PISOS RADIANTE COM APROVEITAMENTO DE ENERGIA SOLAR PARA CALEFAÇÃO AMBIENTAL

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

ENGENHARIA CIVIL

ARYANE VITÓRIA POSSAMAI

DIEGO ANDRÉS GONZÁLEZ MOREL

PISOS RADIANTE COM APROVEITAMENTO DE ENERGIA SOLAR PARA CALEFAÇÃO AMBIENTAL

RESUMO EXPANDIDO

TOLEDO

2019

ARYANE VITÓRIA POSSAMAI

DIEGO ANDRÉS GONZÁLEZ MOREL

PISOS RADIANTE COM APROVEITAMENTO DE ENERGIA SOLAR PARA CALEFAÇÃO AMBIENTAL

Trabalho de Resumo Expandido, apresentado à disciplina Comunicação Linguística, do curso de Engenharia Civil da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, como requisito parcial para a obtenção da nota semestral.

Orientador: Profa Raquel Ribeiro Moreira

TOLEDO

2019

1 INTRODUÇÃO

Desde os primórdios da humanidade o ser humano busca desenvolver técnicas e tecnologias capazes de agregar qualidade ao seu modo de vida. O conforto térmico para o homem é fundamental para seu bem-estar. Nesse sentido, dispositivos de aquecimento térmico são amplamente utilizados no cotidiano – principalmente em regiões frias e em estações mais geladas do ano – de modo que assegura a comodidade térmica aos seus usuários.

Vale ressaltar que dentre as tecnologias utilizadas para o controle de aquecimento destacam-se os pisos aquecidos, no qual ganham o mercado por ser um equipamento de elevado rendimento. Isto é, por meio do seu sistema de calefação consegue aquecer todo ambiente, uma vez que o aquecimento é iniciado no chão, as partículas de ar também são aquecidas, consequentemente inicia-se o fenômeno físico da convenção de ar, que faz o ar quente circular pelo ambiente. Dessa maneira a tecnologia não necessita efetuar elevado trabalho, dado que a natureza ao redor realiza o processo sem esforços.

No entanto, a obtenção desse material é de custo elevado dado o seu investimento inicial, além disso o consumo de energia aumenta significativamente quando o equipamento é ligado. Nesse contexto, novos estudos abrem campo de pesquisa para aliar o bom rendimento do material com um preço mais acessível para sua manutenção. Até o momento a melhor alternativa encontrada foi associar o aquecimento dos pisos térmicos a uma célula fotovoltaica. Justo porque a utilização da energia solar proveniente dessa célula permite que o consumo de energia elétrica originada da rede seja reduzido, visto que há uma produção de energia autônoma.

Isto posto, o presente trabalho tem o intuito de apresentar o sistema de aquecimento de pisos abastecidos pela célula fotovoltaica.

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 ENERGIA SOLAR

De acordo com ANEEL (2005), a utilização da energia solar é bastante ampla, visto que seu uso se dá de maneira indireta como direta. Em nosso cotidiano, é comum utilizarmos ambas as formas de captação de energia solar. No entanto, o estudo de caso voltará as formas de energia solar captadas diretamente. Dentre essas formas, encontra-se o aproveitamento da energia térmica, proveniente do da luz solar, bem como a obtenção de energia elétrica que é produzida por meio da conservação da radiação solar, processo denominado fotovoltaico.

Cabe salientar que a energia solar é uma fonte de energia limpa e renovável, visto que sua fonte de geração é reposta diariamente, de modo que promoveria, de fato, o desenvolvimento sustentável. Vale ressaltar que a implementação de equipamentos ligados a produção e/ou conversão de energia solar apesar de custos elevados, apresenta impactos menores ao meio ambiente. Justo porque não precisa de redes de transmissão e distribuição, bem como a geração de ruídos ou gases poluentes, evitando desse modo danos a natureza (SHAYANI, 2006; OLIVEIRA, 2006; CAMARGO, 2006).

Isto posto, analisando comparativos entre o custo de aparelhos voltados ao uso da energia solar e equipamentos de uso convencional, observa-se que há uma grande discrepância nos preços do investimento inicial. Percebe-se que o custo de instalação de dispositivos relacionados à energia solar são de custos elevados em relação ao do uso convencional. No entanto, traçando um comparativo a longo prazo, indica que torna-se mais atrativa por conta da sua produção e a baixa manutenção. (SHAYANI, 2006; OLIVEIRA, 2006; CAMARGO, 2006).

2.1.1 ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

Conforme descreve a ANEEL (2005), o efeito fotovoltaico consiste em converter a radiação solar sobre um determinado material em energia elétrica, por meio da excitação dos elétrons. Essa conversão de energia ocorre em um material específico, no qual reage sobre a presença da luz, dentre eles, destaca-se o silício.

Devido a especificação do material, bem como uma tecnologia ainda nova e a sua baixa competividade no mercado, torna-se inviável a sua ampla utilização uma vez que possui elevado custo.

2.2 PISOS AQUECIDOS

Durante as estações mais frias do ano é comum o desconforto ao pisar no chão gelado, tal desconforto levaram a humanidade a desenvolver tecnologias capazes de assegurar uma comodidade térmica ao ser humano. Isto posto, o desenvolvimento de pisos aquecidos é repercutido no cenário atual como um equipamento de status e alta padrão de qualidade de vida, por conta de seu elevado custo e manutenção, mesmo que proporcione o aumento de conforto térmico.

Os pisos aquecidos possuem diversas formas de sistema de aquecimento, dentre elas, destacam-se o uso de tubulações de água aquecida e de materiais resistores (VETTORAZZI, 2010; SANTOS, 2010; RUSSI, 2010). Ambos dos aparatos consistem em aquecer o piso, no qual, respectivamente aquecerá o ar próximo ao chão, que por conta do fenômeno físico da convenção do ar, por diferença de densidade do ar quente e frio, permitirá que o ar quente suba pelo ambiente, enquanto que o ar frio descerá, proporcionando a circulação do ar constante.

O piso aquecido elétrico, possui material resistivo, isto é, condutor de calor, no qual utiliza da resistividade térmica de um condutor para a produção de calor. Já o piso aquecido radiante, é composto por pequenas tubulações em seu interior, no qual transitam água quente, a vantagem de se utilizar esse modelo de piso aquecido, está nas formas de aquecimento da água que pode ser através de fontes como aquecimentos solar, gás, resistência, entre outros (VETTORAZZI, 2010; SANTOS, 2010; RUSSI, 2010).