AQUECIMENTO SOLAR DE PISCINAS

Trabalho apresentado pela aluna Giselly Rodrigues


Uma piscina não aquecida ficará, geralmente, com cerca da temperatura média externa, que varia de acordo com o clima da região em questão. Para um usuário típico, a temperatura confortável da água é de 25,6°C à 27,8°C na primavera e no outono, e de 24,5°C à 25,6°C no inverno..



O COLETOR SOLARO coletor solar é componente mais importante do sistema de aquecimento solar pois é o responsável pela conversão da energia solar em energia térmica.


O coletor solar pode ser dividido em duas partes:

O ABSORVEDOR
É à parte do coletor solar responsável pela recepção, conversão e transferência da energia solar para o fluido de trabalho. É geralmente construído de tubos e chapas de material condutor (coletor solar plano). Isto é feito para otimizar as trocas térmicas entre o absorvedor e o fluido de trabalho.


O material mais usualmente empregado na construção dos absorvedores é o cobre, utilizado pela sua excelente condutividade térmica, resistência à corrosão e facilidade de manuseio no que diz respeito a operações de brasagem.

O GABINETE
Tem a finalidade isolar o absorvedor do meio ambiente garantindo que as variações atmosféricas afetem da maneira mas amena possível a conversão de energia solar em energia térmica.


É composto basicamente por:
Caixa Externa
Isolamento
Cobertura(Vidro)
A caixa do coletor solar deve ser feita em material resistente a corrosão e com rigidez mecânica suficiente para garantir a integridade estrutural do equipamento. As caixas podem ser feitas em chapa dobrada de aço galvanizado ou de alumínio, com perfis e chapas de alumínio, moldadas em plástico, etc.
O isolamento deve garantir que o calor gerado pelo absorvedor não seja perdido pela caixa, ou seja, que o calor gerado seja transferido integralmente para o fluido de trabalho. Existe uma vasta gama de materiais que podem ser utilizados no isolamento dos coletores. Os mais comuns são Lã de Rocha, Lã de vidro e Poliuretano expandido.

O vidro é um componente muito importante do sistema pois permiti a entrada da energia solar no coletor e garante a vedação deste.

O RESERVATÓRIO TÉRMICO
O reservatório térmico é o componente responsável pelo armazenamento da energia gerada pelos coletores solares na forma de água quente. Tem a função de uma garrafa térmica, armazenando a água quente durante horas e até dias.

Um reservatório Térmico ou Boiler é composto basicamente por um tanque fabricado com material resistente a corrosão, uma camada isolante e uma capa para a proteção do isolante.

TANQUE INTERNO
O Tanque interno é o reservatório que fica em contato efetivo com a água. Ele deve ser construído de um material que resista ao potencial corrosivo natural da água e as pressões de operação.
ISOLAMENTOO isolamento térmico recobre o tanque interno e é responsável pela manutenção da temperatura. Os fatores principais que definem um bom isolamento são o material do isolante, a sua densidade e a espessura do isolante. Como isolantes mais comuns pode-se destacar as mantas de lã de vidro ou de rocha e o poliuretano expandido.

Quanto maior a espessura do isolante melhor será o grau de isolamento do reservatório térmico.
CAPA EXTERNA
A capa externa serve exclusivamente para proteger o isolante térmico. Em casos eventuais aumentam a rigidez mecânica do reservatório térmico como um todo. Podem ser feitas em aço galvanizado, inox, alumínio, material plástico.

FUNCIONAMENTO


Os sistemas de aquecimento solar têm a função de converter a energia solar em energia térmica com o objetivo de aquecer um fluído de trabalho.


O fluído de trabalho mais comumente usado é a água.
O reservatório térmico e os coletores são cheios de água e interligados à rede de água fria. A água irá recircular entre reservatório térmico e coletores solares até que a temperatura seja homogênea em todo o sistema (estagnação).


O fluido pode se movimentar naturalmente (termossifão) ou com o auxílio de uma bomba (circulação forçada), sendo utilizado geralmente uma bomba de baixa potência, eletronicamente controlada, para promover a circulação.

Para garantir o aquecimento da água em dias sem incidência suficiente de radiação solar é necessário um sistema de aquecimento auxiliar.

A manutenção regular da piscina e de seu sistema de filtragem é crucial. Os níveis corretos de PH e cloro devem ser mantidos de acordo com os 'kits' de teste.


Os produtos químicos deverão ser adicionados à água longe dos tubos que vão para os coletores. Verificar o sistema de aquecimento solar na sua operação apropriada, no começo de cada 'temporada de banhos', particularmente se existe um controle automático.


Em operação normal, os coletores são sentidos frios ao toque. A diferença de temperatura da água que sai das placas e da piscina é da ordem de 1,7°C à 2,8°C para o máximo de eficiência da operação.


A grande perda de calor de uma piscina ocorre de sua superfície devido a evaporação. Para redução das perdas de evaporação, as capas são muito efetivas no prolongamento da 'temporada dos banhos'. Elas mantém a piscina limpa, além de reduzirem o consumo dos produtos químicos, do cloro e do tempo de filtragem.

O PARADOXO ENEGÉTICO DA AMAZÔNIA

Trabalho apresentado pela aluna Giselly Rodrigues

A Amazônia corresponde a uma área absoluta de 4.906.784,4km², ou seja, a quase 60% do território nacional.


A região apresenta um elevado potencial energético, com destaque para o potencial hídrico, biomassa e reservas de gás natural. Entretanto, por outro lado, detém os mais baixos índices de atendimento energético do país.


A partir da análise desse paradoxo, são identificadas as principais causas determinantes da problemática energética amazônica.

O paradoxo é conseqüência de um contexto complexo, que envolve questões econômicas, políticas, geográficas e técnicas, portanto, não podendo ser limitada a uma simples questão de oferta de energia.




ALGUMAS CARACTERÍTICAS REGIONAIS

População e economia



O cenário é predominantemente formado pela densa floresta e a presença de inúmeros cursos d’água contribui para que a população amazônica se concentre principalmente às margens dos rios, furos e igarapés, que servem como principais vias de transporte para a população regional.



A taxa de crescimento populacional mantêm-se elevada, apesar de notar-se uma queda continuada em relação à décadas passadas. No entanto, os estados da Amazônia não dispõem de recursos financeiros suficientes para construir em curto prazo infra-estrutura, que suporte taxas elevadas de crescimento populacional.


A economia da Amazônia está centrada principalmente na produção extrativista, comercialização da madeira e bens minerais, abundantes recursos na região mas, as matérias-primas exportadas geralmente têm baixo valor agregado.


Potencialidades Energéticas



A Amazônia é uma região dotada de um elevado potencial energético tanto em fontes não-renováveis quanto em fontes renováveis de energia. Contudo, fatores tecnológicos, econômicos, sociais, políticos e ambientais acabam sendo determinantes para o aproveitamento ou ao desse potencial.

Gás Natural


Os trabalhos exploratórios que vinham sendo desenvolvidos pela Petrobrás na bacia do Alto Amazonas foram contemplados com a descoberta da província dos rios Urucu e Juruá. Estima-se que as reservas totais de gás natural cheguem a 200 bilhões de metros cúbicos até 2004 ou 2005.


Com os investimentos realizados pela Petrobrás, a produção esperada será suficiente para garantir o abastecimento da região Amazônica em gás e derivados do petróleo para a próxima década.

Energia Hidráulica



O potencial hidrelétrico total da Amazônia é de aproximadamente 133 GW, representando cerca de 51,23% de todo potencial hidrelétrico brasileiro.


Carvão, Linhito e Turfa



As reservas totais de carvão mineral na Amazônia eram da ordem de 23 bilhões de toneladas. Como características dessa reserva ressalta-se o teor de cinzas entre 50% e 60%.



Com relação às ocorrências de linhito, as reservas estimadas eram da ordem de 36,4 bilhões de toneladas, que tem como algumas características teores de carbono fixo entre 65% a 70%, de cinzas em torno de 47% e de enxofre cerca de 7,8%, além do poder calorífico variando de 2.000 a 3.300 kcal/kg.



As reservas de turfa eram estimadas entre 60 a 70 bilhões de toneladas, sendo caracterizadas por apresentar um elevado teor de cinzas.

Biomassa



Da área total da Amazônia Legal recoberta por Florestas, mais 90% ainda estavam inalteradas no final da década de 80.

Os óleos vegetais são também bastante explorados.

Na Amazônia três espécies vegetais oleígenas merecem destaque:


o buriti (Mauritia Flexuosam spp), com estimativa de produção anual em torno de 5 toneladas de óleo por hectare e poder calorífico de 9.480 kcal/kg;

o dendê (Elaeis Guineensis), também com estimativa de produção anual em torno de 5 toneladas de óleo por hectare e poder calorífico de 9.480 kcal/kg;

o babuaçu (Orbignia spp), com estimativa de produção anual variando de 0,35 a 0,58 toneladas de óleo por hectare e poder calorífico de 9.016 kcal/kg.

Além da lenha e dos óleos vegetais, os resíduos da produção extrativista vegetal também são considerados como um grande potencial energético na Amazônia.

Energia solar



A radiação solar global incidente na região Amazônica apresenta valores significativos, mesmo considerando o aumento da nebulosidade, que ocorre no “inverno amazônico”.








O PARADOXO ENERGÉTICO AMAZÔNICO
Se por um lado, a região possui um elevado potencial energético, por outro, ela apresenta os mais baixos índices de atendimento elétrico do Brasil, o que evidencia a acentuada carência de eletrificação regional.


Baixa densidade e dispersão populacional:
população predominantemente ribeirinha, áreas de densa floresta, rios largos e caudalosos, grandes distâncias entre os locais de geração e consumo, acabam elevando os custos de oferta da energia.



A “exagerada priorização” dada à hidroeletricidade:
acaba beneficiando apenas as grandes concentrações populacionais urbanas, que residem na área dos sistemas interligados, refletindo descaso quanto ás questões energéticas regionais.

A “discriminação sócio-econômica”:
tende em beneficiar com eletrificação áreas rurais densamente mais povoadas e economicamente mais desenvolvidas.

A fragilidade da economia regional e problemas na distribuição da renda:
uma relação que tente a tornar a eletrificação diretamente proporcional ao crescimento da economia regional e a distribuição de renda, isto é, quanto maior for o desenvolvimento da economia e mais eqüitativa a distribuição de renda regional, maior será o número de pessoas beneficiadas por programas de eletrificação.

A falta de uma política energética sustentável, integrada a programas de desenvolvimento regional:
compromete a viabilidade dos programas de atendimento energético, porque boa parte da população amazônica não dispõe de renda suficiente para pagar tarifas elevadas.


O endividamento dos estados:
impossibilita a implantação de programas de eletrificação de caráter social.


INICIATIVAS PARA SOLUCIONAR A PROBLEMÁTICA ENERGÉTICA AMAZÔNICA

O desenvolvimento exige uma “co-evolução”, integrando os sistemas ecológicos, culturais e econômicos. Esse processo deve incorporar a questão ambiental, considerando a preservação da cobertura vegetal, a geração de empregos e o aumento do fluxo monetário para o bem-estar da população, onde a biomassa tem papel relevante.


o crescente uso do gás natural em centros urbanos e industriais:
poderá substituir plantas térmicas existentes e adiar a construção de novas hidrelétricas na Amazônia.


utilização das fontes renováveis de energia:
principalmente para o abastecimento de pequenas comunidades rurais.


Como gerenciar e garantir a sustentabilidade do atendimento energético se as fontes renováveis ainda apresentam, de certa forma, custos elevados e, por outro lado, governos e população não dispõe de recursos financeiros suficientes?


“Se não houver responsabilidade, ética, conhecimento, comprometimento com a busca de soluções para os problemas energéticos da Amazônia e suas relações com o desenvolvimento sócio-econômico regional, a “nova ordem energética” para a Amazônia sempre apresentará uma pseudo-sustentabilidade, servindo apenas para atender os interesses imediatistas do mercado e de alguns pesquisadores.”

O VILÃO VIROU HERÓI

Trabalho apresentado pela aluna Giselly Rodrigues

ENERGIA NUCLEAR

Passado polêmico: a fissão nuclear é a tecnologia que gerou as bombas de Hiroshima e Nagasaki (pelo menos 130.000 mortos em poucos segundos em 1945), que deixou o mundo apavorado diante da possibilidade de uma destruição total durante a Guerra Fria e que, em 1986, matou 32 operários no acidente da usina de Chernobyl. Na ocasião, a radioatividade se espalhou com o vento para a Rússia e atingiu até regiões distantes como a França e a Itália. Estima-se que pelo menos 4000 pessoas, segundo a ONU, ou 200000, segundo o Greenpeace, tenham sido vítimas de doenças provocadas pela contaminação, como câncer de tireóide.

Enquanto as usinas nucleares avançaram em segurança e mantendo o controle dos resíduos radioativos, o mundo sofre com a emissão do gás carbônico pelas fontes tradicionais de energia, como o petróleo e as usinas termoelétricas a carvão.

Energias Alternativas x Demanda X Tempo

"Por ser velho o bastante, posso notar uma forte semelhança entre a atitude de mais de 60 anos atrás diante da ameaça da 2ª Guerra e hoje em face da ameaça do aquecimento global", escreveu Lovelock. De acordo com ele, assim como a Inglaterra demorou para agir diante das investidas de Hitler em 1938, boa parte do mundo continua acreditando em tratados como o Protocolo de Kyoto - compromisso de vários países para reduzirem suas emissões de carbono
...que, segundo Lovelock, “não passa de uma forma política dos governantes ganharem tempo enquanto não sentem na pele a verdadeira dimensão do problema.”

• até o final do século IIX, a principal fonte de energia na Terra era a força dos animais, do vento ou dos fluxos de água.

• nos últimos dois séculos, a “era industrial” se nutre da queima de combustíveis fósseis (carvão, gás, petróleo e seus derivados) para gerar energia.

Diante do aquecimento global, a energia nuclear vem se consagrando uma alternativa juntamente com energias renováveis.

PRECONCEITO X PRÁTICA

A maioria das pessoas tem uma visão negativa sobre a energia nuclear apontando sua ligação com as armas nucleares.

É durante a fissão nuclear que pode ocorrer o superaquecimento do reator ocasionando uma liberação descontrolada de calor, que podem derreter as paredes protetoras e liberar radioatividade.

SEGURANÇA

Atualmente, uma série de novos dispositivos tecnológicos interrompe automaticamente as operações capazes de colocar os reatores em risco. Além disso, os procedimentos de segurança seguem protocolos rígidos que são alterados à descoberta de qualquer vulnerabilidade.

Sistemas Renováveis
captam energia diretamente da natureza, portanto, são limitados por ela

Usinas Nucleares X LIXO ATÔMICO

Os reatores nucleares não liberam dióxido de carbono na atmosfera, mas deixam como subproduto o rejeito nuclear, ou seja, o LIXO ATÔMICO.

SOLUÇÃO.......................................... “enterrar o problema”
(reservatórios embaixo de formações rochosas estáveis, depósitos)

Benefícios econômicos e ambientais da conservação de energia em pequenas comunidades rurais

Trabalho apresentado pelos alunos Thiago Laport e Paula Pena

No caso especifico da iluminação residencial, o desenvolvimento de reatores de alta eficiência possibilitou a entrada das lâmpadas fluorescente compactas no mercado.
Lâmpadas fluorescentes compactas, em termos econômicos e ambiental, são melhores que as lâmpadas incandescentes.

• Vantagens em relação as lâmpadas incandescente convencionais:
Maior durabilidade(8 a 10 vezes)
Maior eficiência (cerca de 4)

lâmpadas incandescentes.
• Desvantagem:
Tipo de tecnologia, que aumenta o preço, pode ser até 40 vezes maior.
A vantagem da lâmpada fluorescente compactas ao consumo de energia é definida pela razão entre a quantidade de energia fornecida pela tecnologia(necessidade de iluminação) e a quantidade de energia requerida pela tecnologia( energia elétrica) para proporcionar energia luminosa.
Formula: Er= Ef/η
Er:Quantidade de energia elétrica requerida pela tecnologia de iluminação
Ef: Quantidade de energia luminosa fornecida pela tecnologia de iluminação
η: Eficiência da tecnologia de iluminação.
Se for considerado que a quantidade de energia luminosa demandada é a mesma tanto para lâmpada fluorescente compactas e lâmpada incandescente , o aumento da eficiência da tecnologia da iluminação leva necessariamente a uma redução na quantidade energia elétrica requerida por essa tecnologia. Isso ocorre pela substituição de lâmpadas incandescente pela fluorescente.
A inserção das lâmpadas fluorescentes compactas, como um dos elementos dos programas de atendimento energético,sejam eles de caráter social ou mercadológico, pode em determinadas situações, reduzir os custos envolvidos nesse atendimento, bem como os impactos ambientais provocados,exemplo pela queima de óleo diesel em grupos geradores.

Comunidade do Igarapé Combu

5 comunidades existentes na ilha
211 habitantes
A CIC apresentava ,melhor infra-estrutura
A estrutura sócio-produtiva esta organizada em função do aproveitamento dos recursos naturais.
na CIC existem 33 televisores, 7 aparelhos de som. 23 radios,7 geladeira e freezers.


Fontes de energia utilizadas para iluminação das residências e funcionamento de eletrodomésticos:
Querosene
Óleo diesel
GLP (gás liquefeito de petróleo )
Baterias automotivas
Eletricidade(obtida a partir de grupos geradores)
Os elevados custos do atendimento energético, levam a uma diminuição na renda da família.
Demanda elétrica diária estimada da comunidade Igarapé Combu em Wh.É considerado um atendimento de 6 horas por dia.

Vantagens do uso de tecnologias de iluminação em comunidades rurais

Na comunidade de Igarapé Combu, dois tipos de sistemas foram analisados:

• fotovoltaico:é obtido através de lâminas muito finas de materiais semicondutores, como o silício. Daí, quando os raios do sol atingem a superfície do painel fotovoltaico conectado a algum aparelho elétrico, é criado então um fluxo de energia elétrica. Que faz o aparelho funcionar.

• Gerador a dieselhavera 4 trocas de motor ao longo da vida util do sistema, com relacao à vida util das lampadas(Fluorescente, Incandescente, descarga ) e equipamentos.

Comparação entre as tecnologias a partir dos custos totais, incluindo gás com Lâmpadas ao longo do período de analise, para a CIC.

Simulação dos gastos mensais de cada família em função das demandas apresentadas por cada tipo de tecnologia em iluminação


Analise econômica da eficiência energética

Fogão Solar

Trabalho apresentado pelos alunos Wellington Linhares, Paula Pena e Karen Trapiello

Captar a energia solar e utilizá-la no preparo dos alimentos é hoje uma prática que tem encontrado adeptos notadamente nos países como o Peru, Índia e China, entre outros. Na Índia e na China o número de fogões solares em operação supera a casa das 100.000 unidades.

VANTAGENS DO USO DO FOGÃO SOLAR
*disponibilidade de energia gratuita e abundante,
* ausência de chamas,
*fumaça,
*perigo de explosão,
*incêndios etc.

A energia calorífica concentrada na zona focal do fogão é suficiente para fornecer as calorias necessárias à ebulição da água, cozinhar, assar, fritar, aquecer alimentos etc.
Não seria de mais enfatizar que o uso sistemático do fogão solar somente trará benefícios para o usuário, principalmente os de baixa renda que habitam as zonas rurais. Por outro lado a sua freqüente utilização representa uma contribuição inestimável a fauna e a flora, hoje tão comprometidas com o desmatamento inconseqüente e predatório na busca de lenha, gravetos e materiais outros destinados a produção de energia térmica.
O emprego da energia solar não apenas na cocção de alimentos, mas ainda no aquecimento de água, secagem de produtos agropecuários etc, evidencia uma prática ecologicamente correta que não deve ser negligenciada.

DESVANTAGENS DO USO DO FOGÃO SOLAR

Diferentemente dos sistemas que operam segundo a conversão térmica da radiação solar, o fogão exige para o seu funcionamento a presença da radiação solar direta, isto é, céu claro e sem nebulosidades, já que trata-se de um sistema que opera segundo a reflexão desta radiação.
Por esta razão é que as áreas potencialmente utilizáveis estão situadas nas zonas do semi-árido nordestino e regiões outras de características semelhantes e preferencialmente onde há ocorrência de desmatamento para alimentação de fogões a lenha, bastante utilizados na zona rural.
Nas regiões litorâneas o emprego do fogão solar somente terá justificativa nas atividades de camping e atividades outras correlatas.
A utilização do fogão solar nas áreas potencialmente propícias dar-se-á praticamente durante todo o dia sendo o intervalo correspondente entre 9 e 15 horas o que melhor se adequa à sua utilização.

TEMPERATURA NO FOCO DO SISTEMA

A temperatura a ser obtida no foco do fogão solar depende basicamente de sua orientação correta, do grau de acabamento a ser dado ao parabolóide, do material que comporá a superfície refletiva e do respectivo fator de concentração.
De um modo geral as temperaturas obtidas se situam entre 100 e 393 ºC para fatores de concentração variando entre 2,5 e 24, aproximadamente onde o valor máximo se refere a uma superfície refletiva formada por segmentos de espelho planos.
No caso do mylar e do alumínio comercial polido manualmente, as temperaturas máximas obtidas entre 10 e 12 horas do dia com a radiação variando de 1,21 a 1,37 cal/cm2. min foram as seguintes:
Mylar ......300oC
Alumínio. 250oC
O material mais indicado para compor a superfície refletiva é o alumínio com alto grau de polimento, muito embora existam outros materiais como o mylar (um tipo de plástico auto-adesivo), que tem o inconveniente de ser importado, portanto de custo elevado, logo não aconselhável.
O vidro espelhado de dois milímetros de espessura seria ideal, porém tem o inconveniente de sua fragilidade além de não ser suficientemente flexível para se adaptar à superfície curvada do parabolóide o que dá origem a dispersões energéticas.
Um protótipo de fogão solar com superfície refletiva formada por segmentos de espelhos planos de 2 mm de espessura e distância focal de 40 centímetros e fator de concentração 24, resultou numa temperatura da ordem de 350ºC, aferida segundo um termômetro digital tipo SALVTERM 1200 K.
Existem dois tipos fundamentais de Fogões Solares: os de caixa quente e os de concentradores parabólicos. Os Fogões do tipo caixa quente operam também com a radiação difusa (é aquela cujos raios refletem-se confusamente e não projetam sombras nítidas).