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

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.