1. Universidade Presbiteriana Mackenzie
ESTUDO DE CASOS DE CIDADES QUE UTILIZAM FONTE DE ENERGIA
RENOVÁVEL E ADAPTAÇÃO PARA CIDADES BRASILEIRAS
Fagner Rosa Medeiros (IC) e Dominique Fretin (Orientador)
Apoio: PIVIC Mackenzie
Resumo
Esta pesquisa tem como principal foco estudar a aplicação da energia solar na arquitetura brasileira e
questionar por que é tão pequena sua utilização no mundo, já que sua principal fonte, o sol, é tão
abundante. Para justificar a aplicação desse tipo de energia, são apresentados, no trabalho, estudos
de casos bem-sucedidos em países como Alemanha e Espanha, além de objetos diversos usados no
cotidiano que levam placas fotovoltaicas, como uma mochila, roupas e até meios de transporte, como,
por exemplo, um avião movido apenas com a energia do sol. Por fim, dá exemplos de cidades
brasileiras em áreas remotas do país que utilizam a energia solar de forma emergencial. Com isso,
pretende-se evidenciar o déficit de programas relacionados à questão energética e o atraso de um
país com uma das melhores condições de mudar sua matriz de energia.
Palavras-chave: sol, energia solar, arquitetura solar
Abstract
This research is mainly focused on studying the use of solar energy in Brazilian architecture an it
questions the reason of why it isn´t so common around the world, especially when its main source, the
sun, is so abundant. To justify the use of solar energy, the research presents successful cases in
countries like Germany and Spain, as well as various objects with photovoltaics used in daily life, for
example, backpacks, clothes and even transportation, like an aircraft powered only by energy from the
sun. Finally, it gives examples of Brazilian cities in remote areas that uses solar energy in emergency
cases. This research intends to highlight the shortage of programs related to energy and the delay of a
country like Brazil that has one of the best conditions to change its energy matrix.
Key-words: sun, solar energy, solar architecture
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Introdução
A importância deste trabalho é investigar o que está sendo feito em relação à energia solar e
como a arquitetura pode relacionar-se com tal fonte energética. O sol funciona como
bactericida em ambientes onde é insuficiente a iluminação natural e, portanto, a orientação
solar num projeto arquitetônico é fundamental.
A fim de mostrar as aplicações desse tipo de energia e o porquê de esta ser uma eficiente
matriz renovável, a pesquisa mostra exemplos de países europeus, especialmente a
Alemanha, que têm se mostrado os mais atuantes no que se refere à implantação da
energia solar. O destaque fica especificamente para a cidade de Freiburg, cujo projeto do
arquiteto Rolf Disch evidencia que há dois modos de a arquitetura se relacionar com o
modelo solar de geração de energia – o passivo e o ativo. O que caracteriza o programa
alemão, chamado “Plus Energy House” (Produção de Energia Maior que sua Própria
Demanda), é que os moradores produzem energia solar a partir de suas casas e a vendem
ao governo.
Durante a pesquisa, apesar de bons exemplos europeus, verificou-se que ainda há pouca
utilização da energia solar no mundo e que há um déficit energético no Brasil, apesar do
país ser rico em incidência solar. O que fica é a reflexão de que o uso da energia solar não é
a solução dos problemas de energia mundial, mas sim uma alternativa que está em nossas
mãos e então, por que não utilizá-la?
Estudo de casos de cidades que utilizam fonte de energia renovável e adaptação para
cidades brasileiras
O sol existe há cerca de 4,5 bilhões de anos e é a principal fonte de energia a banhar a
Terra. Foi responsável por inúmeras modificações climáticas e geográficas na superfície do
planeta e hoje quase todas as fontes de energia utilizada pelo homem provêm dele. A
decomposição de animais e plantas, junto com o sol, resulta na principal fonte de energia,
como o carvão, petróleo e gás natural.
Está comprovado cientificamente que o sol fixa a vitamina D no organismo e estimula a
produção de serotonina, “o hormônio da felicidade”.
A energia solar pode ser aproveitada como fonte de calor ou de luz, para aquecer ambientes
ou ser armazenado e futuramente ser convertida em energia mecânica ou elétrica, o que se
dá por meio da captação pelas células fotovoltaicas.
Segundo Bauttista Vidal (2002), a incidência solar em um ano na atmosfera equivale a
10.000 vezes a produção de energia nesse mesmo período, o que poderia ser aproveitado
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de forma a suprir a crescente produção mundial e evitando a extração de recursos naturais
não renováveis.
Energia solar e suas aplicações
A geração de energia elétrica através de luz solar se dá pelo uso de captadores chamados
de painéis fotovoltaicos. A energia é gerada pela presença da luz, e não necessariamente
pela incidência direta da luz solar. Do ponto de vista econômico, ou em relação ao custo-
benefício, o uso da energia solar pode ser melhor aproveitado em locais afastados de linhas
eletrificadas, iluminação externa e interna de residências, locais públicos e nas
telecomunicações, principalmente em locais remotos e na sinalização de estradas, passeios,
pistas e portos. O calor pode ser aproveitado também para aquecimento em residências
através de sistema de aquecimento solar.
Energia solar e arquitetura no período moderno
No período moderno, a insolação passa a ser um aspecto importante para os projetos feitos
na Europa e na America do Sul. Le Corbusier entendia que os benefícios do sol na
arquitetura eram imensos devido a problemas de saúde que acometiam a população
européia em épocas anteriores por insolação insuficiente dos ambientes construídos. O
concreto, utilizado em estruturas, lajes de pisos, coberturas e algumas paredes, traz
benefício ao acumular calor para os dias frios do inverno europeu. Exemplo disso é a Villa
Savoye, projeto de Le Corbusier. Mas, além da questão da saúde, as obras modernistas
deveriam aproveitar ao máximo seu caráter estético, utilizando o sol para enaltecer os
projetos.
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Figura 01: Villa Savoye, Le Corbusier
http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/02.024/785
Vale ressaltar que o pensamento de Le Corbusier se baseava na arquitetura como uma
produção industrial, levando em conta todos os aspectos tecnológicos de que o período
dispunha. O homem deveria aproveitar os recursos naturais com racionalidade e
organização, e a técnica seria o principal viés da produção arquitetônica da época.
Exemplos de captação solar para produção de eletricidade
Para entendermos os modos de aplicação para a utilização da energia solar temos que
entender três pontos a fim de analisar seu emprego. Em seguida, analisaremos cidades
como Freiburg na Alemanha.
1-As centrais solares térmicas concentram os raios térmicos do sol para alcançar altas
temperaturas e, assim, produzir o vapor que acionará a turbina para a geração de
eletricidade.
2-As centrais fotovoltaicas transformam diretamente a radiação luminosa em eletricidade.
3-Sistemas térmicos usam a movimentação do ar aquecido pelo sol para acionar as turbinas
que geram eletricidade.
Um bom exemplo é da Central de Energia Solar de Sevilha, Espanha, onde uma torre de 40
andares é rodeada por 624 espelhos móveis que acompanham o movimento do sol, refletem
e convergem os raios em direção ao topo da torre. Após esse processo, a água é aquecida
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ao ponto de produzir vapor e gerar as turbinas, gerando energia elétrica. (Ano de construção
2007)
Espanha
Figura 02: Central de Energia Solar em Sevilha, Espanha
http://inhabitat.com/sevilles-solar-power-tower/spanish-solar-tower-seville-power-electricity-
green/
Outro exemplo é o parque solar de Walpolenz, perto da cidade de Leipzig, na Alemanha,
onde 550.000 placas de células fotovoltaicas captam toda a incidência dos raios solares,
tranformando-os em energia elétrica. Essa área corresponde a 220 hectares (cerca de 200
campos de futebol) e gera ao ano 40MW de energia. (Ano de construção 2006)
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Alemanha
Figura 03: Parque solar de Walpolenz, Leipzig, Alemanha
http://novaenergia.net/forum/viewtopic.php?f=46&t=3879
Objetos que se sustentam com energia solar
O que é
É uma mochila desenvolvida para praticantes de esporte e aventura, com placas
fotovoltaicas embutidas que captam a luz solar e a transformam em energia elétrica.
Carrega pilhas AA e transfere energia para pequenos aparelhos eletrônicos como celular,
MP3 player, iPod, GPS, câmeras digitais e outros.
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Como funciona
Absorve a energia do sol através dos painéis solares, gerando então a energia elétrica, que
será armazenada nas baterias dos aparelhos eletrônicos ou nas pilhas recarregáveis. Utiliza
a energia limpa e renovável do Sol a seu favor e a favor do meio ambiente, para dar suporte
de a todos os aparelhos eletrônicos portáteis, como celular, smartphone, câmeras digitais
iPod, MP3, MP4, games e GPS, entre outros.
Fonte: http://pt.wikinoticia.com/cultura%20cient%C3%ADfica/ecologia%20e%20ambiente/70620-roupas-solar
O que é
São roupas adaptadas a receber células solares flexíveis, como calças, casacos ou
qualquer peça de vestuário.
Para que serve
A pessoa pode conectar dispositivos como celulares ou leitores de mp3 em um bolso
especial do vestuário, que por sua vez está ligado a células solares. Os donos dessas
roupas especiais nunca ficam desconectados com as informações do mundo.
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Avião movido a energia solar (2006)
O Solar Impulse é um avião conhecido por realizar a primeira volta ao mundo movido a
energia solar. Tem dimensões de 63,4 m (similar a um Airbus). A aeronave tem como fonte
de energia 12.000 células fotovoltaicas que alimentam os quatro motores elétricos (10 CV
cada) e recarregam as baterias de lítio polímero de 400 kg.
Fonte: http://www.solarimpulse.com/
Por que não utilizá-la?
O emprego dessa fonte renovável de energia poderia ser uma das alternativas para suprir a
crescente demanda energética no Brasil, já que nosso país tem o privilégio de contar com a
incidência solar em todos os meses do ano e, além disso, de estar próximo de dois trópicos
e da linha do Equador. Uma das principais dificuldades enfrentadas é o desconhecimento
em relação ao custo da energia solar. Acredita-se que seja muito cara, no entanto, países
como Alemanha, Portugal e Espanha estão pesquisando células fotovoltaicas mais baratas
e econômicas e também incentivando o uso pela população. Com isso, fomentam um
mercado de venda e troca entre governo e população.
No Brasil, ainda não há um programa efetivo de energia solar. Quanto mais tarde o país
criar esses mecanismos, mais distante será o nível tecnológico do país em relação aos
países mencionados anteriormente. A criação desse modelo de geração de energia também
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cria mais empregos e atende localidades do país onde os meios convencionais de energia
não chegam.
Energia solar adaptada à arquitetura
Outro grande exemplo da utilização das células fotovoltaicas na arquitetura está na
cidade de Freiburg na Alemanha.
O Solarsiedlung ou “Vila Solar” é o projeto de construção solar mais moderno da Europa.
Projetado por Rolf Disch, o condomínio segue as instruções da German Passive House (que
dispõe de conforto interno sem a necessidade de aquecimento e resfriamento) e da Plus
Energy House (produção de energia maior que sua própria demanda). Além disso, o projeto
alemão contempla diversas questões ambientais, como seleção de materiais, consumo de
energia, opções para transporte e métodos construtivos.
A “Vilar Solar” possui 58 unidades residenciais e seu layout foi projetado de acordo com a
orientação solar. As casas com terraços são orientadas para o sul e a distância entre os
prédios é determinada de tal forma que permite a insolação e o aquecimento de cada casa
de acordo com a incidência do sol. Todas essas medidas projetuais são medidas passivas
de conforto térmico nas residências; notamos que o arquiteto aproveita a inclinação dos
telhados para aproveitar o maximo de incidência solar o que caracteriza uma medida ativa
para a questão energética
Figura 04: Vila Solar na cidade de Freiburg, Alemanha
A eletricidade é gerada por painéis solares e a energia excedente é ligada e vendida à rede
pública. A energia adicional nos meses de inverno é produzida por uma estação local
abastecida com cavacos de madeira.
Antes de ser lançada nos coletores pluviais, a água da chuva passa por um sistema de
drenagem natural. Parte dessa água ainda é coletada e armazenada para uso em irrigação
e jardinagem ou utilizada para descarga de vasos sanitários.
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Outras estratégias mais tradicionais do projeto incluem o uso de grandes aberturas na
fachada sul para maximizar o ganho solar e aberturas pequenas no norte para minimizar a
perda de calor. A projeção do telhado fornece sombra durante o verão, mas permite a
passagem do sol durante o inverno para aquecimento passivo.
A questão energética no Brasil e suas aplicações
Apesar da abundância de recursos naturais no Brasil, a tecnologia energética e as
pesquisas desenvolvidas em universidades esbarram na inércia do governo em financiar tais
programas energéticos devido a questões políticas e até mesmo de interesse particular. Os
programas que existem são pequenos e de cunho paliativo para as questões energéticas,
que necessitam de medidas em larga escala. As fotos abaixo mostram que tais programas
estão localizados em regiões onde falta infraestrutura básica.
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Mirante do Paranapanema - SP
Figura 06: Sistema de bombeamento fotovoltaico, Santa Cruz
Fonte: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP. Instituto de Eletrotécnica e Energia – IEE. Formação
técnica. São Paulo: 2000.
Este sistema fornece energia suficiente para abastecer com água 43 famílias nesta região.
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Capim Grosso - BA
Figura 07: Sistema fotovoltaico de bombeamento de água para irrigação
Fonte: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP. Instituto de Eletrotécnica e Energia – IEE. Formação
técnica. São Paulo: 2000.
As placas instaladas têm a função de gerar eletricidade para bombear um volume de água a
fim de irrigar as plantações vizinhas.
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Vale do Ribeira –SP
Figura 08 _ Sistema de eletrificação fotovoltaico do núcleo de Pereque
Fonte: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP. Instituto de Eletrotécnica e Energia – IEE. Formação
técnica. São Paulo: 2000.
No Vale do Ribeira, situado no litoral Sul de São Paulo, foram instalados diversos sistemas
de eletrificação de escolas, postos de saúde e unidades de preservação ambiental
(estações ecológicas, parques estaduais etc.), além de atendimento a pequenas
comunidades rurais.
Conclusão
O emprego de medidas passivas que levam em conta a orientação do sol para o conforto
térmico dentro da arquitetura como o emprego do “brise soleil” no período moderno foi de
grande importância, pois essas medidas serviriam para a redução do consumo energético
dos novos edifícios e alem disso as faces de um edifício apresentam enorme potencial para
a captação de energia então porque não utilizá-la? (Fretin 2009).
A energia solar é um bem renovável abundante que pode ser aproveitado de diferentes
formas na crescente demanda por energia mundial. No Brasil, há inúmeras fontes
energéticas a serem aproveitadas e incorporadas em nossa matriz energética, mas é
necessário implantar uma política séria e persistente para viabilizar tais recursos. A energia
solar aqui pesquisada é apenas uma delas.
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Referencias
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Contato: fagnerhc@hotmail.com; dominixme@gmail.com
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