Fagner rosa

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  1. 1. Universidade Presbiteriana MackenzieESTUDO DE CASOS DE CIDADES QUE UTILIZAM FONTE DE ENERGIARENOVÁVEL E ADAPTAÇÃO PARA CIDADES BRASILEIRASFagner Rosa Medeiros (IC) e Dominique Fretin (Orientador)Apoio: PIVIC MackenzieResumoEsta pesquisa tem como principal foco estudar a aplicação da energia solar na arquitetura brasileira equestionar por que é tão pequena sua utilização no mundo, já que sua principal fonte, o sol, é tãoabundante. Para justificar a aplicação desse tipo de energia, são apresentados, no trabalho, estudosde casos bem-sucedidos em países como Alemanha e Espanha, além de objetos diversos usados nocotidiano que levam placas fotovoltaicas, como uma mochila, roupas e até meios de transporte, como,por exemplo, um avião movido apenas com a energia do sol. Por fim, dá exemplos de cidadesbrasileiras em áreas remotas do país que utilizam a energia solar de forma emergencial. Com isso,pretende-se evidenciar o déficit de programas relacionados à questão energética e o atraso de umpaís com uma das melhores condições de mudar sua matriz de energia.Palavras-chave: sol, energia solar, arquitetura solarAbstractThis research is mainly focused on studying the use of solar energy in Brazilian architecture an itquestions the reason of why it isn´t so common around the world, especially when its main source, thesun, is so abundant. To justify the use of solar energy, the research presents successful cases incountries like Germany and Spain, as well as various objects with photovoltaics used in daily life, forexample, backpacks, clothes and even transportation, like an aircraft powered only by energy from thesun. Finally, it gives examples of Brazilian cities in remote areas that uses solar energy in emergencycases. This research intends to highlight the shortage of programs related to energy and the delay of acountry like Brazil that has one of the best conditions to change its energy matrix.Key-words: sun, solar energy, solar architecture 1
  2. 2. VII Jornada de Iniciação Científica - 2011IntroduçãoA importância deste trabalho é investigar o que está sendo feito em relação à energia solar ecomo a arquitetura pode relacionar-se com tal fonte energética. O sol funciona comobactericida em ambientes onde é insuficiente a iluminação natural e, portanto, a orientaçãosolar num projeto arquitetônico é fundamental.A fim de mostrar as aplicações desse tipo de energia e o porquê de esta ser uma eficientematriz renovável, a pesquisa mostra exemplos de países europeus, especialmente aAlemanha, que têm se mostrado os mais atuantes no que se refere à implantação daenergia solar. O destaque fica especificamente para a cidade de Freiburg, cujo projeto doarquiteto Rolf Disch evidencia que há dois modos de a arquitetura se relacionar com omodelo solar de geração de energia – o passivo e o ativo. O que caracteriza o programaalemão, chamado “Plus Energy House” (Produção de Energia Maior que sua PrópriaDemanda), é que os moradores produzem energia solar a partir de suas casas e a vendemao governo.Durante a pesquisa, apesar de bons exemplos europeus, verificou-se que ainda há poucautilização da energia solar no mundo e que há um déficit energético no Brasil, apesar dopaís ser rico em incidência solar. O que fica é a reflexão de que o uso da energia solar não éa solução dos problemas de energia mundial, mas sim uma alternativa que está em nossasmãos e então, por que não utilizá-la?Estudo de casos de cidades que utilizam fonte de energia renovável e adaptação paracidades brasileirasO sol existe há cerca de 4,5 bilhões de anos e é a principal fonte de energia a banhar aTerra. Foi responsável por inúmeras modificações climáticas e geográficas na superfície doplaneta e hoje quase todas as fontes de energia utilizada pelo homem provêm dele. Adecomposição de animais e plantas, junto com o sol, resulta na principal fonte de energia,como o carvão, petróleo e gás natural.Está comprovado cientificamente que o sol fixa a vitamina D no organismo e estimula aprodução de serotonina, “o hormônio da felicidade”.A energia solar pode ser aproveitada como fonte de calor ou de luz, para aquecer ambientesou ser armazenado e futuramente ser convertida em energia mecânica ou elétrica, o que sedá por meio da captação pelas células fotovoltaicas.Segundo Bauttista Vidal (2002), a incidência solar em um ano na atmosfera equivale a10.000 vezes a produção de energia nesse mesmo período, o que poderia ser aproveitado 2
  3. 3. Universidade Presbiteriana Mackenziede forma a suprir a crescente produção mundial e evitando a extração de recursos naturaisnão renováveis.Energia solar e suas aplicaçõesA geração de energia elétrica através de luz solar se dá pelo uso de captadores chamadosde painéis fotovoltaicos. A energia é gerada pela presença da luz, e não necessariamentepela incidência direta da luz solar. Do ponto de vista econômico, ou em relação ao custo-benefício, o uso da energia solar pode ser melhor aproveitado em locais afastados de linhaseletrificadas, iluminação externa e interna de residências, locais públicos e nastelecomunicações, principalmente em locais remotos e na sinalização de estradas, passeios,pistas e portos. O calor pode ser aproveitado também para aquecimento em residênciasatravés de sistema de aquecimento solar.Energia solar e arquitetura no período modernoNo período moderno, a insolação passa a ser um aspecto importante para os projetos feitosna Europa e na America do Sul. Le Corbusier entendia que os benefícios do sol naarquitetura eram imensos devido a problemas de saúde que acometiam a populaçãoeuropéia em épocas anteriores por insolação insuficiente dos ambientes construídos. Oconcreto, utilizado em estruturas, lajes de pisos, coberturas e algumas paredes, trazbenefício ao acumular calor para os dias frios do inverno europeu. Exemplo disso é a VillaSavoye, projeto de Le Corbusier. Mas, além da questão da saúde, as obras modernistasdeveriam aproveitar ao máximo seu caráter estético, utilizando o sol para enaltecer osprojetos. 3
  4. 4. VII Jornada de Iniciação Científica - 2011 Figura 01: Villa Savoye, Le Corbusier http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/02.024/785Vale ressaltar que o pensamento de Le Corbusier se baseava na arquitetura como umaprodução industrial, levando em conta todos os aspectos tecnológicos de que o períododispunha. O homem deveria aproveitar os recursos naturais com racionalidade eorganização, e a técnica seria o principal viés da produção arquitetônica da época.Exemplos de captação solar para produção de eletricidadePara entendermos os modos de aplicação para a utilização da energia solar temos queentender três pontos a fim de analisar seu emprego. Em seguida, analisaremos cidadescomo Freiburg na Alemanha.1-As centrais solares térmicas concentram os raios térmicos do sol para alcançar altastemperaturas e, assim, produzir o vapor que acionará a turbina para a geração deeletricidade.2-As centrais fotovoltaicas transformam diretamente a radiação luminosa em eletricidade.3-Sistemas térmicos usam a movimentação do ar aquecido pelo sol para acionar as turbinasque geram eletricidade.Um bom exemplo é da Central de Energia Solar de Sevilha, Espanha, onde uma torre de 40andares é rodeada por 624 espelhos móveis que acompanham o movimento do sol, refleteme convergem os raios em direção ao topo da torre. Após esse processo, a água é aquecida 4
  5. 5. Universidade Presbiteriana Mackenzieao ponto de produzir vapor e gerar as turbinas, gerando energia elétrica. (Ano de construção2007)Espanha Figura 02: Central de Energia Solar em Sevilha, Espanha http://inhabitat.com/sevilles-solar-power-tower/spanish-solar-tower-seville-power-electricity- green/Outro exemplo é o parque solar de Walpolenz, perto da cidade de Leipzig, na Alemanha,onde 550.000 placas de células fotovoltaicas captam toda a incidência dos raios solares,tranformando-os em energia elétrica. Essa área corresponde a 220 hectares (cerca de 200campos de futebol) e gera ao ano 40MW de energia. (Ano de construção 2006) 5
  6. 6. VII Jornada de Iniciação Científica - 2011Alemanha Figura 03: Parque solar de Walpolenz, Leipzig, Alemanha http://novaenergia.net/forum/viewtopic.php?f=46&t=3879Objetos que se sustentam com energia solarO que éÉ uma mochila desenvolvida para praticantes de esporte e aventura, com placasfotovoltaicas embutidas que captam a luz solar e a transformam em energia elétrica.Carrega pilhas AA e transfere energia para pequenos aparelhos eletrônicos como celular,MP3 player, iPod, GPS, câmeras digitais e outros. 6
  7. 7. Universidade Presbiteriana MackenzieComo funcionaAbsorve a energia do sol através dos painéis solares, gerando então a energia elétrica, queserá armazenada nas baterias dos aparelhos eletrônicos ou nas pilhas recarregáveis. Utilizaa energia limpa e renovável do Sol a seu favor e a favor do meio ambiente, para dar suportede a todos os aparelhos eletrônicos portáteis, como celular, smartphone, câmeras digitaisiPod, MP3, MP4, games e GPS, entre outros. Fonte: http://pt.wikinoticia.com/cultura%20cient%C3%ADfica/ecologia%20e%20ambiente/70620-roupas-solarO que éSão roupas adaptadas a receber células solares flexíveis, como calças, casacos ouqualquer peça de vestuário.Para que serveA pessoa pode conectar dispositivos como celulares ou leitores de mp3 em um bolsoespecial do vestuário, que por sua vez está ligado a células solares. Os donos dessasroupas especiais nunca ficam desconectados com as informações do mundo. 7
  8. 8. VII Jornada de Iniciação Científica - 2011Avião movido a energia solar (2006)O Solar Impulse é um avião conhecido por realizar a primeira volta ao mundo movido aenergia solar. Tem dimensões de 63,4 m (similar a um Airbus). A aeronave tem como fontede energia 12.000 células fotovoltaicas que alimentam os quatro motores elétricos (10 CVcada) e recarregam as baterias de lítio polímero de 400 kg. Fonte: http://www.solarimpulse.com/Por que não utilizá-la?O emprego dessa fonte renovável de energia poderia ser uma das alternativas para suprir acrescente demanda energética no Brasil, já que nosso país tem o privilégio de contar com aincidência solar em todos os meses do ano e, além disso, de estar próximo de dois trópicose da linha do Equador. Uma das principais dificuldades enfrentadas é o desconhecimentoem relação ao custo da energia solar. Acredita-se que seja muito cara, no entanto, paísescomo Alemanha, Portugal e Espanha estão pesquisando células fotovoltaicas mais baratase econômicas e também incentivando o uso pela população. Com isso, fomentam ummercado de venda e troca entre governo e população.No Brasil, ainda não há um programa efetivo de energia solar. Quanto mais tarde o paíscriar esses mecanismos, mais distante será o nível tecnológico do país em relação aospaíses mencionados anteriormente. A criação desse modelo de geração de energia também 8
  9. 9. Universidade Presbiteriana Mackenziecria mais empregos e atende localidades do país onde os meios convencionais de energianão chegam.Energia solar adaptada à arquiteturaOutro grande exemplo da utilização das células fotovoltaicas na arquitetura está nacidade de Freiburg na Alemanha.O Solarsiedlung ou “Vila Solar” é o projeto de construção solar mais moderno da Europa.Projetado por Rolf Disch, o condomínio segue as instruções da German Passive House (quedispõe de conforto interno sem a necessidade de aquecimento e resfriamento) e da PlusEnergy House (produção de energia maior que sua própria demanda). Além disso, o projetoalemão contempla diversas questões ambientais, como seleção de materiais, consumo deenergia, opções para transporte e métodos construtivos.A “Vilar Solar” possui 58 unidades residenciais e seu layout foi projetado de acordo com aorientação solar. As casas com terraços são orientadas para o sul e a distância entre osprédios é determinada de tal forma que permite a insolação e o aquecimento de cada casade acordo com a incidência do sol. Todas essas medidas projetuais são medidas passivasde conforto térmico nas residências; notamos que o arquiteto aproveita a inclinação dostelhados para aproveitar o maximo de incidência solar o que caracteriza uma medida ativapara a questão energética Figura 04: Vila Solar na cidade de Freiburg, AlemanhaA eletricidade é gerada por painéis solares e a energia excedente é ligada e vendida à redepública. A energia adicional nos meses de inverno é produzida por uma estação localabastecida com cavacos de madeira.Antes de ser lançada nos coletores pluviais, a água da chuva passa por um sistema dedrenagem natural. Parte dessa água ainda é coletada e armazenada para uso em irrigaçãoe jardinagem ou utilizada para descarga de vasos sanitários. 9
  10. 10. VII Jornada de Iniciação Científica - 2011Outras estratégias mais tradicionais do projeto incluem o uso de grandes aberturas nafachada sul para maximizar o ganho solar e aberturas pequenas no norte para minimizar aperda de calor. A projeção do telhado fornece sombra durante o verão, mas permite apassagem do sol durante o inverno para aquecimento passivo.A questão energética no Brasil e suas aplicaçõesApesar da abundância de recursos naturais no Brasil, a tecnologia energética e aspesquisas desenvolvidas em universidades esbarram na inércia do governo em financiar taisprogramas energéticos devido a questões políticas e até mesmo de interesse particular. Osprogramas que existem são pequenos e de cunho paliativo para as questões energéticas,que necessitam de medidas em larga escala. As fotos abaixo mostram que tais programasestão localizados em regiões onde falta infraestrutura básica. 10
  11. 11. Universidade Presbiteriana MackenzieMirante do Paranapanema - SP Figura 06: Sistema de bombeamento fotovoltaico, Santa Cruz Fonte: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP. Instituto de Eletrotécnica e Energia – IEE. Formação técnica. São Paulo: 2000.Este sistema fornece energia suficiente para abastecer com água 43 famílias nesta região. 11
  12. 12. VII Jornada de Iniciação Científica - 2011Capim Grosso - BA Figura 07: Sistema fotovoltaico de bombeamento de água para irrigação Fonte: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP. Instituto de Eletrotécnica e Energia – IEE. Formação técnica. São Paulo: 2000.As placas instaladas têm a função de gerar eletricidade para bombear um volume de água afim de irrigar as plantações vizinhas. 12
  13. 13. Universidade Presbiteriana MackenzieVale do Ribeira –SP Figura 08 _ Sistema de eletrificação fotovoltaico do núcleo de Pereque Fonte: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP. Instituto de Eletrotécnica e Energia – IEE. Formação técnica. São Paulo: 2000.No Vale do Ribeira, situado no litoral Sul de São Paulo, foram instalados diversos sistemasde eletrificação de escolas, postos de saúde e unidades de preservação ambiental(estações ecológicas, parques estaduais etc.), além de atendimento a pequenascomunidades rurais.ConclusãoO emprego de medidas passivas que levam em conta a orientação do sol para o confortotérmico dentro da arquitetura como o emprego do “brise soleil” no período moderno foi degrande importância, pois essas medidas serviriam para a redução do consumo energéticodos novos edifícios e alem disso as faces de um edifício apresentam enorme potencial paraa captação de energia então porque não utilizá-la? (Fretin 2009).A energia solar é um bem renovável abundante que pode ser aproveitado de diferentesformas na crescente demanda por energia mundial. No Brasil, há inúmeras fontesenergéticas a serem aproveitadas e incorporadas em nossa matriz energética, mas énecessário implantar uma política séria e persistente para viabilizar tais recursos. A energiasolar aqui pesquisada é apenas uma delas. 13
  14. 14. VII Jornada de Iniciação Científica - 2011ReferenciasVASCONCELOS, Gilbert Felisberto & Vidal, J.W. Bautista O poder dos trópicos meditaçãosobre a alienação energética na cultura brasileira. São Paulo; Casa Alameda, 2004 –ISBN;85FUNARI, F.L – Insolação, radiação solar global e radiação líquida no Brasil; São Paulo;autor; 1984 dissertação de mestrado- depto. Geografia F.F.L.C.H USPBEHLING, Sophia and Stefan – Solar Power, the Evolution of Sustentable Architecture.Munich; Prestel Verlag, 2000Vitruvio – Los diez libros de Arquitetura. (Barcelona; Editorial Iberia, Traduccion directa dellatin por Augustin Balsquez. 1970FRETIN, Dominique – DE HELLI ARCHITECTURIS: perpectivas e posturas para odesenvolvimento de arquiteturas solares no século XXI – Tese de doutorado- FAUMackenzieInternethttp://ecotecnologia.wordpress.com/2008/01/12/vila-solar-em-freiburg-alemanha/http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/03-Energia_Solar(3).pdf acessado em20.07.2011http://novaenergia.net/forum/viewtopic.php?f=46&t=3879 acessado em 20.07.2011http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=energia-solar-no-brasil-pode-ser-vantajosa-a-partir-de-2013&id=010115081002http://www.youtube.com/watch?v=bnpbJwPD2SU acessado 10.07.2011http://mit.edu/solardecathlon/solar6.html acessado 18.07.2011http://www.prefeitura.sp.gov.br/portal/a_cidade/noticias/index.php?p=17192 acessado18.07.2011Laboratorio Nacional de engenharia civil (LNEC) http.//inep.pt-acessado no mês de maiohttp.//www.youtube.com/watch v=1d1vbkivtjy acessado 16.05.2011http.//www.youtube.com/results_search_zugzwang&aq acessado 07.05.2011 14
  15. 15. Universidade Presbiteriana Mackenziehttp://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=energia-solar-no-brasil-pode-ser-vantajosa-a-partir-de-2013&id= acessado 02.05.2011http://www.UFSC.labenergiasolar acessado 08.06.2011Contato: fagnerhc@hotmail.com; dominixme@gmail.com 15

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