Sistemas de ar-condicionado geotérmicos visam aproveitar a diferença de temperatura entre a atmosfera e o subsolo para realizar a troca térmica dos sistemas de climatização. Por exemplo, na cidade de São Paulo nos meses de verão, a temperatura atmosférica pode ser superior à 30ᵒC, enquanto a do subsolo pode ser em média 5 a 10ᵒC inferior. Ou seja, a partir de pouco metros de profundidade no solo já é possível observar diferenças de temperatura interessantes, dependendo da região. O objetivo deste tipo de sistema é aproveitar o diferencial de temperatura para climatização dos ambientes com oportunidades de reduzir a demanda energética e os custos relacionados ao uso do ar-condicionado.
A execução de um sistema geotérmico costuma consistir na instalação de trocadores de calor enterrados junto às fundações das edificações, nas quais algum fluido (em geral água) circula pelas tubulações instaladas no interior das estacas, promovendo o resfriamento do fluido circulante e utilizando este no resfriamento do ambiente interno do prédio. Quando o sistema utiliza bombas de calor geotérmicas (em circuito fechado de bombeamento), promovem a contínua troca de calor entre os ambientes climatizados e a água que circula nas estacas. Nestas aplicações são utilizados aparelhos de ar-condicionado adaptados para a geotermia.
Assim, os sistemas geotérmicos podem ser projetados para resfriar ou aquecer ambientes (dependendo das condições externas e da localização geográfica da instalação). Dessa forma, é possível que o fluxo de calor ocorra do subsolo para o ambiente (aquecimento) ou do ambiente para o subsolo (resfriamento).
A climatização por geotermia superficial já é amplamente utilizada em países onde há disponibilidade maior de calor no subsolo, principalmente na Europa, Estados Unidos, Japão e Canadá, sendo utilizado para aquecimento no inverno, mas há também casos de aplicação no verão para resfriamento.
No Brasil, essa solução está sendo testada no Cics Living Lab (edifício-laboratório), que o Centro de Inovação em Construção Sustentável (Cics) da Escola Politécnica (Poli-USP) ergueu no campus da Cidade Universitária.
O principal desafio para a geotermia em países de clima tropical, e que está se verificando também nos estudos brasileiros, é de que o uso do subterrâneo apenas para resfriamento do ar, com rejeito constante de calor no subsolo, afeta o desempenho do sistema, uma vez que não há o reequilíbrio periódico da temperatura do subsolo onde estão instaladas as fundações. A contínua rejeição de calor no subsolo aumenta sua temperatura, o que reduz a eficiência do sistema geotérmico de climatização ao longo do tempo.
A experiência no Cics Living Lab ajudará também 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/
Comitê de Artigos Técnicos Smacna
