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FACULDADE SENAI DE TECNOLOGIA AMBIENTAL
Turma 2 MA
GUILHERME GIOVANELI RAFAEL FONSECA RENATO STEPHANI VINÍCIUS DE SOUZA
PROJETO DE REDUÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO ATRAVÉS DE ISOLANTE TÉRMICO
SÃO BERNARDO DO CAMPO 2011
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GUILHERME GIOVANELI RAFAEL FONSECA RENATO STEPHANI VINÍCIUS DE SOUZA
Turma 2 MA
PROJETO DE REDUÇÃO DO CONSUMO ENERGÉTICO ATRAVÉS DE ISOLANTE TÉRMICO
Trabalho apresentado ao Professor Pedro Márcio Munhoz, da disciplina de Operações Unitárias II, 2MA, turno Noite do curso de Tecnologia em Processos Ambientais.
SÃO BERNARDO DO CAMPO 2011
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RESUMO
O objetivo desse trabalho é desenvolver um projeto de baixo custo em uma sala de uso coletivo que possui acondicionamento de temperatura através de ar condicionado. Estimar o consumo de energia da referida sala e calcular a perda de energia pela as paredes da sala escolhida. A partir desse processo determinar o tipo de isolante térmico necessário para a sala de uso coletivo e estimar a redução do consumo de energia elétrica da mesma. No mercado nacional existem vários tipos e marcas de ar condicionado. Os principais aparelhos são os de Janela ou Parede que tem como características preço baixo e fácil instalação, o Portátil que não necessita deste procedimento, porém é necessário um tubo extensor para troca de calor, o Split que é composto de duas partes (condensador e evaporador) e permite redução de até 50% no ruído em relação aos anteriores e o de Sistema Central que é utilizado em múltiplos ambientes simultaneamente e é o mais silencioso. Na UBS JD Olinda, que faz parte do Hospital Israelita Albert Einstein, foi escolhida a sala de número 9 para a realização do projeto de redução dos gastos com energia elétrica. Esta sala é utilizada como consultório dentário para atender a população carente do campo limpo, em um espaço de 37m² com pé direito de 2,80 m trabalham 8 pessoas, entre eles Dentistas, auxiliares e técnicos de saúde bucal.
Palavras-chave: ar condicionado; isolante térmico; redução; energia; hospital.
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INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Aerogerador (ENERGIA EÓLICA, 2010) ................................................................ 4 Figura 2 Reator Nuclear (Eletrobras) ...................................................................................... 5 Figura 3 Usina Hidrelétrica(Eletrobras) ................................................................................... 6 Figura 4 Ilustração de um sistema de geração fotovoltaica de energia elétrica(CRESESB, 2000) ......................................................................................................... 7 Figura 5 Sistema comercial de aquecimento solar de água (Belo Horizonte – MG) (CRESESB, 2000) ...................................................................................................................... 8 Figura 6 Parque Eólico de Osório – RS .................................................................................. 9 Figura 7 Usina nuclear de angra 1 (ESTADÃO, 2011)......................................................... 9 Figura 8 Identificação da condutividade térmica dos materiais ........................................ 21
INDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1 Porcentagens de geração de energia .................................................................... 3 Gráfico 2 Contribuição para o efeito estufa(Goldemberg, 1998) ...................................... 10
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INDICE DE TABELAS
Tabela 1 Matriz energética brasileira (ANEEL, 2011) .......................................................... 2 Tabela 2 Tipos de condicionadores de ar ............................................................................ 12 Tabela 3 Quantidade de BTU por metragem do ambiente(Consul) ................................. 13 Tabela 4 Identificação da UBS JD Olinda ............................................................................ 14 Tabela 5 Identificação da sala de realização do projeto .................................................... 14
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SUMÁRIO 1.
INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 1
2.
DESENVOLVIMENTO ....................................................................................................... 1 2.1.
Histórico do consumo de energia elétrica nacional............................................... 1
2.2.
Identificação da matriz energética nacional ........................................................... 2
Representação gráfica das porcentagens do tipo de geração de energia elétrica ...... 3 2.3.
2.3.1.
Aerogerador ......................................................................................................... 3
2.3.2.
Reator Nuclear .................................................................................................... 5
2.3.3.
Gerador Síncrono ............................................................................................... 6
2.4.
4.
Descrição de geração alternativa ............................................................................ 6
2.4.1.
Energia Hidráulica .............................................................................................. 6
2.4.2.
Energia Solar ....................................................................................................... 7
2.4.3.
Energia de Biomassa ......................................................................................... 8
2.4.4.
Energia Eólica ..................................................................................................... 8
2.4.5.
Energia Nuclear .................................................................................................. 9
2.5. 3.
Descrição dos tipos de geradores ........................................................................... 3
Tipos de usinas e impactos ambientais .................................................................. 9
TIPOS DE CONDICIONADORES DE AR EXISTENTES NO MERCADO .............. 11 3.1.
Identificação do fabricante ...................................................................................... 12
3.2.
Identificação da potência em BTU e W ................................................................. 13
IDENTIFICAÇÃO DA SALA DE INSTALAÇÃO ........................................................... 14
5. IDENTIFICAÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DA SALA ESCOLHIDA .............................................................................................................................. 15 6.
CÁLCULO DA PERDA DE ENERGIA PELAS PAREDES ......................................... 18
7.
CÁLCULO DO ISOLAMENTO DA SALA DE USO COLETIVO ................................ 19
8. CONSUMO DE ENERGIA DO AR CONDICIONADO ANTES E DEPOIS DO ISOLANTE ................................................................................................................................. 22 9.
CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................ 23
10. REFERÊNCIAS ................................................................................................................ 24
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1. INTRODUÇÃO
Este relatório tem como finalidade demonstrar, com base em pesquisas, como o aumento do consumo de energia nacional vem causando impactos ao meio ambiente. Esta evolução na demanda de energia vem sendo causada pelo crescimento demográfico e industrial brasileiro. Tendo como objetivo encontrar maneiras viáveis para reduzir o desperdício e consequentemente a geração de energia elétrica. O estudo foi realizado em uma sala onde funciona um consultório dentário na UBS JD Olinda que faz parte do Hospital Albert Einstein, onde a correta utilização dos aparelhos de ar condicionado ocasiona na diminuição do gasto energético empresarial.
2. DESENVOLVIMENTO
O desenvolvimento do projeto
“Semestral’’ iniciou-se em virtude da
preocupação da Faculdade de Tecnologia em Processos Ambientais com a redução do consumo de energia elétrica. 2.1. Histórico do consumo de energia elétrica nacional A partir da II guerra mundial o uso de energia no Brasil começou a sofreu um aumento elevado, impulsionado pelo expressivo crescimento demográfico, por uma urbanização acelerada, pelo processo de industrialização e pela construção de uma infraestrutura de transporte rodoviário de característica energo-intensiva. Entre 1940 e 1950 cerca de 69% da população brasileira se concentrava no meio rural, e 31% concentrava-se nas cidades, totalizando cerca 45 milhões de habitantes. O consumo brasileiro de energia primária era de apenas 15 milhões de tep (tonelada equivalente de petróleo). Em 1970, com uma população de mais de 93 milhões de habitantes, esse consumo já se aproximava de 70 milhões de tep. Em 2000 a população já ultrapassava 170 milhões de habitantes e o consumo de energia se elevava a cerca de 190 milhões de tep, de modo que o crescimento quase triplicou, como já observado.
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Contudo, o consumo per capita de energia sempre foi muito baixo. O crescimento da renda nacional e sua redistribuição deverão fazer com que esse consumo aumente. O cenário traçado para 2030 estima um consumo de energia primária de cerca de 560 milhões de tep para uma população de mais de 238 milhões de habitantes. (TOLMASQUIM, GUERREIRO, & GORINI, 2007) A necessidade de energia, por efeito do crescimento populacional e do progresso industrial, aumenta a cada dia. Nos países em desenvolvimento, um crescimento populacional total de aproximadamente 2% por ano é responsável por 50% do crescimento anual do consumo global de energia. (CASTILHO & BRUNORO)
Ou seja, nos países em desenvolvimento qualquer aumento populacional, o menor que seja, causa um aumento significativo do consumo global de energia. 2.2. Identificação da matriz energética nacional A matriz energética do Brasil atualmente se apresenta conforme o quadro a seguir:
Empreendimentos em Operação Capacidade Instalada
Tipo
%
Nº de Usinas
(Kw)
939
81.599.935
66,09
Natural
100
11.405.088
9,24
Processo
38
1.789.183
1,45
Óleo Diesel
873
3.867.804
3,13
Óleo Residual
32
3.132.207
2,54
Bagaço de Cana
338
6.735.975
5,46
Licor Negro
14
1.245.198
1,01
Madeira
41
359.527
0,29
Biogás
14
70.742
0,06
Casca de Arroz
7
20.108
0,02
Nuclear
2
2.007.000
1,63
Carvão Mineral
10
1.944.054
1,58
Eólica
57
1.113.542
0,9
Paraguai
5.650.000
5,46
Argentina
2.250.000
2,17
Venezuela
200.000
0,19
Uruguai
70.000
0,07
Hidro Gás Petróleo
Biomassa
Importação
Total 2467 123.464.713 Tabela 1 Matriz energética brasileira (ANEEL, 2011)
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Pode-se ver que a energia eh gerada por vários tipos de tipos de usinas, porém as que mais são utilizadas no Brasil hoje em dia são as usinas Hidrelétricas que geram 65% de toda energia, conforme mostra Gráfico 1. Representação gráfica das porcentagens do tipo de geração de energia elétrica Carvão Mineral Eólica 1% Nuclear 1% 2% Biomassa 7%
Importação 8%
Petróleo 6% Gás 10%
Hidro 65%
Gráfico 1 Porcentagens de geração de energia Fonte: ANEEL
2.3. Descrição dos tipos de geradores Gerador é
um dispositivo utilizado
para
a
conversão
da energia
mecânica, química ou outra forma de energia em energia elétrica. 2.3.1. Aerogerador O aerogerador depende muito mais do que apenas ventos fortes para gerar eletricidade, alguns fatores são indispensáveis para o seu bom funcionamento, os ventos precisam ser regulares e não podem estar sujeitos a efeitos climáticos. O vento gira uma hélice gigante conectada a um gerador que produz eletricidade. Quando vários mecanismos como esse - conhecido como turbina de vento - são ligados a uma central de transmissão de energia, temos uma central eólica. A quantidade de energia produzida por uma turbina varia de acordo com o tamanho das suas hélices e, claro, do regime de ventos na região em que está instalada. E não pense que o ideal é contar simplesmente com ventos fortes. "Além da
4 velocidade dos ventos, é importante que eles sejam regulares, não sofram turbulências e nem estejam sujeitos a fenômenos climáticos como tufões", diz o engenheiro mecânico Everaldo Feitosa, vicepresidente da Associação Mundial de Energia Eólica.(LOUBACK, 2005)
Ou seja, o Brasil devido as suas características geográficas, tem um dos maiores potenciais eólicos do planeta, mas não há tanto investimento, pois a energia gerada por uma central eólica custa entre 60% e 70% a mais que a mesma quantidade gerada por uma usina hidrelétrica. Na Figura 1, um aerogerador e seus componentes.
Figura 1 Aerogerador (ENERGIA EÓLICA, 2010)
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2.3.2. Reator Nuclear De uma forma simplificada, um Reator Nuclear é um equipamento onde se processa uma reação de fissão nuclear. (CNEN) Um Reator Nuclear para gerar energia elétrica é, na verdade, uma Central Térmica, onde a fonte de calor é o urânio-235, em vez de óleo combustível ou de carvão. É, portanto, uma Central Térmica Nuclear. A grande vantagem de uma Central Térmica Nuclear é a enorme quantidade de energia que pode ser gerada, ou seja, a potência gerada, para pouco material usado (o urânio).(CNEN)
Ou seja, uma usina nuclear é um tipo de usina termoelétrica, pois as usinas termoelétricas geram energia por meio da combustão de algum combustível, e na usina nuclear este “combustível” é o urânio. E a grande vantagem da energia nuclear é que apenas 10 gramas de urânio, equivalem a 1,2 toneladas de carvão mineral, ou então 700 Kg de óleo. Os reatores das usinas Angra I e Angra II são do tipo PWR (a água pressurizada). Onde o vaso de pressão contém a água de refrigeração do núcleo do reator. Essa água circula quente por um gerador de vapor, em circuito fechado, chamado de circuito primário. A outra corrente de água que passa por esse gerador (circuito secundário) se transforma em vapor, acionando a turbina para a geração de eletricidade. Os dois circuitos não têm comunicação entre si.(CNEN)
Figura 2 o Esquema de funcionamento de um reator a água pressurizada
Figura 2 Reator Nuclear (Eletrobras)
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2.3.3. Gerador Síncrono Os Geradores Síncronos são utilizados na grande maioria nas Usinas Hidroelétricas e Termoelétricas. (BERNARDO, 2011) O
nome Síncrono se
deve
ao
fato
de
esta
máquina
operar
com
uma velocidade de rotação constante sincronizada com a frequência da tensão elétrica alternada aplicada nos terminais da mesma. (OLIVEIRA, 2008) 2.4.
Descrição de geração alternativa
Principais fontes de energia: 2.4.1. Energia Hidráulica As primeiras usinas hidrelétricas foram construídas na Inglaterra em 1880. E nos dias atuais, é a principal fonte de energia no Brasil. Uma estação de energia normalmente consiste de uma represa ou barragem que armazena a água na frente da estação de energia ou em um reservatório localizado em um campo mais alto. A água entra no cano de fornecimento. Dependendo do tipo da turbina, a energia cinética ou potencial dirige a turbina que é conectada ao gerador. Isso finalmente transforma a energia mecânica em eletricidade. Se a água passou da turbina ela é canalizada de volta ao curso natural do rio ou do reservatório. E as turbinas modernas podem converter quase toda a energia hidráulica em energia mecânica chegam a obter 95% de eficácia. (DISCOVERY CHANNEL)
Figura 3 Usina Hidrelétrica(Eletrobras)
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2.4.2. Energia Solar A radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e pode ser convertida em energia elétrica. (ANEEL) A energia térmica é obtida através da conversão do calor solar em calor útil, para água de chuveiro quente ou aquecedor, por exemplo. A conversão de energia solar em energia elétrica ocorre pelos efeitos da radiação sobre células solares, assim os fótons contidos na luz solar são convertidos em energia elétrica. (DISCOVERY CHANNEL)
Figura 4 Ilustração de um sistema de geração fotovoltaica de energia elétrica(CRESESB, 2000)
Como se pode ver na figura 4, as placas fotovoltaicas captam a energia solar que se distribui até o controlador de carga que logo é distribuída ao inversor, o mesmo pega a corrente CC (corrente continua) e transforma em CA (corrente alternada) para que possa ser transportada até as casas já que os transformadores não funcionam com corrente continua.
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Figura 5 Sistema comercial de aquecimento solar de água (Belo Horizonte – MG) (CRESESB, 2000)
Como se pode ver na figura 5 esse é um complexo de prédios onde o objetivo é aquecer a água através da utilização do sol, evitando assim a utilização de energia elétrica. 2.4.3. Energia de Biomassa A biomassa é um material constituído principalmente de substâncias de origem orgânica, ou seja, de animais e vegetais. A energia é obtida através da combustão da lenha, bagaço de cana-de-açúcar, resíduos florestais, resíduos agrícolas, casca de arroz, excrementos de animais, entre outras matérias orgânicas. (CERQUEIRA) 2.4.4. Energia Eólica As fábricas de energia eólica trabalham com o princípio da força aerodinâmica. O vento batendo no rotor cria pressão positiva debaixo da vela, enquanto há pressão negativa acima da vela. Essa pressão diferencial gera uma força levantadora que as fábricas modernas de energia de vento utilizam para movimentar e produzir eletricidade. É uma fonte limpa e inesgotável, porém, ainda pouco utilizada por causa do seu alto custo.(DISCOVERY CHANNEL)
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Figura 6 Parque Eólico de Osório – RS
Na figura 6 pode-se ver um parque eólico no estado do Rio Grande do Sul. 2.4.5. Energia Nuclear Existem duas formas de aproveitar essa energia para a produção de eletricidade: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se divide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual dois ou mais núcleos se unem para produzir um novo elemento. (Eletrobras)
Figura 7 Usina nuclear de angra 1 (ESTADÃO, 2011)
2.5. Tipos de usinas e impactos ambientais Sempre quando se fala na construção de usinas logo se imagina o impacto ambiental que a mesma poderá causar em nosso planeta. Cada uma com sua particularidade, porém todas causarão algum dano a fauna e flora local e também a nós seres humanos , já que a maioria das usinas geram grandes
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inundações, níveis elevados de poluição sonora e emitem gases resultantes no efeito estufa. Usina hidrelétrica: provoca o alagamento de grandes regiões, com consequente modificação da fauna e da flora, e a inundação de cidades, ocasionando o deslocamento de populações. Acresce-se a isso o eventual mau uso da água, que é um bem de múltipla utilização, e a possibilidade de emissão de gás metano, pela decomposição orgânica gerada pelos alagamentos. Usina termelétrica: a queima de combustíveis fósseis na geração de energia elétrica produz CO2, agravando o efeito estufa e o aquecimento global. Também provoca a contaminação da atmosfera, do solo e da água pelas cinzas arrastadas pelo fluxo de gás. Além disso, os óxidos de nitrogênio e enxofre agravam enfermidades pulmonares, cardiovasculares e renais das populações residentes nas imediações. Usina termonuclear: além de envolver as questões vitais da segurança e do tratamento de resíduos nucleares, tem como importantes fatores negativos a emissão de CO2 e o aumento da temperatura dos cursos d’água empregados na refrigeração, prejudicando a biodiversidade local. Eólica: produz nível elevado de poluição sonora, podendo provocar alterações auditivas na população das proximidades. Oceânica: a construção de barragens pode mudar as cadeias alimentares locais, prejudicando a fauna e a flora. (CASTILHO & BRUNORO)
Ou seja, grande parte das usinas de geração de energia agride o meio ambiente de diversas formas, a mais grave delas é a emissão de CO2, gás que agrava o efeito estufa e o aquecimento global. Podemos ter uma ideia da intensidade com que a produção de energia agrava o efeito estufa pelo gráfico.
4% 9% Produção de energia 14%
CFCs Agricultura 56%
17%
Desmatamento Indústria
Gráfico 2 Contribuição para o efeito estufa(Goldemberg, 1998)
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3. TIPOS DE CONDICIONADORES DE AR EXISTENTES NO MERCADO O quadro a seguir mostra os tipos de condicionadores de ar existentes e a descrição de cada um deles.
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CONDICIONADORES DE AR Tipos
Portátil
Split
Sistemas centrais
Janelas e paredes
Descrição São práticos porque podem ser utilizados em todos os ambientes da casa onde for necessário climatização, e tem custo zero de instalação. Embora portátil, o equipamento requer um tubo extensor acoplado a uma janela ou a um espaço na varanda. É esse tubo que faz a troca de calor entre o ambiente externo e o interno. Estes aparelhos também asseguram a renovação do ar. São sistemas de ar condicionado composto de duas partes - o evaporador, que fica na parte interna da casa, e o condensador, que faz a troca de calor, instalado na parte externa. Há opções de aparelhos que apenas resfriam e outros mais completos, que também podem aquecer o ambiente. Este sistema produz até 50% menos ruído em relação ao de janela e portátil. O design é mais moderno e discreto. São recomendáveis para grandes projetos, para climatização de muitos ambientes simultaneamente. Tem custo maior de aquisição, operação e manutenção. A longo prazo são mais eficientes no uso de energia elétrica sendo muito silenciosos e não ficam visíveis nas fachadas de prédios. (Faz Fácil) São os mais utilizados e os mais baratos, sendo facilmente encontrados no varejo. Possuem um sistema compacto de refrigeração em que um único aparelho promove a troca de calor entre os ambientes interno e externo, proporcionando a renovação contínua do ar fresco. Devem ser instalados embutidos na parede. Tabela 2 Tipos de condicionadores de ar
O quadro anterior revela que o tipo de Condicionador de ar mais utilizado e acessível é o de janelas e paredes, porém perde para o split quando se trata de conforto e design. O condicionador de ar tipo split produz até 50% menos ruído que o tipo portátil e janelas e paredes. Já o Condicionador de Ar de sistemas centrais tem o custo maior, são mais eficientes e para grandes projetos são os mais utilizados. 3.1. Identificação do fabricante As principais fábricas de ar condicionado no Brasil:
Springer Carrier;
Eletrolux;
Elgin;
Gree;
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Hitachi;
Komeco;
LG;
Mitsubishi;
Trane;
York - Johnson Controls.
3.2. Identificação da potência em BTU e W BTU (Unidade Inglesa de Temperatura) é uma unidade de potência, que determina a potência de refrigeração do produto. Quanto mais alto o número, maior é a potência. 1 BTU/h = 0,2857W A tabela a seguir demonstra a quantidade de BTU por metragem do ambiente, sempre considerando a presença de duas pessoas. A cada pessoa a mais, deve-se utilizar a regra de aumentar 600 BTU/h. Os dados da tabela foram baseados no condicionador de AR tipo Split. Metragem do Ambiente até 10 m2 12 m2 15 m2 20 m2 25 m2 30 m2 40 m2 50 m2 60 m2 70 m2
Sol de Manhã BTU/h até 7.500 7.500 10.000 12.000 12.000 15.000 18.000 21.000 21.000 30.000
Sol à Tarde ou o Dia Todo BTU/h até 7.500 10.000 10.000 12.000 15.000 18.000 21.000 30.000 30.000 30.000
Custo de Implantação em R$ 869,00 2.929,00 2.929,00 3.309,00 1.453,00 1.739,00 1.999,00 2.229,00 2.229.00 2.229,00
Tabela 3 Quantidade de BTU por metragem do ambiente(Consul)
Na tabela, pode-se ver quantos BTU/h são necessários em um aparelho para condicionar o ar de um ambiente dependendo de sua metragem, levando em consideração somente duas pessoas no local. Tornando assim eficiente a instalação do aparelho e da potência correta.
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4. IDENTIFICAÇÃO DA SALA DE INSTALAÇÃO A UBS JD Olinda foi inaugurada no dia 15/12/2010, por meio dessa parceria citada no texto anterior, antes de se tornar uma UBS o espaço era usado por uma indústria do ramo da construção civil. A sala qual está sendo realizado o projeto só veio existir em planta logo depois da inauguração. Hoje a sala localizada na UBS funciona como um consultório dentário atendendo a população carente do campo limpo. A seguir segue quadro com os dados da UBS. Razão Social:
Sociedade Beneficente Israelista Brasileira Albert Einstein
Endereço:
Rua Canori , 190 – Campo Limpo
Fone:
5846-1788
Ramo de Atividade
Atividades de Atendimento Hospitalar
CNPJ:
463921480023-25
Nº de Funcionários Total:
89
Piso:
Revestimento interno em PVC
Parede:
Em alvenaria
Cobertura:
Em laje / telhas de zinco
Aeração:
Natural (Janelas) e artificial (Ar condicionado)
Iluminação:
Natural e Artificial / luminárias fluorescentes
Responsável
Graziela Di Folco Tabela 4 Identificação da UBS JD Olinda
Sala 9 Consultório Dentário FUNÇÕES: 3 Dentistas 2 técnicos de saúde bucal 3 auxiliares dentista DESCRIÇÃO DO LOCAL DE TRABALHO: Construção em alvenaria, pé direito de 2,80m, piso revestido de paviflex, cobertura em laje, ventilação natural por janelas e artificial por ar condicionado, iluminação artificial por luminárias fluorescentes. Espaço Físico : 37 m² Responsável pela sala: Patricia Pereira Nogueira E-mail e telefone do responsável:
[email protected] / 6123 35 52 Tabela 5 Identificação da sala de realização do projeto
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5. IDENTIFICAÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DA SALA ESCOLHIDA
Média mensal do consumo de energia elétrica (dos últimos 12 meses) de todo o local Rol
600 1260
Amplitude Total H=Ls-Li H=2340-600 H=1740 xi 600|-948 948|-1296 1296|-1644 1644|-1992 1992|-2340 2340|-2688 Total
1440 1500
1500 1560
N°: de classes K=1+3,3xlog12 K=1+3,3x1,08 K=5 Pm 774 1122 1470 1818 2166 2514
fi 1 1 4 4 1 1 12
1740 1800
1860 1980
2160 2340
Amplitude de classe h=H/K h=1740/5 h=348 xifi 774 1122 1470x4=5880 1818x4=7272 2166 2514 19728
Média x=19728/12 x=1644KW
Desvio padrão da média mensal do consumo de energia elétrica (dos últimos 12 meses) de todo o local d=Pm-x 774-1644=-870 1122-1644=-522 1470-1644=-174 1818-1644=174 2166-1644=522 2514-1644=870 Total Desvio Padrão
d² x fi 756900 272484 121104 121104 272484 756900 2300976
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Proposição e cálculo do indicador referente a consumo de energia elétrica de todo o local Consumo Computadores Consumo = Watts x horas/mês 1000 Consumo = 180 wats x 180 h/mês 1000 Consumo = 32,4 kW/ h mês x 15 (computadores do local) Consumo = 486 kW/h mês Consumo Lâmpadas Consumo = Watts x horas/mês 1000 Consumo = 46 wats x 180 h/mês 1000 Consumo = 8,28 kW/ h mês x 120 (Lâmpadas do local) Consumo = 993,36 kW/h mês Consumo Tv ’s Consumo = Watts x horas/mês 1000 Consumo = 110 wats x 180 h/mês 1000 Consumo = 19,08 kW/ h mês x 2 (Tv do local) Consumo = 39,6 kW/h mês
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Consumo Microondas Consumo = Watts x horas/mês 1000 Consumo = 1200 wats x 40h/mês 1000 Consumo = 48 kW/ h mês x 2 ( Microondas do local) Consumo = 96 kW/h mês Consumo Geladeira Consumo = Watts x horas/mês 1000 Consumo = 200 wats x 240h/mês 1000 Consumo = 48 kW/ h mês x 2 ( Geladeiras do local) Consumo = 96 kW/h mês Consumo Ar Condicionado Consumo = Watts x horas/mês 1000 Consumo = 2000 wats x 180h/mês 1000 Consumo = 360 kW/ h mês Consumo de energia total da UBS Jd Olinda Total: 2070,96 kW/ hora mês
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Identificação da porcentagem de consumo de energia elétrica referente a sala escolhida Consumo da Sala de Odonto 360 kW/ h mês ( Ar condicionado ) 66,24 kW/ h mês ( 8 lâmpadas do local) 32,4 kW/ h mês ( computador do local) Total: 458,4 Total: 22,2 % Identificação da porcentagem de consumo de energia elétrica referente ao condicionamento de ar da sala escolhida Consumo do Ar condicionado Total de consumo na sala: 458,4 kW/h mês Porcentagem do consumo do Ar condicionado na sala: 78,60 %
6. CÁLCULO DA PERDA DE ENERGIA PELAS PAREDES
Formulas:
Rt Temperaturas: Interna: 24,4°C = 75,9 °F Externa: 35,1°C = 95,2 °F Espessura: Econcreto: 3cm
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Econcreto: 0,0984252 Ft Etijolo: 17,5cm Etijolo: 0,574147 Ft Condutividade Térmica: Kconcreto = 0,54 Ktijolo = 0,95 Para concreto
para tijolo
Rt=
Rt=
Rt=0.0057
Rt=0,0188
Rt concreto+Rt tijolo Rttotal=0,0057+0,0188 Rttotal=0,0245
Q=
95,2-75,9
Q=
Q=787,755
7. CÁLCULO DO ISOLAMENTO DA SALA DE USO COLETIVO
Identificação do tipo de parede: As paredes utilizadas na sala do projeto são planas Perda de calor total: 787,755 Perda de calor de no máximo 5% da perda total: 39,39
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Area do local em metros quadrados: 32 Formulas:
Rt Temperaturas: Interna: 24,4°C = 75,9 °F Externa: 35,1°C = 95,2 °F
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Figura 8 Identificação da condutividade térmica dos materiais
Condutividade Térmica: Rt=0,49 Espessura utilizando Cortiça: Rt=
0,49=
e=0,8x0,49 e=0,392ft=11,95cm
Espessura utilizando lã de vidro prensada:
22
Rt=
0,49=
e=0,704x0,49 e=0,344ft=10,49cm
No projeto será utilizado a lã de vidro prensada Condutividade térmica do isolante lã de vidro: 0,022
a 100°F
Custo Lã de vidro prensada: Espessura: 10 cm Área: 32 Valor: R$540 Custo Cortiça: Espessura: 1 cm Espessura: 10cm Espessura: 10cm Area: 2,7
Area: 2,7
Area: 32
Valor: R$22
Valor: R$220
Valor: R$2607,40
Dados: http://www.mercadolivre.com.br/ Tendo em vista o custo da lã de vidro prensada sendo mais barato, determinamos que este será nosso isolante.
8. CONSUMO DE ENERGIA DO AR CONDICIONADO ANTES E DEPOIS DO ISOLANTE Antes: BTU/h Total: 787,755 kW/h perdido: 0,23 Consumo do ar condicionado: 2000W/h
Depois: BTU/h com apenas 5% de perdas: 39,39 kW/h perdido: 0,01 Consumo do ar condicionado: 1780W/h
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9. CONSIDERAÇÕES FINAIS O aumento da demanda nacional de energia tem como causador o aumento da população já que houve um grande aumento da utilização de energia acompanhando assim o crescimento demográfico, e a tendência é de aumentar cada vez mais o consumo de energia causando assim cada vez mais impactos ambientais, esse é um grande problema causado pela produção de energia, seja por usinas elétricas, termelétricas, termonucleares ou a energia eólica, sendo assim de vital importância o estudo de cada tecnologia para saber como diminuir os seus impactos e para sabermos qual a melhor a ser utilizada, além de um estudo aprimorado para combater a perda de energia. Existe uma grande variedade nos tipos de ar condicionados. A sua utilização depende de diversos fatores como tamanho do ambiente, número de pessoas que nele permanecem, custo do aparelho, da instalação e da manutenção, design e intensidade do ruído produzido. É importante salientar que estes aparelhos consomem energia significativa e essa deve ser calculada para que não haja desperdício fazendo com que haja uma diminuição do consumo do aparelho de ar condicionado da UBS JD Olinda. Através de cálculos obtivemos o consumo total de energia da UBS, em Kw/h mês. A sala escolhida para a realização do projeto tem uma parcela de 22,2 % do consumo total da UBS. O maior responsável pelo consumo de energia é o ar condicionado chegando a consumir 78,06 % do consumo total da sala. Foram analisados dois tipos de isolantes, lã de vidro prensada e cortiça. Por conta do custo o projeto foi implantado com a lã de vidro prensada chegando a ter uma diferença de preço de até 20% em cima do valor da cortiça. Depois da instalação do isolante foram realizados novos cálculos podendo constatar que o consumo do ar condicionado teve uma queda de 2000 W/h para 1780 W/h obtendo uma diferença de 11% no consumo total de energia da UBS JD Olinda.
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10. REFERÊNCIAS ENERGIA EÓLICA. (14 de Outubro de 2010). Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em PETRÓLEO - FONTE DE ENERGIA: http://cienciadopetroleo.blogspot.com/2010/10/energia-eolica.html ANEEL. (25 de Agosto de 2011). Matriz de Energia Elétrica. Acesso em 25 de Agosto de 2011, disponível em ANEEL: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/OperacaoCapacidadeBrasil.asp ANEEL. (s.d.). Energia Solar. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em Agência Nacional de Energia Elétrica: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/03Energia_Solar(3).pdf BERNARDO, F. (2011). Gerador. BIODIESEL BR. (s.d.). Energeia Nuclear: Geração de Energia. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em BIODIESEL BR: http://www.biodieselbr.com/energia/nuclear/energiaeletrica-nuclear.htm CASTILHO, J. R., & BRUNORO, C. (s.d.). ENERGIA: uso, geração e impactos ambientais. Acesso em 13 de Agosto de 2011, disponível em A graça da química: http://www.agracadaquimica.com.br/quimica/arealegal/outros/198.pdf CERQUEIRA, W. (s.d.). Biomassa. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em Brasil Escola: http://www.brasilescola.com/geografia/biomassa.htm CNEN. (s.d.). Energia Nuclear.Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em CNEN Comissão Nacional de Energia Nuclear: http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/energia.pdf Consul. (s.d.). Acesso em 28 de Agosto de 2011, disponível em EAD FISICANET: http://www.fisica.net/ead/mod/glossary/showentry.php?courseid=1&eid=407&displa yformat=dictionary CRESESB. (2000). Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/03-Energia_Solar(3).pdf DISCOVERY CHANNEL. (s.d.). Energia eólica, de correntes de ar a correntes elétricas. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em DISCOVERY BRASIL: http://www.discoverybrasil.com/guia_tecnologia/energia_alternativa/energia_eolica/i ndex.shtml DISCOVERY CHANNEL. (s.d.). Energia Hidráulica, a energia dos rios e dos mares. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em Discovery Brasil: http://www.discoverybrasil.com/guia_tecnologia/energia_alternativa/energia_hidraul ica/index.shtml
25 DISCOVERY CHANNEL. (s.d.). Tecnologia solar, o sol como o nosso fornecedor de energia. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em DISCOVERY BRASIL: http://www.discoverybrasil.com/guia_tecnologia/energia_alternativa/tecnologia_sola r/index.shtml Eletrobras. (s.d.). Energia nuclear. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em Eletrobras Eletronuclear: http://www.eletronuclear.gov.br/tecnologia/index.php?idSecao=2&idCategoria=19 Eletrobras. (s.d.). Fontes de Energia. Acesso em 26 de Agosto de 2011, disponível em Eletrobras: http://www.eletronuclear.gov.br/tecnologia/index.php?idSecao=2&idCategoria=91 EPE (Empresa de Pesquisa Energética). (s.d.). Acesso em 10 de Agosto de 2011, disponível em http://www.epe.gov.br ESTADÃO. (2011). Prefeito de Angra diz que cidade não está preparada para um vazamento nuclear. Estadão. Faz Fácil. (s.d.). condicionadores de ar (II). Acesso em 27 de Agosto de 2011, disponível em Faz Fácil: http://www.fazfacil.com.br/manutencao/ar_condicionado.html FERNANDES, F., & MOUTINHO, E. (07 de Outubro de 2004). REFLEXÕES SOBRE A HISTÓRIA DA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA E SUA IMPORTÂNCIA PARA A DEFINIÇÃO DE NOVAS ESTRATÉGIAS PARA O GÁS . Acesso em 25 de Agosto de 2011, disponível em BGF Consultoria: http://www.bgfconsultoria.com.br/pag/documents/Rio_Oil_Gas.htm Flavio Fernandes, E. M. (07 de Outubro de 2004). REFLEXÕES SOBRE A HISTÓRIA DA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA E SUA IMPORTÂNCIA PARA A DEFINIÇÃO DE NOVAS ESTRATÉGIAS PARA O GÁS . Acesso em 25 de Agosto de 2011, disponível em BGF Consultoria: http://www.bgfconsultoria.com.br/pag/documents/Rio_Oil_Gas.htm Goldemberg, J. (1998). Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. São Paulo: Edusp. Goldemberg, J. (1998). Energia, Meio Ambiente e Desenvolvimento. São Paulo: Edusp. LOUBACK, A. (2005). Como funciona a energia eólica? Mundo Estranho. OLIVEIRA, R. (2008). Usinas. Curitiba. TOLMASQUIM, M., GUERREIRO, A., & GORINI, R. (2007). Matriz energética: uma prospectiva. São Paulo: Novos estud. - CEBRAP.
