Avaliação do comportamento termomecânico de uma fundação por estaca trocadora de calor em zona de clima subtropical

Resumo

A utilização de energia geotérmica superficial, para climatização de edifícios, tem sido um procedimento bem sucedido e eficiente em diversos países. O uso de sistemas geotérmicos acoplados às fundações de obras civis, conhecidos como "estacas trocadoras de calor" ou "sistema de energia renovável pelas fundações", é uma alternativa inovadora que reduz significativamente os custos operacionais de um edifício. Este sistema pode ser instalado em qualquer tipo de construção apoiado em fundações por estacas, que, por serem instaladas em profundidade, permitem uma grande área de contato para a ocorrência da troca térmica do edifício com o solo. Durante a execução das estacas trocadoras de calor, são instalados tubos de absorção de calor na armação da estaca, que permitem a transferência de energia térmica do solo, por meio de um fluido que circula em circuito fechado. Este sistema pode ser usado tanto para aquecer como para resfriar o ambiente, de acordo com a época do ano. O funcionamento deste sistema se deve ao fato da temperatura do subsolo ser constante durante todo o ano a partir de certa profundidade. Portanto, com o intuito de avaliar esta solução sustentável para reduzir o elevado consumo de energia elétrica com sistemas de ar-condicionado no Brasil, o presente projeto visa investigar experimentalmente o comportamento e a eficiência da estaca trocadora de calor para climatização de edifícios em região de clima subtropical. Este projeto tem como objetivos principais: verificar o efeito da troca cíclica de calor no comportamento carga versus recalque de uma fundação por estaca hélice contínua, e avaliar a eficiência deste sistema geotérmico, com a maior parte de seu comprimento instalado em solo tropical parcialmente saturado, típico da região de São Carlos, visto que a condutividade térmica varia com o grau de saturação do solo. Por fim, esta pesquisa contribuirá para o conhecimento do funcionamento deste sistema no Brasil, já que não existem estudos sobre estacas trocadoras de calor em nosso país. (AU)