AVALIAÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS PARA SISTEMAS DE AQUECIMENTO SOLAR DE ÁGUA.

RAFAEL MARTINS DA SILVA, DIOSNEL ANTONIO RODRIGUES LOPEZ, CLAUDIA MENDES MAHLMANN, ADRIANE DE ASSIS LAWISCH RODRIGUEZ

Resumo


Providenciar um sistema de suprimento de energia solar confiável é uma tarefa que encontra algumas dificuldades e tem certo grau de complexidade. Os maiores desafios deste tipo de sistema consistem no estudo e na previsão da radiação solar, nos meios utilizados para capturar essa energia e na forma de armazenamento, este último, foco deste projeto. Com este propósito, o presente estudo avaliou a possibilidade de melhorias em um sistema de aquecimento solar de água visando a ganho energético e ambiental. Uma das possibilidades é a utilização de materiais compósitos na construção e/ou revestimento do reservatório de água (boiler). Em fase inicial, preparou-se o material para a confecção dos compósitos; os resíduos utilizados das partes aéreas de girassol foram peneirados em uma faixa granulométrica menor ou igual a 12 mesh e desumidificados a uma temperatura de 90°C durante duas horas. O próximo passo consistiu em realizar a mistura do compósito, onde foram feitos materiais com 10% de massa (da fase dispersa), quantia essa já testada previamente em outros projetos do grupo, a qual obteve o melhor rendimento em testes sonoros, de intemperismo e de tração. A resina utilizada foi a Mármore 20460® com viscosidade de 860cP, também foi feito o uso do catalisador BUTANOX M-50®, na proporção de 1% em peso. Após a completa mistura, colocou-se esta em moldes de silicone de diferentes tamanhos para a construção do sistema de testes térmico. Este sistema se assemelha a uma caixa, que foi totalmente isolada pela própria resina, com o objetivo de anular qualquer interferência nos testes, tanto pelo meio externo quanto por diferentes materiais. A fase de testes, realizada em triplicata, consistiu em preencher o volume total do sistema (caixa) com água aquecida a 80°C e, com o uso de um sensor termopar, avaliar a troca de calor da parte superior e de transição (parte intermediaria entre a água de menor e maior temperatura) durante uma hora, em intervalos de cinco minutos. Também realizou-se o teste de doze horas, o qual simularia o intervalo do dia onde não há presença do sol. Através dos dados obtidos, pôde-se constatar que os decréscimos de temperatura nas partes intermediária e superior foram de respectivamente 16,4°C e 12,2°C, demonstrando um ganho de 18°C e 22,2°C em relação ao teste preliminar com total vedação apresentado em 2012 na Semana de Iniciação Cientifica. Já no ensaio de simulação do período sem a presença do sol, as temperaturas iniciais e finais obtidas foram de, respectivamente, 76°C e 30,2°C, resultados estes de grande valia, pois quando comparados a resultados já relatados e publicados na literatura encontrados, em geral, entre 35°C e 39 °C. Vale lembrar, também, que o volume de água utilizado nos ensaios de bancada é pequeno em comparação a um reservatório comum que varia, em geral, de 100 até 1000 litros, mostrando a viabilidade do emprego de compósitos de girassol na confecção de um isolante térmico para sistemas de aquecimento de água. Além de alcançar eficientes índices de isolamento térmico, oferece a alternativa à reciclagem destes subprodutos visando À competitividade comercial e diminuição dos impactos ambientais advindos da fabricação deste tipo de sistema. Nos próximos meses serão testadas espumas cerâmicas confeccionadas através do método de gelcasting, para futuras comparações e aplicações neste mesmo sistema.


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