Hidrostatica

RESUMO

A energia tem sido através da história a base do desenvolvimento das civilizações. Acredito ser chegada a hora de ingressarmos na era das Fontes Alternativas de Energia, devido a vários fatores, como por exemplo, a crise do petróleo, dificuldades para a construção de novas centrais hidroelétricas e termelétricas, o carvão mineral e outras formas de energia suja que causam degradação ambiental e não são renováveis.

A energia Termo Solar, que utiliza a energia do sol, pode ser utilizada para aquecimento de água em suas mais diversas aplicações, tais como para substituição de chuveiros elétricos,

em cozinhas, piscinas térmicas, estufas, secadoras, saunas e etc.

Neste trabalho será mostrado como o aquecimento de água utilizando a energia solar, através de coletores solares e armazenamento em reservatórios especiais pode ser vantajoso, tanto do ponto de vista econômico quanto do ponto de vista ecologicamente correto.

INTRODUÇÃO

As primeiras experiências para entender melhor a capacidade do sol de aquecer água foram documentadas em 1767 pelo Suíço Horace de Saussure, que fez várias experiências com uma caixa revestida com isolamento térmico (Soletrol).

No Brasil os primeiros aquecedores surgiram nos anos 70, impulsionado pela crise do petróleo. Na década de 90 houve um crescente profissionalismo em resposta a um mercado cada vez mais exigente e devido ao surgimento das primeiras normas da ABNT específicas para

o setor. O sol é uma fonte de energia renovável, e o aproveitamento desta energia tanto como fonte de calor como fonte de luz é uma das alternativas energéticas mais promissoras para enfrentarmos os desafios do novo milênio. A energia solar utilizada para aquecimento de água é a solução ideal para áreas mais afastadas e ainda não eletrificadas ou com demanda elétrica insuficiente para a instalação

Ainda podemos dizer que uma parte do milionésimo de energia solar que nosso País recebe durante o ano poderia nos dar 01 suprimento de energia equivalente a:

• - 54% do petróleo nacional;

• - 02 vezes a energia obtida com o carvão mineral;

• - 04 vezes a energia gerada no mesmo período por uma usina hidrelétrica.

O território brasileiro, devido as suas proporções continentais e localização tropical, possui um dos maiores 8 potenciais do mundo para a utilização da energia solar como forma alternativa de energia. Hoje no Brasil a aplicação em maior escala da energia solar está no uso de aquecedor solar para substituir o chuveiro elétrico, mas mesmo assim a utilização ainda é pequena perto do potencial oferecido, devido ao custo do sistema de aquecimento ser elevado em comparação ao custo de um chuveiro, chegando a ser 15 vezes maior, levando em conta o seu preço estar na ordem de R$20,00.

Nos últimos dois anos, 600 mil metros quadrados de

coletores solares foram instalados no país.

Considerando dados solarimétricos do Brasil, há regiões que proporcionam 65% de economia e outras, mais quentes, que podem atingir até 80% de economia anual, na geração de

água quente (CEMIG).

Segundo dados do PROCEL (1998), uma grande parcela da produção de energia do país é utilizada no aquecimento de água, com 26% do consumo doméstico,

conforme figura abaixo:

SISTEMAS DE AQUECIMENTO SOLAR

Os dois sistemas de aquecimento solar mais utilizados são:

• - Circulação em termossifão;

• - Circulação forçada.

Circulação por termossifão

O mesmo fluido a temperaturas diferentes tem também densidades diferentes, quanto maior é a sua temperatura menor a sua densidade. Por isso, quando se aquece um fluido. Este tem tendência a estratificar-se ficando a parte mais quente na zona superior. No sistema de termossifão a água aquecida pelo sol no coletor sobe empurrando a água mais fria do depósito, forçando-a a tomar o seu lugar, descendo, para subir novamente quando, por sua vez for aquecida.

O depósito deve ficar acima do coletor, senão dá-se o fenômeno inverso quando já não houver sol (termossifão invertido).

Estes sistemas são compostos pelo coletor solar, depósito acumulador, purgador, vaso de expansão e outros pequenos acessórios. (Portal das Energias Renováveis, 2004).

Circulação Forçada

Nas situações em que não é viável a colocação do depósito acima da parte superior dos coletores e para os grandes sistemas em geral é necessário usar bombas eletrocirculadoras para movimentar o fluido térmico. A bomba poderá ser comandada por um sistema de controle automático (o comando diferencial).

O sistema de controle (comando diferencial) está regulado de modo a colocar a bomba em funcionamento logo que a diferença de temperatura entre os coletores e o depósito atinja 5ºC. Estes sistemas são compostos pelo coletor solar, depósito acumulador, bomba eletrocirculadora, controlador diferencial, purgador, vaso de expansão e outros pequenos

acessórios. (Portal das Energias Renováveis, 2004).

OS COLETORES SOLARES

Quando os raios do sol atravessam o vidro da tampa do coletor solar, eles esquentam as aletas que são feitas de cobre ou alumínio e pintadas com uma tinta especial e escura que

ajuda na absorção máxima da radiação solar. O calor passa então das aletas para os tubos (serpentina) que geralmente são de cobre. Daí a água que está dentro da serpentina esquenta e vai direto para o reservatório do aquecedor solar . Os coletores solares são fabricados com matéria-prima nobre, como o cobre e o alumínio. Recebem um cuidadoso isolamento térmico e ainda vedação com borracha de silicone.

Eles têm cobertura de vidro liso e são instalados sobre telhados ou lajes, sempre o mais próximo possível do reservatório térmico. Geralmente são fornecidos