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Mecânica

Ar-condicionado com água do fundo do mar gasta menos energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/10/2020

Ar-condicionado com água do fundo do mar gasta menos energia
Se dutos instalados por escavação forem utilizados para trazer a água oceânica, os custos de operação do sistema podem ser ainda mais baixos.
[Imagem: Julian David Hunt et al. - 10.1007/s12053-020-09905-0]

Ar-condicionado com água do mar

Engenheiros de várias universidades brasileiras estão propondo uma nova forma de atender às necessidades de ar-condicionado das quentes regiões litorâneas.

A equipe liderada pelo professor Dorel Soares Ramos, da USP (Universidade de São Paulo), acredita que a solução para gastar menos energia com ar-condicionado está em buscar água fria no fundo do mar.

O conceito do ar-condicionado com água do mar (ACAM) envolve o bombeamento de água de profundidades entre 700 e 1.200 metros, água esta que está a temperaturas de 3 ºC a 5 ºC, e levá-la até usinas na costa, onde a água troca calor com um sistema de resfriamento regional, retornando a água mais quente para o oceano.

De acordo com os cálculos da equipe, apenas 1 m3 dessa água gelada do fundo do mar que for trazida para uma usina de ar-condicionado pode fornecer a mesma energia de resfriamento gerada por 21 turbinas eólicas ou uma usina solar do tamanho de 68 campos de futebol.

E eles foram mais longe, desenvolvendo um modelo computacional para estimar o custo de resfriamento desse sistema de ACAM ao redor do mundo, além de avaliar a possibilidade de utilizá-lo como alternativa para armazenamento de energia a partir de fontes renováveis variáveis, como eólica e solar.

As simulações mostram que, enquanto os sistemas de ar-condicionado convencionais requerem um baixo custo de investimento inicial, mas custos de energia altos para operá-los ao longo de sua vida útil, para os sistemas ACAM ocorre o oposto - embora tenha um custo de investimento inicial mais alto, os custos de energia para operar o sistema são mais baixos.

Ar-condicionado com água do fundo do mar gasta menos energia
Esquema da usina de ar-condicionado com água gelada oceânica.
[Imagem: Julian David Hunt et al. - 10.1007/s12053-020-09905-0]

Vantagens e desvantangens

Como seria de se esperar, o sistema tem maior nível de atratividade para ilhas em regiões tropicais, onde faz mais calor e a distância da costa até as profundidades oceânicas é menor. Para regiões continentais, quando menor for a dimensão da plataforma continental, menor será o custo do sistema.

Outras vantagens do sistema ACAM incluem sua confiabilidade como fonte renovável não-intermitente de resfriamento, redução das emissões de gases de efeito estufa dos processos de refrigeração e redução do consumo de água em relação aos sistemas convencionais de ar-condicionado. O ACAM também poderia ser combinado com plantas de liquefação de hidrogênio, onde poderia ajudar a reduzir o consumo de energia no processo de liquefazer o hidrogênio em até 10%.

Os pesquisadores, no entanto, alertam que, apesar de seu potencial e muitas vantagens, essa tecnologia também apresenta seus desafios, entre eles o retorno da água do mar aquecida, o que deve ser tratado com extremo cuidado para minimizar seu impacto na vida selvagem costeira.

Bibliografia:

Artigo: High velocity seawater air-conditioning with thermal energy storage and its operation with intermittent renewable energies
Autores: Julian David Hunt, Behnam Zakeri, Andreas Nascimento, Bruno Garnier, Márcio Giannini Pereira, Rodrigo Augusto Bellezoni, Natália de Assis Brasil Weber, Paulo Smith Schneider, Pedro Paulo Bezerra Machado, Dorel Soares Ramos
Revista: Energy Efficiency
DOI: 10.1007/s12053-020-09905-0





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