A energia geotérmica já é uma realidade em diversos países e consiste em retirar o calor natural da terra, da água subterrânea ou do ar, transferindo-o para os ambientes através de sistemas simples de tubos, no caso da água, ou dutos de ar, para fins de aquecimento ou resfriamento. A depender da situação, bombas de calor podem ser incoporadas ao sistema.
"Uma bomba de calor é um componente do sistema que necessita de energia elétrica para poder funcionar. O seu papel consiste em extrair energia térmica da terra para um edifício durante o inverno, por exemplo, e o contrário acontece durante o verão onde transfere o calor do edifico até uma zona mais fria da terra, assim mantendo-o fresco. A vantagem da geotermia é a troca de calor mais efetiva, seja através do solo ou do ar, além de ser uma energia limpa e economicamente acessível por estar gratuitamente no solo ou por ar", diz o Prof. Dr. da Poli-USP, Alberto Hernandez Neto.
Na Ecoplano o ar é captado em área sombreada, passando por tubos enterrados
(crédito: Arquivo NTE)
Porém, Hernandez explica que no Brasil os sistemas geotérmicos encontram duas grandes barreiras para aplicação: A primeira é que o Brasil não possui um levantamento ou estudos de solo para medir temperaturas, profundidades e níveis dos lençóis freáticos, e, segundo, a demanda de aquecimento não é tão forte como nos EUA e Europa.
"Sobre estudos de solo, já houve interesse em fazer esse levantamento, mas possíveis investidores, como empresas que detém tecnologia voltada à geotermia, por exemplo, esbarraram na falta de demanda, limitando-se apenas a Região Sul do Brasil".
Sobre os custos de investimento, Hernandez acrescenta que se comparado a sistemas de aquecimento com bombas de calor tradicionais, a geotermia pode ser três vezes mais cara e não justifica esse investimento, principalmente aqui no Brasil onde a maioria dos sistemas de aquecimento engloba os segmentos de água para banho e piscina.
Hernandez cita como exemplo de aplicação, ainda em projeto, o edifício que abrigará o CECAS - Centro de Estudo de Clima e Ambientes Sustentáveis, na Universidade de São Paulo.
O projeto nasceu da parceria entre a FAU- Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP e o IAG - Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, para o desenvolvimento de um prédio que produza 100% da energia que consome, e pretende ser o primeiro ZEB - Zero Energy Building da América Latina.
O prédio será construído na Cidade Universitária da USP, em São Paulo, e abrigará o Centro de Ciências da Terra e do Ambiente (Cecita), o Laboratório de Modelos para a Sustentabilidade de Construções (Labsus) e a Rede de Mudanças Climáticas (RMC).
Coordenado por Marcelo Romero, diretor da FAU, e orçado, inicialmente, em R$ 20 milhões, o projeto adotou tecnologias como energia solar fotovoltaica, sistema de resfriamento geotérmico, iluminação 100% natural ao longo do dia, entre outras.
O conforto térmico do edifício combina o resfriamento geotérmico com a ventilação natural. Para o resfriamento, um ventilador captará o ar externo, transportando-o através de dutos enterrados a 3 metros de profundidade, numa extensão de 90 metros, e insuflando-o nos ambientes. Isto é possível devido à temperatura estável do solo da Cidade Universitária, em torno de 20 ºC a 22 ºC ao longo do ano. "Haverá controle de temperatura tanto no inverno quanto no verão", explica Hernandez.
A Ecoplano, empresa sediada na capital paulista, utilizou sua própria instalação para aplicar um sistema de geotermia direta a ar, além de outros recursos voltados para a sustentabilidade da edificação.
De acordo com Vitor Paulo Ferrari, engenheiro da Ecoplano, o sistema consiste na captação natural do ar, que é insuflado no ambiente a uma temperatura de 23°C.
"O sistema foi projetado para climatizar a sala de engenharia e sala de treinamento, localizadas no térreo. Na sala de engenharia, o ar captado naturalmente é insuflado no ambiente interno por meio de 3 dutos instalados na parede, próximo ao teto. No período do verão conseguimos manter a sala climatizada em torno de 23°C naturalmente. Já na sala de treinamento, grelhas no piso foram instaladas para a insuflação do ar, e contamos ainda com um climatizador evaporativo, caso seja necessário", conta Ferrari.
A tubulação para a circulação do ar foi projetada para ficar enterrada a 3 metros de profundidade do solo, numa área que não bate muito sol e toda a extensão é coberta por um jardim para manter o terreno úmido.
"Conseguimos com este sistema de simples aplicação economizar cerca de 40% de energia consumida, uma vez que no verão não mais utilizamos o ar condicionado e sim a climatização natural", informa o engenheiro da Ecoplano.
Centro de Cultura Max Feffer
O Centro de Cultura Max Feffer, construído pelo Instituto Jatobás no município de Pardinho, interior de São Paulo, foi o primeiro centro cultural da América Latina a conquistar certificação de impacto ambiental LEED, na categoria ‘Gold', emitida pelo US GBC - Green Building Council.
Nesta edificação a geotermia também fez parte do projeto, além de outras estratégias para o conforto térmico do edifício. Como o ambiente é aberto só de um lado, foi providenciada uma tubulação de ventilação pelo piso com abertura na face externa. Para ganhar calor nos meses de inverno, foi providenciado um efeito Trombe utilizando as paredes de arrimo. O calor armazenado através dessa solução de arquitetura solar passiva é introduzido no ambiente através da tubulação. No verão este calor é barrado através de portinholas isolantes.
No andar de baixo, que agrupa os ambientes de permanência prolongada, há janela dos dois lados, totalmente com abertura manejável.
O mínimo de energia
Um exemplo de geotermia que vale ser citado é o projeto de Anthony Aarts e Tom Rand, diretor da VCI Green Funds, aplicado num edifício de 140 anos, situado no centro histórico de Toronto - Canadá. O edifício encontrava-se desativado há 10 anos. "Há outros prédios verdes na cidade, mas nós demos um passo adiante com este, pois conseguimos reduzir as emissões de carbono em 75%", diz Rand.
Ele conta que foi cavado um buraco embaixo da College Street para captar o calor do núcleo da Terra. "Contratamos uma empresa canadense especializada em geotermia para instalar uma milha de tubulação em ziguezague, abaixo da viela ao lado do edifício. Uma mistura de glicol circula pela tubulação, buscando calor a uma profundidade de cerca de 100 metros, onde a temperatura oscila entre 14°C e 15°C. O líquido que circula pela tubulação enterrada passa através das várias bombas de calor espalhadas pelo edifício, elevando a temperatura ambiente. As bombas de calor usam uma grande quantidade de energia elétrica, mas não tanto quanto o próprio edifício gera a partir de um conjunto de painéis fotovoltaicos no telhado", diz Aarts.
O sistema permitiu que qualquer eletricidade extra gerada possa ser vendida à rede de energia por meio do "microFit program" de Ontário. Segundo estimativas de Aarts, o edifício terá uma renda entre $ 400 a $ 500 por mês vendendo eletricidade de volta à cidade, por um preço garantido de $ 0,80 por kWh. Combinado ao dinheiro economizado na conta do aquecimento, no inverno, e do resfriamento, no verão, tem-se um prédio que transforma redução de impacto ambiental em fonte de renda.
A economia de energia está em toda parte. Em torno dos canos de escoamento da água dos chuveiros, tubos de cobre capturam o calor da água quente que escorre pelo ralo. O calor é levado de volta para a tubulação de água fria, permitindo que o chuveiro use menos água quente. No telhado está outra bomba de troca de calor que recupera o vapor úmido que é exaurido dos banheiros, enviando-o de volta para o prédio. A fim de tornar este processo transparente para os hóspedes, a maioria dos equipamentos de economia de energia está visível através de paredes de vidro. "Temos medidores em cada dispositivo de aquecimento interno que soma a quantidade de energia derivada do sistema. Os hóspedes podem ver o quanto de energia está sendo recuperada a qualquer momento", diz Aarts.
Na cobertura, um medidor de energia elétrica foi instalado acima do bar. Eles usaram todo o espaço do telhado e outros disponíveis para a produção de energia. Mesmo parte do pátio é coberto por painéis fotovoltaicos. "Quando os hóspedes estiverem sentados, bebendo algo, eles verão o quanto de energia está sendo produzida pelos painéis solares. No verão, com temperaturas em torno de 30°C, os hóspedes saberão que estarão usufruindo de uma sombra que produz eletricidade", diz ele.
Ana Paula Basile Pinheiro
