavras, o solo funciona como um reservatório de energia térmica. Ainda segundo Morais, “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 sistema do edifício pode captar ou rejeitar calor do solo por meio de estacas que compõem a sua própria fundação. Por estarem enterradas e em contato direto com subsolo, essas estacas possuem uma grande área de contato para troca térmica e assim podem conduzir energia térmica até a superfície. Isso ocorre por meio de tubos instalados no seu interior e também com ajuda de um fluido. Na superfície, uma bomba geotérmica realiza a troca de calor entre o subsolo e os ambientes do prédio. Nos testes realizados pela pesquisadora foi utilizada a água potável como fluido para troca de calor entre a fundação do subsolo. Além disso, a bomba troca calor com água por meio de um outro fluido refrigerante que circula em seu interior. Dessa forma, a troca de calor é feita de forma contínua até que a temperatura desejada para o ambiente seja alcançada.
O primeiro sistema de bomba de calor foi desenvolvido em 1855 pelo engenheiro de minas austríaco Peter von Rittinger. “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“, relatou Morais.
A expectativa com a implementação desse sistema é que as despesas com consumo de energia elétrica por aparelhos de ar-condicionado sejam reduzidas. O sistema de aproveitamento de energia geotérmica pode ser aplicado em todos os tipos de edifícios. É necessário, porém, conhecer as propriedades térmicas do subsolo da localidade e também analisar as condições de clima e a demanda térmica da edificação.
Essa pesquisa rendeu à Morais o prêmio Costa Nunes da Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica como melhor tese de doutorado do biênio 2018-2019. O prédio em construção em São Paulo, é financiado pelo Centro de Inovação em Construção Sustentável (CICS-USP), que é um ecossistema com representantes de empresas e da academia dedicado a acelerar a inovação, a sustentabilidade e a produtividade na construção civil. Atualmente as obras do edifício estão paralisadas por conta da pandemia, mas devem ser retomadas assim que possível.
News: Jéssica Soares
Fontes e mais informações sobre o tema:
Matéria no site Agência FAPESP, intitulada “Primeiro edifício brasileiro climatizado com energia do solo está em construção”, publicada em 02/07/2021.
https://agencia.fapesp.br/primeiro-edificio-brasileiro-climatizado-com-energia-do-solo-esta-em-construcao/36252/
Matéria no site Jornal da USP, intitulada “Pesquisa pioneira no Brasil propõe o uso de energia do solo para climatizar edifícios”, publicada em 06/06/2021.
https://jornal.usp.br/ciencias/pesquisa-pioneira-no-brasil-propoe-o-uso-de-energia-do-solo-para-climatizar-edificios/
(Editoração: André Pessoni)