Sistemas de ar condicionado geotérmicos, visam aproveitar a diferença de temperatura atmosférica, que por exemplo, no verão na cidade de São Paulo pode ser superior à 30 graus Celsius (ºC) e a temperatura do subsolo, a partir de pouco metros de profundidade, que pode ser em média 5 a 10º C inferior, no caso da mesma cidade. Assim, o objetivo é o de aproveitar a energia térmica presente no subsolo para climatizar ambientes, com oportunidades de reduzir a demanda energética e custos com o uso de sistemas de ar-condicionado.
Em sistemas geotérmicos, costumam-se instalar fundações trocadoras de calor, nas quais algum fluído, em geral água, circula pelas tubulações instaladas no interior das estacas que formam as fundações do edifício, promovendo a troca de calor entre o ambiente interno do prédio e o subsolo, sendo o funcionamento do sistema de condicionamento de ar baseado na diferença de temperatura entre a atmosfera e o subsolo.
Além disso, o sistema prevê a instalação de bomba de calor geotérmica, que utiliza fluído refrigerante em circuito fechado, o permite a troca de calor entre os ambientes climatizados e a água que circula nas estacas, resultando em aquecimento ou resfriamento dos ambientes, sendo esse um processo contínuo, até que se alcance a temperatura de setpoint. São utilizados aparelhos de ar condicionado adaptados para geotermia para climatizar os ambientes, alimentados pelo sistema geotérmico.
Por outro lado, o rejeito de calor é feito do interior da edificação, para o solo.
A climatização por geotermia superficial já é amplamente utilizada em países de clima temperado, principalmente na Europa, nos Estados Unidos, no Japão e no Canadá, sendo no verão adotada para resfriamento e no inverno para aquecimento dos ambientes. No Brasil, por se utilizar apenas para climatização, essa solução está sendo testada na Universidade de São Paulo (USP), no Cics Living Lab, edifício-laboratório que o Centro de Inovação em Construção Sustentável (Cics) da Escola Politécnica (Poli-USP) está erguendo no campus da Cidade Universitária.
O objetivo é o de verificar se o uso do subterrâneo apenas para resfriamento do ar, com rejeito constante de calor no subsolo, não afeta o sistema, uma vez que não há o reequilíbrio periódico da temperatura do subsolo onde estão instaladas as fundações. Uma das hipóteses a ser testada é a de que a contínua rejeição de calor no subsolo poderia aumentará sua temperatura, podendo reduzir a eficiência do sistema geotérmico de climatização ao longo do tempo. A experiência no Cics Living Lab ajudará, ainda, a verificar se os ciclos de aquecimento e resfriamento poderão afetar o comportamento das fundações do edifício ao longo do tempo.
Para saber mais sobre a interessante pesquisa que está sendo conduzida no Cics Living Lab, acesse: https://revistapesquisa.fapesp.br/frescor-do-subsolo/
Autor: Ariel Gandelman
Revisão Técnica:Felipe Raats Daud, João Carlos Correa e Fábio Santos
