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Aquecedor solar com recicláveis
Vivien de Lima Nunez Ullon 1
RESUMO
O aquecedor solar com recicláveis constitui o que já é uma necessidade dupla, economia de energia e reciclagem de lixo, fato que se vive dia-a-dia este século. Produzido a partir do que antes se destinava unicamente aos lixões, as garrafas PET e as embalagens longa vida ganharam um novo destino mais honroso e se transformam em aquecedores de baixo custo e de fácil montagem, que poderão ser usados por toda a sociedade, sem discriminação. Isto significa que todos podem fazer bem ao meio ambiente e ao mesmo tempo ter água quente em suas residências ou centros comerciais. Dessa forma, poderia torna-se uma realidade para milhares de família que ainda hoje não tem acesso a água quente em suas residências ou que vivem em lugares remotos, onde não se tem energia elétrica.
PALAVRAS-CHAVES Aquecedor solar, energia solar, energia elétrica, reciclagem.
1. Introdução Para a sociedade globalizada do século XXI, baseada no consumo de combustíveis fósseis e não renováveis, um dos desafios do século será o abastecimento de energia mundial. Os habitantes deste planeta agora vive o desafio de continuar o seu desenvolvimento e atender as necessidades do homem moderno sem degradar o meio ambiente. A partir do desenvolvimento do motor de combustão interna e de diversas turbinas que aumentaram a capacidade de produção do homem e seu consumo de combustível, as reservas de combustíveis fósseis tornaram-se uma importante fonte de energia que movimenta o mundo a partir da Revolução Industrial, fazendo com que a interrupção no consumo seja praticamente impossível ao mesmo tempo que tal fontes são limitadas. Hoje mais de 98% da energia consumida procede de combustíveis fósseis – carvão, petróleo e gás natural –, cujo ritmo atual de exploração é insustentável. Até pouco tempo descartava-se a possibilidade de que se esgotasse a energia. No entanto, atualmente sabe-se que os dias para esses combustíveis estão contados, caso não se tomem providencias para pelo menos desacelerar esse processo. Essas providencias poderiam ser o uso de energia renováveis, como a energia proveniente do Sol.
(^1) Acadêmica de Engenharia Elétrica, UNIOESTE – Foz ([email protected])
O Sol, além da razão da existência de vida, é a origem de todas as energias que o ser humano vem utilizando durante sua história. Além de brilhar a mais de 5 milhões de anos, calcula-se que só este ano lançará sobre a Terra 400 mais energia do que será consumida pelos habitantes desse planeta, realidade que poderia ser aproveitada o máximo possível, através de mecanismos limpos e saudáveis. Dessa maneira, o aproveitamento da energia solar apresenta-se como alternativa interessante quando se trata sobre a racionalização do uso dos recursos energéticos, complementando o uso enérgico geral.
2. Energia solar 2.1. Definição É a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa proveniente do Sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem. Dias (2005, p. 28): “O aquecimento de água por energia solar pode ser destinado ao uso domiciliar, industrial ou ainda para a geração de energia, com emprego de coletores solares.
2.2. Tipos de energia solar Os métodos de captura da energia solar classificam-se em diretos ou indiretos: a) Direto – é aquela que possui apenas uma transformação para fazer da energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. Exemplo: célula fotovoltaica.
b) Indireto – é aquela que precisará de mais uma transformação para que surja energia utilizável. Exemplo: Sistemas que controlam automaticamente cortinas, de acordo com a disponibilidade de luz do Sol.
2.3. Formas de utilizar a energia solar
- Energia solar térmica ativa – é aquela em que a transformação dos raios solares se dá noutras formas de energia – térmica ou elétrica. Este sistema apela para o auxílio de dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a efetividade da coleta. É usada para aquecimento de piscinas e do ambiente, estufa, cozinhas solares, entre outros.
- Energia solar térmica passiva – é aquela em que o aproveitamento da energia é feito para aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas. São geralmente diretos, apesar de envolverem, as vezes, fluxo de convecção. É aplicada para soluções
- Coletor solar – destina-se à produção de água quente a temperaturas inferiores a 60°C, circulando o fluido térmico através de tubos coletores;
- Painel fotovoltaico – produz a energia fotovoltaica de diversas maneiras, com grandes variações de eficiência e custos;
- Outras tecnologias térmicas ativas – forno ou cozinhas solares, dessalinizadores, destoxificadores, entre outros;
- Outras tecnologias térmicas passivas – orientação do imóvel, isolamento térmico dos edifícios, paredes trombe, entre outros.
2.5. O uso da energia solar O uso comercial da energia solar ainda é extremamente inferior ao aproveitamento dos outros recursos energéticos convencionais. O principal uso comercial da energia solar, até mesmo em paises altamente industrializados, consiste no aproveitamento dos efeitos térmicos da luz solar, com o objetivo de produzir o aquecimento de água, o aquecimento de residências, a secagem de produtos agrícolas, etc.
2.6. Conversão da energia solar em outras formas de energia A energia solar pode ser convertida, direta ou indiretamente, em diversas formas de energia. A conversão direta da energia solar em outras formas de energia abrange os seguintes processos: produção de pressão, produção de calor, produção de eletricidade, efeitos químicos (fotoquímica), produção de reações biológicas, etc. Já a conversão indireta da energia solar em outras formas de energia abrange diversas possibilidades. A maior parte das fontes energéticas renováveis , como a hidráulica, eólica e a radiação solar derivam da ação direta ou indireta da energia solar. Entre as diversas possibilidades para o aproveitamento indireto da energia solar, podemos ressaltar as seguintes: a geração da energia hidroelétrica, o aproveitamento dos recursos da biomassa, a produção e uso do H2, a produção de álcool e a produção de energia elétrica.
2.7. Evolução do uso da energia solar A idéia de utilizar a energia solar remonta aos tempos antigos. Alguns historiadores acreditam que Arquimedes incendiou navios romanos concentrando sobre eles raios solares refletidos por espelhos. Em 1774, Lavoisier, famoso químico francês, construiu um forno solar
com uma lente de aproximadamente 1,5m de diâmetro e conseguiu obter a temperatura de 1700°C. Durante as décadas de 1870 e 1880, John Ericson, engenheiro sueco-americano, propôs um sistema para transformar a energia solar em mecânica.
A pesquisa moderna sobre o uso da energia solar teve início durante a década de 1930. É dessa época a invenção de uma caldeira movida a energia solar, criação do físico norte-americano Charles G. Aboot, e o início dos programas solares Godfrey Cabot, na Universidade de Harvard e no Instituto de Tecnologia de Massachusets, ambos nos Estados Unidos. Em 1954, os Laboratórios Bell Telephone criaram a bateria solar. Nesse mesmo ano, cientistas especializados em energia solar construíram, ainda nos EUA, a Associação para Aplicação da Energia Solar, com o objetivo de pesquisar meios de aproveitar a energia do Sol. No Brasil, embora a geração de energia solar ainda seja pequena, estima-se que a produção gere anualmente cerca de 20 milhões de megawatts-hora de eletricidade, o suficiente para abastecer 15 mil residências de dois cômodos. Ainda é pouco, visto que o nosso país é um dos mais ricos no mundo em incidência de raios solares. Alguns municípios do Nordeste, como Petrolina (PE), Floriano (PI) e Bom Jesus da Lapa (BA), por exemplo, recebem intensidade de luz solar comparável à registrada em Dongola, no Sudão, o ponto do planeta onde o Sol incide com maior potência. Segundo alguns pesquisadores, falta ainda uma política para tornar esse potencial acessível à população. Ampliar a utilização da energia solar é um dos objetivos do Programa de Desenvolvimento Energético de Estados e Municípios, dirigido pelo governo federal, e que já instalou mais de 2 mil sistemas de captação em comunidades espalhadas pelo país. O projeto prioriza setores como eletrificação de escolas, iluminação pública, postos de saúde e sistemas de bombeamento de água. Antes, muitos deles eram abastecidos com geradores a óleo diesel. Nos paises subdesenvolvidos, como o Brasil, e outras nações do Terceiro Mundo, é importante aproveitar ao máximo esta fonte inesgotável e gratuita. Normalmente estes paises apresentam elevadas extensões territoriais e estão situados em zonas tropicais. Desta maneira, acreditamos que o aproveitamento direto e indireto da energia solar possa contribuir, principalmente, para o desenvolvimento futuro de países do Terceiro Mundo. (AMALFI, 2005, p. 46). Enquanto em 1984 era preciso gastar 10 dólares para gerar um watt de potência elétrica a partir de energia solar, hoje se gastam cerca de três dólares. A energia solar está se tornando cada vez mais competitiva em relação às hidrelétricas e a tendência é que esse custo de produção diminua ainda mais. Por estes motivos, cientistas da Universidade Federal de Pernambuco continuam trabalhando duro nos testes de um painel solar inédito no mundo, capaz de gerar o
4. Aquecedor solar com recicláveis 4.1. Constituição e funcionamento O aquecedor solar com recicláveis tem um sistema semelhante ao aquecedor convencional. É formado por colunas compostas de tubos PVC e revestidas por garrafas PET e caixas de leite longa vida, ambos pós-consumo, e seu funcionamento também se baseia no termo-sifão, pois este método é o que melhor se adapta a aparelhos simples. À medida que a água esquenta sobe pelas colunas do aquecedor/coletor, seguindo a tubulação, e regressa à parte superior do reservatório, enquanto que a água fria por ser mais pesada flui para a parte inferior do coletor mantendo o aquecedor sempre cheio de água e fechando o ciclo de aquecimento. Assim, cada vez que a água deixa a caixa de água e percorre o aquecedor, ela aquece 10°C, o que permite que uma exposição das 10:00 às 16:00 horas atinja uma temperatura de 52°C no verão e 38°C no inverno.
4.2. Diferenças e vantagens em relação ao aquecedor solar convencional A única diferença dos aquecedores convencionais representa-se pelos materiais utilizados na fabricação. Mas também apresenta outras vantagens, que vai além do baixo custo de sua construção e de sua facilidade de montagem. Um aquecedor convencional custa em torno de 2.000 a 2.500 reais, pois inclui materiais mais sofisticados e eficientes e mão de obra especializada para sua instalação; já o aquecedor com recicláveis necessita apenas de R$ 300, 00 para ser montado, posto que os materiais básicos são garrafas PET de 2 litros, caixas de leite longa vida, obtidas após o consumo de refrigerantes e leite, e tubos de PVC, únicos materiais realmente a serem comprados. A reciclagem representa outra vantagem encima do outro aquecedor, pois é feita sem o envolvimento de qualquer processo industrial, reduzindo a quantidade de lixo a ser depositada nos lixões e gerando emprego e renda para os catadores; conseqüentemente, adiciona valor de mercado às matérias-primas que seriam descartados e são utilizados para a montagem desse aquecedor. A montagem dele também se mostra simples, porque a partir do manual qualquer pessoa pode fazer seu próprio aquecedor solar e instalá-lo em sua residência ou estabelecimento comercial, o que pode ser feito num final de semana; nesse processo inclui cortar as garrafas PET, dobra e pintura das caixa de leite longa vida, corte e pintura dos canos e adaptação da caixa de água para receber a água aquecida pelo sistema.
5. Conclusão
Portanto, o aquecedor solar com recicláveis constitui uma maneira barata e viável para a economia de energia elétrica, que traz consigo a conscientização de que devemos preservar o ambiente em que vivemos, e tem a possibilidade de beneficiar a sociedade.
6. Referências ALANO, José Alcino. Manual Sobre a Construção e Instalação do Aquecedor Solar Composto de Embalagens Descartáveis. Disponível em: Acesso em: 24 jun. 2007. AMALFI, Silvio Luiz. Energia Solar , 2005. Dissertação (monografia) – Universidade Federal de Lavras – UFL, Lavras, 2005. Disponível em: http://www.solenerg.com.br/figuras/monografia_silvio.pdf Acesso em 17 jun. 2007. BEZERRA, Arnaldo Moura. Você sabe como funciona um aquecedor solar de água? Disponível em: Acesso em: 17 jun. 2007. CRESESB – Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito. Energia Solar : princípios e aplicações. Disponível em: http://www.cresesb.cepel.br/tutorial/tutorial_solar.pdf Acesso em: 30 jun. 2007. DIAS, Lucilene Silva. Estudo Prospectivo e Econômico da Substituição do Chuveiro Elétrico pelo Aquecedor Solar na Cidade de Uberlândia – MG , 2005. Dissertação (Mestrado em Ciências) – Universidade Federal de Uberlândia – UFU, Uberlândia, 2005. Disponível em: http://www.dominiopublico.gov.br/download/texto/ cp009067.pdf Acesso em: 29 jun. 2007. FERNANDES, Carlos Arthur de Oliveira; Guaronghi, Vinícius Mendes. Energia Solar. Disponível em: http:// www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/esolar/esolar.html Acesso em 29 jun. 2007. Fontes Alternativas e/ou Renováveis de Energia. Disponível em: http://www.guiafloripa.com.br/energia/energia/ fontes_alternativas.php Acesso em: 30 jun. 2007. KISOL. Como funciona o aquecedor solar? Disponível em: Acesso em: 15 jun. 2007. QUE ENERGIA é essa? Disponível em: http://www.pick-upau.org.br/mundo/solar_energia/energia_solar.htm Acesso em: 1 jul. 2007. RODRIGUES, Sérgio Gasques. Energia Solar. Acesso em: http://www.fisicabrasil.hpg.ig.com.br/energia_solar.html Acesso em: 1 jul. 2007. SEMA – Secretaria do Meio Ambiente e Recursos Hídricos. Aquecedor solar produzindo com materiais recicláveis. Disponível em: Acesso em: 15 jun. 2007. SOLAR Térmico. Disponível em: http://www.energiasrenovaveis.com/flash/anima_como_funciona/ solartermico10.swf Acesso em: 30 jun. 2007. Utilização de Coletores Solares para Aquecimento de Água no Sector Doméstico. Disponível em: http:// www.energiasrenovaveis.com/docs/domestico.pdf Acesso em: 1 jul. 2007. VAMOS construir um aquecedor solar de água? Disponível em: http://mourabezerra.sites.uol.com.br/ vamoscalcular.htm Acesso em: 1 jul. 2007. 7. Agradecimento Agradeço à professora Leonilda Correia dos Santos que revisou e corrigiu possíveis erros do artigo antes de ser entregue para ser publicado, ao João Repossi Filho que foi minha fonte de inspiração para a escolha do tema e à minha mãe, que me apoiou nos decorrer do projeto e do artigo.
