O Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal da Paraíba (LES-UFPB) em João Pessoa, Desenvolveu uma máquina de refrigeração que funciona com energia térmica solar podendo produzir até 10 Kg de gelo por dia. O protótipo foi instalado junto ao Laboratório e está em fase de testes. Em avaliações feitas em setembro de 2003 sua produção alcançou 6Kg de gelo por dia a uma temperatura de -3 º C. O trabalho, coordenado pelo Prof. Dr. Antônio Pralon Ferreira Leite, vem sendo desenvolvido há quatro anos com o apoio financeiro do CNPq e do Banco do Nordeste e conta com a parceria científica de uma Universidade Francesa.
O projeto da geladeira solar, de autoria do professor Antônio Pralon Ferreira, já chegou até à China, onde foi alvo de vários elogios. A invenção foi apresentada na Conferência Internacional Sobre Conversão e Aplicação de Energia, realizada no mês passado. O trabalho foi apresentado como: “Máquina solar de fazer gelo usando carvão ativado e metanol”. O título sintetiza a idéia da invenção, criada em 1997, antes mesmo da crise energética que hoje abala o país. Trata-se na verdade, de uma máquinade fazer gelo alternativa, que diferentemente das convencionais utiliza a energia solar ao invés da elétrica. A estimativa é de que, depois de concluída, uma vez que ainda está em fase de experimentação, a máquina produza 10 quilos de gelo por dia, utilizando 1m2 de área de captação solar. “A invenção obteve uma excelente repercussão na China e tem tudo para dá certo sobretudo aqui na Paraíba, devido o grande potencial da energia solar aqui existente”, esclareceu o professor Pralon.
Antonio Pralon Ferreira Leite possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas (1980), mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal da Paraíba (1985) e doutorado em Ciências da Engenharia pela Universidade de Nice, França (1990). É professor titular do Departamento de Tecnologia Mecânica da Universidade Federal da Paraíba desde 1996 e pesquisador do Laboratório de Energia Solar da UFPB, na área de sistemas de refrigeração por adsorção acionados por energia solar e gás natural. Atua como docente permanente no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFPB desde 2002 e é lider do Grupo de Pesquisa LABRADS – Laboratório de Sistemas de Refrigeração por Adsorção – cadastrado no CNPq.
Além dos chineses, o projeto já despertou o interesse dos franceses, que inclusive foram responsáveis por financiar parte do projeto, através do Instituto Francês do Frio Industrial, com sede em Paris. A outra parte dos recursos foi proveniente da Capes CNPq. “No momento estamos aguardando a complementação do financiamento por parte do CNPq para dar continuidade as pesquisas e aprimorar a máquina”, ressaltou o idealizador do projeto, que também conta com a participação de alunos do curso de Engenharia Mecânica. Segundo o coordenador do projeto, o estado da Paraíba é uma região privilegiada em termos de energia solar, com um potencial diário superior a 6 kWh, por metro quadrado de área de captação, o que equivale ao consumo de energia elétrica de 60 lâmpadas de 100 W durante 1 hora. Outra vantagem deste equipamento é que ele não utiliza peças móveis, como os motores nos aparelhos comerciais.
O funcionamento da máquina se baseia na interação entre um carvão especial e um tipo de álcool, que atua de forma semelhante aos gases dos refrigeradores convencionais. O processo é denominado cientificamente de adsorção. “A produção de gelo ocorre à noite e, durante o dia, a energia solar age como fonte de calor necessária à regeneração do carvão”, explica Pralon. O custo estimado, porém, ainda é elevado, segundo o coordenador da pesquisa. A geladeira solar saiu por US$ 20 mil, mas com a continuidade da pesquisa Pralon pretende reduzir custo de fabricação a R$ 500. “Para isso, é necessário dar continuidade à pesquisa visando melhorar o desempenho do equipamento”, esclarece Pralon, que pretende atrair o interesse da indústria de refrigeração do Nordeste para o projeto. O tamanho do equipamento, hoje com dois metros de altura, também deverá ser reduzido à metade.
Pesquisadores da UFPB e da UFCG desenvolveram um fabricador de gelo que funciona usando exclusivamente a energia solar. Trata-se de um equipamento que armazena a energia proveniente da luz solar em um carvão especial e transforma essa energia em frio durante a noite, período em que o gelo é fabricado Não utiliza motor nem compressor, nem qualquer forma de energia elétrica para funcionar. O sistema foi projetado para fabricar até 10 kg de gelo por dia, usando uma placa de 1 m2 de coletor solar, em climas típicos do litoral do Nordeste, podendo ter uma produção ainda maior na região do semi-árido. Quanto maior a diferença de temperatura entre o dia e a noite, maior será a produção de gelo do refrigerador. Seu funcionamento é simples e pode ser operado por qualquer pessoa. O fabricador de gelo solar poderá ser usado em cooperativas agrícolas e colônias de pescadores, produzindo a conservação dos produtos com custo operacional zero – sem o insumo eletricidade – agregando valor na sua comercialização.
Poderá também ser usado para a conservação de alimentos e vacinas em comunidades não servidas pela rede elétrica. Além de não consumir energia elétrica, o fabricador de gelo solar utiliza um fluido – o metanol – não agressivo ao meio ambiente, ou seja, não ataca a camada de ozônio, nem contribui para o efeito estufa (aquecimento global do planeta). Este tipo de refrigerador solar vem sendo estudado desde 1999 no Laboratório de Energia Solar – LES da UFPB, em João Pessoa, por uma equipe de pesquisadores coordenada por Antonio Pralon Ferreira Leite, do Depto. de Engenharia Mecânica da UFCG. Participam da equipe os professores e pesquisadores do LES Francisco Antonio Belo e José Maurício Gurgel, os técnicos do LES João de Deus Nunes e Luiz Francisco da Cruz, os alunos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da UFPB Marcelo Bezerra Grilo e Rodrigo Ronelli Duarte de Andrade e o Bolsista de Iniciação Científica do Curso de Engenharia Mecânica da UFCG Jorge Luis Formiga Peixoto de Moura.
A pesquisa tem recebido apoio financeiro do CNPq e do Banco do Nordeste, que viabilizaram o projeto e a construção de uma unidade piloto que se encontra em fase de testes no LES. Os primeiros resultados são animadores; nos testes realizados no último mês de setembro o refrigerador solar produziu 6 kg de gelo/dia a uma temperatura de – 3 oC. Esses resultados e o funcionamento do refrigerador solar serão apresentados em dois congressos internacionais este ano, em Portugal e na China. A próxima etapa da pesquisa será a realização de testes de campo em dias representativos de todos os meses do ano, para avaliar o comportamento do equipamento conforme as variações climáticas. Uma outra fonte de energia que poderá ser usada no equipamento, em dias de muita nebulosidade ou chuva, é o gás natural, que é um combustível abundante no Nordeste, barato e pouco agressivo ao meio ambiente. Este é o tema do próximo projeto de pesquisa da equipe do LES, que está sendo encaminhado ao CNPq e à Petrobras.
Segundo o Prof. Pralon, apesar de já ter havido no Brasil experiências anteriores, inclusive no próprio LES, com refrigeração utilizando energia solar, esta máquina é a primeira concebida para produzir gelo. Seu funcionamento se dá por ciclo de adsorção (Interação de um sólido com o fluido, sem reação química). Os grandes diferenciais desse tipo de refrigeração é requerer apenas energia térmica e não necessitar de partes móveis. Pralon vê como grande beneficiário potencial as comunidades agrícolas e pesqueiras, principalmente as que não dispõem de energia elétrica e ou dependem do diesel para conservação de alimentos. A simplicidade de operação e manutenção são outros fatores positivos. Ele também não vê dificuldades para uma futura produção em série no Brasil, afirmando que quase todo o material utilizado no protótipo é facilmente encontrado no mercado nacional. Acrescentou ainda que uma nova fase da pesquisa será destinada a oferecer a industria a possibilidade de fabricar todos componentes da máquina. Quanto ao custo para produção não há projeção, “Ainda estamos numa etapa anterior, mas temos estudos publicados por nossos parceiros franceses que indicam, para máquinas industriais, usando o mesmo princípio do protótipo do LES, custos da ordem de 10 a 20% a menos que as convencionais” disse ele.
A refrigeração por adsorção utiliza um ciclo térmico que se vale da capacidade de alguns sólidos adsorverem (fixarem moléculas de outras substâncias em sua superfície) vapores de um dado refrigerante em determinadas condições de temperatura e pressão. Nos sistemas de refrigeração por adsorção, este sólido é denominado adsorvente. O fluído refrigerante que deverá trabalhar alternadamente nos estados de vapor e líquido é denominado adsorvato ou simplesmente refrigerante. O refrigerador por adsorção mais simples possui três partes básicas: reator, condensador e evaporador que são interligados por tubos. O adsorvente é disposto no reator. Inicialmente são dadas as condições para que haja a adsorção até próximo ao ponto de concentração máxima. Em seqüência, através do fornecimento de calor ao reator, se consegue a dessorção (liberação das moléculas ) pelo aumento da temperatura. O vapor liberado, através da própria expansão, é transferido pela tubulação para o condensador. A temperatura mais baixa no condensador e a pressão elevada, pelo aquecimento no reator, provocam a liquefação de boa parte do refrigerante contido nesse recipiente. Nesse estado ele é transferido para o evaporador por gravidade. A pressão do sistema é mantida num patamar alto enquanto houver fornecimento de calor no reator.
Uma nova fase se inicia com o corte no fornecimento de calor ao reator e seu conseqüente resfriamento. A diminuição de temperatura no reator provoca a queda de pressão de todo o sistema, já que as câmaras são interligadas. Com a diminuição de pressão do sistema, o líquido depositado no evaporador passa a evaporar roubando calor e provocando o efeito frigorífico. A massa de vapor produzida no evaporador transfere-se para o reator onde é adsorvida. O processo é mantido enquanto houver potencial de adsorção no reator suficiente para manter a pressão do sistema abaixo do valor da “pressão de vapor” do refrigerante. Em comparação com a refrigeração por ciclo de compressão, o de adsorção tem um rendimento térmico menor. Mas, por sua capacidade de funcionar exclusivamente com uma fonte térmica, pode se tornar bastante vantajoso em algumas aplicações tais como a solar, ou onde o calor seja resíduo térmico de outros processos, ou ainda, onde não houver rede pública de eletricidade.
Fonte: http://www.correiodaparaiba.com.br/especial4.html
http://www2.uol.com.br/JC/_2001/1208/cm1208_1.htm
acesso em março de 2002
http://www.jornaldaciencia.org.br/Detalhe.jsp?id=13664
acesso em fevereiro de 2004
http://www.aondevamos.eng.br/boletins/edicao14.htm
acesso em julho de 2004
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