fagner rosa

Universidade Presbiteriana Mackenzie

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ESTUDO DE CASOS DE CIDADES QUE UTILIZAM FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL E ADAPTAÇÃO PARA CIDADES BRASILEIRAS

Fagner Rosa Medeiros (IC) e Dominique Fretin (Orientador)

Apoio: PIVIC Mackenzie

Resumo

Esta pesquisa tem como principal foco estudar a aplicação da energia solar na arquitetura brasileira e questionar por que é tão pequena sua utilização no mundo, já que sua principal fonte, o sol, é tão abundante. Para justificar a aplicação desse tipo de energia, são apresentados, no trabalho, estudos de casos bem-sucedidos em países como Alemanha e Espanha, além de objetos diversos usados no cotidiano 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 cidades brasileiras 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 um país com uma das melhores condições de mudar sua matriz de energia.

Palavras-chave: sol, energia solar, arquitetura solar

Abstract

This research is mainly focused on studying the use of solar energy in Brazilian architecture an it questions the reason of why it isn´t so common around the world, especially when its main source, the sun, is so abundant. To justify the use of solar energy, the research presents successful cases in countries like Germany and Spain, as well as various objects with photovoltaics used in daily life, for example, backpacks, clothes and even transportation, like an aircraft powered only by energy from the sun. Finally, it gives examples of Brazilian cities in remote areas that uses solar energy in emergency cases. This research intends to highlight the shortage of programs related to energy and the delay of a country like Brazil that has one of the best conditions to change its energy matrix.

Key-words: sun, solar energy, solar architecture

VII Jornada de Iniciação Científica - 2011

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Introdução

A importância deste trabalho é investigar o que está sendo feito em relação à energia solar e

como a arquitetura pode relacionar-se com tal fonte energética. O sol funciona como

bactericida em ambientes onde é insuficiente a iluminação natural e, portanto, a orientação

solar num projeto arquitetônico é fundamental.

A fim de mostrar as aplicações desse tipo de energia e o porquê de esta ser uma eficiente

matriz renovável, a pesquisa mostra exemplos de países europeus, especialmente a

Alemanha, que têm se mostrado os mais atuantes no que se refere à implantação da

energia solar. O destaque fica especificamente para a cidade de Freiburg, cujo projeto do

arquiteto Rolf Disch evidencia que há dois modos de a arquitetura se relacionar com o

modelo solar de geração de energia – o passivo e o ativo. O que caracteriza o programa

alemão, chamado “Plus Energy House” (Produção de Energia Maior que sua Própria

Demanda), é que os moradores produzem energia solar a partir de suas casas e a vendem

ao governo.

Durante a pesquisa, apesar de bons exemplos europeus, verificou-se que ainda há pouca

utilização da energia solar no mundo e que há um déficit energético no Brasil, apesar do

país ser rico em incidência solar. O que fica é a reflexão de que o uso da energia solar não é

a solução dos problemas de energia mundial, mas sim uma alternativa que está em nossas

mãos e então, por que não utilizá-la?

Estudo de casos de cidades que utilizam fonte de energia renovável e adaptação para

cidades brasileiras

O sol existe há cerca de 4,5 bilhões de anos e é a principal fonte de energia a banhar a

Terra. Foi responsável por inúmeras modificações climáticas e geográficas na superfície do

planeta e hoje quase todas as fontes de energia utilizada pelo homem provêm dele. A

decomposição 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 a

produção de serotonina, “o hormônio da felicidade”.

A energia solar pode ser aproveitada como fonte de calor ou de luz, para aquecer ambientes

ou ser armazenado e futuramente ser convertida em energia mecânica ou elétrica, o que se

dá por meio da captação pelas células fotovoltaicas.

Segundo Bauttista Vidal (2002), a incidência solar em um ano na atmosfera equivale a

10.000 vezes a produção de energia nesse mesmo período, o que poderia ser aproveitado


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de forma a suprir a crescente produção mundial e evitando a extração de recursos naturais

não renováveis.

Energia solar e suas aplicações

A geração de energia elétrica através de luz solar se dá pelo uso de captadores chamados

de painéis fotovoltaicos. A energia é gerada pela presença da luz, e não necessariamente

pela 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 linhas

eletrificadas, iluminação externa e interna de residências, locais públicos e nas

telecomunicações, principalmente em locais remotos e na sinalização de estradas, passeios,

pistas e portos. O calor pode ser aproveitado também para aquecimento em residências

através de sistema de aquecimento solar.

Energia solar e arquitetura no período moderno

No período moderno, a insolação passa a ser um aspecto importante para os projetos feitos

na Europa e na America do Sul. Le Corbusier entendia que os benefícios do sol na

arquitetura eram imensos devido a problemas de saúde que acometiam a população

européia em épocas anteriores por insolação insuficiente dos ambientes construídos. O

concreto, utilizado em estruturas, lajes de pisos, coberturas e algumas paredes, traz

benefício ao acumular calor para os dias frios do inverno europeu. Exemplo disso é a Villa

Savoye, projeto de Le Corbusier. Mas, além da questão da saúde, as obras modernistas

deveriam aproveitar ao máximo seu caráter estético, utilizando o sol para enaltecer os

projetos.


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Figura 01: Villa Savoye, Le Corbusier

http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/02.024/785

Vale ressaltar que o pensamento de Le Corbusier se baseava na arquitetura como uma

produção industrial, levando em conta todos os aspectos tecnológicos de que o período

dispunha. O homem deveria aproveitar os recursos naturais com racionalidade e

organização, e a técnica seria o principal viés da produção arquitetônica da época.

Exemplos de captação solar para produção de eletricidade

Para entendermos os modos de aplicação para a utilização da energia solar temos que

entender três pontos a fim de analisar seu emprego. Em seguida, analisaremos cidades

como Freiburg na Alemanha.

1-As centrais solares térmicas concentram os raios térmicos do sol para alcançar altas

temperaturas e, assim, produzir o vapor que acionará a turbina para a geração de

eletricidade.

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 turbinas

que geram eletricidade.

Um bom exemplo é da Central de Energia Solar de Sevilha, Espanha, onde uma torre de 40

andares é rodeada por 624 espelhos móveis que acompanham o movimento do sol, refletem

e convergem os raios em direção ao topo da torre. Após esse processo, a água é aquecida


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ao ponto de produzir vapor e gerar as turbinas, gerando energia elétrica. (Ano de construção

2007)

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 200

campos de futebol) e gera ao ano 40MW de energia. (Ano de construção 2006)


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Alemanha

Figura 03: Parque solar de Walpolenz, Leipzig, Alemanha

http://novaenergia.net/forum/viewtopic.php?f=46&t=3879

Objetos que se sustentam com energia solar

O que é

É uma mochila desenvolvida para praticantes de esporte e aventura, com placas

fotovoltaicas 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.


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Como funciona

Absorve a energia do sol através dos painéis solares, gerando então a energia elétrica, que

será armazenada nas baterias dos aparelhos eletrônicos ou nas pilhas recarregáveis. Utiliza

a energia limpa e renovável do Sol a seu favor e a favor do meio ambiente, para dar suporte

de a todos os aparelhos eletrônicos portáteis, como celular, smartphone, câmeras digitais

iPod, MP3, MP4, games e GPS, entre outros.

Fonte: http://pt.wikinoticia.com/cultura%20cient%C3%ADfica/ecologia%20e%20ambiente/70620-roupas-solar

O que é

São roupas adaptadas a receber células solares flexíveis, como calças, casacos ou

qualquer peça de vestuário.

Para que serve

A pessoa pode conectar dispositivos como celulares ou leitores de mp3 em um bolso

especial do vestuário, que por sua vez está ligado a células solares. Os donos dessas

roupas especiais nunca ficam desconectados com as informações do mundo.


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Avião movido a energia solar (2006)

O Solar Impulse é um avião conhecido por realizar a primeira volta ao mundo movido a

energia solar. Tem dimensões de 63,4 m (similar a um Airbus). A aeronave tem como fonte

de energia 12.000 células fotovoltaicas que alimentam os quatro motores elétricos (10 CV

cada) 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 a

crescente demanda energética no Brasil, já que nosso país tem o privilégio de contar com a

incidência solar em todos os meses do ano e, além disso, de estar próximo de dois trópicos

e da linha do Equador. Uma das principais dificuldades enfrentadas é o desconhecimento

em relação ao custo da energia solar. Acredita-se que seja muito cara, no entanto, países

como Alemanha, Portugal e Espanha estão pesquisando células fotovoltaicas mais baratas

e econômicas e também incentivando o uso pela população. Com isso, fomentam um

mercado de venda e troca entre governo e população.

No Brasil, ainda não há um programa efetivo de energia solar. Quanto mais tarde o país

criar esses mecanismos, mais distante será o nível tecnológico do país em relação aos

países mencionados anteriormente. A criação desse modelo de geração de energia também


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cria mais empregos e atende localidades do país onde os meios convencionais de energia

não chegam.

Energia solar adaptada à arquitetura

Outro grande exemplo da utilização das células fotovoltaicas na arquitetura está na

cidade 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 (que

dispõe de conforto interno sem a necessidade de aquecimento e resfriamento) e da Plus

Energy House (produção de energia maior que sua própria demanda). Além disso, o projeto

alemão contempla diversas questões ambientais, como seleção de materiais, consumo de

energia, opções para transporte e métodos construtivos.

A “Vilar Solar” possui 58 unidades residenciais e seu layout foi projetado de acordo com a

orientação solar. As casas com terraços são orientadas para o sul e a distância entre os

prédios é determinada de tal forma que permite a insolação e o aquecimento de cada casa

de acordo com a incidência do sol. Todas essas medidas projetuais são medidas passivas

de conforto térmico nas residências; notamos que o arquiteto aproveita a inclinação dos

telhados para aproveitar o maximo de incidência solar o que caracteriza uma medida ativa

para a questão energética

Figura 04: Vila Solar na cidade de Freiburg, Alemanha

A eletricidade é gerada por painéis solares e a energia excedente é ligada e vendida à rede

pública. A energia adicional nos meses de inverno é produzida por uma estação local

abastecida com cavacos de madeira.

Antes de ser lançada nos coletores pluviais, a água da chuva passa por um sistema de

drenagem natural. Parte dessa água ainda é coletada e armazenada para uso em irrigação

e jardinagem ou utilizada para descarga de vasos sanitários.


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Outras estratégias mais tradicionais do projeto incluem o uso de grandes aberturas na

fachada sul para maximizar o ganho solar e aberturas pequenas no norte para minimizar a

perda de calor. A projeção do telhado fornece sombra durante o verão, mas permite a

passagem do sol durante o inverno para aquecimento passivo.

A questão energética no Brasil e suas aplicações

Apesar da abundância de recursos naturais no Brasil, a tecnologia energética e as

pesquisas desenvolvidas em universidades esbarram na inércia do governo em financiar tais

programas energéticos devido a questões políticas e até mesmo de interesse particular. Os

programas 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 programas

estão localizados em regiões onde falta infraestrutura básica.


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Mirante 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.


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Capim Grosso - BA

Figura 07: Sistema fotovoltaico de bombeamento de água para irrigação



As placas instaladas têm a função de gerar eletricidade para bombear um volume de água a

fim de irrigar as plantações vizinhas.


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Vale do Ribeira –SP

Figura 08 _ Sistema de eletrificação fotovoltaico do núcleo de Pereque



No Vale do Ribeira, situado no litoral Sul de São Paulo, foram instalados diversos sistemas

de eletrificação de escolas, postos de saúde e unidades de preservação ambiental

(estações ecológicas, parques estaduais etc.), além de atendimento a pequenas

comunidades rurais.

Conclusão

O emprego de medidas passivas que levam em conta a orientação do sol para o conforto

térmico dentro da arquitetura como o emprego do “brise soleil” no período moderno foi de

grande importância, pois essas medidas serviriam para a redução do consumo energético

dos novos edifícios e alem disso as faces de um edifício apresentam enorme potencial para

a captação de energia então porque não utilizá-la? (Fretin 2009).

A energia solar é um bem renovável abundante que pode ser aproveitado de diferentes

formas na crescente demanda por energia mundial. No Brasil, há inúmeras fontes

energéticas a serem aproveitadas e incorporadas em nossa matriz energética, mas é

necessário implantar uma política séria e persistente para viabilizar tais recursos. A energia

solar aqui pesquisada é apenas uma delas.


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Referencias

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sobre a alienação energética na cultura brasileira. São Paulo; Casa Alameda, 2004 –

ISBN;85

FUNARI, 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 USP

BEHLING, Sophia and Stefan – Solar Power, the Evolution of Sustentable Architecture.

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latin por Augustin Balsquez. 1970

FRETIN, Dominique – DE HELLI ARCHITECTURIS: perpectivas e posturas para o

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Mackenzie

Internet

http://ecotecnologia.wordpress.com/2008/01/12/vila-solar-em-freiburg-alemanha/

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http://www.UFSC.labenergiasolar acessado 08.06.2011

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