Lâmpada Moser em moradias populares do Ceará

388 visualizações

Publicada em

Publicada em: Educação
0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
388
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
3
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
8
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Lâmpada Moser em moradias populares do Ceará

  1. 1. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com TECNOLOGIAS AMBIENTAIS LÂMPADA MOSER EM MORADIAS POPULARES DO CEARÁ Autores: Weber Alves Braga Universidade Estadual Vale do Acaraú weberfila15@gmail.com Max Wendell Lima Cunha dos Santos Universidade Estadual Vale do Acaraú max_cunha_18@hotmail.com Lívia Maria de Sousa Monteiro Universidade Estadual Vale do Acaraú livia.msm@hotmail.com Juscelino Chaves Sales Universidade Estadual Vale do Acaraú juscelinochaves@hotmail.com RESUMO Foi em 2001, com a notícia do risco de apagão, que o mecânico mineiro Alfredo Moser teve uma ideia: usar garrafas PET cheias d’água para iluminar cômodos escuros durante o dia, sem usar energia elétrica. A garrafa é encaixada num buraco no telhado fazendo com que os raios de sol se refracionem e se espalhem no ambiente. A ideia é simples, mas também ousada, pois mostra ser uma solução viável para o uso ineficiente de energia elétrica. Além disso, ajuda o meio ambiente, dando uma destinação ecologicamente correta para as garrafas PET, material abundante em lixões e aterros. O presente trabalho busca analisar a viabilidade da utilização da lâmpada Moser por famílias carentes, em residências populares atuais, especialmente as localizadas no estado do Ceará. Visou-se, o estudo comparativo, em laboratório, dos
  2. 2. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com parâmetros de luminosidade e de influência térmica da lâmpada Moser e de lâmpadas convencionais em um modelo de construção popular. Palavras-chave: lâmpada Moser; iluminação; garrafa PET; Ceará. INTRODUÇÃO No projeto arquitetônico de uma residência, a luz natural parece ser muitas vezes, negligenciada. Isto é a grande causa da utilização de luz elétrica durante o dia e, consequentemente, do aumento no custo de energia. A falta de luz natural em ambientes internos causa também a queda na qualidade de vida dos moradores. A luz natural mostra ser benéfica para várias atividades humanas. Tarefas relativas ao aprendizado e orientação visual como a leitura, o bordado e o desenho, são bastante favorecidas por ela (KEELER & BURKER, 2010). A luz natural também influencia nas atividades metabólicas dos seres vivos. No corpo humano, por exemplo, regula a absorção de vitamina D. O Nordeste é uma região com altos índices de insolação durante o ano. Porém, muitas residências aproveitam esse recurso de forma deficiente. Umas das causas de residências serem pouco iluminadas durante o dia se deve às elevadas médias de temperatura, que obrigam essas construções a serem mais seladas, no intuito de evitar, ao máximo, trocas de calor com o meio externo. Dados de ALMEIDA et. al. (2001, apud LAMBERTS, 2004) mostram que no Nordeste, o custo com iluminação e refrigeração em residências é de 21,3% do consumo total de energia elétrica. A situação é considerada crítica, pois no Brasil, a mesma porcentagem é de apenas 15,7%. Isto se deve não só apenas à utilização de luz elétrica em períodos em que há disponibilidade de luz natural, como também à utilização de lâmpadas ineficientes. As lâmpadas incandescentes são a forma predominante de prover iluminação para mais de 33 milhões de consumidores residenciais do Brasil (PAGAN & JANNUZZI, 2007). São pouco
  3. 3. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com eficientes do ponto de vista da conversão de energia elétrica em luz visível, pois transformam apenas 5% da energia consumida em luz e 90% em calor irradiado, ocasionando grandes ganhos térmicos ao ambiente. Foi visando eliminar o custo desnecessário com luz elétrica durante o dia, que o mecânico mineiro Alfredo Moser (Figura 1) teve a ideia de usar garrafas pet cheias de água para iluminar cômodos escuros durante o dia sem precisar utilizar energia elétrica, cada garrafa é encaixada num buraco no telhado. A lâmpada Moser é um conduto de luz (Figura 2), que funciona usando princípios básicos de refração da luz. A água tem um índice de refração relativamente alto, já o PET (poliestireno tereftalato), material componente da garrafa, é totalmente transparente e bastante resistente a ataques químicos e à radiação ultravioleta, permitindo que a transparência do material não seja prejudicada com o passar do tempo. Figura 1 (esquerda): Alfredo Moser e sua invenção. (Disponível em: guardioesdotemplomistico.blogspot.com. Acesso: 06/07/2013 10:34.) Figura 2 (direita): Esquema simplificado da lâmpada Moser: Condução dos raios de luz pelo corpo da garrafa. Segundo dados do oitavo Censo da Reciclagem do PET no Brasil (ABIPET, 2011), 43% dos recipientes de PET produzidos no país não são reciclados. Isto representa 200 milhões de toneladas lançados na natureza, espaços públicos, aterros ou lixões. Estes dados nos dão uma estimativa de quanto lixo não recuperado pode ser reutilizado, visto que a reciclagem no Brasil ainda é um setor bastante deficiente. A lâmpada Moser é uma ideia simples e ecológica, pois ajuda o meio ambiente, dando uma destinação para as garrafas não recuperadas.
  4. 4. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com Por utilizar a luz zenital do céu, a lâmpada Moser funciona eficazmente durante o ano todo até em dias nublados. Em dias ensolarados, apresenta melhores resultados de luminosidade, o que torna sua aplicação viável na realidade climática do Nordeste brasileiro. O presente trabalho busca analisar a viabilidade da utilização da lâmpada Moser por famílias carentes, em residências populares atuais, especialmente as localizadas no estado do Ceará. Visou-se, o estudo comparativo, em laboratório, dos parâmetros de luminosidade e de influência térmica da lâmpada Moser e de lâmpadas convencionais em um modelo de construção popular. METODOLOGIA No plano experimental deste trabalho, foram realizados ensaios com garrafas PET de 600mℓ e 2ℓ. As taxas de luminosidade e de temperatura foram medidas em um espaço iluminado pela lâmpada Moser e os resultados foram comparadas com os de lâmpadas incandescentes de 40W e 60W – estas são bastante utilizadas em residências populares do Ceará –, no intuito de analisar o desempenho da lâmpada Moser em ambientes internos. Dentro das garrafas foi colocada uma solução composta de água da torneira e uma pequena quantidade de água sanitária. Para que pudessem ser fixadas no telhado (Figura 3), cada uma delas foi acoplada a um pedaço de tela de zinco com um furo central (Figura 4). Figura 3 (esquerda): Garrafa de 600mℓ instalada no teto da casinha para realização do ensaio. Figura 4 (direita): Lâmpadas Moser já montadas: Garrafas PET acoplada em uma tela de zinco com furo central. As quatro lâmpadas foram instaladas e ensaiadas num modelo reduzido de uma residência comum, construída em alvenaria, convencionalmente, e coberta com telha de amianto. A
  5. 5. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com casinha, que está localizada na Área de Ensaios do Laboratório de Materiais da Universidade Estadual Vale do Acaraú, em Sobral, tem as seguintes dimensões: 1,80m x 2,30m; e 1,75m de altura (Figuras 5 e 6). Cada lâmpada foi instalada no teto da casinha e analisada durante dois dias - um nublado e outro ensolarado. Nos quatro casos, foram medidas as temperaturas internas e externas da casinha às 7h, 9h, 11h, 13h, 15h e 17h, nos dois dias. No caso das lâmpadas Moser, também foram medidos os valores de luminosidade nos mesmos horários. O parâmetro de luminosidade analisado foi o fator de iluminância. Esta grandeza física é medida em lux, e representa o fluxo luminoso que incide sobre uma superfície situada a certa distância da fonte, ou seja, é a quantidade de luz que está chegando a um ponto. Esta relação é dada entre a intensidade luminosa (medido em lúmens) e o quadrado da distância. Para esta tarefa foi utilizado um luxímetro digital da marca ICEL Manaus, modelo LD-510. Figura 5 (esquerda) e 6 (centro): Modelo reduzido de uma residência comum, onde foram realizados os ensaios. Figura 7 (direita): Luxímetro digital utilizado no experimento. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados das temperaturas coletadas foram plotados em uma planilha no programa Excel 2010, como mostra o esquema a seguir:
  6. 6. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com Tabela 1: Lâmpada incandescente 40W (SOL) Tf (°C) Td (°C) 07h 26,71 27,52 09h 29,45 31,64 11h 31,01 34,05 13h 32,80 33,80 15h 32,20 33,46 17h 31,46 32,05 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 30,61 32,09 Tabela 2: Lâmpada incandescente 40W (NUB) Tf (°C) Td (°C) 07h 26,05 26,04 09h 29,63 31,05 11h 30,57 32,92 13h 32,45 33,60 15h 31,47 33,90 17h 30,86 33,80 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 30,17 31,89 Tabela 3: Lâmpada incandescente 60W (SOL) Tf (°C) Td (°C) 07h 27,20 27,30 09h 29,45 32,91 11h 31,07 34,58 13h 32,50 33,25 15h 32,10 33,76 17h 31,17 34,85 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 30,58 32,78 Tabela 4: Lâmpada incandescente 60W (NUB) Tf (°C) Td (°C) 07h 27,09 27,34 09h 28,95 30,60 11h 31,26 35,26 13h 32,90 35,80 15h 32,15 34,78 17h 31,60 34,30 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 30,66 33,01 Tabela 5: Garrafa de 600mℓ (SOL) Tf (°C) Td (°C) 07h 27,88 27,86 09h 30,52 30,85 11h 30,84 33,04 13h 34,55 34,70 15h 34,05 34,14 17h 33,95 34,02 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 31,97 32,44 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temperatura(°C) Gráfico 1: Lâmp. Incand. 40W (SOL) Tf (°C) Td (°C) 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temperatura(°C) Gráfico2: Lâmp. Incand. 40W (NUB) Tf (°C) Td (°C) 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temepratura(°C) Gráfico 3: Lâmp. Incand. 60W (SOL) Tf (°C) Td (°C) 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temperatura(°C) Gráfico 4: Lâmp. Incand. 60W (NUB) Tf (°C) Td (°C) 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temperatura(°C) Gráfico 5: Garrafa de 600mℓ (SOL) Tf (°C) Td (°C)
  7. 7. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com Tabela 6: Garrafa de 600mℓ (NUB) Tf (°C) Td (°C) 07h 28,30 28,30 09h 28,45 28,65 11h 32,50 33,80 13h 34,47 34,91 15h 34,08 34,17 17h 33,70 33,73 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 31,92 32,26 Tabela 7: Garrafa de 2ℓ (SOL) Tf (°C) Td (°C) 07h 27,81 27,86 09h 29,85 29,88 11h 33,92 32,2 13h 34,64 34,47 15h 33,31 33,35 17h 31,73 32,06 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 31,88 31,64 Tabela 8: Garrafa de 2ℓ (NUB) Tf (°C) Td (°C) 07h 27,01 27,26 09h 28,71 28,86 11h 29,45 29,63 13h 30,96 31,41 15h 31,02 31,09 17h 28,31 30,19 MÉDIA(°C) MÉDIA(°C) 29,24 29,74 Gráficos 1 a 8: Temperatura x Tempo: Lâmpada incandescente (40W e 60W) e lâmpada Moser (Garrafa de 2ℓ e 600mℓ). Tabelas 1 a 8: Temperaturas medidas dentro e fora da casinha em dias nublados e ensolarados intervalos iguais. Dia ensolarado (SOL); Dia nublado (NUB); Temperatura fora da casinha (Tf); Temperatura dentro da casinha (Td). A lâmpada incandescente de 40W possui fator de iluminância constante de 110lux e a lâmpada incandescente de 60W, 192lux. As medidas de luminosidade das lâmpadas Moser foram coletadas e dispostas a seguir: 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temperatura(°C) Gráfico 6: Garrafa de 600mℓ (NUB) Tf (°C) Td (°C) 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temperatura(°C) Gráfico 7: Garrafa de 2ℓ (SOL) Tf (°C) Td (°C) 26 28 30 32 34 07h 09h 11h 13h 15h 17h Temperatura(°C) Gráfico 8: Garrafa de 2ℓ (NUB) Tf (°C) Td (°C)
  8. 8. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com Tabela 9: Iluminância x Tempo: Fator de iluminância da lâmpada Moser (Garrafa de 600mℓ) medidos em intervalos de tempo iguais. Tabela 10: Fator de iluminância da lâmpada Moser (Garrafa de 2ℓ) medidos em intervalos de tempo iguais. Fator de iluminância medido dentro da casinha: em dia ensolarado (SOL); em dia nublado (NUB). Fator de iluminância da lâmpada incandescente de: 40W (LI4); 60W (LI6). Analisando os gráficos 1 a 8, percebemos que a lâmpada incandescente ocasiona grandes ganhos térmicos ao ambiente interno da casa. Isto é consequência não só do isolamento térmico deficiente de residências populares construídas atualmente, como também da ineficiência luminosa desse tipo de lâmpada. Sabe-se que a grande parte da energia elétrica (90%) consumida pelo bulbo da lâmpada transforma-se em calor irradiado. A influência das lâmpadas incandescentes é evidente na relação que a potência nominal da lâmpada tem com a diferença das temperaturas internas e externas coletadas. Em concordância a isso, vimos também, que nos dias nublados, quando a insolação era baixa, a diferença entre as temperaturas de dentro e as de fora da casinha eram bem maiores quando foram utilizadas lâmpadas incandescentes. Demonstrando assim, que a temperatura interna elevada era decorrente da liberação de calor da lâmpada para o ambiente. No caso das lâmpadas Moser, as temperaturas internas foram bem menores comparadas às outras lâmpadas, especialmente quando se usou a garrafa de 2ℓ, que no dia ensolarado teve 24 34 57 53 27 3 30 35 57 34 16 7 110 192 0 50 100 150 200 07h 09h 11h 13h 15h 17h Iluminância(lux) Tabela 9: Garrafa de 600mℓ SOL NUB LI4 LI6 65 120 200 198 76 831 44 67 48 35 4 110 192 0 50 100 150 200 07h 09h 11h 13h 15h 17h Iluminância(lux) Tabela 10: Garrafa de 2ℓ SOL NUB LI4 LI6
  9. 9. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com temperaturas internas menores que as externas às 11h e 13h, mesmo sendo este o período de maior insolação no dia (Figura 8). Figura 8: Lâmpada Moser (Garrafa de 2ℓ) em dia ensolarado às 11h. Figura 9: Lâmpada Moser (Garrafa de 600mℓ) em dia ensolarado às 11h. Nos gráficos 9 e 10, estão representadas as medidas de iluminância da lâmpadas Moser coletadas em intervalos de tempo iguais. A garrafa de 2ℓ mostrou os resultados mais satisfatórios em dia ensolarado, com taxas de iluminância maiores que os da lâmpada incandescente de 40W a partir das 9h, e os da lâmpada incandescente de 60W das 11h às 13h. A garrafa de 600mℓ não teve resultados satisfatórios devido ao fato de ter dimensões inferiores, porém, a utilização de várias garrafas distribuídas planejadamente em uma cobertura é uma saída viável. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Os resultados encontrados mostram viabilidade da utilização de lâmpadas Moser feitas com garrafa de 2ℓ, visto que, as medidas internas de temperatura e luminosidade foram melhores que o da lâmpada incandescentes em alguns períodos do dia. O período de 11h às 13h é considerado horário de pico, pois é quando há maior consumo de energia. Se uma lâmpada incandescente é substituída por uma lâmpada Moser neste horário, ocorrerá uma enorme economia de energia (JANNUZZI et.al., 1998). A lâmpada Moser é uma solução economicamente viável para famílias carentes no estado do Ceará, tanto em áreas urbanas como áreas rurais, visto que, é fácil de montar e instalar; pode
  10. 10. Contato Organização: ctaorganizacao@gmail.com ser adaptado a qualquer tipo de telhado; e funciona eficientemente em dias ensolarados, principalmente em regiões como o Nordeste brasileiro, onde há insolação o ano todo. REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DO PET. Oitavo Censo da Reciclagem do PET no Brasil. São Paulo. 2012. Disponível em: <http://www.abipet.org.br/index.html>. Acesso em: 25 jun. 2013. JANNUZZI, Gilberto de M.; DORNELAS, Vanice F.S.; BITTENCOURT, Mara L.. Avaliação do programa de incentivos à substituição de lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas ou circulares em Fortaleza (DEREO). Relatório Final. UNICAMP/ELETROBRÁS/FUNCAP. São Paulo. 1998. KEELER, Marian; BURKE, Bill. Fundamentos de projeto de edificações sustentáveis. Porto Alegre: Bookman, 2010. LAMBERTS, Roberto. Diretrizes de projeto para eficiência energética em edificações. Seminário HIS Sustentável. São Paulo. 2010. Disponível em: <http://www.cbcs.org.br/userfiles/comitestematicos/projeto/LAMBERTS_CBCS_3.pdf>. Acesso em: 10 jun. 2013. LÂMPADA de Moser. Guardiões do Templo Místico. 24 abr. 2013. Disponível em: <http://guardioesdotemplomistico.blogspot.com.br/2013/04/lampada-de-moser.html>. Acesso em: 06 jul. 2013. PAGAN, Cesar J. B.; JANNUZZI, Gilberto de M.. Implicações da Nova Norma Brasileira para Lâmpadas Incandescentes (NBR IEC-64: 1997). UNICAMP. São Paulo. 2000.

×