Frescor que vem do subsolo
O maior vilão da conta de energia elétrica, especialmente no verão, é o ar condicionado - responsável por 20% do consumo residencial. Pensando nisso, um grupo estudantes e professores da UFSM decidiu usar a energia geotérmica, o calor da terra, para refrescar ou aquecer os ambientes.
A superfície do solo é naturalmente aquecida pelo sol, mas, a 15 metros de profundidade, a temperatura é sempre de 19,5ºC, em Santa Maria. E é essa temperatura debaixo da terra que vai ajudar a resfriar ou aquecer a superfície. Quem explica é o pós-doutor em Fontes Alternativas de Energia pela Colorado School Of Mines, nos Estados Unidos, Félix Alberto Farret. Para usar essa energia, precisa-se de uma mangueira de jardim, uma bomba de 14 watts e um ventilador de 35 watts. A mangueira é enterrada em 15 metros de profundidade. Outra parte fica do lado de fora, onde uma pequena serpentina de cobre ou alumínio, a bomba e o ventilador são instalados.
A água fica circulando dentro da mangueira, embaixo da terra e dentro da casa, com o auxílio da bomba. O ventilador ajuda a distribuir e acelerar a troca de calor. O sistema desenvolvido pelo grupo pode ser construído com cerca de R$ 1 mil.
- Com a bomba e o ventilador temos um gasto de 50 watts. Um ar condicionado gasta, em médio, 1,5 mil watts, 30 vezes mais - destaca Farret, que é professor do curso de Engenharia Elétrica da UFSM.
A energia geotérmica tem várias vantagens: a emissão de gases poluentes é praticamente nula, a área necessária para a instalação de uma usina é pequena e ela ainda pode abastecer comunidades isoladas. O professor também sugere que o mesmo sistema pode ser construído em rios e no mar, onde a temperatura na profundidade também é baixa e não varia.
- Esse sistema pode resfriar uma casa pequena ou um prédio inteiro. Nossa expectativa é que daqui uns 30 anos ele já seja comum nas novas construções civis - afirma.
Lâmpada para limpar água
A economia de energia elétrica através de fontes alternativas também pode acontecer de forma indireta: economizando água ou mantendo os ambientes de uma casa mais aquecidos ou refrigerados, por exemplo. Usado já em algumas empresas do Canadá, o sistema elaborado pelo professor do curso de Engenharia Química da Unifra, Rodrigo Salazar, promete deixar a água limpinha apenas com o uso de uma lâmpada ultravioleta.
É um substituto do cloro, mas que não deixa gosto nem cor na água.
A lâmpada fica dentro de um cano de PVC. Em uma das pontas entra a água não-potável, que passa pelo tubo, sofre um processo de redução da carga orgânica e desinfecção com o uso de reagentes e radiação, e sai do outro lado pronta para beber. Em uma hora de tratamento, é possível reduzir 45% da carga orgânica e fazer a desinfecção completa da água.
- O uso doméstico é viável, basta acoplar na torneira. Algumas empresas canadenses já a usam para limpar a água dos banheiros - garante o professor.
A energia do azulejo
Há quatro anos, o professor do curso de Engenharia de Materiais da Unifra Rubens Camaratta estuda uma forma de produzir energia solar eficiente e de baixo custo. Ele criou um azulejo fotovoltaico, que funciona como célula solar e que pode ser colocado em pisos e paredes. A fachada só precisa ser ventilada, ou seja, o azulejo não pode encostar na alvenaria. Feito de cerâmica comum, ele tem várias camadas de semicondutores, sensibilizadores e eletrólitos. Ainda não existe um cálculo, mas o fato é que este tipo de sistema será muito mais barato do que as células solares comuns de hoje, fabricadas com silício monocristalino.
- Estou estudando cada camada aos poucos, mas acredito que até o fim do ano esteja tudo concluído. Depois, só precisamos de alguma empresa que tenha interesse em comprar a ideia e fabricar em grande escala - afirma o professor.
Estudante de Engenharia de Materiais da mesma instituição, Fabrício Ravanello Mariosi está trabalhando em um isolante térmico e acústico feito de vidro moído reciclado e carbonato de cálcio. Leve e barato, ele reutiliza materiais que, muitas vezes, são descartados e poupa recursos naturais, o que pode ajudar a manter a casa menos quente ou menos fria, evitando o uso de ar-condicionado ou aquecedor.
O campeão da economia
Que tal fazer uma viagem de Santa Maria a Porto Alegre com apenas um litro de gasolina? Um protótipo desenvolvido por estudantes e professores do Colégio Técnico Industrial de Santa Maria (Ctism) já consegue a façanha. Por enquanto, ele é usado apenas em competições, mas pode virar comum nas ruas nos próximos anos, com a evolução da tecnologia.
- Nós gostamos de conforto, de ar-condicionado, de direção hidráulica e de potência de motor, mas tudo isso consome combustível. Futuramente, a gasolina pode ficar tão cara, que, com certeza, vai valer a pena abrir mão de alguns luxos - afirma o professor e diretor do colégio, Luciano Caldeira Vilanova.
Na última Maratona Universitária de Eficiência Energética, em São Paulo, o carro modelo V-2 atingiu a marca de 171 quilômetros por litro (km/l) na categoria Etanol, e o carro "Otto", 303 km/l, na categoria Gasolina. Os resultados garantiram ao grupo o terceiro lugar na competição. Os veículos são 20 vezes mais econômicos que carros populares 1.0, por exemplo. O professor explica o que garante tanta economia:
- O carro não desperdiça energia porque o motor se desliga quando não está em uso (parado numa sinaleira, por exemplo). Além disso, o motor é pequeno, o carro tem espaço para um passageiro, e tudo isso influencia na economia.
Vilanova observa que o protótipo, que atinge uma velocidade máxima de 60 km/h, ainda pode demorar para se tornar viável para o uso diário, mas com a modernização dos sistemas, tudo é possível.
Difícil imaginar nosso cotidiano sem o uso de energia elétrica. Fundamental para o desenvolvimento e a qualidade de vida, quanto mais a economia cresce, mais eletricidade é necessária. Ampliar a capacidade de geração, melhorando o aproveitamento de fontes convencionais e desenvolvendo tecnologias para a utilização de novas matrizes energéticas é a solução buscada por pesquisadores ao redor do mundo. Em Santa Maria, estudantes e professores universitários dedicam tempo para desenvolver produtos, encontrar processos e descobrir fontes de energia mais baratas e econômicas para carros, residências e fábricas. Confira, nessas páginas, o horizonte da tecnologia.
Mais potência e menos gasto
Iluminação e vida útil maiores, consumo menor. É isso que promete a luminária feita a partir de diodos emissores de luz (LEDs) desenvolvida pelo Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Reatores Eletrônicos (Gedre) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). O projeto é pioneiro no Brasil e começou a ser desenvolvido em 2011 pelo pesquisador Vitor Cristiano Bender. A grande sacada foi entender a interação entre corrente elétrica, temperatura e fluxo luminoso, resolvendo o problema da fragilidade das lâmpadas de LED
- São 30 pequenas lâmpadas que formam a luminária para a iluminação pública. Elas não queimam, apenas vão reduzindo o poder de luminosidade com o passar do tempo - explica o professor Bender.
Atualmente, dos cerca de 15 milhões de pontos de iluminação pública do país, 63% têm lâmpadas de vapor de sódio (HPS), que consomem mais energia. Com a luminária desenvolvida pela UFSM, a economia em energia é de 25%. No Colégio Técnico Industrial (Ctism), o professor Rafael Adaime Pinto criou uma lâmpada de LED que reduz em 75% o consumo de energia em relação a lâmpadas comuns e tem uma bateria interna recarregável, que dura quatro horas, e pode ser usada em situações de falta de energia (veja a comparação abaixo).
- O único problema é o custo. As lâmpadas de LED ainda são muito caras em relação às incandescentes e fluorescentes, mas a tecnologia vai evoluindo, elas vão se popularizando e o custo tende a baixar nos próximos anos - projeta o pesquisador.
Vantagens das lâmpadas de LED para a iluminação
Elevada eficácia luminosa - Relação entre a quantidade luz produzida e a potência de energia consumida
Alto índica de reprodução de cores - As lâmpadas de LED produzem luz "branca", que ilumina melhor
Vida útil elevada - Duram 50 mil horas (as de sódio duram, em média, 30 mil horas), podendo permanecer mais de 10 anos em uso, 12h por dia. Por isso, mesmo com investimento inicial alto, a partir do terceiro ano de uso, a lâmpada de LED se torna mais barata do que a fluorescente
