INSTALAÇÃO DE COLETOR SOLAR DE BAIXO CUSTO EM ESCOLA NO MUNICÍPIO DE FRANCISCO BELTRÃO

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1 INSTALAÇÃO DE COLETOR SOLAR DE BAIXO CUSTO EM ESCOLA NO MUNICÍPIO DE FRANCISCO BELTRÃO Resumo Alice Hobold Soares 1 - UTFPR Douglas Andreoli Rocha 2 - UTFPR Larissa Maria Fernandes 3 - UTFPR Eixo Educação Ambiental Agência Financiadora: não contou com financiamento Neste trabalho, apresentaremos a proposta de Projeto e Instalação de coletor solar de baixo custo em escola no município de Francisco Beltrão, cujo intuito é o de fornecer um sistema de aquecimento de água proveniente da luz do solar, capaz de auxiliar nas atividades diárias da instituição, tais como a demanda de água quente na cozinha, sendo este construído a partir de materiais de baixo custo. Além disso, há também o objetivo de problematizar a questão de energias renováveis entre os estudantes, além de agregar conhecimento acerca de sustentabilidade nos dias de hoje. É sabível que o sol é uma fonte de energia limpa e barata. Assim sendo, a energia termossolar apresenta vários benefícios, tais como a redução da conta de energia elétrica, a descentralização da geração de energia, dentre outros, ou seja, a instalação de um coletor de baixo custo em uma escola carente só viria a contribuir com a mesma. Para o sucesso de tal projeto, a sua divisão em etapas torna-se necessária. É preciso, primeiramente, que se selecione os alunos da escola que estarão envolvidos com o processo de montagem do equipamento. No caso, foram escolhidos os estudantes que participam do Programa Tempo Integral, ou seja, que ficam na instituição durante os períodos matutino e vespertino. Após essa fase inicial, é preciso fazer as revisões bibliográficas para que possam nortear o projeto, sendo seguidas pela contextualização do ambiente e coleta de dados 1 Formada no curso Técnico de Formação de Docentes pelo Colégio Estadual Mário de Andrade Francisco Beltrão / PR. Cursando Engenharia Química pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Atualmente dedica-se ao projeto de extensão visando a instalação de um coletor solar de baixo custo no município de Francisco Beltrão. douglasandreoli_97@hotmail.com. 2 Formado no curso Técnico de Formação de Docentes pelo Colégio Estadual Mário de Andrade Francisco Beltrão / PR. Cursando Engenharia Química pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Atualmente dedica-se ao projeto de extensão visando a instalação de um coletor solar de baixo custo no município de Francisco Beltrão. alicesoares151@hotmail.com. 3 Possui graduação em Engenharia Química pela universidade Estadual de Maringá (1996), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Maringá (1999) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Maringá (2004). Ampla experiência na área de Petroquímica, com atuação em plantas de pesquisas e projetos mecânicos. Docente de magistério superior na UTFPR, atuando na área de tratamento de efluentes domésticos e mapeamento de área de risco ambiental de petróleo e derivados, juntamente com projeto em extensão na área de matriz de energia renovável. lmfernandes@utfpr.edu.br ISSN

2 15587 ambientais, seleção do local a ser instalado, dimensionamento e ajuste de dados, coleta e compra de matéria prima, montagem, e, por fim, acompanhamento e ajustes. Palavras-chave: Sustentabilidade. Coletor solar. Energia limpa. Introdução As energias renováveis são aquelas disponíveis em fontes inesgotáveis e presentes na natureza, como a eólica e solar. São vantajosas por permitirem a redução de emissão de CO2, melhorando a qualidade de vida da população, além de garantirem uma autonomia energética ao país, uma vez que faz com ele não dependa da importação de combustíveis fósseis. A energia solar, especificamente, pode ser aproveitada em diferentes tecnologias, como em energia solar fotovoltaica, energia heliotérmica, arquitetura solar e aquecimento solar. Este, é capaz de transformar a luz solar em calor, sendo então útil, em um ambiente escolar, no que se refere às tarefas de higienização e fins domésticos, já que o aquecimento de água na maioria dos colégios brasileiros é feito por resistências elétricas, equipamentos de grande consumo de energia elétrica e geradores de importantes demandas de capital para o setor elétrico (Pereira et al., 2006). Desse modo, a tecnologia termossolar apresenta benefícios sociais, tais como: redução da conta de energia elétrica, criação de empregos por unidade de energia transformada, descentralização da geração de energia e comercialização de certificados de redução de emissões de carbono. Além disso, o aumento na utilização de aquecedores solares pode incorporar vantagens para as distribuidoras de energia elétrica, como a diminuição da inadimplência, a melhoria da qualidade de serviço, a melhoria da imagem das empresas e o deslocamento de carga do pico de demanda (Siqueira, 2009). Para que o processo de transformação de luz solar em calor ocorra, é necessário que haja um coletor solar na instituição. Este coletor é basicamente um equipamento composto por placas solares e reservatório de água, e na sua composição há materiais como aço, alumínio, lã de vidro e tubulações que acarretam um valor alto para o mesmo, logo, um coletor solar convencional não é acessível por toda a população. Com base nisso, o Projeto do Aquecedor Solar de Baixo Custo (ASBC) tornou-se patente pleiteada pela Sociedade do Sol - uma Organização Não Governamental de caráter socioambiental, atuante no Centro Incubador de Empresas Tecnológicas (CIETEC), localizada no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), no campus da Universidade de São Paulo (USP) que cedeu todas as prerrogativas de fabricação, uso e

3 15588 estudo a qualquer pessoa física ou jurídica, sem fins lucrativos, que vê a energia solar como uma das alternativas para a demanda energética futura e que se preocupa com a preservação ambiental (Projeto ASBC, 2009). A proposta do Projeto e Instalação de coletor solar de baixo custo em escola carente de Francisco Beltrão, visa a utilização de materiais recicláveis, como garrafas pet e caixas de leite Tretra Pak, demonstrando assim as vantagens da sustentabilidade aos alunos, a agregando a eles um conhecimento sobre desenvolvimento sustentável. Além disso, há também o objetivo de melhorar as atividades diárias da escola de maneira econômica e vantajosa. Coletor Solar Este projeto tem o intuito de fornecer energia solar gratuita à uma escola carente do município de Francisco Beltrão, através de um coletor solar de baixo custo, produzido com materiais recicláveis, juntamente com os alunos da instituição. Tal trabalho tem como principal objetivo mostrar para as crianças que podemos sim aproveitar a energia solar para o benefício da sociedade, e que, além de não degradar a natureza, acaba por diminuir a tarifa de luz no final do mês. Portanto, há a função de conscientização agregada ao projeto, que pretende fazer com que os estudantes vejam que podemos sim participar da construção de um mundo mais sustentável. O modelo de coletor proposto é um sistema construído basicamente com garrafas pet e caixas de leite, formando uma placa exposta em cima do telhado, ligado a caixa de água revestida por um isolante térmico. Essa placa ira aquecer a água que passa entre as garrafas dentro do cano, o que fará com que a caixa de água passe a armazená-la, aquecendo todo o recipiente. O local destinado para receber essa água aquecida sem a utilização de energia elétrica, será a cozinha da escola.

4 15589 Figura 1 - Esquema de aquecedor solar caseiro (Projeto desenvolvido por Alano, 2004). O tempo de vida útil desse material, com base em pesquisas, é de aproximadamente 6 anos. Segundo Alano, 2014, com o passar do tempo e com a grande exposição deste equipamento ao sol, acaba acarretando em desgastes naturais em algumas das garrafas, sendo necessário somente vira-las, levando o lado que estava em baixo, para cima. O Projeto Os trabalhos referentes a este projeto iniciaram-se em setembro de 2016, quando primeiramente pensou-se na escola contemplada. Escolhemos a Escola Municipal Higino Antunes Pires Neto, localizada no bairro Sadia, no município de Francisco Beltrão/PR, por se situar em uma comunidade mais carente, e por possuir o Programa Tempo Integral, fazendo com que o trabalho no coletor solar não atrapalhasse o fluxo das aulas. Com a escolha da escola, deu-se início às atividades de revisão bibliográfica e visitas à instituição com o intuito de conhecer as turmas com as quais se realizarão as oficinas de prémontagem do equipamento. A partir dessas visitas, observamos a quantidade de alunos por turma, tendo em média 20 crianças em cada sala, com idades entre 4 a 11 anos. Através disso, foi possível elaborar roteiros de apresentações adequadas a cada turma, para explicar

5 15590 aos alunos o que é energia solar e qual o objetivo do projeto presente na escola. Seguem tais roteiros abaixo: ESCOLA: Higino Antunes Pires Neto TURMA: A e D FAIXA ETÁRIA: 4-5 anos TEMPO ESTIMADO: 30 minutos CONTEÚDO: Energia solar OBJETIVO: Entender o que é energia e que ela pode ser fornecida através do sol. PROCEDIMENTOS: Levantar a questão: Vocês já pararam para pensar no que faz a televisão ligar, ou o carro andar? Levantar a questão: Vocês sabem para que serve o sol? (Continuar o diálogo até chegar na utilidade do sol para o aquecimento de água); Explicar que existe algo chamado energia e que é a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho (dar exemplos); Explicar que a energia mais usada é a elétrica (falar das tomadas); Falar que existem formas de gerar energia que não estragam o meio ambiente, ou seja, não prejudicam as árvores, o céu e não machucam os animais. Uma dessas é a solar, que usa o sol como gerador de energia; Falar que iremos aproveitar o sol para aquecer a água na escola; Apresentação do vídeo: Lá vem o sol Colorir uma imagem de sol com tinta guache. MATERIAIS: Tinta guache nas cores amarelo e alaranjado; Jornal para forrar as mesas; Folhas sulfite; Data show; Pen drive com vídeo. ESCOLA: Higino Antunes Pires Neto TURMAS: C e G

6 15591 FAIXA ETÁRIA: 8-10 anos TEMPO ESTIMADO: 30 minutos CONTEÚDO: Energia solar OBJETIVO: Entender o que é energia e que ela pode ser fornecida através do sol. PROCEDIMENTOS: Levantar a questão: Vocês já pararam para pensar no que faz a televisão ligar, ou o carro andar? Explicar que existe algo chamado energia e que é a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho (dar exemplos); Explicar que a energia mais usada é a elétrica (falar das tomadas); Fazer explicação sobre energias renováveis: As fontes renováveis de energia são aquelas formas de produção de energia em que suas fontes são capazes de manter-se disponíveis durante um longo prazo, contando com recursos que se regeneram ou que se mantêm ativos permanentemente. Em outras palavras, fontes de energia renováveis são aquelas que contam com recursos não esgotáveis. Existem vários tipos de fontes renováveis de energia, das quais podemos citar a solar, a eólica, a hídrica, a biomassa, a geotérmica, a das ondas e a das marés FONTE: Explicar brevemente sobre coletores solares, e que pretende-se instalar um na escola; Um coletor solar é um dispositivo que utiliza a energia solar na forma ativa, capaz de transformar a radiação solar em energia térmica, através do aquecimento de um fluido. FONTE: Apresentação do vídeo: Lá vem o sol ; Aplicação de atividade de completar lacunas sobre a música. MATERIAIS: Data show; Pen drive com vídeo; Folhas de atividades (letra da música para completar).

7 15592 ANEXO: Lá vem o sol, sol Vem pra Vem brilhar em mim Lá vem o sol, pra Me Vem pra mim Bem ele Vai chegar Seu calorzinho vai Me Lá vem o sol, sol, Vem pra iluminar Vem pra mim Lá vem o sol... irão Cantar E as florzinhas Vão se Lá vem o sol, sol, Vem pra iluminar Vem sorrir vem, Vem sorrir vem Vem sorrir pra ESCOLA: Higino Antunes Pires Neto TURMAS: B, E, F FAIXA ETÁRIA: 6 8 anos TEMPO ESTIMADO: 30 minutos

8 15593 CONTEÚDO: Energia solar OBJETIVO: Entender o que é energia e que ela pode ser fornecida através do sol. PROCEDIMENTOS: Levantar a questão: Vocês já pararam para pensar no que faz a televisão ligar, ou o carro andar?; Explicar que existe algo chamado energia e que é a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho (dar exemplos); Explicar que a energia mais usada é a elétrica (falar das tomadas); Fazer explicação sobre energias renováveis: As fontes renováveis de energia são aquelas formas de produção de energia em que suas fontes são capazes de manter-se disponíveis durante um longo prazo, contando com recursos que se regeneram ou que se mantêm ativos permanentemente. Em outras palavras, fontes de energia renováveis são aquelas que contam com recursos não esgotáveis. Existem vários tipos de fontes renováveis de energia, das quais podemos citar a solar, a eólica, a hídrica, a biomassa, a geotérmica, a das ondas e a das marés FONTE: Explicar brevemente sobre coletores solares, e que pretende-se instalar um na escola; Um coletor solar é um dispositivo que utiliza a energia solar na forma ativa, capaz de transformar a radiação solar em energia térmica, através do aquecimento de um fluido. FONTE: Apresentação do vídeo: Lá vem o sol ; Confecção de origami de sol. MATERIAIS: Data show; Pen drive com vídeo;

9 15594 Papel dobradura nas cores amarelo e alaranjado. Durante as oficinas realizadas com as turmas, notamos que alguns dos alunos já possuíam um conhecimento maior acerca do que é energia solar, enquanto outros ainda não tiveram contato com tal conteúdo. De todo modo, explicamos de forma clara e objetiva, a proposta de instalação do coletor, tendo como principal objetivo a conscientização do aluno quanto as diferentes formas e fontes de energias renováveis, fazendo-o pensar e refletir sobre diferentes formas de obtermos energia, sem qualquer desgaste ao meio ambiente. E através disso, conscientiza-lo de que o mesmo pode ser um agente transformador da comunidade em que vive. Tendo em vista as atividades já realizadas, precisamos no presente momento, realizar a coleta e aquisição dos materiais necessários para que possamos dar continuidade ao projeto. Tais materiais estão listados a seguir: 240 garrafas pet de 2 litros; 220 embalagens de caixa de leite; 54 metros de tubos soldáveis em PVC de 20 mm; 80 conexões T em PVC de 20 mm; 1 rolo grande de fita de autofusão; 2 litros de tinta preta fosca; 3 rolos de 10 cm para pintura; Pares de luvas; 1 tubo de PVC de 100 mm x 70 cm; 1 martelo de borracha; 1 pote de colara pra PVC com pincel; 1 arco de serra; 1 tábua de madeira com no mínimo 120 mm de comprimento; 1 pacote de pregos; 1 ripa pequena com cerca de 15 cm de comprimento; 1 rolo de fita crepe com largura de 19 mm; 1 reservatório;

10 15595 A partir da coleta e aquisição desses materiais, é necessário que sejam realizadas novas oficinas com os alunos da escola, para direcionamento de atividades posteriores a serem realizadas na montagem do equipamento. O processo de montagem ocorrerá dentro da escola, e será desenvolvido no Programa Tempo Integral com os alunos. Essas atividades se darão desde a primeira fase, que é a de pintura dos materiais necessários, até a montagem do coletor solar. Com o término e montagem do equipamento, se faz necessário o acompanhamento do coletor durante os próximos meses, para que não haja risco ou erro do mesmo. Considerações Finais O sistema de coletor solar proposto é extremamente viável por se tratar de um sistema de circulação simples, barato e que possui eficácia. Ademais, trabalhando o mesmo com os alunos de uma escola, é possível inserir a questão da sustentabilidade a visão de mundo da criança. Além da apresentação do trabalho em si e suas vantagens, haverá a oportunidade de os alunos participarem da construção do equipamento e averiguarem sua eficácia ao término. Portanto, espera-se que, ao finalizar este projeto, consigamos acrescentar uma curiosidade nas crianças, instigando-as a pensar em outras maneiras e métodos para melhorar a questão ambiental do nosso planeta, e fazendo com que elas divulguem seus conhecimentos adquiridos, propagando assim a sustentabilidade, tão necessária nos dias de hoje. REFERÊNCIAS ALANO, J. Aprenda a construir um aquecedor solar com material reciclável, Disponível em: > > Acesso em: 20/10/2016. PROJETO ASBC. Disponível em: < > Acesso em: 20/10/2016. OLIVEIRA, Natália; DAMASCENO, João; VIEIRA, Luiz, "Aprimoramento de aquecedores solares de baixo custo". Disponível em: > acessado em: 18/03/2017.

11 15596 SIQUEIRA D.A., Estudo de desempenho do aquecedor solar de baixo custo, Dissertação de mestrado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.