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1 ANÁLISE DO CONSUMO ENERGÉTICO DE UMA ESTUFA DE OVOS HonassesGuardiola David (1) , Iago Matos Oliveira (2) , Robson de Farias Idalgo (2) , Rodrigo Borba (2) , Vinícius Eichholz (2) (1)-Aluno de Engenharia Elétrica, IFSC Campus Joinville, [email protected] (2)- Aluno de Engenharia Elétrica, IFSC Campus Joinville, RESUMO Este projeto tem por objetivo dimensionar, calcular e construir uma estufa de ovos que consuma menos energia. Em busca de uma melhor eficiência, foram definidos alguns testes para que, por meio de análises e cálculos, se pudesse apontar o arranjo de maior eficiência energética. O que determinou a eficiência da estufa foi, a partir das formas arranjadas, verificar qual teria um maior ou menor consumo de potência da fonte. A partir dessa ideia foi dado início a busca de conceitos e fatores que ajudasse a diminuir o consumo de energia como material isolante, diferentes fontes de calor (resistência e lâmpada) e a utilização de um cooler para dispersão do ar quente. Como resultado verificou-se que o arranjo com menor consumo energético foi a combinação do isolante, lâmpadas e cooler, que proporcionou uma economia de 91% em relação ao arranjo de maior consumo. Palavras-chave:Dimensionar, Eficiência, Consumo. INTRODUÇÃO Com o objetivo de manter um ambiente com uma temperatura constante, ideal para o desenvolvimento das mais diversas formas de vida, são utilizadas as estufas. De forma habitual, as estufas se utilizam de energia elétrica para o fornecimento de calor ao ambiente fechado, se aproveitando do efeito Joule (BOYLESTAD, 2004). Dessa forma, e fazendo uso dos conhecimentos de química (energia, constituição da matéria, tipos de ligações, propriedades da matéria), física (trabalho, conservação da energia, termodinâmica),

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ANÁLISE DO CONSUMO ENERGÉTICO DE UMA ESTUFA

DE OVOS

HonassesGuardiola David (1)

, Iago Matos Oliveira (2)

, Robson de Farias Idalgo(2)

, Rodrigo

Borba(2)

, Vinícius Eichholz(2)

(1)-Aluno de Engenharia Elétrica, IFSC Campus Joinville, [email protected]

(2)- Aluno de Engenharia Elétrica, IFSC Campus Joinville,

RESUMO

Este projeto tem por objetivo dimensionar, calcular e construir uma estufa de ovos que

consuma menos energia. Em busca de uma melhor eficiência, foram definidos alguns testes

para que, por meio de análises e cálculos, se pudesse apontar o arranjo de maior eficiência

energética. O que determinou a eficiência da estufa foi, a partir das formas arranjadas,

verificar qual teria um maior ou menor consumo de potência da fonte. A partir dessa ideia foi

dado início a busca de conceitos e fatores que ajudasse a diminuir o consumo de energia como

material isolante, diferentes fontes de calor (resistência e lâmpada) e a utilização de um cooler

para dispersão do ar quente. Como resultado verificou-se que o arranjo com menor consumo

energético foi a combinação do isolante, lâmpadas e cooler, que proporcionou uma economia

de 91% em relação ao arranjo de maior consumo.

Palavras-chave:Dimensionar, Eficiência, Consumo.

INTRODUÇÃO

Com o objetivo de manter um ambiente com uma temperatura constante, ideal para o

desenvolvimento das mais diversas formas de vida, são utilizadas as estufas. De forma

habitual, as estufas se utilizam de energia elétrica para o fornecimento de calor ao ambiente

fechado, se aproveitando do efeito Joule (BOYLESTAD, 2004). Dessa forma, e fazendo uso

dos conhecimentos de química (energia, constituição da matéria, tipos de ligações,

propriedades da matéria), física (trabalho, conservação da energia, termodinâmica),

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engenharia e sustentabilidade (utilização de energia com eficiência, diminuição do consumo),

matemática (cálculos realizados e estimativas), estatística (análise dos resultados obtidos) e

eletricidade (ligação em paralelo das lâmpadas, resistência, análise de corrente e potência

consumida), o objetivo do estudo foi avaliar e comparar o consumo energético (potência

consumida), para uma estufa de ovos de galinha manter uma temperatura de 38° C, nas oito

situações descritas a seguir: 1- com fonte de calor baseada em resistência de 200W e sem

revestimento isolante (Poliestireno expandido); 2- com fonte de calor baseada em resistência

de 200W e com revestimento isolante; 3- com fonte de calor baseada em duas lâmpadas

incandescentes de 100W cada, ligadas em paralelo e sem revestimento isolante, 4- com fonte

de calor baseada em duas lâmpadas incandescentes de 100W cada, ligadas em paralelo e com

revestimento isolante, 5- com fonte de calor baseada em resistência de 200W, sem material

isolante e com um cooler, 6- com fonte de calor baseada em resistência de 200W, com

material isolante e com cooler, 7- com fonte de calor baseada em duas lâmpadas

incandescentes de 100W cada, ligadas em paralelo, sem revestimento isolante e com cooler,

8-com fonte de calor baseada em duas lâmpadas incandescentes de 100W cada, ligadas em

paralelo, com revestimento isolante e com cooler

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

O aquecimento é a transferência de energia entre os átomos, aumentando a agitação e

a interação entre as moléculas dos materiais. (ATKINS, 2009). Uma estufa pode funcionar de

duas formas: aquecimento direto, no qual a resistência é constituída pelo mesmo material a ser

aquecido, e aquecimento indireto, no qual o material é aquecido por irradiação, por convecção

e/ou por condução, através de sistema de aquecimento auxiliar. No caso da estufa em estudo,

optou-se por este último modelo. Caracteriza-se pela utilização de resistências como fonte de

calor para aquecer por meio de irradiação, convecção e condução. (BOYLESTAD, 2004;

HALLIDAY, RESNIK, WALTER, 2009a). Esses três processos estão contidos no conceito

de uma estufa. O fenômeno de calor está relacionado tanto ao aumento do agito das moléculas

do material no nível molecular quanto com o aumento da excitação dos elétrons do átomo,

pelo aumento de energia no elétron, que em alguns casos pelo seu excesso pode fazer a

transferência do elétron de uma camada para outra, gerando a liberação de calor e luz

(ATKINS, 2009).

O processo de irradiação consiste na transmissão de energia térmica através de ondas

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eletromagnéticas, que podem se propagar em meios materiais e também no vácuo

(HALLIDAY, RESNIK, WALTER, 2009b).

No processo de convecção, que ocorre apenas em líquidos e gases, se dá através de

movimentos nos próprios fluidos. Por exemplo, um fluido que expande se torna menos denso

que o fluído que o cerca e sobe devido ao empuxo. Neste processo, a localização da fonte de

calor pode influenciar (HALLIDAY, RESNIK, WALTER, 2009b).

Devido à ligação da resistência à parede da estufa, nesse caso o material utilizado

como parede de revestimento foi madeira (compensado), existe uma condução de calor da

resistência à madeira. Utilizando o conceito de calorimetria, o calor tende a ser transferido do

corpo mais quente para o corpo mais frio, ou seja, a energia dissipada em forma de calor pela

resistência é conduzida para a madeira devido à ligação dos corpos. O ar interno, por se tratar

de um ar estacionário, fisicamente é considerado um mau condutor de calor (HALLIDAY,

RESNIK, WALTER, 2009a; HALLIDAY, RESNIK, WALTER, 2009b).

A principal razão para a realização desse projeto seria definir a estufa com maior

eficiência energética, realizando testes por meio de um multímetro com escala de temperatura

com um termopar tipo k (avaliando o tempo que leva para se alcançar a temperatura desejada)

e comparando oito arranjos distintos de estufa. A Potência está relacionada diretamente com o

que se deseja manter aquecido e também com o material utilizado para as paredes da estufa,

haja vista, que determinados materiais possuem coeficientes de condutividade térmica

diferentes. Sabe-se que quanto menor o coeficiente de condutividade térmica, menor o fluxo

de calor que se perde do ambiente interno para o ambiente externo por condução,

consequentemente a potência absorvida pelo sistema será menor, devido à perda de calor para

o ambiente externo ser menor, realizando assim um trabalho (W) menor para que mantenha a

temperatura constante no interior da estufa (ATKINS, 2009; HALLIDAY, RESNIK,

WALTER, 2009b).

A partir dessa análise, foi incorporado à estufa um isolante com baixo coeficiente de

condutividade térmica. Auxiliando a madeira no processo de conservação de calor no

ambiente interno.

Para o controle da temperatura, foi utilizado um termostato com a seguinte forma de

funcionamento: O sensor mede a temperatura interna e o termostato fecha o contato se esta for

menor que a selecionada, e abre se for maior, mantendo assim a temperatura no nível desejado

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(38ºC no caso). Partindo dessa análise e tendo ciência da potência da resistência, foi

necessário se fazer o primeiro teste prático onde o objetivo foi saber quanto tempo a

resistência levaria para aquecer até alcançar a temperatura desejada. Esse tempo seria

utilizado nos cálculos a fim de calcular a potência necessária para manter a temperatura no

sistema interno da estufa.

TERMOSTATO

O termostato é um dispositivo que segundo a ADD THERM (2017) tem a função de

impedir que a temperatura de determinado sistema varie além de certos limites estabelecidos,

destinado a manter constante a temperatura através de regulação automática. Ele é composto,

geralmente, por dois elementos: um indica a variação térmica sofrida pelo sistema e é

chamado elemento sensor, o outro controla essa variação e corrige os desvios de temperatura,

mantendo-a dentro do intervalo desejado. Muitas são as aplicações de termostatos: em

aquários, em fornos, aquecedores, refrigeradores, condicionadores de ar, chuveiros elétricos,

etc. Existem vários tipos de termostatos, dentre eles: termostatos mecânicos, termostatos

digitais, termostatos pneumáticos. Para cada necessidade, tem-se o termostato específico.

.

RESISTÊNCIA ELÉTRICA

O conceito geral de resistência está relacionado com o impedimento de passagem de

algo. No campo da elétrica, esse conceito não se distingue, ou seja, uma resistência elétrica é

definida como um impedimento de passagem de elétrons. Consequentemente esse

impedimento de passagem de elétrons, converte energia elétrica em energia térmica. Segundo

Boylestad (2004) a resistência de qualquer material de seção reta uniforme é determinada

pelos quatro fatores a seguir:

1-Material

2-Comprimento

3-Área da secção reta

4-Temperatura

Tendo ciência que quanto maior a resistividade de um material maior será a resistência, segue

uma tabela com variadas resistividades de alguns materiais:

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Tabela 01: Resistividade de alguns materiais.

Material ρ@20°C (Ω/1000ft)

Prata 9,9

Cobre 10,37

Ouro 14,7

Alumínio 17

Tungstênio 33

Níquel 47

Ferro 74

Constantan 295

Nicromo 600

Calorita 720

Carbono 21.000

FONTE:Boylestad, 2004

A determinação da resistência elétrica e seu respectivo material, se deve

principalmente à temperatura de trabalho da estufa e seu modo de operação. Geralmente se

usa a resistência de Nicromo (80% Ni, 20 % Cr), devido sua alta resistência térmica

possuindo um ponto de fusão á temperatura de 1400 °C e sua fácil comerciabilidade.

(CESTILE, 2010).

Uma lâmpada incandescente também pode ser considerada uma resistência elétrica,

porém, a sua utilização em estufas é menor devido a sua eficiência. Diferentemente de uma

resistência, uma lâmpada incandescente possui perdas no momento de dissipação de energia

elétrica em energia térmica. Essa perda é dada devido à luminosidade. Cerca de 8% da energia

dissipada é transformada em luz e 92% restantes, em calor. Essas informações são do Instituto

Nacional de Eficiência Energética.

ISOLANTES

Conforme Young e Freedman (2008) sobre conceitos da 1ª Lei da Termodinâmica, o

calor entre dois corpos tende a ser conduzido do corpo mais quente para o corpo mais frio. Se

não há diferença de temperatura entre corpos, a temperatura é considerada em equilíbrio e não

há condução de calor entre os corpos. Segundo Quites e Lia (apud Young e Freedman, 2008)

“De forma análoga, um isolante pode ser comparado a uma resistência elétrica, ou seja, limita

a passagem de algo. Em relação ao isolante térmico, o que difere de uma resistência elétrica

seria o objeto que se quer limitar a passagem. Basicamente, isolantes térmicos, como o

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próprio nome já diz, limitam a condução de calor entre corpos. O fator que determina se um

isolante possui maior capacidade de isolamento ou menor capacidade de isolamento, seria o

coeficiente de condutividade. Quanto menor for esse coeficiente, menor será a condução de

calor entre corpos e analogamente quanto maior for o coeficiente de condução maior será a

transferência de calor entre os corpos. A taxa de condução de calor entre corpos se dá:

.

Onde:

Pcond: fluxo de calor por condução ( Kcal/h no sistema métrico);

k: condutividade térmica do material;

A: área da seção através da qual o calor flui por condução, medida perpendicularmente

à direção do fluxo ( m2);

Ti: temperatura interna

Ts: temperatura externa

L: expessura do material

(QUITES, LIA, S/A)

POLIESTIRENO EXPANDIDO-EPS

EPS é uma sigla internacional do Poliestireno Expandido, comumente conhecido no

Brasil como isopor. O EPS é um plástico celular rígido resultante da polimerização do

estireno em água. O EPS consiste em até 98% de ar e apenas 2% de poliestireno. Em 1m³ de

EPS expandido, por exemplo, existem de 3 a 6 bilhões de células fechadas e cheias de ar. É

produzido em duas versões: Classe P, não retardante à chama, e Classe F, retardante à chama.

Também 3 grupos de massa específica aparente: I - de 13 a 16 kg/m³, II - de 16 a 20 kg/m³, III

- de 20 a 25 kg/m³.

Algumas características fundamentais do EPS:

*Baixa condutividade térmica;

*Leve;

*Resistência mecânica elevada;

*Baixa absorção de água e insensível à umidade;

*Fácil de manusear e utilizar;

*Versátil;

*resistente ao envelhecimento;

*Amortecedor de impactos; (UNICAMP, 2017).

POTÊNCIA

Conforme Boylestad (2004), O conceito de potência pode ser definido como uma

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grandeza que mede a quantidade de energia transformada em outra por unidade de tempo. A

potência é medida em Joules/segundo. Para a eletricidade, sua unidade é dada por Watt (W),

onde 1W possui 1 J/s. Matematicamente a fórmula para se calcular potência é dada por: P=

,

onde “W” é o trabalho realizado para converter uma energia em outra e “t” o tempo

necessário para essa conversão ou P=VI, onde V é a tensão e I a corrente. Para aparelhos

elétricos, a energia transformada ou transferida corresponde ao trabalho da força elétrica

necessária para deslocar certa quantidade de carga.

Segundo Boylestad (2004), no caso de elementos resistivos, toda potência entregue é

dissipada na forma de calor. Nessa afirmação o autor menciona apenas elementos que

possuem a finalidade apenas de oposição a elétrons. Lâmpadas incandescentes como já

mencionado, são considerados elementos resistivos, porém, possuem perdas para

luminosidade.

Para Filho (2010) em fornos elétricos a potência é função do material a ser trabalhado

e do tempo para o qual se deseja atingir a condição de operação. Existem algumas tabelas com

informações da energia que deve ser utilizada para elevar suas temperaturas próximas à

temperatura de fusão.

Segundo Stasi (1981) no caso dos tratamentos térmicos, o calor necessário é calculado

por meio da equação: Q= c*m* (Tf-Ti), onde Q é expresso em kcal e o calor específico c em

kcal/kg°C, m é a massa do corpo a ser aquecido em kg, Tf é a temperatura final e Ti é a

temperatura inicial. Descobrindo a energia necessária para a utilização do forno, faz-se uso da

equação para o cálculo de potência necessária do forno:

Pf=

(kW)

Onde:

Pf: potência do forno

E: energia consumida no processo de trabalho (em kWh/t)

Pm: peso do material a ser trabalhado ( em toneladas)

n: rendimento do forno (varia de 0.6 a 0.8)

T:tempo desejado para o material atingir a sua temperatura de trabalho ( em horas)

(CESTILE, 2010)

DESENVOLVIMENTO:

O presente projeto foi baseado na avaliação sobre a bibliografia disponível sobre o

assunto em questão, onde se buscaram conceitos para os diferentes dados obtidos. A consulta

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aos professores da instituição IFSC Campus Joinville foi de extrema importância, haja vista

que o grupo tinha recém-adquirido alguns conceitos em disciplinas como Fenômenos dos

transportes e Física 2 e alguns processos envolvidos na elaboração do projeto. Citando

algumas disciplinas que foram importantes para a execução do projeto, tem-se: Física,

Eletrônica Digital, Eletricidade, Fenômenos dos Transportes. A princípio a primeira

dificuldade seria calcular a espessura do isolante térmico. Como já mencionado, o isolante

térmico foi fundamental para que não houvesse uma perda significativa de calor do ambiente

interno para o ambiente externo.

Definir a dimensão da estufa também foi um problema, pois se sabe que o gradiente de

temperatura varia conforme a altura, levando em consideração que a fonte de calor estaria

localizada na parte superior da estufa, consequentemente, seria necessária a absorção de uma

maior potência para manter aquecido. A partir dessa análise e sabendo que existiria à

variação da temperatura conforme a altura foi incorporada a estufa um cooler com tensão

entrada de 12 V para distribuir uniformemente o calor interno.

O fator determinante para a definição das dimensões da estufa foi à quantidade

máxima de ovos. Ficou definido as seguintes dimensões externas para a estufa com

capacidade máxima de 84 ovos de galinha cada um com 13,6 cm de perímetro, 69cm x 50cmx

36cm. A fórmula do volume pode ser definida como:

V=l × c × a

V=0,50 × 0,69 × 0,36

V=0,1242 m³

Onde:

V= Volume (m³)

l= Largura (m)

c= Comprimento (m)

a= Altura (m)

(HALLIDAY, RESNIK, WALTER, 2009a)

Porém definir o dimensionamento da estufa é apenas o início, é preciso calcular e

dimensionar os outros componentes da estufa. Além das dimensões, será necessário

dimensionar o sistema de aquecimento, o isolamento térmico e os outros cálculos referentes

ao mecanismo da estufa.

Neste trabalho, por tratar de uma estufa que possui um aquecimento interno, foi

necessário levar em consideração a dissipação de calor para o ambiente externo. Essa

dissipação pode elevar a potência necessária para manter a temperatura constante,

diferentemente se houver um isolamento, onde o calor dissipado internamente seja transferido

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de forma eficiente, com o mínimo de perdas para o ambiente externo. Revisando a

bibliografia foi definido que o material isolante seria o poliestireno, devido sua baixa

capacidade de conduzir calor. Por meio da disciplina de fenômenos dos transportes, utilizou-

se o conceito de condução de energia por placas compostas, nesse caso as duas placas

isolantes seriam a madeira e o poliestireno com coeficientes de condutividade de 0,17 W/m.K

e 0,035 W/m.K, respectivamente.

O fator essencial para determinar a espessura do isolante térmico foi à disponibilidade

comercial desse, haja vista que a natureza do isolante é linear, ou seja, quanto maior a

espessura menor o fluxo de calor. Portanto, a espessura adotada para o isolante de

poliestireno foi de 50 mm.

Calculando o fluxo de calor entre as placas compostas, tem-se:

=

=

= 13,68 W/m²

Onde:

q: fluxo de calor por condução ( Kcal/h no sistema métrico);

A: área da seção através da qual o calor flui por condução, medida perpendicularmente à

direção do fluxo ( m2);

K madeira= 0,17 W/m.k

K poliestireno= 0,035 W/m.k C

Ti=temperatura interna=38 °C

Ts=temperatura externa=17 °C

Li= espessura da madeira (parte interna)=18mm=0,018m

Lis= espessura do isolante (parte externa)=50mm=0,05m

(QUITES, LIA, S/A)

Em todos os protótipos, o tempo para que a temperatura interna atingisse 38 °C foi

fundamental para analisar os dados obtidos e calculá-los. Partindo desse ponto, foi dado início

uma busca na bibliografia disponível por uma relação que agrupasse potência consumida e

tempo. Através da disciplina de eletricidade e por meio do livro Boylestad (2004) foi

encontrado o conceito de energia consumida ou fornecida por um sistema, que é determinada

por : W=P*t, onde W= energia consumida ou fornecida, P=Potência (W) e t=tempo(s).

Geralmente, convém em expressar a unidade de energia consumida ou fornecida por um

sistema em kWh devido à unidade watt-segundo ser muito pequena. A partir dessa equação

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definimos a estufa mais eficiente levando em consideração a que consumisse menos energia,

seria a mais eficiente.

O circuito dos componentes envolvidos no projeto está descrito na figura abaixo:

Figura 01: Esboço do Circuito elétrico da estufa

FONTE: Autoria própria

Por meio do software AutoCad foi possível desenhar o projeto da estufa em 3D e

modelar a posição de cada componente. Devido à inviabilidade de posicionar as duas fontes

de calor distintas na mesma posição foi escolhido a resistência para ser fixada na parte

superior da estufa e consequentemente as lâmpadas na parte lateral, ambas como já

mencionado ligadas em paralelo. A parte inferior foi descartada, devido a necessidade

biológica de manter uma umidade interna levando a necessidade de possuir um recipiente com

água de 4 dm³(L). O cooler por sua vez foi posicionado na parte superior. Sabendo que o

gradiente de temperatura varia conforme a altura, tinha-se conhecimento que haveria uma

deficiência por parte da resistência por estar fixada na parte mais alta da estufa e

consequentemente as lâmpadas teriam um maior aproveitamento no que se refere a irradiação.

Abaixo se tem algumas vistas extraídas do software.

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Figura 02: Vista frontal estufa

FONTE: Autoria própria

Figura 03: Vista superior da estufa

FONTE: Autoria própria

Figura 04: Vista lateral estufa

FONTE: Autoria própria

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Como resultado da construção final e após a colocação do isolante externo é

apresentada abaixo as fotografias da estufa construída.

Figura 05: Vista frontal estufa

FONTE: Autoria própria

Figura 06: Vista superior da estufa

FONTE: Autoria própria

TESTES E EXPERIMENTOS

Para os testes foram utilizados um multímetro, os 8 arranjos distintos da estufa e um

cronômetro. Na captação e análise de dados, a cada 1 °C de temperatura alterado o tempo foi

registrado, desde a temperatura inicial, até atingir a temperatura de trabalho. Foi definido para

análise da eficiência energética apenas o funcionamento da estufa até atingir a temperatura de

trabalho, haja vista que para cada arranjo o fluxo de calor do ambiente interno para o

ambiente externo seria constante.

Foram realizados vários testes em dias diferentes e com isso percebeu-se que havia

uma variação significativa na temperatura inicial interna. Devido esse fato, optou-se por fazer

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o teste em um dia apenas, a fim de obter a mínima variação de temperatura. Mesmo fazendo o

teste apenas em um dia, notou-se que a temperatura variou durante o período dos testes. Dessa

forma, foi possível se realizar apenas um teste em cada modelamento, devido ao tempo

utilizado entre as modelagens e o tempo de espera para a dissipação do calor.

O que obteve-se como resultado que a menor temperatura inicial interna foi de 21°C e

a maior temperatura inicial interna foi de 23°C. No arranjo com fonte de calor a resistência de

200W, sem isolante e sem cooler, a temperatura de 38°C que seria a temperatura de trabalho

não foi alcançada, ficou estabilizada em 34°C, o que nos leva a pensar no gradiente de

temperatura e perdas de calor.

Como se conhecia a potência da resistência, de cada lâmpada e do cooler, para os

arranjos onde o tinha incorporado, foi possível calcular o consumo de energia por meio

Potência x tempo (KWh) e analisar qual seria o arranjo que consumisse menos energia e

consequentemente os mais eficiente. Abaixo segue uma tabela onde possui todos os dados

coletados para cada arranjo com a graduação em °C e o tempo contado em segundos:

Tabela 02: Dados coletados nos distintos arranjos da estufa.

FONTE: Autoria própria

Para melhor relacionar as informações dos dados obtidos foram esboçados dois

gráficos para temperatura (Celsius) em função do tempo (Segundos). Um gráfico possui todos

os arranjos e outro foi descartado o arranjo que possuiu o maior consumo de energia, visando

facilitar a visualização dos casos mais eficientes.

TEMPERATURA 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 KWh %ECON

LÂMPADA + ISOLANTE +

COOLER 0 0 0 2 7 14 22 26 37 47 60 81 99 124 161 214 273 365 0,02101 91,1

RESISTÊNCIA + COOLER 0 0 0 3 9 15 20 24 30 34 38 46 57 79 124 190 280 395 0,02273 90,4

LÂMPADA + ISOLANTE 0 0 3 5 12 24 41 66 96 123 157 200 257 309 370 447 508 569 0,03161 86,6

LÂMPADA + COOLER 0 0 0 2 9 17 26 36 55 73 90 120 158 212 291 390 528 697 0,04012 83

L ÂMPADA 0 0 2 4 9 16 34 42 53 74 110 131 171 215 267 513 615 798 0,04433 81,3

RESISTÊNCIA + ISOLANTE +

COOLER 0 5 13 16 20 26 30 36 46 56 77 95 130 185 289 420 624 803 0,04622 80,5

RESISTÊNCIA + ISOLANTE 0 142 265 478 680 903 1157 1470 1704 2010 2233 2459 2787 3063 3365 3630 3997 4272 0,23733 0,000

* Energia consumida em KWh

**percentual de economia em relação ao teste com maior consumo energético.

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Gráfico 01: Aumento da temperatura da estufa em relação ao tempo.

FONTE: Autoria própria

Gráfico 02: Aumento da temperatura da estufa em relação ao tempo.

FONTE: Autoria própria

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CONCLUSÕES

Diante dos dados obtidos por meio de testes e realizando os devidos cálculos,

observou-se que o arranjo que possuía uma maior eficiência energética foi o constituído por

uma fonte de calor de duas lâmpadas incandescentes em paralelo com potência de 100W cada

uma, com material isolante e com cooler de 7,2W de potência. Que em comparação ao arranjo

de maior consumo, o modelamento de maior eficiência apresentou uma economia de 91%.

Pode-se observar também valores muito próximos entre o resultado citado acima e o

modelamento de resistência com o cooler, o que pode apontar tal arranjo como uma boa

opção.

Por outro lado alguns fatores devem ser levados em consideração como a localização

diferenciada das fontes de calor (resistência na parte superior e as lâmpadas nas laterais)

podem ter interferido na comparação e cabe apontar a dificuldade de estabilização da

temperatura inicial para todos os testes, que interferiu no resultado final,

Ao que se pode aludir que os resultados demonstrados expressam apenas a leitura de

um teste para cada modelamento, fato que torna esse resultado pontual, com necessidade de

replicação das análises em ambiente controlado, e com a reprodutividade das avaliações de

cada arranjo com o mínimo de três tentativas. Além da ausência de realização do teste com a

contagem do tempo em que o termostato manteve a estufa desligada, que poderia nos auxiliar

no entendimento da contribuição do isolante no ciclo de trabalho.

Dessa forma conclui-se que os resultados apontados demonstram a possibilidade de

uma economia de aproximadamente 90% para os arranjos apresentados, porém observa-se a

necessidade da realização de novos testes, e do melhor controle de fatores externos para a sua

confirmação e melhor confiabilidade.

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